1、第1页，共109页。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人为了实现科技进步，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，这些素质又才。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？是怎样培养出来的呢？第2页，共109页。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。第3页，共109页。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
2、，满口空谈的人不可能从事科技创新第4页，共109页。实践精神是怎样培养出来的呢？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第5页，共109页。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 第6页，共109页。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
3、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第7页，共109页。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第8页，共109页。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
4、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第9页，共109页。导师要着力培养学生的实践能力导师要着力培养学生的实践能力和创新精神和创新精神 不能大包大揽不能大包大揽 也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，导师要答但在学生遇到难题时，导师要答疑解惑疑解惑第10页，共109页。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第11页，共109页。190
5、5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开创物理学的新纪元第12页，共109页。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。第13页，共109页。创新型人才素质之三思辨能力思辨能力第14页，共109页。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
6、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”的名言的名言第15页，共109页。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 第16页，共109页。“思辨思辨”有两层含义有两层含义 一是逻辑推理（哲
7、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 第17页，共109页。判断力判断力 对实验结果进行分析，经常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
8、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第18页，共109页。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。第19页，共109页。一般认为，搞自然科学的人主要采用逻辑一般认
9、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。第20页，共109页。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的绝佳组合鸟巢：天才构思与建筑技术的绝佳组合第21页，共109页。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
10、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第22页，共109页。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，其二是不随波逐流第23
11、页，共109页。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 第24页，共109页。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。不迷信权威，不随波逐流。逐流。像像哥白尼哥白尼否定
12、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。第25页，共109页。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，照亮科学的领地，照亮人类精神的火
13、炬，照亮科学的领地，照亮人类的未来。的未来。第26页，共109页。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 团队精神团队精神第27页，共109页。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
14、合格的学者第28页，共109页。在信息时代，知识的获取已经不是难事在信息时代，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第29页，共109页。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
15、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。第30页，共109页。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
16、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时取用，而我们自己的脑子中却空空如也。空如也。第31页，共109页。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第32页，共109页。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疏密有致、
17、简约有序密有致、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，都脑子里空空如也或者杂乱无章，都是不行的是不行的第33页，共109页。怎样建立起怎样建立起疏密有致、简约有序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 第34页，共109页。老师怎样讲（教学内容要与时俱进
18、）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？第35页，共109页。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
19、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？第36页，共109页。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，必须要渡过一条湍要渡过一条湍急的河流急的河流第37页，共109页。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“湍急的河流湍急的河流”，为此，人们会，为此，人们会“修修桥桥”、会、会“造船造船”，也可能会，也可能会“绑制竹绑制竹筏筏”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
20、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”第38页，共109页。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第39页，共109页。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
21、 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、同舟共济第40页，共109页。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第41页，共109页。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 第42页，共109页。创新型人
22、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第43页，共109页。既要有科学素养，也要有人文素养第44页，共109页。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第45页，共109页。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怀着深深的关切与挂牵与挂牵 第46页，共109页。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
23、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47页，共109页。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第48页，共109页。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）从局部到整体第49页，共109页。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，几位盲的典故。在这个典故中，几位盲人从自己对于大象的局部感觉中，得出了片面的结论。人从自己对于大
24、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。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？如果只再来看一个例子：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，而纸杯可以分解，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。但是，这样的结论忽视了造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，因而是不全面的。纸过程中的环境污染，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”。特别是在制订总。特别是在制订总体规划的时候，体规划的时候，要考虑全局，不可以只盯住自己面前的要考
25、虑全局，不可以只盯住自己面前的一小块空间。一小块空间。第50页，共109页。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式的走向。所以，从局部到总体的思维方式也很重要也很重要 例：液晶显示器例：液晶显示器第51页，共109页。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（
26、包括人力、物力），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。第52页，共109页。“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，这两种思维方式是互相补充、相辅相成的。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。第53页，共109页。“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”，机内的数码芯，机内的数码芯片就是片就是“局部局部”；但
27、是，若以但是，若以数码技术数码技术作为作为“总体总体”，则数码相机不过是，则数码相机不过是数码技术众多应用领域中的一个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”，则信息社，则信息社会的结构形态、信息时代人们的物质和精神需求等会的结构形态、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代一个都是其中的元素，而信息产业也只是信息时代一个元素而已。元素而已。第54页，共109页
28、。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 跨越式思维跨越式思维第55页，共109页。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
29、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。第56页，共109页。类比式思维是通过比较而进行的思维，常类比式思维是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
30、足珍贵为解决问题拓展了思路，依然是弥足珍贵的。的。第57页，共109页。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。第58页，共109页。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，曼德布罗特在美国年，曼德布罗特在美国科学科学杂志上发表了题为杂志上发表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
31、文。海岸线是极不规则的，呈现出复杂的变化。但是，在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公里公里长的海岸线，看上去却十分相似。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性，即换言之，海岸线在形貌上具有局部和整体的相似性，即“自相似性自相似性”。第59页，共109页。具有自相似性的形态是广泛存在的，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，也包括包括山川、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布朗运动中的粒子这样的微观物态 第60页，共109页。曼
32、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，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 第61页，共109页。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
33、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第62页，共109页。联想可为科技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第63页，共109页。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
34、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 第64页，共109页。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
35、，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，也是类比第65页，共109页。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，这在很多情况下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中逐步形成的，是必要的。常规步骤是人们在多年的实践中逐步形成的，大多有一定道理大多有一定道理 然而，在某些情况下，打破常规的思维模式，采用跨越然而，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
36、工作中，跨越式思维的作用尤为重要第66页，共109页。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”都是可选择都是可选择的思路的思路 第67页，共109页。相反相成实例 砷化合物治疗白血病第68页，共109页。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
37、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第69页，共109页。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：介入治疗第70页，共109页。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
38、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第71页，共109页。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
39、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第72页，共109页。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，看看哪些思路和做法是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？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有益的把总结与反思上升到思维模式的高度来认识也是有益的 在研究中遇到难以克服的障碍时，认真想一想，是不是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，有可能会迎来柳应该换一个思路了？换一种思维方式，有可能会迎来柳暗花明暗花明第73页，共10
40、9页。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第74页，共109页。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第75页，共109页。（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，应该尽可能吸取前开始，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，获得拉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：东晋名医葛洪斯克奖。屠呦呦
41、在文献查阅时注意到：东晋名医葛洪肘后备急方肘后备急方：“青蒿一握，水一升渍，绞取汁服青蒿一握，水一升渍，绞取汁服”可治可治“久疟久疟”。她细细琢磨这段文献，觉得里面大有。她细细琢磨这段文献，觉得里面大有文章。根据这条线索，屠呦呦改进了提取方法，提出文章。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方法，取得了成功。了用乙醚提取青蒿素的方法，取得了成功。第76页，共109页。肘后备急方肘后备急方是中医学的名著，千千万是中医学的名著，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
42、迪，提出用乙醚提取青蒿素的新方法呢？迪，提出用乙醚提取青蒿素的新方法呢？第77页，共109页。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第78页，共109页。（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第79页，共109页。在具体的研究方法上，采用新
43、方法、新仪器可以有助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，原子力显微镜的使用为微于占据领先的位置。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。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，一些传统的同时也要认识到，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，在电子显微镜早已普及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放大倍数不大，光学显微镜的今天，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。特别是偏光、相差显微镜等具有特殊依然是理想的选择。特别是偏光、相
44、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。功能的光学显微镜，其作用更是不可忽视。第80页，共109页。一切研究方法皆以适用为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第81页，共109页。（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莱弗莱明明外出度假。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
45、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 第82页，共109页。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第83页，共109页。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
46、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？第84页，共109页。（4）实验数据的认定）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第85页，共109页。不
47、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 第86页，共109页。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
48、结果来对比验证。第87页，共109页。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，我们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解决研究必须加以接受，然后再通过调整实验方案来解决研究中的问题中的问题 假如对实验结果的真实性有所怀疑，也要以严谨的态度，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，对确为不真实的部分加以纠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正 但是切记：在任何情况下都不能以主观
49、因素去干扰实验但是切记：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结果，损害实验结果的客观性第88页，共109页。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，能的选取，应该使其尽可能具有代表性，能够真实反映样品的总体形貌。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
50、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。第89页，共109页。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第90页，
