科学素养科研方法

•多功能伞
已获得实用新型专利的排水伞
•百度文库一个古老的智力题：“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，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；
上说是线性的构想。
•A· ·B5
• A· ·B6
7
5
6
5、6两种答案有了立体的思考
•A
8
B
•A
9
B
•A
10
•什么 都不 做
B
7、纸张上构想8、9有了更新的抽象的变异
（爱心连接着……礼品包扎的盘结连接着…… ）
创新的基本知识
例2：现在解决下面的问题： 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 全部的水。
也移植这种方法，在橡胶中掺入发泡剂——做成橡胶海
绵
•
•练
•类一比练思维 •例如：1.爱迪生测灯泡的容积。
•
2.曹冲称象。
•逻辑推理思维 •联想思维 •抽象（想像）思维 •形象思维
•
创新思维—逻辑思维
4、逻辑思维
（一）思维定义 ：人脑对客观事物抽象地、概括地
反映。
逻辑形式：概念、判断、推理
逻辑结构：三段论 所有M都是P 所有S都是M
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
• 逆向思维优势四：生活中自觉运用逆 向思维，会将复杂问题变简单，从而使办事 效率和效果成倍提高。
•其它思维方式：……
•移植思维：某一事物的原理、特性、方法、现象、结构等，人
们将其应用在另一事物上做的发明创造，就叫移植创造法。
•例如：1.造纸术中加工对象由丝变成植物纤维。
•
2.面包和面加入酵母会松软，人们在橡胶制品中
练习 1：
有三个学生到一家小旅店住宿，他们准备住1 个晚上，每人交了10元钱，老板见是学生说少收5 元吧，退回5元。服务员拿着这5元心想：5元分给3 人不好分，于是自己收起2元，退给每个学生1元， 事后服务员自己心中不解：每个学生交9元共27元 ，自己拿了2元总计29元，可学生给了30元，那1元 到哪儿去了？请大家帮他想一想.
• •牛顿发现万有引力定律
•举例说明逆向思维： ……
• 想一想：还有哪些生活中的例子或者历史典 故应用了逆向思维的？
•★.金属提纯达不到要求，有 意掺入杂质，形成新的合金。
•◆司马光砸缸 法拉第 动物园
•逆向思维的几大优势： ……
• 逆向思维优势一：在日常生活中，常 规思维难以解决的问题，通过逆向思维却可 能轻松破解。 • 逆向思维优势二：逆向思维使你独辟 蹊径，在别人没有注意到的地方有所发现， 有所建树，从而制胜于出人意料。 • 逆向思维优势三：逆向思维使你在多 种解决问题的方法中获得最佳方法和途径。
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 到过。
成都女孩王文婷发明水上行走鞋
不倒翁牙刷
•刷杆内有空腔， •在空腔的下部有
配重块
卷尺式插座
•扁平状的耐 磨电线 ，可
自由伸缩
环保螺旋笔芯
优点:
能增加 墨水的 储存量
•螺旋形 状的笔芯
Stand
Rain
Eyedrops
•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？原来这是英国的铁路标准，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的 人所设计的，而这个正是电车所用的标准。电车的铁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，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？ 答案是古罗马人所定的，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。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。
• ⑷ 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 公司进行培训，1955年培训工程师700名，使该公司 专利数量提高了3倍。
• 近几年，上海4000多个企业开展创新训练。证明 ：每增加1元培训投入，可产生的价值是4160元。
• 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52%。
所以所有S都是P
（二）逻辑思维的一般作用：帮助我们正确 认识客观世界,解决常规问题,表达思想.
创新思维—逻辑思维
逻辑思维的方法 1、分析与综合（∑P整= ∑Pi +∑Pij）
是形式逻辑与辩证逻辑共同研究的方法 2、分类与比较 3、归纳与演绎 4、抽象与概括 5、系统化与具体化
逻辑思维
2、分类与比较
•
99%的企业没有自己的专利。
•
60%的企业没有自己的商标。
•
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
• 后5—10年（石化 20年），高新技术开发
• 区的技术57%源自国外。
•（2）从专利拥有量看
• 发明专利总量是日、美的1/30，韩国的1/4。 • 百万人口专利拥有量低（美国158，日本149， 欧盟153，北京78，上海18） • 我国发明专利申请，国内申请18%；来自国外 的申请占82%。 • 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。
科学素养科研方法
2020年7月22日星期三
创新思维篇
•
绪论
“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国 家兴旺发达的不竭动力。创新是一个政 党永葆青春的源泉。”
—江泽民
绪论
胡锦涛同志在2006年 新年贺词中说： “要重点培养人的学 习能力、实践能力， 着力提高人的创新 能力” 。
绪论
温总理说： 加快建设创新型国家，
全面提高原始创新能力、 集成创新能力和引进消 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。
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。
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
力、民主与法制的压力。
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１／４ 。原来，味精瓶的盖上，一直以来就是４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），结果用量就多出了近２５％。
答案
30=25+2+3，
如果说有9×3=27,服务员拿了 2元是在27元里的,2元不能再和27 元相加,而应和25+3=28元相加,那 1元并没有丢,而是服务员逻辑混 乱搞错了.
练习：
由两个阿拉伯数字“１”所能排列的最大的数
是多少？ •11
•由三个“１”所能排列的最大的数是多少？
•111
•由四个“１”所能排列成的最大的数是多少？
般性的结论，前提与结论之间的联 系是或然性的。演绎是从一般性的 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。
逻辑思维
4、抽象与概括 抽象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 东西。 概括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。 抽象与概括和分析与综合一样，也是相 互联系不可分割的。 5、系统化与具体化
•流畅性、 •变通性、 •独特性。
•灵敏、迅速 •不受束缚 •新角度、新观 念、新特点
小组讨论：多功能伞
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
装上照明装置，就是照明伞； 装上收音设备——收音伞； 晴雨变色伞； 手杖伞； 广告伞； 两人合用的椭圆形的伞； 太阳能两用伞。
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 物归入不同类。 比较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。 分类是比较的后继过程，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。
逻辑思维
3、归纳与演绎 归纳是从个别性的前提推出一
（三）以创新为特征的21世纪是一个充满竞争的世纪。
从生产率看，日本是中国的40倍，美国是中国的50
倍，中等发达国家是中国的10倍；从科技投入看，日本是
中国的25倍，美国是中国的50倍；从人均科技投入看，日
本是中国的250倍，美国是中国的300倍。
•（四）我国创新型人才太少
• ⑴ 从企业创新能力看
•（3）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 达98%。
• 我国只有43%。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。
• 科研人员（院校、研究院所）与经济发展“两张皮 ”。我国发明专利转化为生产力者大概只有15—20%。 脱离实际写论文，不是产品、商品，而是样品，展品。
•1111 ？
• 1111
•如何克服定势思维呢？
•定势思维对人们的发明、创新设计活动无 •益。
•◆.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 。 •◆.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。
•二、正确思维方式的培养：
• 1、发散思维：即从多角度、多层次来探讨 问题的解决方法。 • ◆、注意：是从一点到多点的思维方式，呈 “辐射状” • ◆、发散思维的特点：
创新的基本知识
例1：连接请大家看这样一个问题：请想一 想各种将A与B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
形是随时可以想到的（1、2） •A· ·B1 当然，还可以有些变化（3、4）
• A· ·B2 • A· ·B3 •A · ·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
Noodle
MRT
Butter
Cold
一、打破创新的思维障碍
•思维定势——过去的思维影响当前的思维。 •1、习惯思维定势 • 人们不自觉的用某种习惯了的思维方式去 思 •考已经变化的问题。 •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
三角形来？
创新思维—发散思维
3、发散思维形式 1）立体思维
思考问题时跳出点、线、面的限制，立体 式进行思维。
•二、正确思维方式的培养：
• 3、逆向思维：逆向思维又叫反向思维。它 是采用与正向思维完全不同 （甚至相反）的方法 来思考问题，提出解决问题的方法。 • ◆特点：反向性、异常性。
• 案例：有人不拔开瓶塞，就可以喝到酒，你 能做到吗? (注意：不能将瓶子弄破，也不能在 瓶塞上钻孔。•将) 软木塞塞入酒瓶中倒酒.
•
创新思维—发散思维
（3）图形变化的流畅 ① 如左图16根火柴构成了5个正 方形，如何移动2根火柴使16根火 柴构成4个同样大小的正方形？ ② 左面有8根火柴组成的2个 正方形，如图，如何移动4根火柴 ，组出8个三角形？
创新思维—发散思维
答案：
创新思维—发散思维
下面请思考一个问题： 如何用6根火柴摆出4个等边