科学研究与创新概述ppt课件
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16
学习方法论
学习要讲究方法。要学会，更要会学。 华罗庚的形象比喻：由薄到厚，再由厚到薄。 由薄到后是指知识的摄取和积累过程，是加法。 由厚到薄是指知识的提炼和升华过程，是减法。 学习中还要：会问、会用、会用网、注意创新。
17
会加
勤于积累：摄取和积累知识是培养能力、创新的基础。 融会贯通：把知识点连成片，相互沟通，左右联系，前后呼应。 用心梳理：条理化，成为脉络清晰、有主有次、有目有纲的知识网。 落地生根：把别人的、书本上的知识变成自己的。牛吃草变成奶。
15
创新体制和科学管理在创新中的 重要作用
遴选杰出的领导人：科技战略眼光、尊重知识、 尊重人才、善于管理，建立一套比较完善的人 才培养体制 对基础研究与高新技术前沿探索：自主性创新、 科学评估、实时调整、保持创新的活力。 对于基础性和战略性研究：发挥自身优势，联 合国内国际优势力量，争取取得科学规律的系 统知识与重大关键技术原始性创新突破或实现 创造性的系统集成。促进科技成果的产业化。 扩大与国内外的学术交流。
13
中青年时期是科学家实现创新突 破的峰值年龄
科学家的创新高峰期为30-40岁 博士学位论文期间的工作
鼓励20几岁就在前沿领域和重大战略方向 上开始独立的创新研究与发展工作
14
创新意识、创新思想比经费与设 备更具有决定意义
爱因斯坦的相对论：专利局的低级职员，并无 专项研究经费 构建DNA双螺旋结构模型研究小组的经费消耗 据说只有数百英镑。 魏格纳的大陆板块与漂移学说的提出主要得益 于他的创新科学思想。 研究人员的创新意识、独特的实验构思、周密的 实验和观测，以及科学思维，并且许多是研究 生阶段的工作。
7
重大发现多来源于对实验事实敏 锐的观察和独具创意的实验
X射线的发现 遗传物质DNA的发现 移动控制基因的发现
8
新的科学仪器和装置的发明，往 往打开一扇新的科学之门
粒子加速器的发明 电子显微镜和隧道扫描显微镜的发明 激光冷却实验装置俘获原子
9
良好的科学基础和前沿性、交叉 性的研究可能偶发重大的科学发 现，偶然中偶必然
ÃÀ ¹ú µÂ ¹ú Ó¢ ¹ú ·¨¹ú
4
获奖者做出代表性工作时的年龄分布
40 35 30 25 20 15 10
5 0
30ÔÒ ÂÏ
31--35 36--40 41--45 46--50 51--60 60ÔÒ ÏÉ
1 4 5)
5--1. (
时图
的
年
龄
Leabharlann Baidu
分物
布理
统 计 人 数
学 奖 获 奖 人
11
对已有知识的科学整理与发 掘，也可能有新的重大发现 与理论创新
原子结构理论的建立：在原子模型和量子理论 基础上 门捷列夫的元素周期表：在前人大量化学元素 研究的基础上总结 DNA双螺旋结构模型的提出：总结有关研究
12
良好的创新氛围和高水平的创新 基地是产生高水平创新成果的温 床
诺贝尔获奖单位的集中：创新基地建设 重要 学术亲缘关系 代表性成果到获奖的时间（10年以上）， 不能急功近利
把摘来的核桃装在麻袋里 把采集的草药放在一排排药屉里 把拾来的珍珠穿成项链 把点和站编成能放能收的网
18
会减
概括能力：写人能勾出特征，画龙会点睛。“我用十句话说清楚了 人家一本书的内容以及人家一本书没有说清楚的内容”（尼采）
简化能力：分清主次，剪枝留干。 统帅驾驭能力：一本书有许多章节，许多知识点，都是“目”。抓
研究与创新
研究方法论 研究与创新应克服的问题 关于创新的思考
1
研究方法论
发现与提出科学问题 资料获取方法 资料分析与综合 解决问题的方法 实验方案设计 结果分析与总结 举例
2
23%
19%
58%
ÖØ ´ó ¿Æ ѧ· ¢ ÏÖ ÖØ ´ó ¼ Êõ ºÍ · ½ · ¨· ¢ Ã÷ ÖØ ´ó Àí ÂÛ Í» Æ
20
会用
学而时习之（论语）。学习=学+习。“习”通常理解为复习；更准 确些，“习”应理解为用，理解为实践。练习、实习、习题、习 作等都是“习”，也就是用，应用和实践。
宇宙背景辐射的发现 中子的发现
10
数学与计算机工具创造性的应用， 也可带来自然科学、工程技术、 经济和管理科学方法与理论的突 破
数学对量子力学的作用 测定分子结构的新方法：利用计算机技术，发 明了用三维图象重建直接显示被X射线透射的 新方法，测出维生素等数万种分子结构 数学对经济学、管理科学的作用
指导全书的基本思路，贯穿全书的主线，这就是“纲”。举一纲 而万目张。 “目”：多、繁、散（沙与金的混杂）。“纲”：少、精、帅（吹 尽黄沙始见金）。能多更能少；能繁更能精；能放更能收；能进 更能出。 弃形取神的能力：个别到一般；具体到抽象；现象到规律；温故到 知新。
19
会问
多问出智慧：学习中要多问，多打几个问号。 要会问：学习中提不出问题是学习中最大的问题。发现了问题是好
事，抓住了隐藏的问题是学习深化的表现。科学始于问题，知惑 才能解惑。善于提出问题是解决问题的重要一步。Hilbert 1900 年向数学界提出了23个有待解决的问题，100多年来吸引了无数 数学家的目光，缔造了20世纪数学的辉煌。 要追问：重要的问题要抓住不放，穷追紧逼，一直追到核心问题并 解决之（提问中的减法）。 要问自己：问老师、问别人，更要问知己。好老师注意启发，引导 学生思考，为学生留出思考空间。学习时更要勤于思考，善于思 考，为自己开辟思考的空间。
做
出
代
表
表
性
工
作
5
研究与创新应克服的问题
只有天才才能创造，平凡人不能创造 懂得少，基础差，不能创造 简单的问题都研究完了，剩下的问题都 是困难的问题 从事研究太寂寞、太苦，没有乐趣 急于求成，不能持之以恒
6
关于创新的思考
为什么美国已成为科学研究的中心？ 科技创新的氛围 科技创新的年龄问题 国际上典型创新成果的启示 我们如何创新？
图1. 1901--1999年诺贝尔 自然科学获奖工作性 质的分类
3
100
90
80
70
60
50
40
30
23
20
10 3 1112
0
1901--1925
26 15 18 5
1926--1950
69
27 10 5 1951--1975
95
13 9 5 1976--1999
图2.1901--1999年诺贝尔 自然科学奖获得者不同时段的国别分布
学习方法论
学习要讲究方法。要学会，更要会学。 华罗庚的形象比喻：由薄到厚，再由厚到薄。 由薄到后是指知识的摄取和积累过程，是加法。 由厚到薄是指知识的提炼和升华过程，是减法。 学习中还要：会问、会用、会用网、注意创新。
17
会加
勤于积累：摄取和积累知识是培养能力、创新的基础。 融会贯通：把知识点连成片，相互沟通，左右联系，前后呼应。 用心梳理：条理化，成为脉络清晰、有主有次、有目有纲的知识网。 落地生根：把别人的、书本上的知识变成自己的。牛吃草变成奶。
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创新体制和科学管理在创新中的 重要作用
遴选杰出的领导人：科技战略眼光、尊重知识、 尊重人才、善于管理，建立一套比较完善的人 才培养体制 对基础研究与高新技术前沿探索：自主性创新、 科学评估、实时调整、保持创新的活力。 对于基础性和战略性研究：发挥自身优势，联 合国内国际优势力量，争取取得科学规律的系 统知识与重大关键技术原始性创新突破或实现 创造性的系统集成。促进科技成果的产业化。 扩大与国内外的学术交流。
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中青年时期是科学家实现创新突 破的峰值年龄
科学家的创新高峰期为30-40岁 博士学位论文期间的工作
鼓励20几岁就在前沿领域和重大战略方向 上开始独立的创新研究与发展工作
14
创新意识、创新思想比经费与设 备更具有决定意义
爱因斯坦的相对论：专利局的低级职员，并无 专项研究经费 构建DNA双螺旋结构模型研究小组的经费消耗 据说只有数百英镑。 魏格纳的大陆板块与漂移学说的提出主要得益 于他的创新科学思想。 研究人员的创新意识、独特的实验构思、周密的 实验和观测，以及科学思维，并且许多是研究 生阶段的工作。
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重大发现多来源于对实验事实敏 锐的观察和独具创意的实验
X射线的发现 遗传物质DNA的发现 移动控制基因的发现
8
新的科学仪器和装置的发明，往 往打开一扇新的科学之门
粒子加速器的发明 电子显微镜和隧道扫描显微镜的发明 激光冷却实验装置俘获原子
9
良好的科学基础和前沿性、交叉 性的研究可能偶发重大的科学发 现，偶然中偶必然
ÃÀ ¹ú µÂ ¹ú Ó¢ ¹ú ·¨¹ú
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获奖者做出代表性工作时的年龄分布
40 35 30 25 20 15 10
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30ÔÒ ÂÏ
31--35 36--40 41--45 46--50 51--60 60ÔÒ ÏÉ
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时图
的
年
龄
Leabharlann Baidu
分物
布理
统 计 人 数
学 奖 获 奖 人
11
对已有知识的科学整理与发 掘，也可能有新的重大发现 与理论创新
原子结构理论的建立：在原子模型和量子理论 基础上 门捷列夫的元素周期表：在前人大量化学元素 研究的基础上总结 DNA双螺旋结构模型的提出：总结有关研究
12
良好的创新氛围和高水平的创新 基地是产生高水平创新成果的温 床
诺贝尔获奖单位的集中：创新基地建设 重要 学术亲缘关系 代表性成果到获奖的时间（10年以上）， 不能急功近利
把摘来的核桃装在麻袋里 把采集的草药放在一排排药屉里 把拾来的珍珠穿成项链 把点和站编成能放能收的网
18
会减
概括能力：写人能勾出特征，画龙会点睛。“我用十句话说清楚了 人家一本书的内容以及人家一本书没有说清楚的内容”（尼采）
简化能力：分清主次，剪枝留干。 统帅驾驭能力：一本书有许多章节，许多知识点，都是“目”。抓
研究与创新
研究方法论 研究与创新应克服的问题 关于创新的思考
1
研究方法论
发现与提出科学问题 资料获取方法 资料分析与综合 解决问题的方法 实验方案设计 结果分析与总结 举例
2
23%
19%
58%
ÖØ ´ó ¿Æ ѧ· ¢ ÏÖ ÖØ ´ó ¼ Êõ ºÍ · ½ · ¨· ¢ Ã÷ ÖØ ´ó Àí ÂÛ Í» Æ
20
会用
学而时习之（论语）。学习=学+习。“习”通常理解为复习；更准 确些，“习”应理解为用，理解为实践。练习、实习、习题、习 作等都是“习”，也就是用，应用和实践。
宇宙背景辐射的发现 中子的发现
10
数学与计算机工具创造性的应用， 也可带来自然科学、工程技术、 经济和管理科学方法与理论的突 破
数学对量子力学的作用 测定分子结构的新方法：利用计算机技术，发 明了用三维图象重建直接显示被X射线透射的 新方法，测出维生素等数万种分子结构 数学对经济学、管理科学的作用
指导全书的基本思路，贯穿全书的主线，这就是“纲”。举一纲 而万目张。 “目”：多、繁、散（沙与金的混杂）。“纲”：少、精、帅（吹 尽黄沙始见金）。能多更能少；能繁更能精；能放更能收；能进 更能出。 弃形取神的能力：个别到一般；具体到抽象；现象到规律；温故到 知新。
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会问
多问出智慧：学习中要多问，多打几个问号。 要会问：学习中提不出问题是学习中最大的问题。发现了问题是好
事，抓住了隐藏的问题是学习深化的表现。科学始于问题，知惑 才能解惑。善于提出问题是解决问题的重要一步。Hilbert 1900 年向数学界提出了23个有待解决的问题，100多年来吸引了无数 数学家的目光，缔造了20世纪数学的辉煌。 要追问：重要的问题要抓住不放，穷追紧逼，一直追到核心问题并 解决之（提问中的减法）。 要问自己：问老师、问别人，更要问知己。好老师注意启发，引导 学生思考，为学生留出思考空间。学习时更要勤于思考，善于思 考，为自己开辟思考的空间。
做
出
代
表
表
性
工
作
5
研究与创新应克服的问题
只有天才才能创造，平凡人不能创造 懂得少，基础差，不能创造 简单的问题都研究完了，剩下的问题都 是困难的问题 从事研究太寂寞、太苦，没有乐趣 急于求成，不能持之以恒
6
关于创新的思考
为什么美国已成为科学研究的中心？ 科技创新的氛围 科技创新的年龄问题 国际上典型创新成果的启示 我们如何创新？
图1. 1901--1999年诺贝尔 自然科学获奖工作性 质的分类
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图2.1901--1999年诺贝尔 自然科学奖获得者不同时段的国别分布