Creative Model Construction in Scientists and Students pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Clement, John J.

出品人:

页数:632

译者:

出版时间:

价格:785.00 元

装帧:

isbn号码:9789048130238

丛书系列:

图书标签:

• 科学建模
• 创新思维
• 学生能力
• 科研方法
• 创造力
• 模型构建
• 学习策略
• 问题解决
• STEM教育
• 跨学科

创造性思维的火花：探索科学家与学生在知识构建中的奥秘 本书并非一本教你如何搭建模型、模拟实验的实用指南，也不是一本罗列科学史上的伟大发明并详细阐述其技术细节的百科全书。它着眼于一个更深层次、更具普适性的问题：知识是如何被创造出来的？ 尤其是，在这个令人兴奋的知识构建过程中，科学家与学生扮演着怎样的角色，他们的思维模式、学习路径和认知策略有何异同？ 我们常常将科学家视为高高在上的智者，他们以严谨的逻辑和惊人的洞察力，拨开迷雾，揭示宇宙的奥秘。而学生，则被看作是知识的接收者，他们通过学习、理解，最终掌握前人积累的智慧。然而，这种二元化的划分，是否忽略了科学创造本身所蕴含的普遍人性？又是否低估了学生在学习过程中，其实也在进行着某种形式的“创造”？ 本书旨在打破这种刻板印象，邀请读者踏上一段深入探索科学认知心理学、教育学与哲学交叉领域的旅程。我们将 聚焦于“创造”这一核心概念，不是指具象化的模型搭建，而是指在抽象层面，如何形成新的概念、提出新的假设、设计新的解释，以及将零散的观察与信息整合成具有连贯性的知识体系。 核心议题探讨： 科学家的“心智模型”与创造性思维： 科学家在面对复杂问题时，是如何在脑海中构建“心智模型”的？这些模型是如何随着新证据的出现而演变、重塑，甚至彻底颠覆的？我们将会深入剖析诸如类比推理、表征转换、概念隐喻等认知机制，揭示它们在激发科学洞见中的关键作用。例如，我们不会告诉你如何用物理模型模拟行星轨道，而是探讨牛顿是如何通过对苹果落地的观察，与月球绕地运动产生类比，从而构建万有引力概念的。我们会分析爱因斯坦在思考相对论时，是如何运用“想象实验”（Gedankenexperiment）来挑战牛顿力学框架的。 学生学习中的“概念重构”与“意义构建”： 与科学家在最前沿探索不同，学生在学习过程中，更侧重于“内化”与“重构”。当学生接触到新的科学概念时，他们并非被动地接受，而是在现有认知结构的基础上，进行主动的连接、调整甚至修正。我们将探讨“同化”与“顺应”等认知发展理论，分析学生在遇到“概念冲突”时，如何通过思考、提问、实践，逐步建立起对科学概念的深刻理解。例如，我们将关注一个孩子是如何从最初认为“太阳绕着地球转”的朴素观念，转变为理解“地球绕着太阳转”的科学事实的，这个过程中所经历的认知障碍与突破。 好奇心、直觉与“顿悟”： 科学的进步，离不开那份源源不断的好奇心。无论是经验丰富的科学家，还是初学乍到的学生，好奇心都是驱动他们探索未知的强大引擎。本书将探讨好奇心如何引导研究方向，又如何通过直觉、灵感，甚至“顿悟”，帮助人们跨越思维的鸿沟，找到解决问题的关键。我们会分析那些著名的“ Eureka！”时刻，并非简单地描述事件本身，而是深入挖掘背后可能存在的认知过程。 失败、错误与知识的迭代： 科学研究并非总是一帆风顺，错误与失败是探索过程中不可避免的一部分。本书将强调，科学家和学生都必须学会如何从失败中学习，如何将错误视为宝贵的反馈，并以此迭代和完善自己的理解。我们将探讨“试错法”在科学发现中的价值，以及学生如何通过实践中的错误，加深对知识的理解。 不同学科背景下的创造性： 科学研究领域广阔，从物理、化学到生物、天文学，再到新兴的交叉学科，不同领域的科学家可能展现出不同的思维特质和创造性路径。本书将通过案例分析，展现不同学科背景下，知识构建的独特之处，并思考这些共性与特质如何影响着学生对这些学科的学习。 教育实践的启示： 最终，本书将目光投向教育。在理解了科学家与学生在知识构建过程中的共性与差异后，我们可以思考：如何设计更有效的教学策略，以激发学生内在的创造力？如何鼓励学生像科学家一样思考，主动探索，而非被动记忆？我们将探讨“探究式学习”、“项目式学习”等教学模式，以及如何在课堂中营造鼓励提问、容忍错误、支持探索的学习氛围。 本书的独特之处： 本书的价值不在于提供“标准答案”或“固定模型”，而在于引发思考，激发洞察。 我们将避免使用过于专业化的术语，而是力求用清晰、生动的语言，带领读者走进科学家的内心世界，理解他们是如何思考、如何怀疑、如何突破的。同时，我们也将关注学生的视角，理解他们在学习新知识时所经历的挑战与成长。 我们相信，科学的创造力并非少数天才的专属，而是一种可以被理解、被培养、甚至被泛化的思维能力。 通过深入剖析科学家与学生在知识构建过程中的认知机制，本书旨在为教育工作者、学生以及任何对科学认知过程感到好奇的人，提供全新的视角和深刻的启发。 本书适合的读者： 对科学的本质和创造性思维感兴趣的读者： 无论您是否从事科学研究，本书都能为您提供对知识产生过程的深刻理解。 教育工作者（教师、教育研究者）： 本书将为您提供理解学生学习障碍、设计更有效的教学方法的新思路。 学生（尤其是有志于从事科学研究的学生）： 本书将帮助您理解科学家的思维方式，掌握更有效的学习策略，激发您对科学的兴趣和创造力。 心理学、教育学、哲学等相关领域的专业人士： 本书将为您提供跨学科的视角，深入探讨认知科学与教育实践的联系。 总结而言，本书不是教你“怎么做”，而是让你“怎么想”。它邀请您一同去探寻，在那看似神秘的科学探索背后，隐藏着怎样的思维火花，以及这些火花是如何在科学家与学生之间，在知识的传承与创新中，熊熊燃烧的。

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