科技创新思路与方法讲义caqt.pptx

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1、科技创新思路与方法 第一部分第一部分 创新型人才的素质及培养途径创新型人才的素质及培养途径 为了实现科技进步，需要大量创新型的科技为了实现科技进步，需要大量创新型的科技人才。创新型人才应该具备怎样的素质，这些素人才。创新型人才应该具备怎样的素质，这些素质又是怎样培养出来的呢？质又是怎样培养出来的呢？创新型人才的素质之一好奇心人们爱好一件事物，往往起因于好奇。有强烈好奇心的人往往较为敏感，富于探索的精神和发现的能力。反之，对周边事物都熟视无睹、麻木不仁的人，很难会有创新的冲动与才思。创新型人才素质之二实践的精神实践的精神科技创新人才应该而且必须是实干家，满口空谈的人不可能从事科技创新实践精神是怎

2、样培养出来的呢？实践精神是怎样培养出来的呢？实践精神作为宝贵的精神财富，像接力棒一样在一代代科技工作者中传承实践能力实践能力实践精神以实践能力为依托实践精神以实践能力为依托通常所说的动手能力是实践能力的一部分通常所说的动手能力是实践能力的一部分除了动手能力之外，实践能力的内涵还应除了动手能力之外，实践能力的内涵还应该包括该包括观察力观察力、运作能力、拓展能力等、运作能力、拓展能力等 观察力观察力在科学研究中，观察力的作用在科学研究中，观察力的作用颇为重要颇为重要许多实验现象都要靠细心的观许多实验现象都要靠细心的观察才能发现察才能发现我用锥形瓶和我用锥形瓶和磁力搅拌器作磁力搅拌器作的一个化学反的

3、一个化学反应实验：应实验：反应已经基本反应已经基本结束了，却发结束了，却发现小磁针的两现小磁针的两端冒出微小的端冒出微小的气泡气泡从小磁针到从小磁针到磁化学磁化学现代的实验室里都有精密的科学仪器，实现代的实验室里都有精密的科学仪器，实验结果通常不再需要直接用眼睛观测验结果通常不再需要直接用眼睛观测而对于仪器测试的结果，也一样需要敏锐而对于仪器测试的结果，也一样需要敏锐的观察力，洞悉其内在的规律的观察力，洞悉其内在的规律最好是亲自到实验现场最好是亲自到实验现场要尽可能看原始数据要尽可能看原始数据导师要着力培养学生的实践能力和导师要着力培养学生的实践能力和创新精神创新精神不能大包大揽不能大包大揽也

4、不能撒手不管也不能撒手不管导师要放手让学生去干导师要放手让学生去干但在学生遇到难题时，导师要答疑但在学生遇到难题时，导师要答疑解惑解惑对于学生而言，也要发挥主动性对于学生而言，也要发挥主动性在做学生的阶段也有相当宽广的创新空间在做学生的阶段也有相当宽广的创新空间历史上，一些杰出人物在学生阶段就取得历史上，一些杰出人物在学生阶段就取得了卓越的成就了卓越的成就1905年，是年，是26岁的爱因斯坦取得博岁的爱因斯坦取得博士学位的年份，也是他在科学领域士学位的年份，也是他在科学领域取得划时代成就的年份取得划时代成就的年份就在这一年，他提出了狭义相对论，就在这一年，他提出了狭义相对论，开创物理学的新纪元

5、开创物理学的新纪元尽管我们不能把自己与这些伟人相比，尽管我们不能把自己与这些伟人相比，但是，在学生阶段仅仅以获取文凭为努但是，在学生阶段仅仅以获取文凭为努力方向，终归是舍本逐末。力方向，终归是舍本逐末。创新型人才素质之三思辨能力思辨能力遥想当年，许多科学家遥想当年，许多科学家同时也是思想家同时也是思想家譬如笛卡尔，譬如笛卡尔，17世纪法世纪法国哲学家、物理学家、国哲学家、物理学家、数学家，解析几何的创数学家，解析几何的创始人始人他留下了他留下了“我思故我在我思故我在”的名言的名言当今时代，要求科技专家同时也是思想家，当今时代，要求科技专家同时也是思想家，恐怕不大现实恐怕不大现实但是，作为科技创

6、新人才，应该有思想，但是，作为科技创新人才，应该有思想，或者至少要有想法，这绝非苛求或者至少要有想法，这绝非苛求很难想象，一个思想贫乏的人能够有创新很难想象，一个思想贫乏的人能够有创新能力能力 “思辨思辨”有两层含义有两层含义一是逻辑推理（哲学范畴）一是逻辑推理（哲学范畴）二是指思考辨析二是指思考辨析对于科技工作者而言，思辨能力主要是指对于科技工作者而言，思辨能力主要是指思考辨析能力。当然，在思考辨析过程中，思考辨析能力。当然，在思考辨析过程中，逻辑推理也是必不可少的逻辑推理也是必不可少的思辨能力包括分析、思辨能力包括分析、判断判断与决策能力等与决策能力等 判断力判断力对实验结果进行分析，经常

7、需要做出判断对实验结果进行分析，经常需要做出判断而我们面对的实验现象往往是真相与假象而我们面对的实验现象往往是真相与假象互相掺混，表象与实质若隐若现，如何去互相掺混，表象与实质若隐若现，如何去伪存真、透过表象抓住实质，就要考验判伪存真、透过表象抓住实质，就要考验判断力了断力了逻辑思维与形象思维逻辑思维与形象思维逻辑思维逻辑思维是借助于概念、判断、推理反映是借助于概念、判断、推理反映现实的思维方式，它现实的思维方式，它以抽象为特征以抽象为特征，反映，反映的是事物的本质特征。的是事物的本质特征。形象思维形象思维是文学艺术创作过程中主要采用是文学艺术创作过程中主要采用的思维方式，借助于形象反映生活的

8、思维方式，借助于形象反映生活，运用，运用典型化和想象的方式，表达作者的思想和典型化和想象的方式，表达作者的思想和情感。情感。一般认为，搞自然科学的人主要采用逻辑一般认为，搞自然科学的人主要采用逻辑思维。这个观点大体上是对的，但不可一思维。这个观点大体上是对的，但不可一概而论。概而论。搞自然科学的人需要严谨的抽象思维能力，搞自然科学的人需要严谨的抽象思维能力，同时也需要想象力，需要开阔的想象空间。同时也需要想象力，需要开阔的想象空间。科技工作者也需要具备形象思维的能力。科技工作者也需要具备形象思维的能力。科学与艺术之间科学与艺术之间并没有泾渭分明的边界并没有泾渭分明的边界鸟巢：天才构思与建筑技术

9、的绝佳组合鸟巢：天才构思与建筑技术的绝佳组合科技工作者的思维方式既要有严谨性，又科技工作者的思维方式既要有严谨性，又要有灵活性；既要有抽象性，又要有形象要有灵活性；既要有抽象性，又要有形象性性特别是对于科技创新而言，特别是对于科技创新而言，想象力想象力是非常是非常重要的重要的创新型人才素质之四傲然独立的个性傲然独立的个性在任何一个领域，唯唯诺诺、随波逐流的在任何一个领域，唯唯诺诺、随波逐流的人都不可能是成功者人都不可能是成功者要在科学领域取得卓越成就，必备的条件要在科学领域取得卓越成就，必备的条件之一是具有傲然独立的个性之一是具有傲然独立的个性傲然独立的个性具体表现在两个方面：其傲然独立的个性

10、具体表现在两个方面：其一是不迷信权威，其二是不随波逐流一是不迷信权威，其二是不随波逐流现行的教学体制和考试制度把学生引入了现行的教学体制和考试制度把学生引入了一个既定的框架一个既定的框架学生们从小就只会在这个框架中认知和思学生们从小就只会在这个框架中认知和思考。越过雷池一步，就可能在考试中被无考。越过雷池一步，就可能在考试中被无情地淘汰情地淘汰这样的教学体制，在向学生传授知识的同这样的教学体制，在向学生传授知识的同时，也在压抑学生的创造力时，也在压抑学生的创造力 科学伟人，像其他领域的伟人一样，应该科学伟人，像其他领域的伟人一样，应该有傲然独立的精神。不迷信权威，不随波有傲然独立的精神。不迷信

11、权威，不随波逐流。逐流。像像哥白尼哥白尼否定了神圣的地心说，提出了日否定了神圣的地心说，提出了日心说；心说；伽利略伽利略推翻了权威的亚里士多德学推翻了权威的亚里士多德学说，建立了落体定律；说，建立了落体定律；法拉第法拉第和和麦克斯韦麦克斯韦否定了否定了“超距作用超距作用”，创立了电磁学。，创立了电磁学。一个学者如果终日唯唯诺诺、循规蹈矩，一个学者如果终日唯唯诺诺、循规蹈矩，那他非但成不了科学伟人，就是做一个出那他非但成不了科学伟人，就是做一个出色的科技工作者也是不大可能的色的科技工作者也是不大可能的希望于当代青年学子。希望你们高举独立希望于当代青年学子。希望你们高举独立精神的火炬，照亮科学的领

12、地，照亮人类精神的火炬，照亮科学的领地，照亮人类的未来。的未来。创新型人才素质之五学者风范学者风范一丝不苟一丝不苟百折不挠百折不挠博学真知博学真知虚怀若谷虚怀若谷团队精神团队精神博学真知博学真知博览群书，是一个学者最基本的素养博览群书，是一个学者最基本的素养但是，仅仅拥有渊博的知识是不够的。有但是，仅仅拥有渊博的知识是不够的。有作为的学者应该对前人构建的知识体系有作为的学者应该对前人构建的知识体系有自己的认识和见解自己的认识和见解有知识，还要有自己的理解和见地，让博有知识，还要有自己的理解和见地，让博学与真知相融合，这才是合格的学者学与真知相融合，这才是合格的学者在信息时代，知识的获取已经不是

13、难事在信息时代，知识的获取已经不是难事当知识的获取变得很容易的时候，见地的当知识的获取变得很容易的时候，见地的问题就更为突出了问题就更为突出了对于当代教育体制，这是一个需要研究的对于当代教育体制，这是一个需要研究的问题：再继续一味地灌输书本知识，已经问题：再继续一味地灌输书本知识，已经非常不合时宜、落伍于时代了非常不合时宜、落伍于时代了培养学生的认知、思辨能力和实践能力，培养学生的认知、思辨能力和实践能力，才是当务之急才是当务之急当知识的获取变得极为容易的时候，人们当知识的获取变得极为容易的时候，人们还要像古人那样读书吗？还要把学习的知还要像古人那样读书吗？还要把学习的知识烂熟于胸吗？识烂熟于

14、胸吗？既然我们已经进入信息时代，许多知识都既然我们已经进入信息时代，许多知识都储存在电脑里，在需要时可以非常方便地储存在电脑里，在需要时可以非常方便地检索出来，那么，我们何必再去记忆它们检索出来，那么，我们何必再去记忆它们呢？呢？这样的想法，似乎有一定道理。这样的想法，似乎有一定道理。如果我们习惯于依赖电脑，自己的脑子中如果我们习惯于依赖电脑，自己的脑子中不再记忆很多东西。长此以往，我们的脑不再记忆很多东西。长此以往，我们的脑海中就会形成一片真空状态。海中就会形成一片真空状态。那时的情况将是：电脑中什么都应有尽有、那时的情况将是：电脑中什么都应有尽有、可以随时取用，而我们自己的脑子中却空可以随

15、时取用，而我们自己的脑子中却空空如也。空如也。这种情况是不容乐观的。电脑不能替代人这种情况是不容乐观的。电脑不能替代人脑。人要思考，要判断，要提出自己的见脑。人要思考，要判断，要提出自己的见解，要做出创新性的构想，这些，都需要解，要做出创新性的构想，这些，都需要在头脑中有一个基本的知识体系在头脑中有一个基本的知识体系电脑的电脑的“博学博学”不能替代人的博学不能替代人的博学我们应该在自己头脑中形成一个我们应该在自己头脑中形成一个疏密有致、简约有序疏密有致、简约有序的知识体系的知识体系脑子里空空如也或者杂乱无章，脑子里空空如也或者杂乱无章，都是不行的都是不行的怎样建立起怎样建立起疏密有致、简约有序

16、的知识体系疏密有致、简约有序的知识体系要勤于读书，也要善于读书。有学者指出，要勤于读书，也要善于读书。有学者指出，读书开始阶段，要读书开始阶段，要“越读越厚越读越厚”；到后来，；到后来，则要则要“越读越薄越读越薄”。这里，。这里，“越读越薄越读越薄”就是所谓就是所谓“由博转约由博转约”，就是要对知识加，就是要对知识加以消化吸收，抓住其精髓以消化吸收，抓住其精髓 老师怎样讲（教学内容要与时俱进）老师怎样讲（教学内容要与时俱进）学生怎样学（学生怎样学（“突击突击”的方法不可取）的方法不可取）哪些东西只需了解，不需记忆？哪些东西只需了解，不需记忆？在科学发展的历史上，有些重要原理和重在科学发展的历史

17、上，有些重要原理和重大发现具有里程碑式的非凡意义。大发现具有里程碑式的非凡意义。然而，到了今天，我们迈进了信息时代，然而，到了今天，我们迈进了信息时代，这些在科学发展历史上具有里程碑意义的这些在科学发展历史上具有里程碑意义的重要原理和重大发现，是否还依然具有现重要原理和重大发现，是否还依然具有现实的意义呢？实的意义呢？假如已经没有多大现实意义，那么，我们假如已经没有多大现实意义，那么，我们现代教育中的这些内容，是在向学生讲述现代教育中的这些内容，是在向学生讲述科学呢，还是在讲述科学史呢？科学呢，还是在讲述科学史呢？渡河者与竹筏的故事渡河者与竹筏的故事 有一个人，为有一个人，为了求生，必须了求生

18、，必须要渡过一条湍要渡过一条湍急的河流急的河流在科学发展的历史上，人们也要渡过在科学发展的历史上，人们也要渡过“湍湍急的河流急的河流”，为此，人们会，为此，人们会“修桥修桥”、会、会“造船造船”，也可能会，也可能会“绑制竹筏绑制竹筏”但是，人们没有必要永远背负着但是，人们没有必要永远背负着“竹筏竹筏”去行走去行走我们可以在内心深处，感恩地怀念那只我们可以在内心深处，感恩地怀念那只“竹筏竹筏”团队精神团队精神在当今的科研领域，任何重大科研成果都在当今的科研领域，任何重大科研成果都不可能由某个人独立完成，而是需要科研不可能由某个人独立完成，而是需要科研团队成员的共同努力团队成员的共同努力因而，团队

19、精神就成为当今时代科技工作因而，团队精神就成为当今时代科技工作者的重要品格者的重要品格团队精神的内涵团队精神的内涵包括互相配合、互相理解、互相包容包括互相配合、互相理解、互相包容每个人要做好自己的本职工作，还要有对每个人要做好自己的本职工作，还要有对于全局的关顾于全局的关顾同一个团队成员，要责任分担、信息共享，同一个团队成员，要责任分担、信息共享，要同心同德、同舟共济要同心同德、同舟共济科研团队应该像是一个大家庭科研团队应该像是一个大家庭学术带头人、老一辈学者要关心青年科教学术带头人、老一辈学者要关心青年科教工作者的成长，导师要关心自己的学生工作者的成长，导师要关心自己的学生学生和青年科教工作

20、者则要尊重导师和老学生和青年科教工作者则要尊重导师和老一辈学者一辈学者学生尊重师长，也是我国学界的悠久传统学生尊重师长，也是我国学界的悠久传统有一个程门立雪的感人故事有一个程门立雪的感人故事 创新型人才素质之六人文情怀人文情怀提高人文素养提高人文素养注重以人为本注重以人为本既要有科学素养，也要有人文素养上世纪70年代，我在读中专，到山区的一个小村子实习一桶水的故事一桶水的故事类似这样事情还有许多，汇聚在一起，类似这样事情还有许多，汇聚在一起，就成了难以泯灭的意念就成了难以泯灭的意念这样的往事回忆，让我们在内心对于这样的往事回忆，让我们在内心对于生活在最底层的民众怀着深深的关切生活在最底层的民众

21、怀着深深的关切与挂牵与挂牵 我们从事的每一项科学研究，都要审慎地我们从事的每一项科学研究，都要审慎地考虑一下，研究成果产业化之后能否真正考虑一下，研究成果产业化之后能否真正造福于民众，是否会对普通民众的生活产造福于民众，是否会对普通民众的生活产生某些不利影响？如果有不利影响，那就生某些不利影响？如果有不利影响，那就一定要防患于未然！一定要防患于未然！第二部分第二部分 科技创新的思维模式科技创新的思维模式创新思维的着眼点创新思维的着眼点从整体到局部（全局观念）从局部到整体全局观念人们熟知人们熟知“盲人摸象盲人摸象”的典故。在这个典故中，的典故。在这个典故中，几位盲人从自己对于大象的局部感觉中，得

22、出了几位盲人从自己对于大象的局部感觉中，得出了片面的结论。这个典故很有现实意义。片面的结论。这个典故很有现实意义。再来看一个例子：塑料杯与纸杯，哪一个更环保再来看一个例子：塑料杯与纸杯，哪一个更环保？如果只考虑塑料杯不能够在自然环境中分解，？如果只考虑塑料杯不能够在自然环境中分解，而纸杯可以分解，就会得出纸杯更环保的结论。而纸杯可以分解，就会得出纸杯更环保的结论。但是，这样的结论忽视了造纸过程中的环境污染，但是，这样的结论忽视了造纸过程中的环境污染，因而是不全面的。因而是不全面的。在科技研发中切忌在科技研发中切忌“盲人摸象盲人摸象”。特别是在制订。特别是在制订总体规划的时候，总体规划的时候，要

23、考虑全局，不可以只盯住自要考虑全局，不可以只盯住自己面前的一小块空间。己面前的一小块空间。局部对于全局有强大的作用力局部对于全局有强大的作用力“局部局部”的重大突破，有可能决定的重大突破，有可能决定“总体总体”的走向。所以，从局部到总体的思维方的走向。所以，从局部到总体的思维方式也很重要式也很重要例：液晶显示器例：液晶显示器注重注重“从局部到总体从局部到总体”的思维方式，就意的思维方式，就意味着要善于发现在整个研究体系中最有可味着要善于发现在整个研究体系中最有可能出现突破的节点，对这些关键的节点投能出现突破的节点，对这些关键的节点投入更多的努力（包括人力、物力），以期入更多的努力（包括人力、物

24、力），以期取得重大进展，并以此来带动全局。取得重大进展，并以此来带动全局。“从总体到局部从总体到局部”与与“从局部到总体从局部到总体”，这两种思维方式是互相补充、相辅相成的。这两种思维方式是互相补充、相辅相成的。考虑总体，是战略性的思维；考虑局部，考虑总体，是战略性的思维；考虑局部，是战术性的思维。是战术性的思维。战略与战术当然是互相关联的。战略与战术当然是互相关联的。“局部局部”与与“总体总体”的地位是可的地位是可变的变的譬如，若以譬如，若以数码相机数码相机作为作为“总体总体”，机内的数码，机内的数码芯片就是芯片就是“局部局部”；但是，若以但是，若以数码技术数码技术作为作为“总体总体”，则数

25、码相机，则数码相机不过是数码技术众多应用领域中的一个不过是数码技术众多应用领域中的一个“局部局部”而已。而已。进而，若以进而，若以信息产业信息产业作为作为“总体总体”，则数码技术、，则数码技术、数码相机都不过是数码相机都不过是“局部局部”。再进一步，倘若以再进一步，倘若以信息时代信息时代作作“总体总体”，则信息，则信息社会的结构形态、信息时代人们的物质和精神需社会的结构形态、信息时代人们的物质和精神需求等都是其中的元素，而信息产业也只是信息时求等都是其中的元素，而信息产业也只是信息时代一个元素而已。代一个元素而已。几种思维模式几种思维模式类比式思维类比式思维联想式思维联想式思维跨越式思维跨越式

26、思维类比式思维类比式思维在科学研究中，我们有可能会涉足陌生的在科学研究中，我们有可能会涉足陌生的领域、面对全新的课题，或者对一些难题领域、面对全新的课题，或者对一些难题感到一筹莫展。怎样去寻觅科研思路呢？感到一筹莫展。怎样去寻觅科研思路呢？应该注意到：在已知事物与未知事物之间，应该注意到：在已知事物与未知事物之间，常常可以进行某种类比；甚至在不同领域常常可以进行某种类比；甚至在不同领域之间，也会有某些内在规律是相通的，是之间，也会有某些内在规律是相通的，是可以类比的。这就提示我们采用类比式的可以类比的。这就提示我们采用类比式的思维方法。思维方法。类比式思维是通过比较而进行的思维，常类比式思维是

27、通过比较而进行的思维，常常是把较为陌生的事物与较为熟悉的事物常是把较为陌生的事物与较为熟悉的事物加以类比，获得解决问题的思路。加以类比，获得解决问题的思路。类比作为一种推理方法，类比作为一种推理方法，提供的只是可能提供的只是可能性，而不是必然性性，而不是必然性。通过类比得到的推论。通过类比得到的推论必须经过实践的验证，才能加以认可。必须经过实践的验证，才能加以认可。尽管如此，类比式思维提供的尽管如此，类比式思维提供的“可能性可能性”为解决问题拓展了思路，依然是弥足珍贵为解决问题拓展了思路，依然是弥足珍贵的。的。联想式思维联想式思维 人类失去联想，人类失去联想，世界将会怎样？世界将会怎样？联想式

28、思维，是不同事物的联想式思维，是不同事物的表象表象之之间存在的某种关联引发了人们的想间存在的某种关联引发了人们的想象，进而产生的思维活动。象，进而产生的思维活动。例：分形理论例：分形理论分形的概念是美籍数学家分形的概念是美籍数学家曼德布罗特曼德布罗特首先提出的。首先提出的。1967年，曼德布罗特在美国科学杂志上发表年，曼德布罗特在美国科学杂志上发表了题为了题为英国的海岸线有多长英国的海岸线有多长?的著名论文。的著名论文。海岸线是极不规则的，呈现出复杂的变化。但是，海岸线是极不规则的，呈现出复杂的变化。但是，在空中拍摄的在空中拍摄的100公里长的海岸线与局部放大的公里长的海岸线与局部放大的10公

29、里长的海岸线，看上去却十分相似。公里长的海岸线，看上去却十分相似。换言之，海岸线在形貌上具有局部和整体的相似换言之，海岸线在形貌上具有局部和整体的相似性，即性，即“自相似性自相似性”。具有自相似性的形态是广泛存在的，包具有自相似性的形态是广泛存在的，包括山川、云朵等宏观景物，也包括布括山川、云朵等宏观景物，也包括布朗运动中的粒子这样的微观物态朗运动中的粒子这样的微观物态 曼德布罗特把这些局部与整体以某种方式曼德布罗特把这些局部与整体以某种方式相似的形体称为分形（相似的形体称为分形（fractal）很显然，是科学家观察海岸线等自然现象很显然，是科学家观察海岸线等自然现象时产生的时产生的联想联想，

30、孕育了，孕育了“分形分形”概念概念在此基础上，发展起来了分形几何学在此基础上，发展起来了分形几何学如今，分形理论和方法已广泛应用于数学、如今，分形理论和方法已广泛应用于数学、理化、生物、医学等学科，还渗透到了社理化、生物、医学等学科，还渗透到了社会学的领域会学的领域 不仅具体的自然景物可以引发联想，不仅具体的自然景物可以引发联想，抽象的概念也能引发联想抽象的概念也能引发联想德国数学家莱布尼兹受中国古代八卦德国数学家莱布尼兹受中国古代八卦的启迪，提出二进位制，影响到后世的启迪，提出二进位制，影响到后世计算机技术的发展，是抽象概念引发计算机技术的发展，是抽象概念引发联想的范例联想的范例联想可为科技

31、创新提供弥足珍贵的联想可为科技创新提供弥足珍贵的思路或启迪，但是科技创新的实现思路或启迪，但是科技创新的实现还必须通过扎扎实实的努力，不能还必须通过扎扎实实的努力，不能只靠想象只靠想象类比式思维与联想式思维的关系类比式思维与联想式思维的关系类比式思维与联想式思维都是基于两种事类比式思维与联想式思维都是基于两种事物之间存在的关联物之间存在的关联类比式思维是一种类比式思维是一种推理推理，属于，属于逻辑思维逻辑思维的的范畴；联想式思维则基于范畴；联想式思维则基于想象想象，属于，属于形象形象思维思维的范畴的范畴逻辑思维与形象思维之间并没有截然的界逻辑思维与形象思维之间并没有截然的界限，所以，类比式思维

32、与联想式思维之间限，所以，类比式思维与联想式思维之间也不可能泾渭分明也不可能泾渭分明 拌芝麻酱拌芝麻酱与与共混共混拌芝麻酱，应该把水一点一点地加进芝麻拌芝麻酱，应该把水一点一点地加进芝麻酱里，同时不断搅拌酱里，同时不断搅拌这样的生活常识，让研究者联想到聚合物这样的生活常识，让研究者联想到聚合物共混方法，设计出了共混方法，设计出了“两阶共混两阶共混”的方法的方法是联想，也是类比是联想，也是类比跨越式思维跨越式思维人们往往习惯于按照常规的步骤行事，这在很多人们往往习惯于按照常规的步骤行事，这在很多情况下是必要的。常规步骤是人们在多年的实践情况下是必要的。常规步骤是人们在多年的实践中逐步形成的，大多

33、有一定道理中逐步形成的，大多有一定道理然而，在某些情况下，打破常规的思维模式，采然而，在某些情况下，打破常规的思维模式，采用跨越式的思维，可能会有更好的结果用跨越式的思维，可能会有更好的结果在科技创新工作中，跨越式思维的作用尤为重要在科技创新工作中，跨越式思维的作用尤为重要跨越式思维需要借助于活跃的思想，但绝跨越式思维需要借助于活跃的思想，但绝不是完全的异想天开不是完全的异想天开跨越式思维是丰富的想象力与严谨的科学跨越式思维是丰富的想象力与严谨的科学思维的结合思维的结合有一些成功的思路可以参考借鉴，譬如，有一些成功的思路可以参考借鉴，譬如，“相反相成相反相成”、“另辟蹊径另辟蹊径”都是可选择都

34、是可选择的思路的思路 相反相成实例砷化合物治疗白血病相反相成实例：红磷阻燃相反相成实例：红磷阻燃众所周知，红磷容易燃烧，火柴盒的侧面众所周知，红磷容易燃烧，火柴盒的侧面就是含有红磷的涂层就是含有红磷的涂层然而，红磷却可以用作塑料、橡胶的阻燃然而，红磷却可以用作塑料、橡胶的阻燃剂，这很超乎人们的想象，却又是事实剂，这很超乎人们的想象，却又是事实在高分子材料的阻燃体系中，红磷是一种在高分子材料的阻燃体系中，红磷是一种很有效的阻燃剂很有效的阻燃剂另辟蹊径另辟蹊径 举例举例远古：大禹治水远古：大禹治水现代：介入治疗现代：介入治疗我们生活在信息时代我们生活在信息时代正是跨越式思维大行其道的时代正是跨越式

35、思维大行其道的时代数码相机打破了胶片相机的一统天下数码相机打破了胶片相机的一统天下网络购物对实体商业构成了冲击网络购物对实体商业构成了冲击在信息时代的潮流中，我们应该尝试做另在信息时代的潮流中，我们应该尝试做另辟蹊径的弄潮儿辟蹊径的弄潮儿克服思维定势克服思维定势思维定势是人们由经验而产生的思维定势是人们由经验而产生的“心理惯心理惯性性”在环境不变的条件下，思维定势使人能够在环境不变的条件下，思维定势使人能够应用现成的经验迅速解决问题应用现成的经验迅速解决问题而在环境发生变化或面对新问题时，它会而在环境发生变化或面对新问题时，它会妨碍人采用新方法、新思路妨碍人采用新方法、新思路人们对事物的认识需

36、要不断深化，不能总人们对事物的认识需要不断深化，不能总停留在一个水平上停留在一个水平上消极的思维定势是束缚创造性的枷锁消极的思维定势是束缚创造性的枷锁科技创新的思维模式，有点像外语的语法及时对工作进行总结与反思，看看哪些思路和做及时对工作进行总结与反思，看看哪些思路和做法是正确的，在哪些问题上走了弯路？法是正确的，在哪些问题上走了弯路？把总结与反思上升到思维模式的高度来认识也是把总结与反思上升到思维模式的高度来认识也是有益的有益的在研究中遇到难以克服的障碍时，认真想一想，在研究中遇到难以克服的障碍时，认真想一想，是不是应该换一个思路了？换一种思维方式，有是不是应该换一个思路了？换一种思维方式，

37、有可能会迎来柳暗花明可能会迎来柳暗花明第三部分第三部分新技术开发的基本路径与方法新技术开发的基本路径与方法新技术开发的基本路径与方法新技术开发的基本路径与方法文献查阅选题与研究方案的制定认真观察实验现象实验数据的认定新技术的改进与完善（1）文献查阅）文献查阅任何科研工作都不会从任何科研工作都不会从“零零”开始，应该尽可能开始，应该尽可能吸取前人的经验，在前人的工作基础上继续进行吸取前人的经验，在前人的工作基础上继续进行 屠呦呦教授因创制新型抗疟药青蒿素的成就，获屠呦呦教授因创制新型抗疟药青蒿素的成就，获得拉斯克奖。屠呦呦在文献查阅时注意到：东晋得拉斯克奖。屠呦呦在文献查阅时注意到：东晋名医葛洪

38、肘后备急方：名医葛洪肘后备急方：“青蒿一握，水一升青蒿一握，水一升渍，绞取汁服渍，绞取汁服”可治可治“久疟久疟”。她细细琢磨这段。她细细琢磨这段文献，觉得里面大有文章。根据这条线索，屠呦文献，觉得里面大有文章。根据这条线索，屠呦呦改进了提取方法，提出了用乙醚提取青蒿素的呦改进了提取方法，提出了用乙醚提取青蒿素的方法，取得了成功。方法，取得了成功。肘后备急方是中医学的名著，千千万肘后备急方是中医学的名著，千千万万的人们读过这部著作，为什么屠呦呦能万的人们读过这部著作，为什么屠呦呦能够注意到其中的这句话，并且从中获得启够注意到其中的这句话，并且从中获得启迪，提出用乙醚提取青蒿素的新方法呢？迪，提出

39、用乙醚提取青蒿素的新方法呢？英国哲学家罗素认为，教育的基本目的应英国哲学家罗素认为，教育的基本目的应该是培养该是培养“活力、勇气、敏感、智慧活力、勇气、敏感、智慧”四四种品格种品格对于科技工作者，对于科技工作者，“敏感敏感”更是可贵的品更是可贵的品格和素养格和素养（2）选题与研究方案的制定）选题与研究方案的制定研究方案：研究方案：总体技术路线总体技术路线 具体研究方法具体研究方法所制定的研究方案必须所制定的研究方案必须兼具可行兼具可行性和先进性性和先进性在具体的研究方法上，采用新方法、新仪器可以在具体的研究方法上，采用新方法、新仪器可以有助于占据领先的位置。譬如，原子力显微镜的有助于占据领先的

40、位置。譬如，原子力显微镜的使用为微观形态的研究提供了新颖的方法。使用为微观形态的研究提供了新颖的方法。同时也要认识到，在新仪器不断涌现的时候，一同时也要认识到，在新仪器不断涌现的时候，一些传统的仪器设备仍然有使用价值。譬如，在电些传统的仪器设备仍然有使用价值。譬如，在电子显微镜早已普及的今天，假如观察对象所需的子显微镜早已普及的今天，假如观察对象所需的放大倍数不大，光学显微镜依然是理想的选择。放大倍数不大，光学显微镜依然是理想的选择。特别是偏光、相差显微镜等具有特殊功能的光学特别是偏光、相差显微镜等具有特殊功能的光学显微镜，其作用更是不可忽视。显微镜，其作用更是不可忽视。一切研究方法皆以适用为

41、最佳一切研究方法皆以适用为最佳 不必曲意求新不必曲意求新（3）认真观察实验现象）认真观察实验现象1928年夏天，英国细菌学家年夏天，英国细菌学家亚历山大亚历山大弗弗莱明莱明外出度假。外出度假。在他的实验室里，有一个葡萄球菌培养基在他的实验室里，有一个葡萄球菌培养基暴露在空气之中，受到了一种霉菌的污染。暴露在空气之中，受到了一种霉菌的污染。3周后，当他回到实验室时，注意到这个与周后，当他回到实验室时，注意到这个与空气接触过的金黄色葡萄球菌培养皿中长空气接触过的金黄色葡萄球菌培养皿中长出了一团青绿色的霉菌出了一团青绿色的霉菌 认真地作每一个实验，仔细地进行每一次认真地作每一个实验，仔细地进行每一次

42、观察，这是科研工作必需的规范，也是科观察，这是科研工作必需的规范，也是科技工作者必备的素质技工作者必备的素质如果我们不注意观察和分析，心不在焉、如果我们不注意观察和分析，心不在焉、视而不见，那么就很有可能与创新性的研视而不见，那么就很有可能与创新性的研究成果失之交臂了究成果失之交臂了在此基础上，观察力、观察视角和思辨能在此基础上，观察力、观察视角和思辨能力也很重要。试想，弗莱明当年看到的那力也很重要。试想，弗莱明当年看到的那一团青绿色的霉菌，不就是俗话说的一团青绿色的霉菌，不就是俗话说的“长长毛毛”吗？若非独具慧眼，焉能有此惊天动吗？若非独具慧眼，焉能有此惊天动地的发现？地的发现？（4）实验数

43、据的认定）实验数据的认定实验数据是否可靠，直接关系到科研成果实验数据是否可靠，直接关系到科研成果的真实可靠性的真实可靠性任何新技术都应该包含三个要素：创新性、任何新技术都应该包含三个要素：创新性、可靠性和实用性可靠性和实用性其中，新技术的可靠性，首先就要由实验其中，新技术的可靠性，首先就要由实验数据的可靠性来提供支撑数据的可靠性来提供支撑不要被假象蒙蔽不要被假象蒙蔽在实验结果中，真相与假象有时是掺在实验结果中，真相与假象有时是掺杂在一起的；不被假象所蒙蔽，才能杂在一起的；不被假象所蒙蔽，才能获取真实的实验结果获取真实的实验结果例：我曾经接到过一份实验报告，测例：我曾经接到过一份实验报告，测试的

44、样品是一种很黏稠的糊状物，而试的样品是一种很黏稠的糊状物，而测试出来的黏度数值却极低测试出来的黏度数值却极低 采用多方面的对比验证采用多方面的对比验证在科研工作中，单一的实验结果往往难以在科研工作中，单一的实验结果往往难以完全确认，通常需要从多个不同方面的研完全确认，通常需要从多个不同方面的研究结果来对比验证。究结果来对比验证。避免主观因素的干扰避免主观因素的干扰在科学研究中，任何实验结果都应该是客观的在科学研究中，任何实验结果都应该是客观的即使实验结果很不理想，也是客观实际的表现，即使实验结果很不理想，也是客观实际的表现，我们必须加以接受，然后再通过调整实验方案来我们必须加以接受，然后再通过

45、调整实验方案来解决研究中的问题解决研究中的问题假如对实验结果的真实性有所怀疑，也要以严谨假如对实验结果的真实性有所怀疑，也要以严谨的态度，通过科学的方法去查找原因，对确为不的态度，通过科学的方法去查找原因，对确为不真实的部分加以纠正真实的部分加以纠正但是切记：在任何情况下都不能以主观因素去干但是切记：在任何情况下都不能以主观因素去干扰实验结果，损害实验结果的客观性扰实验结果，损害实验结果的客观性以显微镜观测为例。显微镜观测的视野，以显微镜观测为例。显微镜观测的视野，通常仅是样品的一个局部。对这个通常仅是样品的一个局部。对这个“局部局部”的选取，应该使其尽可能具有代表性，的选取，应该使其尽可能具

46、有代表性，能够真实反映样品的总体形貌。能够真实反映样品的总体形貌。如果一张照片不足以反映总体形貌，则可如果一张照片不足以反映总体形貌，则可以酌情多拍摄几张。以酌情多拍摄几张。但是绝不可以仅仅为了照片的但是绝不可以仅仅为了照片的“美观美观”而而着意选取着意选取“漂亮漂亮”的局部，用主观意念影的局部，用主观意念影响实验结果。响实验结果。科学影像摄取与艺术摄影不同，艺术摄影科学影像摄取与艺术摄影不同，艺术摄影要抓拍最美的瞬间，科学影像摄取则以真要抓拍最美的瞬间，科学影像摄取则以真实反映样品形貌为第一需求。实反映样品形貌为第一需求。真实性、客观性是一切科学研究的生命线，真实性、客观性是一切科学研究的生

47、命线，不容以任何方式加以损害不容以任何方式加以损害大至整体的研究结果，小至一张照片、一大至整体的研究结果，小至一张照片、一个数据，都要保持真实性、客观性个数据，都要保持真实性、客观性这是学术诚信的具体表现这是学术诚信的具体表现（5）新技术的改进与完善新技术问世之初，通常不可能尽善尽美，新技术问世之初，通常不可能尽善尽美，需要历经改进与完善的过程。需要历经改进与完善的过程。最初的数码相机像素数很低，像是玩具。最初的数码相机像素数很低，像是玩具。短短数年的发展，数码相机在不断改进中短短数年的发展，数码相机在不断改进中发生了极大的变化发生了极大的变化 第四部分第四部分迎接新一轮技术革命的浪潮迎接新一

48、轮技术革命的浪潮在人类社会的发展历史上，技术进步的速度是愈在人类社会的发展历史上，技术进步的速度是愈来愈快的来愈快的自旧石器时代发端到新石器时代到来，是漫长的自旧石器时代发端到新石器时代到来，是漫长的200万年；新石器时代之始到青铜器时代，则经历万年；新石器时代之始到青铜器时代，则经历了了7000年。工业革命之后，技术进步显著加快，年。工业革命之后，技术进步显著加快，自蒸汽机发明到内燃机问世，只用了约自蒸汽机发明到内燃机问世，只用了约100年时间年时间在信息时代，技术进步更快了。由台式电脑的普在信息时代，技术进步更快了。由台式电脑的普及到笔记本电脑的普及仅为大约及到笔记本电脑的普及仅为大约10

49、年年飞速发展的科学技术使当今时代成为科技飞速发展的科学技术使当今时代成为科技发达的时代，科技领域日新月异的面貌是发达的时代，科技领域日新月异的面貌是有目共睹的。有目共睹的。然而，在科技发达的今天，人们却面临着然而，在科技发达的今天，人们却面临着诸多困境。譬如能源、环保、交通等方面，诸多困境。譬如能源、环保、交通等方面，都有许多亟待解决的问题。都有许多亟待解决的问题。在这样的背景之下，新一轮技术革命的浪在这样的背景之下，新一轮技术革命的浪潮即将到来。潮即将到来。新一轮技术革命将会有两个特征新一轮技术革命将会有两个特征科技发展尽可能满足社会需求，特别是基科技发展尽可能满足社会需求，特别是基本的民生

50、需求本的民生需求科学尽可能向人文回归科学尽可能向人文回归科技发展与社会需求密切相关科技发展与社会需求密切相关 我国古代经济主要是农业经济，与农业相我国古代经济主要是农业经济，与农业相关的学科，如天文学、农学、地学等，都关的学科，如天文学、农学、地学等，都率先得到发展。率先得到发展。西方国家在实现工业化的进程中，急需能西方国家在实现工业化的进程中，急需能源、动力、通讯等支撑条件。在这样的社源、动力、通讯等支撑条件。在这样的社会需求背景下，电工学、电磁学等科学领会需求背景下，电工学、电磁学等科学领域得到迅速发展。域得到迅速发展。当今时代，信息技术获得飞速发展，当今时代，信息技术获得飞速发展，是由于