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本书以生动有趣的语言探讨了人与自然的关系：大气、海洋、陆地水、土壤、自然灾害与防治、环境污染与保护、3S技术。本书的出版让青少年了解世界，认识自身，启迪生命的差异与共生相依的道理，为今后构建和谐绿色社会添砖加瓦。
廖一兰，中国科学院地理科学与资源研究所副研究员，硕士生导师。参与国家重点研发计划、国家科技重大专项等多项***科研项目。发表40多篇SCI／SSCI论文，参与编写专著6部，获中国专利授权6项，2020年入选WGDC全球地理信息开发者大会全球前沿科技青年科学家，获科技部国家遥感中心“遥感青年科技人才创新资助”。
第1章大气
地球大气的由来
大气流动
天气和气候的区别
地球气候变化的前世今生
二十四节气
天气如何预报
第2章海洋
海洋的形成
大洋环流
海洋资源及其利用
世界航海史——地理大发现
深海探测
第3章陆地水
水循环
河流
湖泊
地下水
温泉是怎样形成的
水资源与城市发展
第4章土壤
土壤是怎样形成的
土壤中的空气
土壤矿物质与腐殖质
土地利用
水土保持
土壤生态环境
第5章自然灾害与防治
自然灾害
厄尔尼诺现象
拉尼娜现象
灾害监测与预警
汶川地震灾后重建实例
第6章环境污染与保护
环境污染
污染监测
污染治理的先进案例
自然保护区
新能源
碳中和
第7章3S技术
3S技术的发展
遥感
地理信息系统
全球导航卫星系统
智能交通
智能旅游
智能健康……前言/序言高度重视科学教育，已成为当今社会发展的一大时代特征。对于把建成世界科技强国确定为21世纪中叶伟大目标的我国来说，大力加强科学教育，更是必然选择。科学教育本身即是时代的产物。早在19世纪中叶，自然科学较完整的学科体系刚刚建立，科学刚刚度过摇篮时期，英国著名博物学家、教育家赫胥黎就写过一本著作《科学与教育》。与其同时代的哲学家斯宾塞也论述过科学教育的重要价值，他认为科学学习过程能够促进孩子的个人认知水平发展，提升其记忆力、理解力和综合分析能力。严格来说，科学教育如何定义，并无统一说法。我认为科学教育的本质并不等同于社会上常说的学科教育、科技教育、科普教育，不等同于科学与教育，也不是以培养科学家为目的的教育。究其内涵，科学教育一般包括四个递进的层面：科学的技能、知识、方法论及价值观。但是，这四个层面并非同等重要，方法论是科学教育的核心要素，科学的价值观是科学教育期望达到的最高层面，而知识和技能在科学教育中主要起到传播载体的功用，并非主要目的。科学教育的主要目的是提高未来公民的科学素养，而不仅仅是让他们成为某种技能人才或科学家。这类似于基础教育阶段的语文、体育课程，其目的是提升孩子的人文素养、体能素养，而不是期望学生未来都成为作家、专业运动员。对科学教育特质的认知和理解，在很大程度上决定着科学教育的方法和质量。科学教育是国家未来科技竞争力的根基。当今时代，经历了五次科技革命之后，科学技术对人类的影响无处不在、空前深刻，科学的发展对教育的影响也越来越大。以色列历史学家赫拉利在《人类简史》里写道：在人类的历史上，我们从来没有经历过今天这样的窘境——我们不清楚如今应该教给孩子什么知识，能帮助他们在二三十年后应对那时候的生活和工作。我们唯一可以做的事情，就是教会他们如何学习，如何创造新的知识。在科学教育方面，美国早在20世纪50年代就开始布局。世纪之交以来，为应对科技革命的重大挑战，西方国家纷纷出台国家长期规划，采取自上而下的政策措施直接干预科学教育，推动科学教育改革。德国、英国、西班牙等近20个西方国家，分别制定了促进本国科学教育发展的战略和计划，其中，英国通过《1988年教育改革法》，明确将科学、数学、英语并列为三大核心学科。处在伟大复兴关键时期的中华民族，恰逢世界处于百年未有之大变局，全球化发展的大势正在遭受严重的干扰和破坏。我们必须用自己的原创，去实现从跟跑到并跑、**的历史性转变。要原创就得有敢于并善于原创的人才，当下我们在这方面与西方国家仍然有一段差距。有数据显示，我国高中生对所有科学科目的感兴趣程度都低于小学生和初中生，其中较小学生下降了9.1％；在具体的科目上，尤以物理学科为甚，下降达18.7％。2015年，国际学生评估项目（PISA）测试数据显示，我国15岁学生期望从事理工科相关职业的比例为16.8％，排全球第68位，科研意愿显著低于经济合作与发展组织（OECD）国家平均水平的24.5％，更低于美国的38.0％。若未来没有大批科技创新型人才，何谈到2l世纪中叶建成世界科技强国！从这个角度讲，加强青少年科学教育，就是对未来的最好投资。小学是科学兴趣、好奇心最浓厚的阶段，中学是高阶思维培养的黄金时期。中小学是学生个体创新素质养成的决定性阶段。要想30年后我国科技创新的大树枝繁叶茂，就必须扎扎实实地培育好当下的创新幼苗，做好基础教育阶段的科学教育工作。发展科学教育，教育主管部门和学校应当负有责任，但不是全责。科学教育是有跨界特征的新事业，只靠教育家或科学家都做不好这件事。要把科学教育真正做起来并做好，必须依靠全社会的参与和体系化的布局，从战略规划、教育政策、资源配置、评价规范，到师资队伍、课程教材、基地建设等，形成完整的教育链，像打造共享经济那样，动员社会相关力量参与科学教育，跨界支援、协同合作。正是秉持上述理念和态度，浙江教育出版社联手中国科学院科学传播局，组织国内科学家、科普作家以及重点中学的优秀教师团队，共同实施“青少年科学素养提升出版工程”。由科学家负责把握作品的科学性，中学教师负责把握作品同教学的相关性。作者团队在完成每部作品初稿后，均先在试点学校交由学生试读，再根据学生的反馈，进一步修改、完善相关内容。“青少年科学素养提升出版工程”以中小学生为读者对象，内容难度适中，拓展适度，满足学校课堂教学和学生课外阅读的双重需求，是介于中小学学科教材与科普读物之间的原创性科学教育读物。本出版工程基于大科学观编写，涵盖物理、化学、生物、地理、天文、数学、工程技术、科学史等领域，将科学方法、科学思想和科学精神融会于基础科学知识之中，旨在……
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