科学素养科研方法课件.ppt

1、2022年10月9日星期日科学素养科研方法科学素养科研方法创新思维篇创新思维篇绪论“创新是一个民族进步的灵魂创新是一个民族进步的灵魂,是一个国是一个国家兴旺发达的不竭动力。创新是一个政家兴旺发达的不竭动力。创新是一个政党永葆青春的源泉。党永葆青春的源泉。”江泽民江泽民绪论胡锦涛同志在胡锦涛同志在20062006年年新年贺词中说：新年贺词中说：“要重点培养人的学要重点培养人的学习能力、实践能力，习能力、实践能力，着力提高人的创新着力提高人的创新能力能力”。绪论温总理说：温总理说：加快建设创新型国家，加快建设创新型国家，全面提高原始创新能力、全面提高原始创新能力、集成创新能力和引进消集成创新能力和

2、引进消化吸收再创新能力。化吸收再创新能力。绪论 （一）人类的生存与发展遇到了严峻的挑战。（一）人类的生存与发展遇到了严峻的挑战。资源匮乏、人口膨胀、环境污染、疾病丛生。资源匮乏、人口膨胀、环境污染、疾病丛生。（二）中华民族的生存与发展遇到了严峻的挑战。（二）中华民族的生存与发展遇到了严峻的挑战。人口压力、经济压力、安全压力、资源压力、技术人口压力、经济压力、安全压力、资源压力、技术压力、分配压力、创新压力、文化教育压力、国民素质压压力、分配压力、创新压力、文化教育压力、国民素质压力、民主与法制的压力。力、民主与法制的压力。（三）以创新为特征的（三）以创新为特征的2121世纪是一个充满竞争的世纪

3、。世纪是一个充满竞争的世纪。从生产率看，日本是中国的从生产率看，日本是中国的4040倍，美国是中国的倍，美国是中国的5050倍，中等发达国家是中国的倍，中等发达国家是中国的1010倍；从科技投入看，日本是倍；从科技投入看，日本是中国的中国的2525倍，美国是中国的倍，美国是中国的5050倍；从人均科技投入看，日倍；从人均科技投入看，日本是中国的本是中国的250250倍，美国是中国的倍，美国是中国的300300倍。倍。（四）（四）我国创新型人才太少我国创新型人才太少 从企业创新能力看从企业创新能力看 99%的企业没有自己的专利。的企业没有自己的专利。60%的企业没有自己的商标。的企业没有自己的商

4、标。拥有自主知识产权者，仅占万分之三。拥有自主知识产权者，仅占万分之三。大中企业技术水平比国际先进水平落大中企业技术水平比国际先进水平落 后后510年（石化年（石化 20年），高新技术开发年），高新技术开发 区的技术区的技术57%源自国外。源自国外。（2）从专利拥有量看）从专利拥有量看 发明专利总量是日、美的发明专利总量是日、美的1/30，韩国的，韩国的1/4。百万人口专利拥有量低（美国百万人口专利拥有量低（美国158，日本，日本149，欧盟欧盟153，北京，北京78，上海，上海18）我国发明专利申请，国内申请我国发明专利申请，国内申请18%；来自国外；来自国外的申请占的申请占82%。我国发明

5、专利申请，国内申请技术含量低；来自我国发明专利申请，国内申请技术含量低；来自国外的申请技术含量高。国外的申请技术含量高。（3）从创新意识看）从创新意识看 发达国家制造业典型产品源于本国技术的比例高发达国家制造业典型产品源于本国技术的比例高达达98%。我国只有我国只有43%。企业热衷于拿来、偷来，缺少自。企业热衷于拿来、偷来，缺少自主创新意识，采取技术追随战略。主创新意识，采取技术追随战略。科研人员（院校、研究院所）与经济发展科研人员（院校、研究院所）与经济发展“两张两张皮皮”。我国发明专利转化为生产力者大概只有。我国发明专利转化为生产力者大概只有1520%。脱离实际写论文，不是产品、商品，而是

6、样品，展品。脱离实际写论文，不是产品、商品，而是样品，展品。对提升创造力的培训重视不够对提升创造力的培训重视不够 创造学的创立人奥斯本，通过在美国通用电气创造学的创立人奥斯本，通过在美国通用电气公司进行培训，公司进行培训，1955年培训工程师年培训工程师700名，使该公司名，使该公司专利数量提高了专利数量提高了3倍。倍。近几年，上海近几年，上海4000多个企业开展创新训练。证明：多个企业开展创新训练。证明：每增加每增加1元培训投入，可产生的价值是元培训投入，可产生的价值是4160元。元。齐齐哈尔大学的一项创造力训练评估表明，培训齐齐哈尔大学的一项创造力训练评估表明，培训能使创新能力提升能使创新

7、能力提升52%。创新的基本知识 例例1：连接请大家看这样一个问题：请想一：连接请大家看这样一个问题：请想一想各种将想各种将A与与B连接起来方法。连接起来方法。A B最简单最直接的就是直线连接。这种基本图最简单最直接的就是直线连接。这种基本图 形是随时可以想到的（形是随时可以想到的（1、2）当然，还可以有些变化（当然，还可以有些变化（3、4）A B1 A B2 A B3A B4 创新的基本知识 以上的构想应该说是初级阶段的构型，数学以上的构想应该说是初级阶段的构型，数学上说是上说是线性的构想。线性的构想。7 5 65、6两种答案有了两种答案有了立体的思考立体的思考8 9 10 7、纸张上构想、纸

8、张上构想8、9有了更新的有了更新的抽象的变异抽象的变异（爱心连接着（爱心连接着礼品包扎的盘结连接着礼品包扎的盘结连接着）A B A B6A B5AA BBA B什么都不做 创新的基本知识 例例2 2：现在解决下面的问题：现在解决下面的问题：有个装满了水的杯子，请你在不倾斜有个装满了水的杯子，请你在不倾斜杯子、不准破坏杯子的前提下取出杯中杯子、不准破坏杯子的前提下取出杯中全部的水。全部的水。这是创新思考方法的非常著名的这是创新思考方法的非常著名的一个问题。英国学者德波诺也提一个问题。英国学者德波诺也提到过。到过。刷杆内有空腔，刷杆内有空腔，在空腔的下部有在空腔的下部有配重块配重块扁平状的耐扁平状

9、的耐磨电线磨电线 ，可，可自由伸缩自由伸缩优点:n能增加墨水的储存量 螺旋形螺旋形状的笔芯状的笔芯 一、打破创新的思维障碍一、打破创新的思维障碍思维定势思维定势过去的思维影响当前的思维。过去的思维影响当前的思维。1、习惯思维定势习惯思维定势 人们不自觉的用某种习惯了的思维方式去人们不自觉的用某种习惯了的思维方式去思思考已经变化的问题。考已经变化的问题。例例1爱迪生让一个学数学的助手求形状不规则的玻璃泡的容积。这个助手列出好多算式，也没算出结果。这就是思维定势作怪。只见爱迪生拿起玻璃灯泡往里灌满水给他说，把水倒进量杯看看刻度，就知道答案了n日本有个味精工厂销售量一直徘徊不前，为打开销路想了不少办

10、法，但收效不大。后来一位家庭主妇提出一条建议，工厂采纳之后，不费吹灰之力，就把销售量提高近。原来，味精瓶的盖上，一直以来就是个孔，虽然没有明文规定，但久而久之就成了一种惯例、一种传统，也就形成了一种思维定势。这位主妇的建议就是多加一个孔（求异），这位主妇的建议就是多加一个孔（求异），结果用量就多出了近。结果用量就多出了近。美国铁路两条铁轨之间的标准距离是4英尺8.5英寸，这是一个很奇怪的标准，究竟是从何而来的呢？原来这是英国的铁英国的铁路标路标准准，而美国的铁路原先是由英国人建的。那么为什么英国人用这个标准呢？原来英国的铁路是由建电车轨道电车轨道的人所设计的，而这个正是电车所用的标准。电车的铁

11、轨标准又是从哪里来的呢？原来最先造电车的人以前是造马车的是造马车的，而他们是沿用马车的轮宽标准。好了，那么马车为什么要用这个一定的轮距标准呢？因为如果那时候的马车用任何其他轮距的话，马车的轮子很快会在英国的老路凹陷的路辙上撞环的。为什么？因为这些路上的辙迹辙迹的宽度是4英尺8.5英寸。这些辙迹又是从何而来的呢？答案是古古罗马人罗马人所定的所定的，因为在欧洲，包括英国的长途老路都是由罗马人为他们的军队所铺的，4英尺8.5英寸正是罗马战车的宽度罗马战车的宽度。如果任何人用不同的轮宽在这些路上行车的话，他的轮子的寿命都不会长。那么，罗马人为什么以4英尺8.5英寸为战车的轮距宽度呢？原因很简单，这是战

12、车的两匹马屁股的战车的两匹马屁股的宽度。因此，我们可以断言：可能今天世界上最先进的运输系统的设计，是两千年前便由两匹马的屁股宽度决定了。这就是路径依赖，看起来有几许悖谬与幽默，但却是事实。职业生涯无法摆脱这种路径依赖，一旦我们选择了马屁股，我们的人生轨道可能就只有4英尺8.5英寸宽。虽然我们并不满意这个宽度，但是却已经很难从惯性中抽身而出。一旦我们选择了马屁股，我们的人生轨道可能就只有4英尺8.5英寸宽。虽然我们并不满意这个宽度，但是却已经很难从惯性中抽身而出。练习 1：有三个学生到一家小旅店住宿，他们准备住有三个学生到一家小旅店住宿，他们准备住1 1个晚上，每人交了个晚上，每人交了1010元

13、钱，老板见是学生说少收元钱，老板见是学生说少收5 5元吧，退回元吧，退回5 5元。服务员拿着这元。服务员拿着这5 5元心想：元心想：5 5元分给元分给3 3人不好分，于是自己收起人不好分，于是自己收起2 2元，退给每个学生元，退给每个学生1 1元，元，事后服务员自己心中不解：每个学生交事后服务员自己心中不解：每个学生交9 9元共元共2727元，元，自己拿了自己拿了2 2元总计元总计2929元，可学生给了元，可学生给了3030元，那元，那1 1元到元到哪儿去了？请大家帮他想一想哪儿去了？请大家帮他想一想.答案 30=25+2+330=25+2+3，如果说有如果说有9 93=27,3=27,服务员

14、拿了服务员拿了2 2元是在元是在2727元里的元里的,2,2元不能再和元不能再和2727元相加元相加,而应和而应和25+3=2825+3=28元相加元相加,那那1 1元并没有丢元并没有丢,而是服务员逻辑混而是服务员逻辑混乱搞错了乱搞错了.练习：练习：由两个阿拉伯数字“”所能排列的最大的数是多少？111111111？1111.把自己熟悉的事物当作陌生的事物。把自己熟悉的事物当作陌生的事物。.用幼稚的心灵重新想像这些事物。用幼稚的心灵重新想像这些事物。.假定事物和规律不是原来已知的样子。假定事物和规律不是原来已知的样子。.多学习和应用其他有益的思维方法。多学习和应用其他有益的思维方法。小组讨论：多

15、功能伞小组讨论：多功能伞n请同学们根据日常生活体会，想一想普通的伞有哪些地方曾让你感到不便？你还希望伞有什么功能？多功能伞多功能伞n装上照明装置，就是照明伞；n装上收音设备收音伞；n晴雨变色伞；n手杖伞；n广告伞；n两人合用的椭圆形的伞；n太阳能两用伞。多功能伞多功能伞已获得实用新型专利的排水伞已获得实用新型专利的排水伞有一个古老的智力题：“树上有10只鸟，打死1只，还有几只?”最笨的回答是：“打死1只，还有9只。”最聪明的，也是被认为唯一正确的答案是：“打死1只，就一只也没有了，因为它们都被吓跑了。”在一次教学实践中，我还听到学生们说出了下面一些答案:1、还有1只死鸟挂在树上；2、还有9只，

16、因为是用无声手枪击中的；3、还有2只，树上鸟窝里有2只不会飞的雏鸟；4、还有9只，在风雨交加的天气，枪声被掩盖了；5、还有1只，这只鸟是聋子；6、还有10只，因为它们受伤飞不起来了；创新思维发散思维 （3 3）图形变化的流畅）图形变化的流畅 如左图如左图1616根火柴构成了根火柴构成了5 5个正个正方形，如何移动方形，如何移动2 2根火柴使根火柴使1616根火根火柴构成柴构成4 4个同样大小的正方形？个同样大小的正方形？左面有左面有8 8根火柴组成的根火柴组成的2 2个个正方形，如图，如何移动正方形，如图，如何移动4 4根火柴，根火柴，组出组出8 8个三角形？个三角形？创新思维发散思维答案：创

17、新思维发散思维 下面请思考一个问题：下面请思考一个问题：如何用如何用6 6根火柴摆出根火柴摆出4 4个等边个等边三角形来？三角形来？3 3、发散思维形式、发散思维形式 1 1）立体思维）立体思维 思考问题时跳出点、线、面的限制，立体思考问题时跳出点、线、面的限制，立体 式进行思维。式进行思维。创新思维发散思维 金属提纯达不到要求，有金属提纯达不到要求，有意掺入杂质，形成新的合金。意掺入杂质，形成新的合金。创新思维逻辑思维 4 4、逻辑思维、逻辑思维 （一）思维定义（一）思维定义 ：人脑对客观事物抽象地、概括地：人脑对客观事物抽象地、概括地反映。反映。逻辑形式：概念、判断、推理逻辑形式：概念、判

18、断、推理 逻辑结构：三段论逻辑结构：三段论 所有所有M M都是都是P P 所有所有S S都是都是M M 所以所有所以所有S S都是都是P P （二）逻辑思维的一般作用：（二）逻辑思维的一般作用：帮助我们正确帮助我们正确认识客观世界认识客观世界,解决常规问题解决常规问题,表达思想表达思想.n逻辑思维的方法逻辑思维的方法 1 1、分析与综合（、分析与综合（PP整整=P=Pi i+P+Pijij）是形式逻辑与辩证逻辑共同研究的方法是形式逻辑与辩证逻辑共同研究的方法 2 2、分类与比较、分类与比较 3 3、归纳与演绎、归纳与演绎 4 4、抽象与概括、抽象与概括 5 5、系统化与具体化、系统化与具体化

19、创新思维逻辑思维 逻辑思维 2 2、分类与比较、分类与比较 根据事物的共同性与差异性就可以把事物分类，根据事物的共同性与差异性就可以把事物分类，具有相同属性的事物归入一类。具有不同属性的事具有相同属性的事物归入一类。具有不同属性的事物归入不同类。物归入不同类。比较比较就是比较两个或两类事物的共同点和差异点。通就是比较两个或两类事物的共同点和差异点。通过比较就能更好地认识事物的本质。过比较就能更好地认识事物的本质。分类分类是比较的后继过程，重要的是分类标准的选择，是比较的后继过程，重要的是分类标准的选择，选择的好还可导致重要规律的发现。选择的好还可导致重要规律的发现。3 3、归纳与演绎归纳与演绎

20、 归纳归纳是从个别性的前提推出一是从个别性的前提推出一般性的结论，前提与结论之间的联般性的结论，前提与结论之间的联系是或然性的。系是或然性的。演绎演绎是从一般性的是从一般性的前提推出个别性的结论，前提与结前提推出个别性的结论，前提与结论之间的联系是必然性的。论之间的联系是必然性的。逻辑思维 4、抽象与概括、抽象与概括 抽象抽象就是运用思维的力量，从对象中就是运用思维的力量，从对象中抽取它本质的属性，抛开其他非本质的抽取它本质的属性，抛开其他非本质的东西。东西。概括概括是在思维中从单独对象的属性推是在思维中从单独对象的属性推广到这一类事物的全体的思维方法。广到这一类事物的全体的思维方法。抽象与概

21、括和分析与综合一样，也是相抽象与概括和分析与综合一样，也是相互联系不可分割的。互联系不可分割的。5、系统化与具体化、系统化与具体化 逻辑思维 创新思维逻辑思维 （五）逻辑思维训练 1、在8个同样大小的杯中有7杯盛的是凉开水，1杯盛的是白糖水。你能否只尝3次，就找出盛白糖水的杯子来？1).把234的水倒到1里一点,尝一下.如果甜.糖水就在1234中.2).把2倒到3里尝一下,如果不甜,就是1或4再尝4就可以了.;如果甜,再尝2,如果甜就是2,如果不甜就是3.3).现在假设.1234不甜.肯定在5678当中.还有二次机会.我们把6倒到5中,尝一下.如果甜,尝一下6 就知道是在5还是6当中.4).如果56不甜,就在78 当中,我们任意尝7或8就可以知道是7还是8是糖水了.