本书以思维作为切入点，在对已有问题发现研究进行全面梳理的基础上，着重考察问题发现在思维操作、思维表征、思维策略、思维过程、影响因素等方面的特征与规律，以及在日常生活、科学研究、学校教育等领域问题发现思维活动的相关应用。
全书分为四个部分，共十一章。第一部分介绍问题发现研究的概况，包括第一章“问题发现研究评述与构想”。从界定、意义、理论模型、实验研究、研究方法、相关重要概念等方面梳理问题发现研究并作出评价，基于文献分析提出本书的研究目的、思路、内容和方法等。
第二部分介绍问题发现思维的理论研究，包含第二章到第六章。第二章“问题发现思维的团体实验”，基于对问题发现思维测评材料的编制与评价标准的制定，从思维产品、思维层次、思维品质等角度对大学生问题发现思维进行全面考察，总结其特点。第三章“问题发现的思维模式”，用出声思维法考察问题发现过程中思维模式、思维表征、思维策略和元认知思维的一般规律。第四章“问题发现的思维过程”，基于秩次聚类分析和问题行为图技术的运用，考察问题发现过程中思维阶段的划分和问题行为图的运用特点。第五章“动态信息呈现下的问题发现思维特征”，考察在动态信息呈现下问题质量、思维模式、思维过程的特点，并与静态信息呈现下的实验结果进行对比分析。第六章“问题发现思维的眼动研究”，考察在不同问题领域与情境，以及各兴趣区之间问题发现过程的眼动指标差异，作为对行为实验研究的佐证与补充。
第三部分介绍问题发现思维的应用研究，包含第七章到第十章。第七章“日常生活中的问题发现思维”，基于三个典型的日常生活中的问题发现案例，详细绘制并分析其思维流程图，总结相关思维特点与规律。第八章“科学研究中的问题发现思维”，要求大学生以写思维日记的方法追踪记录在毕业论文选题中的思维活动，分析科研选题思维特征和影响因素。第九章“学校教育中的问题发现思维”，概述和分析当前学校教育中对问题发现能力使用和培养现状，并探讨提高学生问题发现能力的有效措施。第十章“问题发现思维的影响因素”，分别从知识基础、问题参数设置、材料呈现方式、线索提示等方面考察问题发现的影响因素，从而探讨提高问题发现思维能力的因素。
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