科學(xué)素養(yǎng)科研方法課件

1、02 十月 2022科學(xué)素養(yǎng)科研方法28 九月 2022科學(xué)素養(yǎng)科研方法創(chuàng)新思維篇創(chuàng)新思維篇緒論“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂,是一個國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力。創(chuàng)新是一個政黨永葆青春的源泉。”江澤民緒論“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂,是一個國緒論胡錦濤同志在2006年新年賀詞中說：“要重點(diǎn)培養(yǎng)人的學(xué)習(xí)能力、實踐能力，著力提高人的創(chuàng)新能力” 。 緒論胡錦濤同志在2006年緒論溫總理說： 加快建設(shè)創(chuàng)新型國家，全面提高原始創(chuàng)新能力、集成創(chuàng)新能力和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新能力。緒論溫總理說：緒論 （一）人類的生存與發(fā)展遇到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 資源匱乏、人口膨脹、環(huán)境污染、疾病叢生。（二）中華民族的生存與發(fā)展遇到了嚴(yán)峻的挑

2、戰(zhàn)。 人口壓力、經(jīng)濟(jì)壓力、安全壓力、資源壓力、技術(shù)壓力、分配壓力、創(chuàng)新壓力、文化教育壓力、國民素質(zhì)壓力、民主與法制的壓力。（三）以創(chuàng)新為特征的21世紀(jì)是一個充滿競爭的世紀(jì)。 從生產(chǎn)率看，日本是中國的40倍，美國是中國的50倍，中等發(fā)達(dá)國家是中國的10倍；從科技投入看，日本是中國的25倍，美國是中國的50倍；從人均科技投入看，日本是中國的250倍，美國是中國的300倍。緒論 （四）我國創(chuàng)新型人才太少 從企業(yè)創(chuàng)新能力看 99%的企業(yè)沒有自己的專利。 60%的企業(yè)沒有自己的商標(biāo)。 擁有自主知識產(chǎn)權(quán)者，僅占萬分之三。 大中企業(yè)技術(shù)水平比國際先進(jìn)水平落 后510年（石化 20年），高新技術(shù)開發(fā) 區(qū)的技術(shù)

3、57%源自國外。（四）我國創(chuàng)新型人才太少（2）從專利擁有量看 發(fā)明專利總量是日、美的1/30，韓國的1/4。 百萬人口專利擁有量低（美國158，日本149，歐盟153，北京78，上海18） 我國發(fā)明專利申請，國內(nèi)申請18%；來自國外的申請占82%。 我國發(fā)明專利申請，國內(nèi)申請技術(shù)含量低；來自國外的申請技術(shù)含量高。（2）從專利擁有量看（3）從創(chuàng)新意識看 發(fā)達(dá)國家制造業(yè)典型產(chǎn)品源于本國技術(shù)的比例高達(dá)98%。 我國只有43%。企業(yè)熱衷于拿來、偷來，缺少自主創(chuàng)新意識，采取技術(shù)追隨戰(zhàn)略。 科研人員（院校、研究院所）與經(jīng)濟(jì)發(fā)展“兩張皮”。我國發(fā)明專利轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力者大概只有1520%。脫離實際寫論文，不是產(chǎn)

4、品、商品，而是樣品，展品。（3）從創(chuàng)新意識看 對提升創(chuàng)造力的培訓(xùn)重視不夠 創(chuàng)造學(xué)的創(chuàng)立人奧斯本，通過在美國通用電氣公司進(jìn)行培訓(xùn)，1955年培訓(xùn)工程師700名，使該公司專利數(shù)量提高了3倍。 近幾年，上海4000多個企業(yè)開展創(chuàng)新訓(xùn)練。證明：每增加1元培訓(xùn)投入，可產(chǎn)生的價值是4160元。 齊齊哈爾大學(xué)的一項創(chuàng)造力訓(xùn)練評估表明，培訓(xùn)能使創(chuàng)新能力提升52%。 對提升創(chuàng)造力的培訓(xùn)重視不夠 創(chuàng)新的基本知識 例1：連接請大家看這樣一個問題：請想一想各種將A與B連接起來方法。 A B最簡單最直接的就是直線連接。這種基本圖 形是隨時可以想到的（1、2） 當(dāng)然，還可以有些變化（3、4）A B1 A B2 A B3A

5、 B4 創(chuàng)新的基本知識 例1：連接請大家看這樣一個問題：請想 創(chuàng)新的基本知識 以上的構(gòu)想應(yīng)該說是初級階段的構(gòu)型，數(shù)學(xué)上說是線性的構(gòu)想。 7 5 65、6兩種答案有了立體的思考8 9 10 7、紙張上構(gòu)想8、9有了更新的抽象的變異（愛心連接著禮品包扎的盤結(jié)連接著 ）A B A B6A B5AA BBA B什么都不做 創(chuàng)新的基本知識 以上的構(gòu)想應(yīng)該說是初級 創(chuàng)新的基本知識 例2：現(xiàn)在解決下面的問題： 有個裝滿了水的杯子，請你在不傾斜杯子、不準(zhǔn)破壞杯子的前提下取出杯中全部的水。 這是創(chuàng)新思考方法的非常著名的一個問題。英國學(xué)者德波諾也提到過。 創(chuàng)新的基本知識 例2：現(xiàn)在解決下面的問題：成都女孩王文婷發(fā)

6、明水上行走鞋成都女孩王文婷發(fā)明水上行走鞋科學(xué)素養(yǎng)科研方法科學(xué)素養(yǎng)科研方法科學(xué)素養(yǎng)科研方法不倒翁牙刷刷桿內(nèi)有空腔，在空腔的下部有配重塊不倒翁牙刷刷桿內(nèi)有空腔，卷尺式插座 扁平狀的耐磨電線 ，可自由伸縮卷尺式插座 扁平狀的耐磨電線 ，可自由伸縮環(huán)保螺旋筆芯 優(yōu)點(diǎn):能增加墨水的儲存量 螺旋形狀的筆芯 環(huán)保螺旋筆芯 優(yōu)點(diǎn):螺旋形狀的筆芯 StandStandRainRainEyedropsEyedropsNoodleNoodleMRTMRTButterButterColdCold科學(xué)素養(yǎng)科研方法 一、打破創(chuàng)新的思維障礙思維定勢過去的思維影響當(dāng)前的思維。1、習(xí)慣思維定勢 人們不自覺的用某種習(xí)慣了的思維方

7、式去思考已經(jīng)變化的問題。例1愛迪生讓一個學(xué)數(shù)學(xué)的助手求形狀不規(guī)則的玻璃泡的容積。這個助手列出好多算式，也沒算出結(jié)果。這就是思維定勢作怪。只見愛迪生拿起玻璃燈泡往里灌滿水給他說，把水倒進(jìn)量杯看看刻度，就知道答案了 一、打破創(chuàng)新的思維障礙日本有個味精工廠銷售量一直徘徊不前，為打開銷路想了不少辦法，但收效不大。后來一位家庭主婦提出一條建議，工廠采納之后，不費(fèi)吹灰之力，就把銷售量提高近。原來，味精瓶的蓋上，一直以來就是個孔，雖然沒有明文規(guī)定，但久而久之就成了一種慣例、一種傳統(tǒng)，也就形成了一種思維定勢。這位主婦的建議就是多加一個孔（求異），結(jié)果用量就多出了近。日本有個味精工廠銷售量一直徘徊不前，為打開銷

8、路想了不少辦法，美國鐵路兩條鐵軌之間的標(biāo)準(zhǔn)距離是4英尺8.5英寸，這是一個很奇怪的標(biāo)準(zhǔn)，究竟是從何而來的呢？原來這是英國的鐵路標(biāo)準(zhǔn)，而美國的鐵路原先是由英國人建的。那么為什么英國人用這個標(biāo)準(zhǔn)呢？原來英國的鐵路是由建電車軌道的人所設(shè)計的，而這個正是電車所用的標(biāo)準(zhǔn)。電車的鐵軌標(biāo)準(zhǔn)又是從哪里來的呢？原來最先造電車的人以前是造馬車的，而他們是沿用馬車的輪寬標(biāo)準(zhǔn)。 好了，那么馬車為什么要用這個一定的輪距標(biāo)準(zhǔn)呢？因為如果那時候的馬車用任何其他輪距的話，馬車的輪子很快會在英國的老路凹陷的路轍上撞環(huán)的。為什么？因為這些路上的轍跡的寬度是4英尺8.5英寸。 這些轍跡又是從何而來的呢？答案是古羅馬人所定的，因為在

9、歐洲，包括英國的長途老路都是由羅馬人為他們的軍隊所鋪的，4英尺8.5英寸正是羅馬戰(zhàn)車的寬度。如果任何人用不同的輪寬在這些路上行車的話，他的輪子的壽命都不會長。 那么，羅馬人為什么以4英尺8.5英寸為戰(zhàn)車的輪距寬度呢？原因很簡單，這是戰(zhàn)車的兩匹馬屁股的寬度。 因此，我們可以斷言：可能今天世界上最先進(jìn)的運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計，是兩千年前便由兩匹馬的屁股寬度決定了。這就是路徑依賴，看起來有幾許悖謬與幽默，但卻是事實。 職業(yè)生涯無法擺脫這種路徑依賴，一旦我們選擇了馬屁股，我們的人生軌道可能就只有4英尺8.5英寸寬。雖然我們并不滿意這個寬度，但是卻已經(jīng)很難從慣性中抽身而出。 一旦我們選擇了馬屁股，我們的人生軌道

10、可能就只有4英尺8.5英寸寬。雖然我們并不滿意這個寬度，但是卻已經(jīng)很難從慣性中抽身而出。美國鐵路兩條鐵軌之間的標(biāo)準(zhǔn)距離是4英尺8.5英寸，這是一個很練習(xí) 1： 有三個學(xué)生到一家小旅店住宿，他們準(zhǔn)備住1個晚上，每人交了10元錢，老板見是學(xué)生說少收5元吧，退回5元。服務(wù)員拿著這5元心想：5元分給3人不好分，于是自己收起2元，退給每個學(xué)生1元，事后服務(wù)員自己心中不解：每個學(xué)生交9元共27元，自己拿了2元總計29元，可學(xué)生給了30元，那1元到哪兒去了？請大家?guī)退胍幌?練習(xí) 1： 有三個學(xué)生到一家小旅店住宿，他們準(zhǔn)備答案 30=25+2+3， 如果說有93=27,服務(wù)員拿了2元是在27元里的,2元不能

11、再和27元相加,而應(yīng)和25+3=28元相加,那1元并沒有丟,而是服務(wù)員邏輯混亂搞錯了.答案 30=25+2+3，練習(xí)：由兩個阿拉伯?dāng)?shù)字“”所能排列的最大的數(shù)是多少？由三個“”所能排列的最大的數(shù)是多少？由四個“”所能排列成的最大的數(shù)是多少？ 111111111？ 1111練習(xí)：由兩個阿拉伯?dāng)?shù)字“”所能排列的最大的數(shù)是多少？由三個如何克服定勢思維呢？定勢思維對人們的發(fā)明、創(chuàng)新設(shè)計活動無益。.把自己熟悉的事物當(dāng)作陌生的事物。.用幼稚的心靈重新想像這些事物。.假定事物和規(guī)律不是原來已知的樣子。.多學(xué)習(xí)和應(yīng)用其他有益的思維方法。 如何克服定勢思維呢？定勢思維對人們的發(fā)明、創(chuàng)新設(shè)計活動無益二、正確思維方式

12、的培養(yǎng)： 1、發(fā)散思維：即從多角度、多層次來探討問題的解決方法。 、注意：是從一點(diǎn)到多點(diǎn)的思維方式，呈“輻射狀” 、發(fā)散思維的特點(diǎn)：流暢性、變通性、獨(dú)特性。靈敏、迅速不受束縛新角度、新觀念、新特點(diǎn)二、正確思維方式的培養(yǎng)： 1、發(fā)散思維：即從多小組討論：多功能傘請同學(xué)們根據(jù)日常生活體會，想一想普通的傘有哪些地方曾讓你感到不便？你還希望傘有什么功能？ 小組討論：多功能傘請同學(xué)們根據(jù)日常生活體會，想一想普通的傘有多功能傘裝上照明裝置，就是照明傘；裝上收音設(shè)備收音傘；晴雨變色傘；手杖傘；廣告?zhèn)?；兩人合用的橢圓形的傘；太陽能兩用傘。 多功能傘裝上照明裝置，就是照明傘；多功能傘多功能傘已獲得實用新型專利的

13、排水傘已獲得實用新型專利的排水傘有一個古老的智力題：“樹上有10只鳥，打死1只，還有幾只?”最笨的回答是：“打死1只，還有9只?！弊盥斆鞯?，也是被認(rèn)為唯一正確的答案是：“打死1只，就一只也沒有了，因為它們都被嚇跑了?！痹谝淮谓虒W(xué)實踐中，我還聽到學(xué)生們說出了下面一些答案:有一個古老的智力題：“樹上有10只鳥，打死1只，還有幾只?” 1、還有1只死鳥掛在樹上； 2、還有9只，因為是用無聲手槍擊中的； 3、還有2只，樹上鳥窩里有2只不會飛的雛鳥； 4、還有9只，在風(fēng)雨交加的天氣，槍聲被掩蓋了； 5、還有1只，這只鳥是聾子； 6、還有10只，因為它們受傷飛不起來了； 1、還有1只死鳥掛在樹上；創(chuàng)新思維

14、發(fā)散思維 （3）圖形變化的流暢 如左圖16根火柴構(gòu)成了5個正方形，如何移動2根火柴使16根火柴構(gòu)成4個同樣大小的正方形？ 左面有8根火柴組成的2個正方形，如圖，如何移動4根火柴，組出8個三角形？創(chuàng)新思維發(fā)散思維 （3）圖形變化的流暢創(chuàng)新思維發(fā)散思維答案：創(chuàng)新思維發(fā)散思維答案：創(chuàng)新思維發(fā)散思維 下面請思考一個問題： 如何用6根火柴擺出4個等邊三角形來？創(chuàng)新思維發(fā)散思維 3、發(fā)散思維形式 1）立體思維 思考問題時跳出點(diǎn)、線、面的限制，立體 式進(jìn)行思維。 創(chuàng)新思維發(fā)散思維 3、發(fā)散思維形式創(chuàng)新思維發(fā)散思維二、正確思維方式的培養(yǎng)： 3、逆向思維：逆向思維又叫反向思維。它是采用與正向思維完全不同 （甚至

15、相反）的方法來思考問題，提出解決問題的方法。 特點(diǎn)：反向性、異常性。 案例：有人不拔開瓶塞，就可以喝到酒，你能做到嗎? (注意：不能將瓶子弄破，也不能在瓶塞上鉆孔。) 將軟木塞塞入酒瓶中倒酒. 牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律二、正確思維方式的培養(yǎng)： 3、逆向思維：逆向思舉例說明逆向思維： 想一想：還有哪些生活中的例子或者歷史典故應(yīng)用了逆向思維的？司馬光砸缸 法拉第 動物園.金屬提純達(dá)不到要求，有意摻入雜質(zhì)，形成新的合金。舉例說明逆向思維： 想一想：還有哪些生逆向思維的幾大優(yōu)勢： 逆向思維優(yōu)勢一：在日常生活中，常規(guī)思維難以解決的問題，通過逆向思維卻可能輕松破解。 逆向思維優(yōu)勢二：逆向思維使你獨(dú)辟蹊徑，在別

16、人沒有注意到的地方有所發(fā)現(xiàn)，有所建樹，從而制勝于出人意料。 逆向思維優(yōu)勢三：逆向思維使你在多種解決問題的方法中獲得最佳方法和途徑。 逆向思維優(yōu)勢四：生活中自覺運(yùn)用逆向思維，會將復(fù)雜問題變簡單，從而使辦事效率和效果成倍提高。 逆向思維的幾大優(yōu)勢： 逆向思維優(yōu)勢一：抽象（想像）思維形象思維聯(lián)想思維移植思維：某一事物的原理、特性、方法、現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)等，人們將其應(yīng)用在另一事物上做的發(fā)明創(chuàng)造，就叫移植創(chuàng)造法。類比思維邏輯推理思維例如：1.造紙術(shù)中加工對象由絲變成植物纖維。 2.面包和面加入酵母會松軟，人們在橡膠制品中也移植這種方法，在橡膠中摻入發(fā)泡劑做成橡膠海綿 例如：1.愛迪生測燈泡的容積。 2.曹沖稱

17、象。 練一練其它思維方式：抽象（想像）思維形象思維聯(lián)想思維移植思維：某一事物的原理、特科學(xué)素養(yǎng)科研方法創(chuàng)新思維邏輯思維 4、邏輯思維 （一）思維定義 ：人腦對客觀事物抽象地、概括地反映。 邏輯形式：概念、判斷、推理 邏輯結(jié)構(gòu)：三段論 所有M都是P 所有S都是M 所以所有S都是P （二）邏輯思維的一般作用：幫助我們正確認(rèn)識客觀世界,解決常規(guī)問題,表達(dá)思想.創(chuàng)新思維邏輯思維 4、邏輯思維 邏輯思維的方法 1、分析與綜合（P整= Pi +Pij）是形式邏輯與辯證邏輯共同研究的方法 2、分類與比較 3、歸納與演繹 4、抽象與概括 5、系統(tǒng)化與具體化 創(chuàng)新思維邏輯思維 邏輯思維的方法創(chuàng)新思維邏輯思維 邏

18、輯思維 2、分類與比較 根據(jù)事物的共同性與差異性就可以把事物分類，具有相同屬性的事物歸入一類。具有不同屬性的事物歸入不同類。比較就是比較兩個或兩類事物的共同點(diǎn)和差異點(diǎn)。通過比較就能更好地認(rèn)識事物的本質(zhì)。分類是比較的后繼過程，重要的是分類標(biāo)準(zhǔn)的選擇，選擇的好還可導(dǎo)致重要規(guī)律的發(fā)現(xiàn)。 邏輯思維 2、分類與比較 3、歸納與演繹 歸納是從個別性的前提推出一般性的結(jié)論，前提與結(jié)論之間的聯(lián)系是或然性的。演繹是從一般性的前提推出個別性的結(jié)論，前提與結(jié)論之間的聯(lián)系是必然性的。 邏輯思維 邏輯思維 4、抽象與概括 抽象就是運(yùn)用思維的力量，從對象中抽取它本質(zhì)的屬性，拋開其他非本質(zhì)的東西。 概括是在思維中從單獨(dú)對象的屬性推廣到這一類事物的全體的思維方法。抽象與概括和分析與綜合一樣，也是相互聯(lián)系不可分割的。5、系統(tǒng)化與具體化 邏輯思維 4、抽象與概括 邏輯思維 創(chuàng)新思維邏輯思維 （五）邏輯思維訓(xùn)練 1、在8個同樣大小的杯中有7杯盛的