清华教授的思维训练课：创造力培养_高云峰_9787572510991

本书以作者为清华大学全校学生开设的趣味力学实验及制作力学中的创意设计等通识课程为基础，提炼其中通俗易懂的内容，通过有趣的知识讲解，用图文并茂的形式讲述生活中遇到的力学等科学知识。书中案例、实践活动全部由作者原创设计，部分内容曾在电视台节目中展示。
本书介绍知识内容的同时，更侧重思维训练和能力培养。分为四章，每章约十个生活中的趣味问题，利用观察、联想、直觉等方法，采用定性分析和定量计算相结合的形式，对每个问题进行了深入浅出的分析，以开阔视野，启迪思想。
章观察与思考：地球在运动吗从地心说到日心说、苹果砸到牛顿了吗万有引力定律发现的历史背景、自行车轮的运动你观察仔细吗等。第二章建模与分析：为什么筷子容易折断材料的性质、为什么矿泉水瓶凹凸不平结构与形状等。第三章创意与发明：发明创造的方法法无定则、寻找四叶草自己创造幸福、神奇的圆周率在意想不到的地方出现、引力甩摆航天中的异想天开等。第四章动手与实践：纸桥过车、弹簧秤称大象、飞针穿玻璃、神奇的平衡、小熊爬绳、无轮小车等内容。
理解科学的本质，建立底层的思考逻辑！让你脑海里构建科学图景！

教育是为了培养具有良好人格品性、较强行动能力、较好思维品质和较深创造潜能的人才。教育要注重培养学生的思维能力和解决问题的能力。
这是一本内容丰富，培养学生创造力，帮助学生进行跨学科思维训练的书，你可以从中看到简明的科学发展史；看到不同学科重要的模型；看到很多有趣的挑战项目；看到快速分析并解释生活现象的原理；看到无处不在的思维方法和处理问题的技巧；看到你所学过的大部分课程但又截然不同。下面是本书涉及的课程：
● 语文（复原欹器中的《孔子家语》）；
● 数学（重新发现开普勒定律中对数据进行各种运算并找到规律）；
● 物理（显微镜和望远镜中的透镜成像）；
● 生物（生命科学领域的重要模型中的遗传与变异）；
● 地理（从地心说到日心说中的宇宙模型）；
● 音乐（吉他品柱的距离中的十二平均律）；
● 体育（跳高的方式中背越式的原理）；
● 美术（地球的周长中的透视原理）；
● 计算机（帕斯卡计算机中的补码思想）；
● 劳技（小鸭下山中的动手实践）；
● 逻辑（批判性思维中的逻辑判断）；
● 思政（寻找四叶草中自己创造幸福的快乐）；
…………
当然，更多内容涉及多学科与跨学科融合。

本书内容有三个来源：我在清华大学开设的课程，每次课前安排的短小讲座；在清华大学开设的创意挑战课程；在全国各地给大、中、小学生做的报告和开展的创意活动。
来源一：课前短小讲座。我在清华大学给本科生开设了理论力学、航天器动力学课程。除了常规的教学内容，我有意识地采用课前短小讲座的形式增加了很多关于思维、创意的内容。这些内容短小精练，既与课程内容密切相关，又富于启发。用所学知识分析案例背后的道理，一方面让学生了解理论如何应用于实践，另一方面案例中的结论具有启发作用，让学生感受到虽然是从物理学角度得到的结论但是又具有更普遍的意义，从而超越了知识本身。
来源二：创意挑战课程。我提倡一种基于设计的学习，把定性分析、定量计算、创意设计、动手实践融为一体，后得出具有教育意义的结论并用实物进行演示，这是学生喜欢但目前教育中所缺乏的模式。为此我开设了趣味力学实验及制作、力学中的创意设计课程。其中趣味力学实验及制作是清华大学批创意实践课程，我带领学生做了很多创意挑战项目，包括本书第四章动手与实践中的大部分活动，弹簧秤称大象飞针穿玻璃手机吊冰箱等还被中央电视台做成了科普节目；小鸭下山则成为电视节目《加油！向未来》中的一期节目。
来源三：开展创意活动。除了在清华大学教学，我有机会在全国各地给大、中、小学生，甚至幼儿园小朋友做创意讲座，上示范课程，开展了很多趣味创意活动。面对年龄跨度很大的学生，就不适合讲太具体的知识，所以我更多讲解思维、创意的方法，结合案例进行启发引导。为此我自己设计了思考问题的角度和解决问题的方法并开发了很多创意活动的道具。
鉴于此，我整理并适当删减了一些复杂的内容，补充了一些简单的案例，构成本书的基本内容，小学高年级和初中学生都可以看懂。书中通过日常生活和学习中司空见惯的现象，以及科学和工程中有趣的历史或装置，分析其背后的道理、思考的方法及给我们的启示。
书中的案例有趣且具有启发意义。
章观察与思考，介绍了如何透过现象看本质。从身边自行车说起，从辐条是否模糊引发认知冲突，继而引出虽然有眼见为实的说法，但眼睛所看到的现象可能只是事物的表面现象，我们除了要仔细观察，同时还需要善于思考。
第二章建模与分析，介绍了如何解释我们所关心的问题。例如，竹筷子为什么不容易拉断而很容易折断，通过对竹纤维受力的形象分析，很自然地理解团结一致力量大，而各自为战容易被各个击破的道理。
第三章创意与发明，介绍了一些发明的案例，包括工具和方法。以跳高为例，不同的过杆方式会得到不同的成绩，引申出做事情方法的重要性。在能力一定的情况下，方法好就可以事半功倍，这一结论超越了学习具体的知识，方法比知识更重要，富有启发意义。
第四章动手与实践，介绍理论与实践相结合的案例。例如，复原孔子时代欹器的案例，把教育含义、创意设计、动手实践融合在一起。经过定性分析和计算，可以设计并做出一个在桌面上演示的模型，是很好的座右铭。

章观察与思考……………………………………………………… 001
自行车车轮的运动你注意到了什么…………………………………………… 003
从地心说到日心说地球在运动吗……………………………………………… 007
重新发现开普勒定律数据中隐藏着规律吗…………………………………… 016
现象与本质苹果砸到牛顿了吗………………………………………………… 021
辛勤的蚂蚁1 1= ？… ………………………………………………………… 026
时间与方向知识如何转换为能力……………………………………………… 031
自然界的启示自旋一定稳定吗………………………………………………… 037
批判性思维太空中肉眼能看见长城吗………………………………………… 043
渡渡鸟与树的故事万物有关联吗……………………………………………… 051
第二章建模与分析……………………………………………………… 055
物质科学领域的重要模型原子模型…………………………………………… 058
生命科学领域的重要模型DNA 模型… ……………………………………… 065
地球科学领域的重要模型板块模型…………………………………………… 070
比例分析为什么大型鸟不容易飞起来………………………………………… 076
材料的性质为什么筷子容易折断……………………………………………… 083
摩擦自锁你能一只手抓起篮球吗……………………………………………… 089
从细节处进行定性分析用力学如何考古………………………………… 094
吉他品柱的距离疏密排列背后有什么道理…………………………………… 100
从投影说起如何从具体问题上升到方法……………………………………… 105

第三章创意与发明……………………………………………………… 111
与众不同发明创造有哪些方法………………………………………………… 114
显微镜和望远镜如何进行组合式发明………………………………………… 122
生命的来源如何得出有说服力的证据………………………………………… 129
地球的周长如何利用差异寻找答案…………………………………………… 136
帕斯卡计算机如何让加法器做减法…………………………………………… 144
跳高的方式如何做到事半功倍………………………………………………… 151
意想不到的圆周率如何变换使问题简单……………………………………… 155
航天中的引力甩摆如何借力飞行……………………………………………… 161
蒸汽机的发明与改进如何稳定地工作………………………………………… 168
第四章动手与实践……………………………………………………… 175
弹簧秤称大象如何简单巧妙地解决问题……………………………………… 177
飞针穿玻璃如何发现问题并解决问题………………………………………… 182
神奇的平衡如何利用摩擦自动完成任务……………………………………… 189
无轮小车如何验证猜测………………………………………………………… 194
寻找四叶草如何自己创造幸福………………………………………………… 200
手机吊冰箱如何把力放大10 万倍… ………………………………………… 205
复原欹器孔子的中庸之道如何体现…………………………………………… 211
小鸭下山如何让不倒翁行走起来……………………………………………… 216
记里鼓车古代如何计算里程…………………………………………………… 221

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