清华教授的思维训练课：创造力培养

　　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。 第一章观察与思考：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π、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！

　　高云峰，博士，清华大学航天航空学院教授，现任中国力学学会科学普及工作委员会主任。研究领域为卫星轨道与姿态控制。主持过多项国家自然科学基金、国防军工等项目。出版教材、专著及科普著作10余部，发表论文100余篇，获发明专利授权2项。 曾获军队科技进步一等奖、北京市高等学校教学名师奖、全国科学实验展演汇演比赛一等奖。其理论力学、创客培养2门课程入选教育部“国家精品在线开放课程”。著作的图书《异想天开的科学游戏》入选教育部全国中小学生阅读指导目录。 曾参与我国首次太空授课的方案论证、道具原型设计与制作、讲稿撰写等工作，并接受《新闻1+1》专访。 先后与中央电视台等电视台合作，在《加油！向未来》《异想天开》《异想天开之大师挑战赛》《走近科学》《我爱发明》《原来如此》等栏目中策划设计了数百个原创科普实验和游戏，累计观众人次过亿。

第一章 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