01
孩子有一位物理老師，是馬斯克的忠粉，還曾經特地跑到SpaceX那裡參觀了馬斯克創辦的創新學校Ad Astra參觀學習過。
有一天他在給我們開家長會的時候，我問了他一個問題：“怎麼學好物理、化學這類學科呢？”
我以為老師會給我講學習方法，讀什麼書，刷什麼題，可是萬萬沒想到，他並沒有正面回答我的問題。
相反，他跟我講了他當初參觀馬斯克創新學校的感悟。
他說馬斯克有一個教育觀和普通學校完全不同，那就是“First principle thinking”，中文意思是“第一性原理”。
這個原則強調的是：
從最基本的物理定律或事實出發，
層層推匯出解決方案，
而非依賴經驗、慣例或類比。
而馬斯克就是基於這個原則，一路成長，最後在航天、能源等領域實現顛覆性創新。
那什麼是“第一性原理”呢？
老師帶著我聽了一堂課，這是馬斯克在自己學校，親自給學生上課時的場景。
馬斯克在給學生們分享自己建立特斯拉的故事。
他說當初籌劃建立特斯拉的時候，遇到一個問題，因為每個人都跟他說做電車有風險，因為“電池很貴”。
當時市場上的電池大約是600美元/千瓦時，所以每個人都說電池太貴了，做電車成本太高了。
可是馬斯克說，那些思維方式都是基於他人的經驗、基於過往的資料、基於和別的產品的類比，可他卻不想這麼考慮。
他想的是，我能不能從物理定律本身出發，把電池拆解了，看看裡面有哪些元素，而這些元素市場的價格到底是多少？
因此他真的做了一個實驗，他把電池進行拆解，發現裡面有鋰、鈷、鎳等元素，然後他又去考察每種元素的市場價是多少錢。
最後把這些元素的成本加起來，他驚奇地發現，這些成本總和才80美元/千瓦時，比市場價的600美元/千瓦時便宜了86%。
因此他覺得這裡面有巨大的商機，於是他開始研發電池並建立了特斯拉，最終獲得了巨大的成功。
老師藉著馬斯克的這個故事告訴我們：
想要學好物理、化學，不要死記硬背書本上寫的、老師教的，而是要自己探索一遍，從本質出發探索科學，透過實驗理解事物的本質。
02
老師的那番話讓我受益匪淺，那具體怎麼操作呢？
有一次老師給孩子們上科學課，那堂課的主題是“物體的導電性”。
書裡有一個觀點：不同的物體，它們的導電性各不相同。金屬物質一般導電，而非金屬物質通常不導電。
很多學生聽到這裡的時候都似懂非懂的，但是按照慣例，她們都要把這個知識點記錄下來，因為後面的作業、考試都會考到。
緊接著，老師給學生們佈置了一個實驗專案，他說你們先別管書上的結論，能不能自己去測一下物體的導電性呢？
下面這個就是他們的作業，要求孩子在實驗中，親自去感受物體的“導電性”。
等實驗做完後，孩子們對於金屬物體和非金屬物體的導電性，就有了更清楚的認知了。
這就是“第一性原理”的教學法，不直接給孩子答案，而是讓學生們透過摸索、研究，自己找出答案來。
而這也是馬斯克創新教育的本質：
科學本質+批判性提問+動手驗證
=深度理解與創新能力
這種學習方法，比讓孩子死記硬背各種物體的導電性，效果要好很多倍！
03
可是緊接著，老師又提出了一個新問題：
家裡的電線用的是什麼金屬？
為什麼呢？
他依然沒有給出答案，讓孩子自己課後去摸索。
當女兒回家跟我講了這個問題時，我第一時間想到的是，咱們可以去Google一下答案。
可是老師之前跟我講的話卻突然在我腦海中浮起。
如果我直接在網上找答案，不就是讓女兒死記硬背，應付作業嗎，我是不是可以參考老師“第一性原理”的教學方法，帶著孩子自己找答案呢？
於是我找了一段電線，剪開給妹妹看，裡面都是金色的銅絲。
很快妹妹冒出了新的問題：“為什麼用銅絲呢？為什麼不能用別的金屬呢？”
好問題啊，我該怎麼讓孩子自己摸索出答案呢？
於是，我想到用虛擬實驗室的方法。我給女兒找了一款專門做實驗的App，叫做“NB實驗室”，它就是幫助孩子在家做各種物理、化學、生物方面的虛擬實驗的。
我找到了課堂對應的那個實驗。
這裡面有三種最常見的金屬，分別是銅棒、鐵棒和鋁棒。
裡面已經搭建好一個虛擬電路，有電池、電線還有燈泡，我們需要做的就是把金屬放到電路里，讓電路連通起來即可。
這樣一來，孩子做實驗就簡單了。
只見她把不同的金屬拖進電路里，然後檢視燈泡的亮度。
她分別實驗了銅棒、鐵棒和鋁棒，每個金屬對應的燈泡亮度都不同。
最暗的是鐵棒：
亮度更亮一點的是鋁棒：
最亮的是銅棒：
這下孩子瞬間就理解了：
原來不同金屬的導電性並不相同。
銅的導電性最強，所以電線裡面用的都是銅絲。
老師佈置的作業完美搞定，相信孩子透過這樣的實驗引導，對知識點也會理解的更加深刻！
04
今天我也給大家分享一下我們用的這款“NB實驗室”。
這款App很有名，是人大附中的教研團隊參與研發的 “虛擬實驗室”，能讓孩子在家做物理、化學、生物的虛擬實驗，完全不用擔心實驗裝置的安全問題。
這款App在人大附、清華附、101、中關村三小、史家小學等這些牛校已經用了很多年了。
它裡面的內容是和全國一流名校人大附教學團隊聯合共研的，還和人教社長期合作研究，更是參與到了26所高校國家級課題中。
還不止一次參與過名校師生的線下實驗：
這款App最大的特點就是，不需要孩子操作複雜、危險的實驗裝置，在家就能做物理、化學和生物實驗，透過實驗加深對於課本知識點的理解。
它支援從小學科學到高中物化生的內容。
1
小學科學
小學科學的教學核心是，讓孩子掌握科學的四步驟：觀察、實驗、分析、總結。
因此這款App就會基於這四步驟訓練孩子小學階段的科學思維。
比如小學科學課裡，有一個液體導電性的知識點，於是App裡有一節專門的實驗課，針對這個主題。
我們就可以在App裡倒上三杯水，分別是鹽水、自來水和純淨水。
接著把導線分別放入三杯水中，觀察燈泡的變化。
從小燈泡的亮度我們能很清晰地看出不同成分的水導電能力的差異：鹽水的最亮，自來水次之，純淨水連線的小燈泡不亮。
從而幫助孩子分析實驗結果，得出實驗結論。
2
初高中物理
中學物理的教學核心是，透過分析物理現象，理解物理裡的概念和定律。
比如物理裡有一個“歐姆定律”，這是給孩子講電壓、電流和電阻關係的。
於是，孩子可以自己搭建實驗電路。
透過調整電池數量來控制電壓大小，從而觀察燈泡亮度變化。
還可以新增滑動變阻器，增加電路里的電阻，再觀察燈泡亮度變化。
透過這個過程，孩子就能理解：
電壓變化、電阻變化、電流變化，對電路分別有什麼影響。
從而幫助理解歐姆定律的公式：
3
初高中化學
中學化學的教學核心是，透過實驗，從宏觀現象透視微觀世界，從而理解分子之間的化學反應。
比如化學裡有個“濃鹽酸和濃氨水生成白煙”的實驗，看起來是“魔法”，實際上藏著非常多的知識點，尤其能幫助孩子理解“化學反應本質是分子反應”。
它這個實驗很有意思，只用到了兩種簡單的化學藥品，就讓孩子觀察到直接的化學現象並理解化學最抽象的核心概念。
它會先讓孩子把濃鹽酸和濃氨水加到棉花中，再將棉花放進密閉的試管兩側,。
先帶孩子們觀察現象：試管中出現了大量白煙！
接著，NB實驗室就開始引導孩子思考背後的原因了：為什麼兩團棉花沒有接觸卻會生成白煙呢？
於是，孩子們就會在老師的引導下思考：生成白煙是因為濃鹽酸和濃氨水發生了反應生成了固體顆粒。
那這個實驗現象背後的原因是什麼呢？這就涉及到了好幾個知識點：
-
一個是濃鹽酸和濃氨水具有揮發性，所以試管中會有濃鹽酸和濃氨水的分子
-
一個是化學反應的本質是分子和分子間的原子反應，所以空氣中兩種物質的分子相遇就能產生白煙
你看，就是這麼一個簡單的白煙實驗，卻能直觀地帶孩子感受到化學這門學科的本質。
4
初高中生物
中學生物的教學核心是，瞭解生物的內部結構、生理系統，尤其是人體內的各種迴圈。
比如生物中非常重要的知識點，叫做“氧氣迴圈”，這是很多孩子記憶的難點：
氧氣在人體是怎麼迴圈的？
靜脈血和動脈血如何從心臟中流進流出？
心臟的各個部位有什麼功能？
……
那麼透過App做個實驗，孩子就能理解了！
它會先帶孩子觀察心臟的外形結構，區分哪些是血管哪些是心臟的結構。
它會給孩子展開3D模型，用引導式的語言讓孩子自己去觀察各個結構之間的區別與共同點。
它還會用動態影片帶孩子體驗靜脈血和動脈血進入心臟後被泵出的過程。
透過這個操作，帶著孩子在人體內部遨遊，就能幫助孩子理解生物裡的各個知識點了！
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這款App是結合人大附中的教學體系來研發的，它的內容同步小學到高中的教材和課標。
1
完全和教材同步
比如人教版九年級物理，第一章就是給孩子講“內能”這個知識點，書裡也展示了一個用來理解“內能”的壓縮空氣小實驗。
可問題是，教材只是放了一張插圖，寥寥幾句話就把這個實驗講完了，孩子光是看文字，怎麼可能對這個實驗有很深入的理解？
而且這個實驗有一定的危險性，課堂上老師也不會給孩子做。
而NB實驗室的教學方式絕了，它用動畫的形式，讓孩子完完整整地把實驗操作一遍！
首先孩子可以急速推動活塞，硝化棉被點燃了。
然後它開始引導孩子思考：
為什麼硝化棉會著火？
是誰讓它達到了著火點？
為什麼推動活塞會改變硝化棉的狀態？
最終幫孩子層層拆解得出結論：是因為我們推動活塞對空氣做功，導致空氣溫度增加，從而達到了硝化棉的著火點，最終被點燃！
所以這個知識點就是：做功會改變物體的內能。
這麼一學習，立刻就變得非常直觀好懂了。
2
引發孩子觀察和思考
做實驗不是目的，這款App的核心目標，是透過實驗激發孩子去觀察和思考。
比如初中剛開始學化學時，孩子首先面臨的一個問題，那就是：
什麼是物理變化？什麼是化學變化？
教材裡是這麼教的，根據有沒有“新物質生成”，來決定是物理變化還是化學變化。
說實話，當年我學化學的時候，看到這樣的定義就有點懵。因為這是純粹的學術概念，對剛學化學的我很難理解。
但是現在有了這個App，孩子就可以透過實驗去理解這個概念了。
它裡面提供了兩個實驗。
首先是第一個實驗，叫做“石蠟熔化”，也就是用酒精燈加熱放著石蠟的試管。
最後發現，石蠟熔化了，從固體變成了液體。
這時候系統開始引導孩子思考：
石蠟的狀態是從固體變為液體了，那它還有其他變化嗎？
這屬於物理變化，還是化學變化呢？
因為這裡沒有產生新物質，因此孩子很容易得到“這就是物理變化”的結論。
緊接著是第二個實驗，是硫酸銅和氫氧化鈉液體相遇的實驗。
這時候，本來盛放液體的試管裡，產生了藍色的沉澱。
這時候系統會引發孩子思考：
這個藍色沉澱是啥？
是不是新的物質？
這屬於物理變化，還是化學變化呢？
因為這裡產生了一種叫做“氫氧化銅”的新物質，所以孩子就能得出“這是化學變化”的結論。
你看，透過實驗的結合，就能引發孩子思考，逐步理解物理、化學、生物中那些難懂的概念和定律。
06
為什麼人大附中這類名校會用這款App來教學呢？
我覺得它解決了3個痛點。
第一個痛點是，
很多實驗環境複雜且危險
因此在物理、化學實驗中，有不少實驗是老師上課時沒法做的，有些是因為實驗本身太危險，有些是因為對裝置要求高，不少學校沒有這樣的條件。
比如下面這個就是經典的粉塵爆炸實驗：粉塵與空氣混合，當粉塵達到一定濃度且空氣中有火源時，就會產生劇烈爆炸：
這個實驗完全沒法在課堂上給孩子演示，但是在App裡進行操作就放心多了！
第二個痛點是，
模擬現實生活中無法觀察到的現象
就拿牛頓第一定律來說，有一個著名的“伽利略斜面”問題，簡單來說就是，小球從一個斜面滾下，會滾到另外一個斜面，且高度相同。
但是當初老師給我們講這個定律的時候，他跟我們說：
這個定律你們得記牢了，但是我們沒法做實驗，現實生活中達不到。
因為我們不可能構建完全光滑的平面，或多或少都有點摩擦力，因此小球沒辦法滾到之前同樣的高度。
所以我們當初學這部分內容的時候，都是死記硬背的，我背了很多“理想情況下會出現什麼什麼現象”的定律，但是這個“理想情況”，我從來就沒有見過。
但是在這款App裡就完全不同了，它可以模擬完全理想的實驗環境，沒有一點摩擦。
這時候孩子就可以在App裡搭建實驗環境，創造一個完全光滑的斜面來做測試。
你看，在完全理想的狀態下，小球一旦從斜面出發，它能到達斜面另一側，而且高度和初始高度相同。
有了這款App，孩子對物理、化學、生物的想象不再停留在文字概念裡，而是有了圖形化真真切切的感受。
第三個痛點，
讓孩子親手測試，幫助答題
物理、化學、生物考試中，很多題目都是和具體的生活現象、實驗相關。
對於知識點不清、缺乏想象力的孩子來說，這類題目往往都答不好。
比如說物理裡有一道題，就是問不同的橋，哪座橋更結實？
那麼孩子就可以搭建各種不同種類的橋，有平板橋，有斜拉橋，有拱形橋，挨個做實驗。
不斷在橋上放砝碼，觀察橋的承重力，最後透過實驗理解每座橋的承重力。
而且NB實驗室不同於市面上那種3D動畫形式的實驗課。
它的互動性很強，模擬真實互動的學習方式，孩子可以參與其中，動手操作，邊看邊練，思考科學原理。
每個實驗都能重置，支援無限次試錯探究。
孩子可以根據自己的需要和時間安排，多次複習和鞏固所學內容，提高實驗技能和動手能力，培養科學探究的思維和方法。
就學習的效率來說，有這樣的輔助手段真是快太多了！
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就使用App的難度來說，即便你在家不會輔導，也完全不用擔心孩子獨立使用。
App的課內同步練是設定了學練測閉環的。
完整科學的“4+1雙系統”閉環學習模組可以直接搞定教材所有的實驗學習，從實驗中回到知識點和考題上。
最後還有學霸和名校老師精心錄製的“實驗探究專題微課”，一口氣從學到練搞定物理化學重難點知識。
【同步學】
這個階段是NB實驗室依據孩子的教材版本，囊括了校內的必做必考重點實驗，我們會看到錄製好的實驗過程影片，這是第一步，學。
在影片的學習過程中，我們能感受到NB實驗室遵循第一性定律設計的學習內容。
生物這門課，因為操作往往流程比較長，所以思考的內容都會提前擺出來讓孩子們帶著追問去思考。
比如我們最熟悉的光合作用，針對光合作用吸收二氧化碳這個知識點，NB實驗室就帶著我們做實驗，引導我們觀察結果。
於是，我們就按照步驟慢慢來進行二氧化碳與光合作用的相互關係實驗，直到最後一步得出一個實驗結果：
接著我們就會看到討論：
實驗中觀察到了怎樣的現象？——這是追問；
光合作用和二氧化碳的關係是光合作用以二氧化碳為原料——這是拆解原理；
到最後，我們點開討論才終於弄清楚實驗背後的原理：
變藍的葉片含有澱粉，說明光合作用很成功；
變黃的的葉片是因為葉片中二氧化碳都被NAOH吸收掉了，這才沒進行光合作用；
你看，無論是什麼學科，第一性原理下的學習總是充滿著秩序和邏輯，井井有條抽絲剝繭才是正確的理科學習方式！
【自由練】
這是專門給孩子自由搭建實驗來探索和試錯的板塊。
因為我們的實驗用具非常齊全，步驟也都是需要準確和有序才能進行實驗的，所以實驗室的模擬性非常好。
設定自由練的目的就是想要幫助孩子形成發現問題、分析問題、解決問題的能力！
比如初中的化學學科，一進去就被各種器材迷花了眼睛：
更厲害的是，它不僅提供各種各樣的器具，還能告訴你哪些實驗是熱門考點，幫你列出來更方便反覆練習！
【模擬測】
這裡可以進行課標課綱要求的必做必會必考實驗的模擬考。
系統有綜合打分、有步驟診斷、有糾錯指導，孩子知道對在哪、錯在哪、怎麼改正，幫助精準提升。
【智問答】
這個APP還有一點特別強，它接入了AI智慧助手，遇到不會的問題我們可以直接找AI輔助答疑！
它宣傳說自己是一個AI伴學搭子，有智慧大模型加持，那它實際操作下來怎麼樣呢？
它會在實驗結束後邀請你和他一起總結這堂課的內容。
比如高中生物非常重要的知識點：孟德爾遺傳定律。NB實驗室的學習過程就非常詳細，光是實驗前的準備就有四個步驟：
瞭解實驗的原理，這是準備知識；
理解實驗的目的，這是結果導向；
準備實驗材料用具，這是模擬模擬；
最後討論要點，這是學習注意事項。
然後利用實驗給出的步驟一步一步進行配種，來學習和驗證實驗：
最後AI學習搭子會跑出來邀請你一起復盤，還把重點問題都給你列出來，如果沒掌握的話直接問它就OK了：
問課內的問題，完全無壓力，比如氧氣的製法有幾種？
反應很靈敏，回答也很準確。
我還測試了一下課外的問題，比如我想用檸檬做一對電池要怎麼做？也答上來了！
平時孩子有啥稀奇古怪的問題也不用看手機了，直接用這個線上的AI大模型就能行！
【專題微課】
微課一共有265節，包含34大知識專題，其中初階物理19個專題，初階化學15個專題，微課裡有實驗、有知識、有真題。
這些微課有的已經上線，有的還在錄製中，但是很快就都會和大家見面。
幫助孩子們更好地學習物理化學的重難點知識，學會做實驗、學會解題。
07
我們這次團購也給群裡的讀者朋友們派發了一些抽獎的體驗名額，大家給了我們非常多熱情的反饋！
有家裡好幾個娃都在用，覺得用3D模型和動畫來學習科學實驗很有意思的：
有看完影片後還會自己動手做實驗的小年紀娃，雖然對有些實驗一知半解，但是非常喜歡用APP自己動手操作：
大部分讀者家的娃都覺得這個線上實驗室非常有趣，還順勢學會了實驗室的安全操作守則：
其實，這個APP我自己和娃都用了很久，感覺不僅很方便而且價效比非常高！
NB實驗室的實驗內容是全階段的。也就是說，買了一個NB的永久會員你可以從小學用到高中畢業，我們的會員雖然是分階段售賣，但我更推薦大家打包帶走。
畢竟這裡面不僅有豐富的本地資源，還會根據課標和教材不斷更新內容，之前的舊內容也不會替換而是一直留存。
對娃來說銜接更流暢，對媽來說更省錢！
它的學習體系已經越來越健全了，你可以讓孩子進行全科的校內預複習，每天一個知識點也就幾分鐘，輕鬆鋪好開學路。
在學習的時期，它也很適用於考試後查漏補缺，比如有啥考題不會了，做到啥真題理解不瞭解析了，直接自己動手在實驗室搭一個，好快好直觀！
對於年齡更小的娃來說，他們學到一點新東西就迫不及待想“搗鼓”點啥，這寶貴的創造力正是學科啟蒙探索的開始。
有這麼一個安全精密省心的“實驗室”給他們摸索，真是玩著玩著把知識都學了！
最重要的是，作為線上的“雲實驗室”，這裡面的材料全都是“無限”的。
你想要啥材料搜一搜，常見的都有，你想做多少次的實驗都支援，不限次數，你想給幾個娃用也都可以，不限時長。
倆娃的，大娃小娃同一個賬號都能用，你學你的高中我學我的小學都互不干涉，太方便了！
至於價格，最划算的是十二年的知識打包帶走，小初高大滿貫VIP的價格是1198元。
這個價格是最划算的，終身使用，從小學一直用到高中。相當於一年也就一百塊，一天用下來才不到三毛錢，十二年的專屬雲實驗室一天才三毛，這價效比是最高的！
如果你家娃上小學高年級準備升初中了，我建議可以入手初中高中的的內容，六年一共是898元，劃下來一天也就五毛錢不到。
如果單獨購買高中課程的話價格是698元。
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