教育是為了培養(yǎng)具有良好人格品性、較強行動能力、較好思維品質和較深創(chuàng)造潛能的人才。教育要注重培養(yǎng)學生的思維能力和解決問題的能力。
這是一本內容豐富，培養(yǎng)學生創(chuàng)造力，幫助學生進行跨學科思維訓練的書，你可以從中看到簡明的科學發(fā)展史；看到不同學科重要的模型；看到很多有趣的挑戰(zhàn)項目；看到快速分析并解釋生活現象的原理；看到無處不在的思維方法和處理問題的技巧；看到你所學過的大部分課程但又截然不同。下面是本書涉及的課程：
● 語文（復原欹器中的《孔子家語》）；
● 數學（重新發(fā)現開普勒定律中對數據進行各種運算并找到規(guī)律）；
● 物理（顯微鏡和望遠鏡中的透鏡成像）；
● 生物（生命科學領域的重要模型中的遺傳與變異）；
● 地理（從地心說到日心說中的宇宙模型）；
● 音樂（吉他品柱的距離中的十二平均律）；
● 體育（跳高的方式中背越式的原理）；
● 美術（地球的周長中的透視原理）；
● 計算機（帕斯卡計算機中的補碼思想）；
● 勞技（小鴨下山中的動手實踐）；
● 邏輯（批判性思維中的邏輯判斷）；
● 思政（尋找四葉草中自己創(chuàng)造幸福的快樂）；
…………
當然，更多內容涉及多學科與跨學科融合。

本書內容有三個來源：我在清華大學開設的課程，每次課前安排的短小講座；在清華大學開設的創(chuàng)意挑戰(zhàn)課程；在全國各地給大、中、小學生做的報告和開展的創(chuàng)意活動。
來源一：課前短小講座。我在清華大學給本科生開設了理論力學、航天器動力學課程。除了常規(guī)的教學內容，我有意識地采用課前短小講座的形式增加了很多關于思維、創(chuàng)意的內容。這些內容短小精練，既與課程內容密切相關，又富于啟發(fā)。用所學知識分析案例背后的道理，一方面讓學生了解理論如何應用于實踐，另一方面案例中的結論具有啟發(fā)作用，讓學生感受到雖然是從物理學角度得到的結論但是又具有更普遍的意義，從而超越了知識本身。
來源二：創(chuàng)意挑戰(zhàn)課程。我提倡一種基于設計的學習，把定性分析、定量計算、創(chuàng)意設計、動手實踐融為一體，后得出具有教育意義的結論并用實物進行演示，這是學生喜歡但目前教育中所缺乏的模式。為此我開設了趣味力學實驗及制作、力學中的創(chuàng)意設計課程。其中趣味力學實驗及制作是清華大學批創(chuàng)意實踐課程，我?guī)ьI學生做了很多創(chuàng)意挑戰(zhàn)項目，包括本書第四章動手與實踐中的大部分活動，彈簧秤稱大象飛針穿玻璃手機吊冰箱等還被中央電視臺做成了科普節(jié)目；小鴨下山則成為電視節(jié)目《加油！向未來》中的一期節(jié)目。
來源三：開展創(chuàng)意活動。除了在清華大學教學，我有機會在全國各地給大、中、小學生，甚至幼兒園小朋友做創(chuàng)意講座，上示范課程，開展了很多趣味創(chuàng)意活動。面對年齡跨度很大的學生，就不適合講太具體的知識，所以我更多講解思維、創(chuàng)意的方法，結合案例進行啟發(fā)引導。為此我自己設計了思考問題的角度和解決問題的方法并開發(fā)了很多創(chuàng)意活動的道具。
鑒于此，我整理并適當刪減了一些復雜的內容，補充了一些簡單的案例，構成本書的基本內容，小學高年級和初中學生都可以看懂。書中通過日常生活和學習中司空見慣的現象，以及科學和工程中有趣的歷史或裝置，分析其背后的道理、思考的方法及給我們的啟示。
書中的案例有趣且具有啟發(fā)意義。
章觀察與思考，介紹了如何透過現象看本質。從身邊自行車說起，從輻條是否模糊引發(fā)認知沖突，繼而引出雖然有眼見為實的說法，但眼睛所看到的現象可能只是事物的表面現象，我們除了要仔細觀察，同時還需要善于思考。
第二章建模與分析，介紹了如何解釋我們所關心的問題。例如，竹筷子為什么不容易拉斷而很容易折斷，通過對竹纖維受力的形象分析，很自然地理解團結一致力量大，而各自為戰(zhàn)容易被各個擊破的道理。
第三章創(chuàng)意與發(fā)明，介紹了一些發(fā)明的案例，包括工具和方法。以跳高為例，不同的過桿方式會得到不同的成績，引申出做事情方法的重要性。在能力一定的情況下，方法好就可以事半功倍，這一結論超越了學習具體的知識，方法比知識更重要，富有啟發(fā)意義。
第四章動手與實踐，介紹理論與實踐相結合的案例。例如，復原孔子時代欹器的案例，把教育含義、創(chuàng)意設計、動手實踐融合在一起。經過定性分析和計算，可以設計并做出一個在桌面上演示的模型，是很好的座右銘。