科学发现与创新能力培养-PowerPoint演示文稿

科学发现与创新能力培养主讲人：基础部范建中太原师范学院公共选修课第一节总论内容提要第三节创造的突破口第五节主体附加法第七节移植法第九节突破原形法第十一节转变法第十三节改造法第十五节发散思维法第二节发现法第四节联想法第十二节一次性创造第十四节潜功能创造第十节微缩法第六节组合法第十六节梦之创造法第八节逆向思维法“坚持走中国特色自主创新道路，为建设创新型国家而努力奋斗”创新是民族的灵魂；创新是一个国家兴旺发达的不竭动力；创新是一个政党永葆生机的源泉。科学技术是第一生产力创新能力是第一竞争力第一节总论“我们总是陶醉于中国（古代）四大发明：指南针、造纸术、印刷术和火药，但在后来的几百年间，我们没能保持发明创造的步伐。四大发明充分证明中国人民是有创新能力的，那现在为什么不去做呢？我们需要回归那种状态。”中国教育部副部长吴启迪说，他表示，培养“创造性思维和革新精神正是我们当前所关注的问题”。创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。一、创新能力的内涵创新能力就是人们产生新认识、新思想和创造新事物的能力。创新能力涉及到一个人的多种能力，如认识能力、观察能力、记忆能力、判断能力、分析能力、想象能力、实验能力、自学能力、吸收知识能力、信息能力等，是一个人综合能力的具体体现。1、是缺乏创新观念和创新欲望。2、是缺乏创新的毅力。3、是缺乏创新的兴趣。4、是缺乏创新所需的观察力。5、是缺乏创新性思维能力。大学生是具有创新潜能的，故采取适当的方式方法，他们的创新能力是可以大幅度提高的。相反，如不进行创新教育，大学生的创新潜能很可能萎缩以至消失。大学生创新能力分析：二、大学生创新能力培养1、不畏常规，敢于超越，增强创新意识。2、培养各种能力，做到知识与能力并重。3、建立健全合理的知识体系。4、积极参与社会实践，理论联系实际，学以致用。5、引导学生进行主动实践，这是创新能力培养的关键。被动实践即是说实践的对象、方法、程序等关键要素都是由教师制定的，学生在教师规定的框架中，沿着教师制定的路线去完成实践任务。1、质疑力质疑本身就是“主动”的表现，同时质疑力也是想象力的基础。主动实践的要素有哪些？2、观察力主动实践是培养学生观察力的很好手段。因为主动实践与被动实践的最大差别是：主动实践是让学生自己去发现问题，尽可能找到最本质的东西。这就需要学生仔细观察某个相关领域中的事物和现象。3、协同力对每一个个体学生而言，其协同力就是指他主动与别人协同的能力，这是他今后能否做好项目的关键之一。4、领导力在主动实践的过程中，应该培养学生的领导力，尤其是对优秀的、能力强的学生。1、好奇心——创新的驱动力第一，要让学生有机会观察到丰富多彩的自然现象，最好是亲手做实验第二，教学方法也很重要。课堂教学永远是学校教学的中心环节，作为高校，应该让最好的教师讲课，特别是讲授基础课。三、培养创新能力三要素2、直觉和洞察力——“悟”的学问这些能力是不能靠上一门课或读一些书获得的，最好的办法是让学生在实践和浓厚的创新气氛中自己“悟”出来。3、注意力——决定思维的深度创新能力必须具备的一个要素是勤奋工作和集中注意力。勤奋是一个人有创造性地工作的前提，不勤奋的人什么事也做不好。勤奋必须以能集中注意力为前提。注意力集中的程度决定着思维的深度和广度。“天才比常人能更高度地集中注意力。能长时间集中注意力勤奋工作的人，才可能成为天才。”第二节发现法1阿佩尔的发现3发现法的成功事例①预先确定发明创造的目标,然后按照目标的要求探索达到目的的途径;②事先没有打算发明创造什么,当偶然发现某种现象,并领悟到其中的作用时,产生了进行发明创造的明确目标.2创造学家罗杰·冯·欧克博士的发现法:臭豆腐的发明,沙丘驻涡火焰稳定器的发明,沼液的利用,兽角话筒的启发.4发现的特点与原理时刻准备迎接发现,以发现的心态对待一切事物,以创造的心理对待一切发现,主动寻觅,捕捉发现,分析发现,理解发现,利用发现.发现是多样化的,发现是无穷尽的,发现的起点很平凡,发现的时机不确定,许多发现稍纵即逝.5胰岛素的发现①发现的背景:糖尿病的治疗发现者:班廷(1891-1941)所在国家:加拿大安大略省外科医生发现时的年龄:29岁发现时间:1921年②发现的创意:多伦多大学教授马克雷奥多和同学贝斯特支持③发现的价值:1921年11月发表,1923年诺贝尔医学奖授予班廷和马克雷奥多.6尼西奇尿布的发明①发现的背景:公司面临倒闭的危险发现者:多川博(1891-1941)所在国家:日本尼西奇公司老板发现时的年龄:32岁发现时间:1948年②发现的创意:对日本人口普查资料的研究③发现的价值:产品在市场上大受欢迎,尼西奇公司也成为日本最成功的大公司之一.多川博，日本四国岛北端高松市人，1941年毕业于神户商业大学。第二次世界大战的战火毁了他全家，他只好到福冈市岳父家，帮助岳父经营一片生产橡胶制品的只有30多名员工的小厂--西治公司。该公司主要生产雨衣、游泳衣等大路货，产品毫无特色，生产厂家众多，经营举步维艰。不甘失败的多川博，多方寻找出路。一天，他在报纸上看到一篇报道说，日本每年有多达250万个婴儿出生。多川博的脑子一转：如果每个婴儿的母亲买两条尿布，全国一年就是500万条。这是一个规模多么可观的市场！而且，尿布虽小却关系到家家户户，是消费者不可或缺的东西；再者，尿布生产工艺简单，对西治来说无须添置与更新设备。于是，多川博在岳父在支持下，果断地放弃了原有产品的生产，将西治公司变成婴儿尿布专业，集中力量生产尿布，并更名为尼西奇公司。由于在开拓新市场和经营管理上的杰出贡献，多川博和他的尼西奇公司多次受到日本政府和经济团体的奖励，还被政府通商产业省命名为对出口有贡献的日本企业。1978年，日本天皇为了表彰尼西奇在生产儿童用品和扩大出口方面所作出的杰出贡献，特授予多川博蓝绶褒单的殊荣。7相对论的发现①发现的背景:解释”以太”的存在问题发现者:爱因斯坦(1879-1955)所在国家:德国裔美国人,伯尔尼专利局技师发现时年龄:26岁发现时间:1905年②发现的创意:提出光速不变原理和相对性原理,改变了时空概念③发现的价值:1919年5月被证实1921年获诺贝尔物理学奖.爱因斯坦（A.Einstein,1879-1955），1879年3月14日生于德国乌尔姆的一个犹太人庭。1896年退出德国国籍，夏天以无国籍身份考入瑞士苏黎世联邦工业大学。1901年取得瑞士国籍，并以优异成绩通过国家考试。1902年被聘为伯尔尼专利局的三级技术员，负责专利申请。1905年发表五篇重要论文，分别是《论动体的电动力学》、《物体的惯性同它所含的能量有关吗？》《关于光的产生和转化的一个启发性观点》、《根据分子运动论研究静止液体中悬浮微粒的运动》、《分子大小的新测定法》。1909-1912年先后在苏黎世大学、布拉格大学和苏黎世联邦工业大学任教授。1913年回到德国任威廉皇帝物理研究所所长和普鲁士科学院院士1921年获得诺贝尔物理学奖1933年因受纳粹政权迫害迁居美国，在普林斯顿高等研究院任教授，从事理论物理研究工作。1940年加入美国国籍。与相对论有关的现代物理学成就重力透镜现象重力透镜现象。图为星系群Abell2218形成的重力弧五彩可见光照片。这张照片是被哈勃望远镜所拍摄到的。重力弧的研究为星系早期进化提供了一个最为直观的景象。电脑绘制的“虫洞”现象图中是电脑绘制的“虫洞”(Wormhole)现象。虫洞是假想中的宇宙通道，它可以超越空间的限制，连接宇宙中距离很远的两点，广义相对论认为“虫洞”是可能存在的，然而，一个稳定的虫洞需要带有负能量密度的物质，目前还不清楚这种物质是否存在。但是科学家们认为，在量子物理中，虫洞不但可能存在，还可以被制造或摧毁。神秘的黑洞通常黑洞都是潜藏在巨大的星系中，吞噬来自银河中心的物质，黑洞的力量之大使得任何物质都无法逃脱，连光也不例外。但是欧洲天文学家在最近一期《自然》杂志上撰文称，他们发现了一个无家可归的黑洞，这个特殊的黑洞距离地球50亿光年（一光年大约是10万亿公里，为光走一年的距离），它的周围没有可栖身的星系。这个无家可归的黑洞是科学家在搜寻类星体时发现的。类星体虽然体积不大，但亮度大，与黑洞关系非常密切。天文学家认为，类星体是由宇宙中的高温气体所组成的，这些气体被黑洞的特大重力所吸引，这一过程中产生的高温使得气体发出明亮的光，因此从地球上能看见类星体。在人马座观测到了一个超级黑洞这一超级黑洞的质量－－几乎有太阳的1.4亿倍！其周围还环绕着大量的年轻恒星。这一发现也是“哈勃”太空望远镜取得的最新成果。观测显示，由于该黑洞产生的引力极其强大，其附近共集中了大约400颗呈蓝色的年轻恒星和庞大的星云气体，并形成了一个直径约为1光年的盘状系统。不过，天体物理学家们暂时还无法解释清楚，为什么在距离黑洞如此近的距离内会形成如此众多的恒星－－据计算，这些恒星中包含的物质应该会在很短的时间内被黑洞吸收殆尽。8创造力训练----设想,再设想练习:这是一幅什么图案想想第一个正确答案以外的答案发明是一种技巧,有些人有这种技巧,有些人则没有.你可以学会怎样去发明.你要控制自己不一头扎进第一个设想里去……因为真正一流的设想很可能就近在咫尺.最有希望成为发明家的人常常这样说:”不错,这是一个办法,但看起来不是最好的办法.”然后他继续思考下去.发明家杜比认为:计算机科学家艾伦·凯认为:寻求大量设想是有价值的1六面发光的手电筒2突破旧思维从某种目的或某种需要出发,思考旧事物的新形象、新内容.大胆畅想,主动改变旧事物的形象,思考这种改变了的形象有什么新的作用.如何破除旧思想,赋予事物新的意义、功能和价值.把自己熟悉的事物当作陌生的事物.用幼稚的心灵重新想象出这些事物.从新的角度异化这些事物.第三节创造的突破口3改变事物原有的形象一种事物的形象,对该事物来讲是旧形象,一旦在别的事物上体现出来,或许就成了这一事物的新形象.就某一特定事物来讲,抛弃其旧形象,方能够使其以新形象出现.形象是事物表现出来的意义、功能、价值以及形状、状态等,在人脑中的反映,改变事物的旧形象,就是赋予事物与以往不同的意义、功能、价值等.突破权威或旧思维是突破思维定势的表现,它作为一种创新方法,在人们的创新活动中有着重要的价值.它有助于打破传统的束缚,发挥人们的想象力和创造力,从而打开新的思路,产生许多出人意料的新思想和新方法.发明创造首先要向往、追求、塑造事物的新形象,也就是破除旧思想,建立新思想的过程.发明创造就是新思想的积极结晶.4蒸汽机的发明①发明的背景:气压汽机的抽水能力有限,浪费大量燃料.发明者:詹姆斯·瓦特(1736-1819)所在国家:英国技师发现时的年龄:29岁发现时间:1765年②发明的创意:得到分离凝结器③发现的价值:蒸汽机在市场上大受欢迎,被用做蒸汽火车头、汽船、汽车等交通运输工具,和大型机械的动力.瓦特制造的蒸汽机大气蒸汽机有锅炉和汽缸，结构比较简单，它的热效率很低。英国工人技师瓦特在前人研究的基础上，对纽科门的蒸汽机进行了改进，找出了热效率低的主要原因是汽缸在每一冲程中都要用喷水使蒸汽凝结，这时汽缸本身也被冷却，热量大量损耗。瓦特设计制造了精密的汽缸，发明了跟汽缸分离的冷凝器（图2－3），这样就显著地提高了热效率和运行的可靠性。瓦特的蒸汽机被广泛地应用在工厂和运输的各个部门，瓦特本人也被后人称为蒸汽机的发明者。瓦特1782年发明制造的蒸汽机，是利用锅炉发出的高压蒸汽进入汽缸中膨胀，推动活塞往复运动对外做功，因此这种热机又叫往复式蒸汽机。蒸汽机的发明与使用对工业发展起了巨大的推动作用，开创了蒸汽时代，欧洲的工业革命就是从这里开始的。5化学元素的发现①发明的背景:寻找构成物质的元素.发现者:拉瓦锡(1743-1794)所在国家:法国化学家发现时的年龄:34岁发现时间:1777年②发明的创意:空气是由维持燃烧的活氧和无助于燃烧和呼吸的毒气两种成分构成的③发现的价值:推翻了燃素说,建立了拉瓦锡元素表,包括可以解释当时错综复杂的种种化学反应的真正元素,成为现代元素的核心.6幽门螺旋杆菌的