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三. 科技创新的思维方法
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【例3.5】一对夫妻在乡村公路旁开了家药店。通常情况下要在旁边打出“××药店开业”或“××药店×折优惠”的广告宣传。可是这对夫妇却从顾客的角度进行了思考，他们在路旁竖起了“本店免费供应冷水——××药店”的牌子，结果引起了许多人的好奇心，乘车过往的人都不由得停车去看。这对夫妇不计得失地把冷水送给来店的人，客人不好意思拿到冷水就走，总要在这家药店转转，买点什么才离开。这样，药店很快就发达起来了。
【例3.6】美国西部大开发时，当许多人竞相在矿区投资金矿采掘时，有一个人独具慧眼，从采矿者的需要考虑问题，就在采矿者的驻地办起了餐厅和各种娱乐设施，结果大获成功。同样，当美国硅谷众多高技术创始型企业掀起一轮又一轮的创业高潮时，硅谷很快就出现了为这些创业精英服务的各种生产联合企业、风险投资企业以及各种代理服务机构。这一方面为高技术企业的快速成长提供了良好的生态条件，另一方面也使这些参与服务的企业和机构能够分享高技术创新成果的巨大收益，从而也取得了很大的发展和成功。
【例3.7】第二次世界大战结束后不久，战胜国决定成立一个处理世界事务的联合国。可是在繁华都市购买可以建立联合国总部的土地是需要很大一笔资金的，而刚起步的联合国是难以办到的。洛克菲勒家族听说了这件事情后，立刻出资870万美元在纽约买下了一块地皮，在人们的吃惊中无条件地捐赠给联合国。联合国大楼建起来后，周围的地价立即飙升起来，洛克菲勒家族在买下捐赠给联合国的那块地皮时，也买下了与这块地皮毗连的全部地皮。没有人能够计算出洛克菲勒家族在后来获得了多少个870万美元。这是一个非常有胆识的谋略。
【例3.8】创新者经常把创新想象得太高深、太复杂，但创新有时是很简单的。多年前，一家酒店的电梯不够用，打算增加一部。酒店请来了建筑工程师研究如何增设新电梯。专家们一致认为，最好的办法是每层楼打个洞，直接安装新电梯。方案定下来后，两位专家坐在酒店大厅里商量工程计划。他们的话被正在扫地的清洁工听到了。清洁工对他们说，每层楼都打个洞，肯定会尘土飞扬，弄得乱七八糟，动工时最好把酒店关闭。工程师看了清洁工一眼说，酒店关闭不行的。清洁工不经意地说，我要是你们，就会把电梯装在楼的外面。工程师们不约而同地为这一想法叫绝。于是，就有了近代建筑史上的伟大变革——把电梯装在楼外。
立体思维就是解决问题突破点。线、面的限制，从各个方向去寻找解决问题的方法。例如用六根火柴搭出四个等边三角形。
【例3.6】美国西部大开发时，当许多人竞相在矿区投资金矿采掘时，有一个人独具慧眼，从采矿者的需要考虑问题，就在采矿者的驻地办起了餐厅和各种娱乐设施，结果大获成功。同样，当美国硅谷众多高技术创始型企业掀起一轮又一轮的创业高潮时，硅谷很快就出现了为这些创业精英服务的各种生产联合企业、风险投资企业以及各种代理服务机构。这一方面为高技术企业的快速成长提供了良好的生态条件，另一方面也使这些参与服务的企业和机构能够分享高技术创新成果的巨大收益，从而也取得了很大的发展和成功。
【例3.7】第二次世界大战结束后不久，战胜国决定成立一个处理世界事务的联合国。可是在繁华都市购买可以建立联合国总部的土地是需要很大一笔资金的，而刚起步的联合国是难以办到的。洛克菲勒家族听说了这件事情后，立刻出资870万美元在纽约买下了一块地皮，在人们的吃惊中无条件地捐赠给联合国。联合国大楼建起来后，周围的地价立即飙升起来，洛克菲勒家族在买下捐赠给联合国的那块地皮时，也买下了与这块地皮毗连的全部地皮。没有人能够计算出洛克菲勒家族在后来获得了多少个870万美元。这是一个非常有胆识的谋略。
【例3.8】创新者经常把创新想象得太高深、太复杂，但创新有时是很简单的。多年前，一家酒店的电梯不够用，打算增加一部。酒店请来了建筑工程师研究如何增设新电梯。专家们一致认为，最好的办法是每层楼打个洞，直接安装新电梯。方案定下来后，两位专家坐在酒店大厅里商量工程计划。他们的话被正在扫地的清洁工听到了。清洁工对他们说，每层楼都打个洞，肯定会尘土飞扬，弄得乱七八糟，动工时最好把酒店关闭。工程师看了清洁工一眼说，酒店关闭不行的。清洁工不经意地说，我要是你们，就会把电梯装在楼的外面。工程师们不约而同地为这一想法叫绝。于是，就有了近代建筑史上的伟大变革——把电梯装在楼外。
立体思维就是解决问题突破点。线、面的限制，从各个方向去寻找解决问题的方法。例如用六根火柴搭出四个等边三角形。
聚合思维、求同思维、正向思维，也就是传统教育模式所推崇的方法。应试教育就是以之为模本的。）
【例3.9】人地火箭的创意。火箭是向天上打的，能否向地下打？前苏联的工程师米海依尔于1968年研制成的钻井火箭，能穿透土壤、冰层、冻土、岩石，每分钟钻进10m，重量只有普通钻机的1/17，耗能是普通钻机的2/3，效率提高5～8倍，引起了钻井、打桩手段的革命。
逆向思维又可分为原理逆反、功能反转、结构反转和状态反转等几种类型。
【例3.10】对于热力学体系的热动力机大家都很熟悉，如蒸汽机、内燃机等。但是反热力学体系的冷动力机大家就了解得很少了。其实，动物的肌肉就是典型的冷动力机。肌肉纤维和肌肉基质在神经系统的指挥下伸长或收缩。又如羟基的聚电六质，它的高分子链可随着环境酸度而伸长或缩短。如果能仿造动物制造出冷动力机，将是对传统理论的突破。
【例3.12】为了兴建动物园，讨论怎样才能捉住老虎。会上一位铁派拓扑学家发言说，采用拓扑变换，可以把笼子内部变成外部，把外部变成内部，不管哪里有老虎，都可以用这种办法捉到。看起来很荒谬，但决策人从中受到了启发，建立了天然动物园。在这种动物园中，老虎等野兽在自然环境下生活，而参观者却被关进了笼子——在密封的汽车中游览。正好实现了把“笼子的内部变成外部”。目前在世界上，这样的动物园已经有许多。因为体现了环保精神，让动物能庄严地生存，受到游客和国际绿色组织的欢迎。
【例3.13】反向电视机的诞生。日本索尼公司的总工程师井深大，有一天去理发，在镜子里看到的电视图像是反的，眼睛不舒服，心里也很别扭。突然他想到，如果设计一种反向画面的电视机，那么就可以在镜子里看到正的画面。于是，他回到公司组织设计出了反向画面的索尼电视机，生意还非常好。许多医院添置这种电视机，让卧床病人在镜子里看电视，能安心养病；理发店和美容院也大量订购，以吸引顾客；体育机构和训练中心大量购买反向电视机，运动员以左（右）手对付习惯用右（左）手的对手；不少人为了避免电视机的有害辐射，特地要在镜子里看反向电视。这种逆向思维开拓了一种电视机的新市场。
逆向思维又可分为原理逆反、功能反转、结构反转和状态反转等几种类型。
【例3.10】对于热力学体系的热动力机大家都很熟悉，如蒸汽机、内燃机等。但是反热力学体系的冷动力机大家就了解得很少了。其实，动物的肌肉就是典型的冷动力机。肌肉纤维和肌肉基质在神经系统的指挥下伸长或收缩。又如羟基的聚电六质，它的高分子链可随着环境酸度而伸长或缩短。如果能仿造动物制造出冷动力机，将是对传统理论的突破。
【例3.12】为了兴建动物园，讨论怎样才能捉住老虎。会上一位铁派拓扑学家发言说，采用拓扑变换，可以把笼子内部变成外部，把外部变成内部，不管哪里有老虎，都可以用这种办法捉到。看起来很荒谬，但决策人从中受到了启发，建立了天然动物园。在这种动物园中，老虎等野兽在自然环境下生活，而参观者却被关进了笼子——在密封的汽车中游览。正好实现了把“笼子的内部变成外部”。目前在世界上，这样的动物园已经有许多。因为体现了环保精神，让动物能庄严地生存，受到游客和国际绿色组织的欢迎。
【例3.13】反向电视机的诞生。日本索尼公司的总工程师井深大，有一天去理发，在镜子里看到的电视图像是反的，眼睛不舒服，心里也很别扭。突然他想到，如果设计一种反向画面的电视机，那么就可以在镜子里看到正的画面。于是，他回到公司组织设计出了反向画面的索尼电视机，生意还非常好。许多医院添置这种电视机，让卧床病人在镜子里看电视，能安心养病；理发店和美容院也大量订购，以吸引顾客；体育机构和训练中心大量购买反向电视机，运动员以左（右）手对付习惯用右（左）手的对手；不少人为了避免电视机的有害辐射，特地要在镜子里看反向电视。这种逆向思维开拓了一种电视机的新市场。
【例3.14】20世纪以来，基本粒子物理学中相继出现的各种基本粒子模型，如费米-杨振宁模型、坂田模型、名古屋模型、夸克模型、层子模型等，就说明了人类在不同历史时期对基本粒子结构与性质的认识成果和认识水平。
【例3.15】著名化学家、杂化轨道理论和共振论的创始人鲍林在化学研究中就非常善于利用杂化轨道这类具有图像的思想模型，非常有效地解决了一般分子乃至生命物质复杂的化学结构问题，获得了1954年的诺贝尔化学奖。
【例3.16】科学模型是形象逻辑思维的产物。谢佑卿教授将能带理论同固体分子经验电子理论进行比较，提出了“特征晶格参量”的概念，经过多年的研究和验证，又建立了“合金相的特征晶体模型”。在这个创新过程中，谢佑卿教授应用了理想溶液和实际溶液的比较形象逻辑思维、正向形象逻辑思维和逆向形象逻辑思维。随后，运用数用逻辑思维建立了“纯金属单原子理论（OA理论）”和“合金的特征晶体理论（CC理论）”。他的体会是形象逻辑思维往往产生于长思过程中的灵感或顿悟，数理逻辑思维以形象逻辑思维为基础，形象逻辑思维则由数理逻辑思维来深化，这两种思维方式的综合应用能使创建的理论有高级的完美表达。
【例3.15】著名化学家、杂化轨道理论和共振论的创始人鲍林在化学研究中就非常善于利用杂化轨道这类具有图像的思想模型，非常有效地解决了一般分子乃至生命物质复杂的化学结构问题，获得了1954年的诺贝尔化学奖。
【例3.16】科学模型是形象逻辑思维的产物。谢佑卿教授将能带理论同固体分子经验电子理论进行比较，提出了“特征晶格参量”的概念，经过多年的研究和验证，又建立了“合金相的特征晶体模型”。在这个创新过程中，谢佑卿教授应用了理想溶液和实际溶液的比较形象逻辑思维、正向形象逻辑思维和逆向形象逻辑思维。随后，运用数用逻辑思维建立了“纯金属单原子理论（OA理论）”和“合金的特征晶体理论（CC理论）”。他的体会是形象逻辑思维往往产生于长思过程中的灵感或顿悟，数理逻辑思维以形象逻辑思维为基础，形象逻辑思维则由数理逻辑思维来深化，这两种思维方式的综合应用能使创建的理论有高级的完美表达。
【例3.26】爱迪生在研究留声机时，同时又注意研究电光源照明。当他回过头来研究电灯时又获得了一项重要发现：抽真空的白金丝灯泡寿命延长了。从而促成在电灯研究方面的新突破。
四. 科技创新的精神
科技创新的精神
①科技创新精神指与科技创新活动有关的，对活动提供动力和导向作用的非智力性的心理品质，主要体观在敢问敢想敢行动的精神，探索求是的兴趣，意志和毅力，合作与独立的精神，评价、批判、质疑的精神，拼搏进取的精神，奉献与冒险的精神。为了培养学生的科技创新精神，在构建学习资源时，要注重两点：一是资料事例的榜样作用；二是措施的激励作用。具体地说在构建敢问敢想敢行动学习资源时，选取了杂交水稻之父袁隆平院士，在创新过程中的艰苦实践事例为榜样，鼓励学生培养敢问敢想敢行动的事业心和进取精神，特别是敢行动的精神，最为关键。正如微软之帝比尔.盖茨所说“我们比别人胜一筹的地方是因为我们早一步行动，我们抓住了成功的机遇”。
②在构建培养学生探索求是的兴趣、意志和毅力等学习资源时，选取了爱因斯坦对科学探索求是的兴趣，霍金、贝多芬在创新道路上所表现出来的顽强的意志和坚韧不拔的毅力，以此鼓励学习者，善成对科技问题，进行探索求是的兴趣和热爱，在探求道路上不畏困苦的意志和毅力。
③评价、批判、质疑诚实谦虚的精神，是创新精神培养的基本内容之一，例如华罗庚挑战权威，爱因斯坦对牛顿力学进行诚实谦虚的评价，批判和质疑，创立了相对论的时间观。以生动的素材启发学习者，在创新的过程中，需要诚实谦虚的评价、批判和质疑的精神。
④不怕失败和拼搏进取的精神，是创新精神中的重要内容，创新不是一挥而蹴的事情，往往需要经过理想——试验——失败——修改理想——再试验的反复过程，例如居里夫人镭的发现。陈景润，候德榜、海森堡的所取得的成功事例说明，不怕失败拼搏进取的精神是创新成功之母。
⑤坚持真理奉献与冒险的精神
发现问题，解决问题，坚持真理，往往需要作出一定的牺牲，例如布鲁诺为了捍卫真理而被活活烧死，这种奉献自己的青春和生命的榜样，是值得学生学习的，是创新精神培养学习内容构建的必选内容。
科技创新的精神
①科技创新精神指与科技创新活动有关的，对活动提供动力和导向作用的非智力性的心理品质，主要体观在敢问敢想敢行动的精神，探索求是的兴趣，意志和毅力，合作与独立的精神，评价、批判、质疑的精神，拼搏进取的精神，奉献与冒险的精神。为了培养学生的科技创新精神，在构建学习资源时，要注重两点：一是资料事例的榜样作用；二是措施的激励作用。具体地说在构建敢问敢想敢行动学习资源时，选取了杂交水稻之父袁隆平院士，在创新过程中的艰苦实践事例为榜样，鼓励学生培养敢问敢想敢行动的事业心和进取精神，特别是敢行动的精神，最为关键。正如微软之帝比尔.盖茨所说“我们比别人胜一筹的地方是因为我们早一步行动，我们抓住了成功的机遇”。
②在构建培养学生探索求是的兴趣、意志和毅力等学习资源时，选取了爱因斯坦对科学探索求是的兴趣，霍金、贝多芬在创新道路上所表现出来的顽强的意志和坚韧不拔的毅力，以此鼓励学习者，善成对科技问题，进行探索求是的兴趣和热爱，在探求道路上不畏困苦的意志和毅力。
③评价、批判、质疑诚实谦虚的精神，是创新精神培养的基本内容之一，例如华罗庚挑战权威，爱因斯坦对牛顿力学进行诚实谦虚的评价，批判和质疑，创立了相对论的时间观。以生动的素材启发学习者，在创新的过程中，需要诚实谦虚的评价、批判和质疑的精神。
④不怕失败和拼搏进取的精神，是创新精神中的重要内容，创新不是一挥而蹴的事情，往往需要经过理想——试验——失败——修改理想——再试验的反复过程，例如居里夫人镭的发现。陈景润，候德榜、海森堡的所取得的成功事例说明，不怕失败拼搏进取的精神是创新成功之母。
⑤坚持真理奉献与冒险的精神
发现问题，解决问题，坚持真理，往往需要作出一定的牺牲，例如布鲁诺为了捍卫真理而被活活烧死，这种奉献自己的青春和生命的榜样，是值得学生学习的，是创新精神培养学习内容构建的必选内容。
五. 科技创新的意识
科技创新的意识
意识是对客观世界的反映，科技创新意识指对科技创新的内容，科技创新对人类社会的发展，人类文明的提升的推动作用的认识，并在此基础上，建立起来的人人都能创新的信念，形成评价问题，发现问题和探索求是的自觉的科技创新需要。科技创新意识教育，就是要培养学生建立人人都能进行科技创新的意识和信念。评价问题，发现问题的意识。探索求是的态度习惯。在考虑科技创新意识培养的学习资源时，选择了如下内容：
①学生自己科技创新的成果，例如学生自己的论文。设计综合，设计性实验结束，实验仪器的改进，新的实验方案导。这类学习资源，目的是证学生感受到科技创新的不足少数人，只有科学家、发明家做的事。而是人人都具有的潜能，建立一种人人都能创新的意识和信念。我们选取了部分学生具有一定创新意义、应用价值的创新性实验内容。参加省级科技文化节，获奖的作品，作为这类学习资源构建的主要内容。以自信教育为主。
②第二类学习资源主要用于培养学生评价问题和发现问题的意识。评价和发现是创新的始点，培养学生对发生在生活、学习、工作中的事情，有所评价，在评价中，有所发现的意识和思维习惯，是学生立志探索求是，展开科技创新活动的源泉。例如我国原铁道科学研究院院长，著名造桥专家茅以升，从小立志造桥的原因。是在他9岁时的端午节。这一天，因看龙舟的人多，压塌了秦淮河上的文德桥，成许多人被淹死，件事使他产生了“桥怎么会塌呢？”的惊问。从此他立下了为国造桥的志向，创造性地设计了钱塘江大桥，武汉长江大桥。表现伟大人性的杰出画家达．芬奇曾说“观察和判断是成功的大前提”可见，有意识地观察评价、判断、发现社会观象和自然现象的所表现出来的问题，是科技创新教育意识培养的重要内容之一。我们选取了相应的事例。作为创新意识培养的网络教育学习资源。同时链接到具有类似资源的相关的网站。以兴趣教育成功教育为主。
科技创新的意识
意识是对客观世界的反映，科技创新意识指对科技创新的内容，科技创新对人类社会的发展，人类文明的提升的推动作用的认识，并在此基础上，建立起来的人人都能创新的信念，形成评价问题，发现问题和探索求是的自觉的科技创新需要。科技创新意识教育，就是要培养学生建立人人都能进行科技创新的意识和信念。评价问题，发现问题的意识。探索求是的态度习惯。在考虑科技创新意识培养的学习资源时，选择了如下内容：
①学生自己科技创新的成果，例如学生自己的论文。设计综合，设计性实验结束，实验仪器的改进，新的实验方案导。这类学习资源，目的是证学生感受到科技创新的不足少数人，只有科学家、发明家做的事。而是人人都具有的潜能，建立一种人人都能创新的意识和信念。我们选取了部分学生具有一定创新意义、应用价值的创新性实验内容。参加省级科技文化节，获奖的作品，作为这类学习资源构建的主要内容。以自信教育为主。
②第二类学习资源主要用于培养学生评价问题和发现问题的意识。评价和发现是创新的始点，培养学生对发生在生活、学习、工作中的事情，有所评价，在评价中，有所发现的意识和思维习惯，是学生立志探索求是，展开科技创新活动的源泉。例如我国原铁道科学研究院院长，著名造桥专家茅以升，从小立志造桥的原因。是在他9岁时的端午节。这一天，因看龙舟的人多，压塌了秦淮河上的文德桥，成许多人被淹死，件事使他产生了“桥怎么会塌呢？”的惊问。从此他立下了为国造桥的志向，创造性地设计了钱塘江大桥，武汉长江大桥。表现伟大人性的杰出画家达．芬奇曾说“观察和判断是成功的大前提”可见，有意识地观察评价、判断、发现社会观象和自然现象的所表现出来的问题，是科技创新教育意识培养的重要内容之一。我们选取了相应的事例。作为创新意识培养的网络教育学习资源。同时链接到具有类似资源的相关的网站。以兴趣教育成功教育为主。
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本帖内容 上饶师范学校园科技创新研究课题组 版权所有
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