五南官網-交通工具大冒險：讓世界前進的科學實驗

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小五南-學習高手
交通工具大冒險：讓世界前進的科學實驗

作　　者：吳明德
出版社別：小五南
書　　系：學習高手
出版日期：2026/04/28(1版1刷)
ＩＳＢＮ：978-626-442-317-5
E I S B N：9786264423199
書　　號：YI1A
頁　　數：216
開　　數：20K
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定　　價：420元
優惠價格：378元

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創意推薦
陳素芬 臺灣科技大學 講座教授兼教務長　
袁瑗 東臺傳播執行長兼製作人　
李涵瑜 前金甌女中地球科學教師

本書想要創造嶄新的體驗，透過吳老師提問與講故事、同學彼此討論與輪流發表的方式學習。並且為瞭解問題的全貌，需要跨領域涉獵數學、科學與史地知識。想擁有創新的能力，必須追溯發明的科技史。要將學理轉換成實際作品，就不能空談，必須自己動手實作。

書中精心設計了幾個單元主題：在〈奔馳地面的輪子〉製作線控電動車；〈沒有動力為何能飛〉體驗手擲滑翔機；而〈飛行世紀～動力飛行〉規劃橡筋動力直升機升空；〈征服海洋的船舶〉則是計算地球的半徑；最後的〈成果發表〉製作明輪船、噗噗蒸汽船與航向燈塔的船。將科學知識學以致用，培養耐心與細心，體驗從無到有的成就感！

此外，還介紹許多有趣的科學故事：萊特兄弟與蘭利的飛行競爭結果如何？明輪船與螺旋槳船的拔河比賽又是誰勝出？為什麼發現新大陸的探險家是哥倫布，而不是明朝鄭和？從科學發明成功與失敗的歷史，激發出讀者創意與思考批判能力，轉換到現代的新挑戰。在人工智慧與機器人衝擊下，我們更需要智慧與行動力。

吳明德
因為父親是高中地理老師，小時候閱讀大量科學、史地書籍。這成長背景讓我嘗試寫書著作，本書是寫作的第九本書。

高中加入航空社製作航空模型，擔任社長時領導社員參加航模競賽。預官擔任陸軍兵工學校教官，參與開發戰車模擬訓練器、公開資訊月攤位。這閱歷讓我體認，學習求知倚靠動手實踐與主動好奇，絕對不是學校教科書或考試。

擔任中學物理教師超過30年，現已退休。開發科學教具、指導科展，榮獲臺北市科展指導老師獎、全國科展指導老師獎、物理教育學會中學教學獎、旺宏科學指導教師獎、教育部教學卓越獎金質獎等肯定。

推薦序一
結合跨領域知識的科學動手作
以前零星地聽過明德老師介紹一些單元，總佩服他能在生活中窺見科學，在科學中窺見史地文化。這次他生動地給我們介紹了五堂課，對年輕人是很豐富的學習機會，對家長是很好的提醒和示範，對老師們是很好的教學演示。課中，每個事件環環相扣，讀來不斷有「對吼」、「是喔」、「難怪」、「原來如此」的呼應。例如，動能回收系統就可以有那麼多種，還有從維京人的帆船特色和物理特性，充分利用地理做侵奪、貿易、移民，乃至平等的文化，為何有那麼高比例的女性官員，把我們零碎的知識都串起來了。

書中很多的課堂討論，令人印象深刻，為我們打開眼界。平原地形下，火車可以拖非常多節貨櫃，我記得在美國中西部居住時，常常在平交道前等火車，邊等邊數，從來沒能完整數完，可以到上百節呢，這完全不是我們在島內、地形起伏、客車為主（缺乏天然資源）的環境會經歷到的。

我也特別認同「重要的概念別的領域也必定用得到」，觀看周遭成功的人，有的是因為專注於某件事所以成功，有的你會覺得他做甚麼都會成功，正是因為掌握重要概念。明德老師在師生對談，甚至學生對談中，都是在點出跨領域的重要概念。例如：從輪子引出這麼多話題，一個概念扣著另一個，引導的過程就是在演示思維。或像是從拋蘋果到月亮穩定繞著地球，到把重力場想像成一個井。從日常的經驗出發，卻深入到廣義相對論的概念。

這本書有深度，又不會給讀者太大壓力。創意、科學和經濟是推動人類進步的火車頭。明德老師讓我看見創新不一定是憑空想像，知識和實踐能力可帶來創新價值！每想至此，我這沒有想像力的人都覺得有盼望，我們亦可用我們熟悉的方式進行創新！

閱讀時，家長和老師們可以直接看第五堂，很快掌握整個架構內容。並且體會如何問問題、如何引導學習。臺灣的老師家長很會塞知識給學生，卻不在意「提出有意義問題」的能力，明德老師示範了很多如何促進學生思考的問題，以及沒有標準答案的問題。學生則可以依自己的興趣，從力學、流體、航空器、船舶等有興趣的主題開始。每一堂都結合靜態閱讀和動態手作，可以先讀再做，可以做中學。不要急著讀完，停下來想一想，對於相同的問題，你也會有你的想法。

陳素芬
臺灣科技大學 講座教授兼教務長

推薦序二
一本會讓我想要成為理工學生的書
以前我在學校還是個學生時，常常欽佩那些在表達上既有邏輯、思路清楚，或在回應考題時，能一路循著算式及公式解碼出答案的資優生。現在，因著製作科學影片的關係，我常常接觸到這類科學界的精英，尋求他們協助我在影片內容呈現上對科學原理的詮釋，往往我都能夠感受到他們冷靜的思維、判斷事情不含糊的特質。

當吳老師拿這本書希望我為他寫序的時候，原本我以為我會拿到一份像教科書的物理讀本，就算吳老師事先提醒我，書裡面有角色、有對話、有他自己畫的圖案，就像我平時寫腳本或劇本一樣，內容多元有變化很容易閱讀。我在想，一位高中物理老師寫出來的科普書，能有多容易消化，像看戲劇故事一樣？戲劇就是戲劇，內容需要能讓人上鉤，看一眼就要能一路追下去⋯⋯。

後來，為了不辜負吳老師的期望，我從前面的故事人物速寫開始讀起，進入到第一堂課〈奔馳地面的輪子〉，首先映入眼簾的，是線條乾淨俐落的吳老師騎著自行車的插畫，再來是以劇本式的多人對話作為文字內容撰述。確實，這是我熟悉的閱讀模式，於是便一步步往下看，而這一看，竟然欲罷不能。我不但看到陸、海、空各種交通工具的科學知識，在你來我往的對話中，還看到動手操作的實驗步驟、古今中外相關的探究與應用，甚至預測未來發展的可能性。例如以後氫氣飛船可能會改變成無人載具，專門運送大量貨物。又例如利用氣球進行高空發電，可以解決未來能源不足的問題等等。

這確實出乎我意料之外，書裡面的三位同學夢翔、小瑜和小慧，不就是我欽佩的那種資優生嗎？話說回來，撰寫這本書的吳老師，我猜他小時候，應該就是個資優生。

2010年我負責製作一個科普機智問答遊戲型態的綜藝節目，為了把科學內容做正確，我需要一位既懂得高中生程度、又能夠深入淺出把科學道理說出來的老師，來擔任我們節目的顧問。記得當時我手中握有一份國科會推動科普傳播計畫的科普老師推薦名單，名單上百分之九十都是大學教授，只有寥寥可數的2∼3位是國高中老師。當時聽說麗山高中是台北市最有名的科普教育學校，名單上果然就有一位麗山高中的老師，這位老師就是吳明德。這是我與吳老師相識的起源，後來我們合作完成了52集的「就ㄐㄧㄤˋ玩科學」，阿Ken主持，公共電視播出。

吳老師在我的印象裡，就是個頭腦非常清楚、邏輯思考非常敏捷的人，對於科普教育相當熱忱，又有衝勁。我見過不少科學家，雖然一直以理性的面貌投入在他們的專業領域中，但骨子裡其實隱藏著隨時都有可能蹦出的文藝細胞。無疑的，吳老師就是這種典型。這不是吳老師寫的第一本科普書，也不是我第一次看他創作，他甚至可以在校務繁忙之際，擠壓出極有限的時間來拍攝教學影片，而且常常是企、編、導、演一條龍自己來！

我發現，過去我在美術教育底下，多半時間都養成了用自己的眼光和角度去觀察周遭事物，不譁眾取寵也不窮究事物的道理，我以為生活中眼見的一切被自己幻化為藝術之後，世界就足夠被裝滿。但自從我開始接觸製作科學影片，成為科學傳播的生產者之後，我發現生活中處處是科學，也發現科學探索與追求事物的真理竟是如此異曲同工，它具備了難以被潮流定義的知性之美，在追尋未知的過程中，充滿智慧。

這本書裡，夢翔的爸說：「我兒子每天都期待能上學」。老實說我也是，看了這本書，我也好想再回到高中時代，還真想當吳老師的學生，相信有他靈活的指導，我對科學的投入一定可以扎根很深！若再有選擇科系的機會，我一定會選擇唸科學而不是藝術。

袁瑗
東臺傳播執行長兼製作人
寫於 2025.11.08

推薦序三
陪孩子，也陪自己，一起把世界問清楚
2024年，我擔任金甌學生風能競賽指導老師，因緣際會認識在麗山高中任教物理的吳明德老師。在吳老師的協同指導下，不僅實驗順利交件，學生們還因此獲得科學女性桂冠獎，全校為之歡騰。吳明德老師擁有深厚的專業學識、靈活的實作能力，能知道學生的問題在哪，短短一席話，便能指引學生方向。吳老師亦辦理多場教師研習，積極致力於台灣的科學教育，堪稱「老師中的老師」。

記得我兩個孩子還小時，他們時常會問我一些稀奇古怪的問題，例如：「媽媽冷氣是誰發明的？為什麼吹冷氣會覺得冷？」這我怎麼可能全部知道呢？只能告訴他一些簡單原理吧。隨著孩子長大，他們會問我更多我答不出來的問題。我經常思考：孩子的問題應該不只是表面的問題，他們想聽且能聽的肯定更多。

如同書中所設定的四位活潑的主角：吳老師、夢翔、小瑜、小慧，在一個高度互動的教室中共學輪子、飛機、船舶的發明歷史。這四位主角像極了從前童言無忌的我們，偷偷在心裡天馬行空地問，而本書作者—─他真的是一位博學的好老師，總能善加引導，捕捉到學生大大小小的問題點，令人讀起來不禁驚喜與期待：「啊！這也是我曾經想問的問題啊！」「為什麼？為什麼？」「接下來呢？」「原來這我也能學得懂！」

本書可貴的地方在於營造一個「說錯話、學不會也沒關係的氣氛」，這點在教室裡超級重要。

例如：書中開頭的夢翔並沒有回答到老師要的答案，老師會把問題再說一遍；船帆的設計單元，有許多力學圖示，由簡單到複雜，穿插維京的航海故事，非常有趣，可雅俗共賞！學生在國小讀不懂沒關係，國中、高中再讀幾次，總有一天會弄懂，而且後面還有實作示範的成果發表會，校長和吳老師畫得好像是同一個人⋯⋯書裡太多有趣的梗等著讀者去欣賞。

現代的父母若敢於放手，並能找方法培育孩子的興趣發展，本書能解答孩子及內心仍是孩子的我們好多深入到物理、數學、化學原理的科學問題，使人閱讀後被微小的成就感繼續推著走。

你，準備好穿越精彩的時光隧道了嗎？

李涵瑜
台大海洋研究所 碩士班進修中
前金甌女中地球科學教師

第三堂課(節錄)
飛行世紀～動力飛行

吳老師問同學：「人類為什麼不能用雙手拍翅飛行？」

夢翔說：「人體最強壯的肌肉，不是手臂而是在大腿部位。但人的體重過重，加上手臂肌肉力量不足，所以雙手拍翅飛行僅存在神話之中，實際嘗試會因力量不足而失敗。」

小慧說：「信天翁等大型鳥類，起飛時站在懸崖旁，伸展雙翼接受海風吹拂起飛，並不是費勁力氣拍翅起飛！所以人類飛行不應該模仿小型鳥類拍翅飛行，而是要模仿大型鳥類展翅翱翔。」

小瑜說：「鳥的雙翼同時具備拍翅作為推進的動力，伸展雙翼提供飛行所需的升力。人類擁有製造發明的能力，不需要完全模仿鳥兒的飛行方式！」

老師說：「我們在這一章〈飛行世紀∼動力飛行〉要探討人類學習飛行過程經歷的故事。」

輕於空氣的飛行器
夢翔提問說：「十八至十九世紀人們，是如何利用當時的科技開發出飛行器？」

吳老師說：「當時是蒸汽機時代。在1763∼1775年間，瓦特（James Watt）受波爾頓支持下，改良蒸汽機（Boulton and Watt steam engine），讓蒸汽機有效率節省燃料。但蒸汽機要添加笨重的水與煤炭，經過長時間燃燒才能產生蒸氣。蒸汽機可裝在輪船、火車，但不適合裝在輕巧的飛機作為動力來源。」

夢翔說：「那就不要裝在飛機上，改為裝在巨大的氣球上不就好了！」

吳老師說：「1852年法國亨利‧吉法爾（Henri Giffard）在充滿氫氣的飛船上，裝設蒸汽動力發動機推動螺旋槳旋轉，讓飛船緩慢前進。」

夢翔說：「氣球應該是球體？為什麼會變成橄欖球外型？」

小慧說：「橄欖球的外型，是為了減空氣阻力，老師在前面的課程有講過！」

小瑜說：「氫氣是世界上最輕氣體，而且與氧氣混合後極易燃燒？與蒸汽機在一起，會不會有燃燒爆炸的危險？」

吳老師解釋說：「氣球與飛船（airship）擁有巨大氣囊。裝有比空氣輕的氣體，例如：熱空氣或是氫氣、氦氣，依靠著浮力升空。原理就像浮力能使木頭浮在水面。而鳥及飛機需要不斷地前進，利用氣流通過翅膀或機翼產生的升力來飛行。」

吳老師說：「同學準備一下，報告氣球或飛船歷史故事。」

小慧說：「我要先報告，在法國誕生的熱氣球故事。」

「拿破崙稱帝前，最後一個法國皇帝路易十六還在位的1783年，法國造紙商孟格菲兄弟（Montgolfier Brothers），以棉布與紙製作熱氣球。接著當著國王、王后及巴黎市民面前，從凡爾賽宮升空表演。這巨大熱氣球飛行時，還乘載著鴨子、羊及象徵法國的公雞飛行。」

小瑜說：「孟格菲兄弟的熱氣球，是依靠地面爐火產生熱空氣上升，等到氣球上升之後就很難受到爐火加熱，所以肯定無法飛得高又遠。」

夢翔說：「孟格菲兄弟是第一家利用空中廣告的廠商，讓每個法國人都知道他們家賣的紙張！」

小瑜說：「孟格菲兄弟進行熱氣球載人飛行。但這對於法國的科學界，可說是相當難堪，升空飛行壯舉居然被賣紙的商人給搶先奪走了。化學課本裡給呂薩克‧查理定律的查理（Chavles），在同年的年底，用鐵屑與硫酸所產生氫氣，灌注在不透氣的橡膠綢布內，製作出巨大的氫氣球。」

小瑜補充說：「我們知道同體積氫氣遠比熱空氣的密度更小，這代表氫氣的浮力更大。這氫氣球還升空到達3000公尺高空，並載著科學家測量氣壓、溫度與溼度等科學數據。」

夢翔說：「我知道熱氣球加熱會上升，不加熱逐漸冷卻後就會下降，那氫氣球要如何控制上升與下降？」

小瑜說：「投下沙包減輕重量氣球就會上升，放出氫氣損失浮力，氣球就會下降高度。」

小慧說：「我看過Netflix電影《熱氣球飛行家》(The Aeronauts)，由女飛行員艾蜜莉‧芮恩，科學家詹姆士‧葛萊舍真實故事改編的氫氣球飛行冒險故事。」

吳老師說：「小瑜、小慧的氣球故事很精彩，那夢翔，你想要講什麼故事？」

夢翔說：「氣球沒有動力隨著風飄動，僅能控制升降。但是飛船擁有動力能夠控制航向。」

「飛船還擁有飛機沒有的優點，就算引擎故障，飛船也不會像飛機一樣墜落，因為飛船擁有巨大浮力，能夠載送沉重貨物長時間飛行，甚至可以垂直起降到達沒有機場的偏遠地方，例如北極浮冰或赤道雨林的樹梢上。」

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