《创新案例》PPT课件

9.1 世界创新案例
于是，贝西默全身心地投入炼钢新技术的研究工作中去。他跑遍 了法国各大图书馆，企图寻找有参考价值的资料，结果令他失望而归， 只能从实践中寻找突破口。可是，一直到克里米亚战争结束，贝西默 也没找到一种炼钢的好方法。贝西默坚信如果炼钢问题解决，将对工 业产生革命性的影响，他继续进行冶炼方法的研究。一天，贝西默在 做实验时，无意中发现了一块铁片粘在坩锅的边上。凭着一种对铁的 变化的敏感，他命令助手取下这块铁片。经过仔细观察、辨认，认定 这块与众不同的铁片就是钢铁!
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1．王选发明汉字激光照排技术 如何攻克这难题呢？王选运用了“轮廓描述和参数技术”相结合 的方法解决了汉字信息压缩问题，发明了高分辨率字形的高倍率信息 压缩技术和高速复原方法，率先设计出相应的专用芯片，在世界上首 次使用“参数描述方法”描述笔画特性，并取得欧洲和中国的发明专 利。这些成果开创了汉字印刷的一个崭新时代，引发了我国报业和印 刷出版业“告别铅与火，迈入光与电”的技术革命，彻底改造了我国 沿用上百年的铅字印刷技术。国产激光照排系统使我国传统出版印刷 行业仅用了短短数年时间，从铅字排版直接跨越到激光照排，走完了 西方几十年才完成的技术改造道路，被公认为毕升发明活字印刷术后 中国印刷技术的第二次革命。
贝西默承受着巨大的精神压力，对新式大炮的缺点进行了深入研 究。他发现炮膛破裂的原因是铸铁制成的炮膛无法承受火药的爆炸力。 显然，要解决这一问题，必须用一种强度大的材料。在当时，最理想 的材料就是钢，可炼钢的方法很复杂，钢的价格极为昂贵，要用它制 造大炮，必须找到一种新的炼钢方法，以有效地降低钢的生产成本。
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5．“瘟疫的克星”——罗伯特•科赫 罗伯特•科赫(Robert Koch，1843—1910)，德国医生和细菌学家， 世界病原细菌学的奠基人和开拓者。1905年，罗伯特•科赫（见图9.5） 以举世瞩目的开拓性成绩，摘走了诺贝尔生理学及医学奖。
图9.5 罗伯特·科赫(Robert Koch)
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2．亨利•贝西默首创转炉炼钢法 亨利•贝西默（HenryBessemer，1813-1898）：1813年生于英国 的哈法德夏的查尔顿。他的父亲热衷于搞发明创造，曾语重心长地对 贝西默说：“你要想有所发明创造，就要打好基础，学好各门功课。 我就是吃了基础不扎实的亏。”贝西默对此牢记在心。1831年，18岁 的贝西默经过一年的努力，发明了一台邮票印刷机。之后，又发明了 一种研磨金属的机器。
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1651－1654年，帕斯卡研究了液体静力学和空气的重力的各种效 应。帕斯卡在大量观察、实验的基础上，又用虚功原理加以证明，综 合成《论液体的平衡和空气的重力》一书。提出了著名的帕斯卡定律 （或称帕斯卡原理）：即加在密闭液体任何一部分上的压强，必然按 照其原来的大小由液体向各个方向传递。世界上为了纪念帕斯卡的贡 献，才把他的名字定做压强单位。
山东大学通识教育核心课程 《创新理论与技能》
第9章 Biblioteka Baidu新案例
前言
创新能力是一个人能力素质的核心，也是综合素质 的集中体现。在诸多创新品质中，最重要的是自信力、 观察力、意志力和质疑力。本章将通过对古今中外典型 创新案例的分析，以期对同学们在创新理论的认识、创 新规律的把握、创新兴趣的培养、创新信心的增强和创 新技能的提高等方面有所帮助。
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3．布莱士•帕斯卡发现帕斯卡原理（定律） 布莱士•帕斯卡（Blaise Pascal，1623—1662），是法国著名的 数学家、物理学家、哲学家和散文家。主要贡献是在物理学上，发现 了帕斯卡定律，并以其名字命名压强单位(见图9.2)。
图9.2 布莱士·帕斯卡（Blaise Pascal）
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1648年帕斯卡设想并进行了对同一地区不同高度大气压强测量的 实验，发现了随着高度降低，大气压强增大的规律。随后，帕斯卡在 实验中不断取得新发现，并且有多项重大发明，如发明了注射器、水 压机，改进了托里拆利的水银气压计等。
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帕斯卡23岁那年的一天，老仆人勒威耶提了满满一桶水进屋，由 于木桶破旧，桶的侧壁往外喷水，这个现象吸引了斯卡，他不让仆人 把水桶提走，眼看水流得遍地皆是。水流完后他让仆人再提水、再观 察。那几天忙得他少吃饭、不睡觉。他经研究发现：水桶侧壁小孔离 水面越深，压强就越大，水流出的速度也就越大。又过了些日子，帕 斯卡又设计制作了一个完好的木桶，盖子密封在桶上，在盖子的中心 开一个不大的小孔，桶里灌满水后，木桶没有任何异样。后来，他把 一根长长的细铁管插到木桶的小孔上，并使接口处不漏水，然后从管 子上方倒了几杯水，使管子里的水面提高了好几米，当管内水达到一 定高度时，木桶破裂了，您说怪不怪？
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1880年，科赫应邀赴柏林工作，在德国卫生署任职。在这里他拥 有了良好的实验室和助手。1881年，他创立了固体培养基划线分离纯 种法；应用这种方法，主要的传染病病原菌被相继发现。此后，他转 向结核病病原菌研究。他改进染色方法，发现了当时未能得到的纯种 结核杆菌。为了大量培养出纯种的结核菌，他又改用在凝固的血清上 接种培养，并将培养出的纯种结核菌制成悬液，通过注射豚鼠的腹腔 实验，4-6周后豚鼠即死於结核病。他用实验证明结核菌不论来自猴 ﹑牛或人，均有相同症状，并进而阐明了结核病的传染途径。1882年 3月24日，科赫在德国柏林生理学会上宣布：结核杆菌是结核病的病 原菌。并研究出纯培养其菌的方法。1882年出版了有关结核杆菌的经 典著作。
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1883年，科赫被任命为德国霍乱委员会主席，并被派往埃及和印 度去调查那里的霍乱暴发流行情况。他和他的同事一起发现了霍乱病 原菌是形如逗号的霍乱弧菌，并发现该菌可以经过水﹑食物﹑衣服等 途径传播。根据他对霍乱弧菌的生物学知识以及其传播方式的了解， 科赫提出控制霍乱流行的法则，这些法则于1893年被各大国批准并形 成至今仍沿用的控制霍乱方法的基础。科赫因对霍乱研究作出的贡献 而获10万德国马克奖金，他的这项研究工作也对保护饮水规划有重大 影响。同时他还发现了阿米巴痢疾和两种结膜炎的病原体。1890年他 提出用结核菌素治疗结核病。1891－1899年，他还在埃及﹑印度等地 研究了鼠疫﹑疟疾﹑回归热﹑锥虫病和非洲海岸病等。
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1870年婚后的科赫到东普鲁士一个小乡村沃尔施泰因当外科医生， 在那里建立了一个简陋的实验室，并多年在此从事病原微生物研究。 科赫在没有科研设备，也无法与图书馆联系，更无法与其他科研人员 接触的情况下，开始研究炭疽病。1873年，罗伯特•科赫在他30岁生 日那天，他的夫人用全部积蓄买了一台显微镜送给科赫作为生日礼物， 从此科赫把业余时间全部花在显微镜上，潜心研究细菌与疾病的关系。 他的实验室就在他的家里，他的科研设备除了他妻子送给他的显微镜 外，其余都是他自己设法解决的。1876年他到布雷斯劳用3天时间以 公开表演实验的方式证明炭疽杆菌是炭疽病的病因，并报告了炭疽病 菌的生活史是从杆菌—芽孢—杆菌的循环，芽孢可以放置较长时间而 不死。他认为每种病都有一定的病原菌，纠正了当时认为所有细菌都 是一个种的观点，从而兴起了关於疾病生源的研究。
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之后，门捷列夫又返回实验室，继续研究他的纸卡。他把重新测定过的 原子量的元素，按照原子量的大小依次排列起来。他发现性质相似的元素， 它们的原子量并不相近；相反，有些性质不同的元素，它们的原子量反而相 近。他紧紧抓住元素的原子量与性质之间的相互关系，不停地研究着。他的 脑子因过度紧张，而经常昏眩。但是，他的心血并没有白费，在一八六九年 二月十九日，他终于发现了元素周期律。他的周期律说明：简单物体的性质， 以及元素化合物的形式和性质，都和元素原子量的大小有周期性的依赖关系。 门捷列夫在排列元素表的过程中，又大胆指出，当时一些公认的原子量不准 确。如那时金的原子量公认为169.2，按此在元素表中，金应排在锇、铱、铂 的前面，因为它们被公认的原子量分别为198.6、6.7、196.7，而门捷列夫坚 定地认为金应排列在这三种元素的后面，原子量都应重新测定。大家重测的 结果，锇为190.9、铱为193.1、铂为195.2，而金是197.2。实践证实了门捷 列夫的论断，也证明了周期律的正确性。
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在门捷列夫编制的周期表中，还留有很多空格，这些空格应由尚 未发现的元素来填满。门捷列夫从理论上计算出这些尚未发现的元素 的最重要性质，断定它们介于邻近元素的性质之间。例如，在锌与砷 之间的两个空格中，他预言这两个未知元素的性质分别为类铝和类硅。 就在他预言后的四年，法国化学家布阿勃朗用光谱分析法，从门锌矿 中发现了镓。实验证明，镓的性质非常象铝，也就是门捷列夫预言的 类铝。镓的发现具有重大的意义，它充分说明元素周期律是自然界的 一条客观规律；为以后元素的研究，新元素的探索，新物资、新材料 的寻找，提供了一个可遵循的规律。元素周期律象重炮一样，在世界 上空轰响了！
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4．门捷列夫创建元素周期表 在化学教科书中，都附有一张“元素周期表”。这张表揭示了物 质世界的秘密，把一些看来似乎互不相关的元素统一起来，组成了一 个完整的自然体系。它的发明是近代化学史上的一个创举，对于促进 化学的发展起了巨大的作用。看到这张表，人们便会想到它的最早发 明者——德米特里•门捷列夫。 德米特里•门捷列夫（Mendeleyev，1834-1907)，19世纪俄国化 学家，他发现了元素周期律（见图9.4），并就此发表了世界上第一 份元素周期表。他的名著、伴随着元素周期律而诞生的《化学原理》， 在十九世纪后期和二十世纪初，被国际化学界公认为标准著作，前后 共出了八版，影响了一代又一代的化学家。下面让我们一起看一看元 素周期表的发明过程。
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贝西默在高兴之余，进一步探讨这块钢片的成因。原来，铁片贴 在坩锅的边上，得到了鼓风箱吹进的足够的氧气，使铁片内的碳被氧 化，降低了含碳量，由此变成了钢。根据这一原理，贝西默很快就设 计、制造了一种从炉底吹氧的新式炼钢炉。这种炼钢炉不同于以往炼 铁的高炉，它是一个罐形装置架在转体上。贝西默把这种可以回转的 炼钢炉命名为“转炉”。1855年7月，贝西默用一根陶土制成的管往 转炉铁水里吹氧。炉中的火焰欢快地跳跃着。冶炼结果证实：取出的 样品就是钢铁！
本章内容
1 世界创新案例 2 山东大学创新案例
3 山东大学大学生创新案例
9.1 世界创新案例
1．王选发明汉字激光照排技术 王选（1937-2006）：汉字激光照排系统的创始人，曾任中国科 学院院士，中国工程院院士，第三世界科学院院士（见图9.1）。
图9.1 王选院士
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1．王选发明汉字激光照排技术 1975年，王选对国家正要开展的汉字激光照排项目发生了兴趣。 当年5月，在激光照排技术研究中，北京大学成立了汉字精密照排研制 协作攻关组，王选任攻关组技术负责人。当时国外已经在研制激光照 排四代机，而我国仍停留在铅印时代，我国政府打算研制自己的二代 机、三代机。王选以超前的思维，大胆地选择技术上的跨越，直接研 制西方还没有产品的第四代激光照排系统。而当时的难题是汉字的储 存以及汉字字形信息的还原输出。
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1853年，在“克里米亚战争”期间，贝西默研制了一种新式步枪， 并据此发明了一种新式大炮。起初，新式大炮在战场上表现出强大的 威力。然而，使用一段后，炮膛很容易破裂，不但炸死了不少炮手， 而且在进攻中影响军队的推进速度。这时，各种风凉话也向贝西默袭 来：有人甚至说：“贝西默是个科学骗子”……。
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攀登科学高峰的路，是一条艰苦而又曲折的路。门捷列夫在这条 路上，也是吃尽了苦头。当他担任化学副教授以后，负责讲授《化学 基础》课。在理论化学里应该指出自然界到底有多少元素？元素之间 有什么异同和存在什么内部联系？新的元素应该怎样去发现？这些问 题，当时的化学界正处在探索阶段。
为了彻底解决这个问题，他又走出实验室，开始出外考察和整理 收集资料。一八五九年，他去德国海德尔堡进行科学深造。两年中， 他集中精力研究了物理化学，使他探索元素间内在联系的基础更扎实 了。一八六二年，他对巴库油田进行了考察，对液体进行了深入研究， 重测了一些元素的原子量，使他对元素的特性有了深刻的了解