青少年创新思路

青少年科技创新选题思路与技巧青少年科技创新能力培训讲座

安化2007年9月

青少年科技创新选题思路与技巧主讲人：姜嘉之湖南省创造学会副会长湖南现代科普中心主任中国创造学会理事湖南省发明协会常务理事电话/p>

全国青少年科技创新大赛湖南获6金居全国第二

21届全国青少年科技创新大赛金牌奖内河水波能量转换式航标——邵东县一中谢涛等湿地科学考察机器人——长沙市雅礼中学周鹏等

主干道水管爆裂自控断流装置——长沙市一中汪芳日本医蛭食性行为及植物驱避剂筛选”—娄底一中谢立言空间站洗衣机——华容县一中白天

再生式珍珠采植机——沅江市一中陈效等全国十佳优秀科技教师——邵阳隆回县伍冬云老师全国优秀组织单位——湖南省科协青少年科技活动中心

22届全国青少年科技创新大赛金牌奖1、定向聚波扫描式席梦思灭螨装置

娄底五中学郑星2、有机湖泥“肥肠”及其成型机沅江一中刘岳曦等3、道桥防护带侧壁磨洗机器人长沙雅礼中学刘凌霄等4、“倒三角形”带垃圾斗的雨水道盖板隆回东方红小学5、拟环纹豹蛛对低剂量甲胺磷的生态反应及适应机理

____长沙雅礼中学童正茂6、蜈蚣草富砷特异功能菌筛选及应用研究湖南师大附中

_____吴颖媛7、新型水果储存袋的构想与探索长沙理工大子校学林国昌湿地科学考察机器人

——长沙市雅礼中学周鹏等（金牌奖）

对科技辅导员的要求获奖不是目的，关键是提高创新能力，把青少年培养成创新人才学习科技创新方法，寻找创新点了解科技创新选题创意设计要求掌握科技创新选题的思路与技巧熟悉科技创新选题论证的要求学会转化选题不当的科技创新课题创新格言

创新，是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力，没有创新能力的民族，难以屹立于世界民族之林。

——江泽民创新与创造力一个使国家领导人焦虑的问题

温家宝总理说：“去年看望钱学森时，他提出现在中国没有完全发展起来，一个重要原因是没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学，没有自己独特的创新的东西，老是‘冒’不出杰出人才。我理解，钱老说的杰出人才，绝不是一般人才，而是大师级人才。学生在增多，学校规模也在扩大，但是如何培养更多的杰出人才？这是我非常焦虑的一个问题。”科技创新需要冒险精神不墨守成规、敢于冒险是科技创新的一个重要特点。古往今来，科学家为创新而冒险的故事比比皆是。自然界、社会和人本身都蕴涵着无穷无尽的奥秘，知识的旧领域深不见底，知识的新前沿层出不穷。要获取新知就需要创新，而创新往往离不开冒险。既然是冒险，就可能有失败，失败甚至惨败是科技创新道路上的正常现象。然而，失败本身也是宝贵的财富，可为后来者提供难得的教训。提倡和培养冒险精神是一个关乎民族性格的大问题，值得全社会重视。为什么我没有想到这个选题？

能不能打破传统思维是关键！1、传统的浏阳豆豉与“老干妈”的创新

——三无老太发明风味豆豉辣椒抓住商机、白手起家、勇创大业2、真空包装食品袋与真空压缩储物袋

——由小变大、看似简单、用途大增、创造新需求加拿大研发出“骨骼打印机”

精确喷出人造骨

世界闪存盘之父——邓国顺

（石门县皂市镇鸡爪山村）U盘的发明（包括MP3）发现：计算机领域中的一个空白点:软、硬盘的缺点存储芯片的优点发明：移动存储器(1999)U盘

MP3

青少年科技创新须知1、攀登科学高峰需要什么？2、什么是科技创新方法？3、创新能力的特征4、创新能力培训的作用5、关键在于培养好奇心6、创新能力培训方法1、攀登科学高峰需要什么？

学了不少科学知识，却不掌握科学方法，取得成果的道路是极其曲折困难的；没有科学知识的积累，尽管有一点经验方法，要想取得大成果，是根本不可能的；虽有丰富的科学知识，但不会正确运用科学方法，同样，也难以取得好的成果；只有既掌握大量科学知识，又能灵活运用科学方法的人，才能攀登上世界科学高峰。2、什么是科技创新方法？科技创新方法——求解科技创新问题的智慧、途径与手段；掌握科技创新方法的人——就能在对自然界的观察中，在前人发现或发明的基础上，熟练地运用掌握的科技知识和科技创新方法，创造性地提出：新的发现、发明、改进革新的方法3、创新能力的特征1、探索问题的敏锐性2、统摄思维活动的能力3、转移经验的能力4、形象思维的能力5、联想的能力6、侧向思维的能力7、灵活思维的能力8、评价的能力9、联结与反联结的能力10、产生新思维的能力11、预见的能力12、运用语言的能力13、完成的能力4、创新能力培训的作用提高广大青少年综合素质，特别是提高他们的创造力和创新能力，起到适应经济飞跃发展，促进国家科技进步的积极作用。

增强创新意识激发创新欲望训练创新思维掌握创新方法多角度的观察世界方案是先進的多思路地提出问题設計是嚴密的多创意的解决方案技術是過硬的5、关键在于培养好奇心什么是好奇心？好奇心是一种强烈的求知欲善于发现问题、提出问题；如何培养自己的好奇心？观察力？失聪者不方便——听不见声音问题：如何让失聪者“听”到声响方案：视觉、触觉、嗅觉、味觉、热觉….失聪者智能提醒装置——长沙望城县一中罗雅丹获省青少年科技创新一等奖

讲授掌握创新方法提高创新能力创新实践创新能力培训方法训练思考讨论案例讲授与讨论结合理论与实训结合老师与学生互动如何寻找创新课题？1、什么是创造？2、创造的具体分类3、科技创新需要种子启示4、如何指导学生获取进行创新的知识5、如何寻找科技创新的目标6、当前创新选题存在的问题1、什么是创造？

古人说：创——始造也。《辞海》：首创前所未有的事物《现代汉语词典》：想出新方法、建立新理论、做出新的成绩或东西1、

新颖、独特、有社会或个人价值的成果2、一种新概念、新设想、新方案、新理论的发现、创立或发明3、一项新技术、新工艺、新产品、新材料或新服务的发明或革新

2、创造的具体分类

科学发现——是什么、为什么？技术发明——做什么、怎么做？技术革新——更好做、更好用技术创新——商品化、大市场3、科技创新需要种子启示引发创新的种子在哪里？1、大自然中存在的事物和现象2、科学上已有的发现、原理和理论3、技术上已有的发明、设计、结构和原理4、科学上的假说和科学幻想5、一切信息来源的启示结论：依据种子进行模仿、移植、嫁接、借用、替代、变换、叠加、互换、综合、剪辑、拼凑等，变成创新的事物。

灭蚊子的绝招有多少种方法？

蚊烟熏、拍打、手抓、胶粘、电热蚊香、喷药、冻死、高温烧死、计划生育绝育、养鱼、养蝙蝠、真空闷死、大风吹跑、吸气收集、电打死………电蚊拍灭蚊灯福建女工程师林翠雯发明电蚊拍

一项商业价值最大的发明，

销量达到1200万把，大量出口到东南亚。6、如何寻找科技创新的目标一切发现、提出并选定科技创新目标的创意皆可产生于经过观察思考后的下列六者及其相互关系之中。1、自然界观察到的新现象2、学习中引发的问题3、社会的需要问题(如重大社会事件)4、人类的需要问题5、已有事物的缺点问题6、由“懒”引起的问题4、如何指导学生获取进行创新的知识

1、学好课程中的知识2、重视课外阅读（书刊杂志）3、观察大自然，关心我们周围的世界4、充分利用网络、电视等媒体5、参观科技馆、研究中心、企业车间6、逛大型超市、专业市场、商品集散地植物CT的发明

——武汉华师一附中高中一年级女生潘晓问题：心脏有病，可查心电图：植物有病，查什么？假设：植物也有生物电流，植物生病，电流会变化验证：采用电子放大器将生物电流放大一万倍。在王维佳老师的指导下，潘晓终于获得了稳定真实的植物生物电流

新式植物污染诊断方法结论

植物对空气中的污染物很敏感，当污染物侵入植物体内时，其生物电流就会出现异常。用途：潘晓发明的植物CT为环境监测提供一条新的途径。新研究趋势：生物电流与电极方向有关选题不当的案例1、摩托车活齿牙盘（桃江）2、买码成功率分析（平江）3、高速公路调头装置（怀化）4、定子线圈旋转式无极调速电机（长沙）5、无障碍侦察机器人（长沙）6、压力式节水抽水马桶（长沙）7、楼上污水蓄集回用节水装置（湘潭）当前创新选题存在的问题1、项目陈旧，模仿重复太多，缺乏原始创新2、缺好奇心，想象力大胆的项目太少3、观察不够，脱离学生学习和社会生活4、找不准项目的创新点5、项目缺少理论意义和实践价值6、缺乏多学科综合研究的集成创新项目

7、应用高技术的创新成果少8、不知道如何利用社会技术资源9、辅导老师缺综合知识，无法判断是否创新

选题注意要点1、必须具有创造性、先进性、实用性——无中生有、人缺我有、人有我优2、创新点非常明确3、避免模仿获过奖的作品4、不选缺乏社会公益性的项目5、避免知识程度远非学生水平的项目6、不照搬现成作品，拒绝他人代劳7、遵守“先查新、后定题”选题原则

潜水式高压水气采藕机

——长沙一中高二戴维打屁引出的发明压缩空气冲藕水力冲藕气——水联合冲藕（第19届湖南省青少年科技创新一等奖）学一点创造学1、创造学是聪明学——解决方法论问题2、创造性思维3、创造性思维的特点4、如何活跃创造性思维5、创造的动因1、创造学是聪明学——解决方法论问题

A.F.奥斯本的“日行一创”——《创造与思考》——“奥斯本智力激励法（头脑风暴法）”成为创造力开发史上的重大里程碑20世纪三十年代，学者们对创造经验的总结和应用做了大量研究，美国首次出现开发创造力的热潮。从创造经验中提炼、归纳出创造技法，在学校开课，在工厂办训练班。使创造学步入实用阶段。

从1936年美国通用电气公司设《创造工程》课开始，美国53所大学、十几家研究所成立了研究创造学的机构，奥斯本在布法罗大学成立了“创造学研究中心”美国还专门成立“创造性教育基金协会”创造学的奠基人奥斯本的〈创造与思考〉至今已发行1.2亿册。美国从小学开始，就设有创造思维课。他们是一手抓研究，一手抓普及。大大促进了美国的科技进步。创造学被称为“聪明学”，也被称之为“点金术”。二战后创造学以全新的事物传入日本，广泛传播成为日本工业崛起，产品独霸世界市场的坚实基础。加拿大、法国、德国、英国、西班牙、澳大利亚、印度、埃及、土耳其、希腊、以色列以及前苏联、东欧各国都相继开展了创造学的研究和推广普及。英国还从设计方法入手，并总结了许多诺贝尔奖金获得者的经验，用来开发大学生的创造力。2、创造性思维创造性思维是人类思维的精华。它是专门研究和教会人们怎么开动脑筋，进行发明创造，怎样去发现问题、找到解决问题的办法、突破难关，把科技进步和人类文明推向前进。3、创造性思维的特点独立性、创见性、突破性、求异性、求新性、非常规、跨越性、连动性、多向性、综合性、完美性、立体性。扩散思维与集中思维统一逻辑思维与非逻辑思维的巧妙结合4、如何活跃创造性思维一、对一切都充满好奇心二、学会多角度看问题（发散思维）三、不要只求一个答案四、以反习惯思维去破除思维定势五、要有强烈的质疑意识六、要重视意外的新发现七、不要封闭你的专业领域八、加强创造思维的训练5、创造的动因好奇心

——桃树一边倒日光温室栽培技术创新带来财富大有用途的石头肥料创造的动因对技术超越的追求省字当头省力、省时、省动脑——懒、傻瓜化，方便化省料、省结构、省钱、省能源——轻薄短小化社会需要，创造财富的需要立体电影

立体湘绣来自贫穷国家的小发明

生命水管

环形水桶

学一点创造技法一、案例分析二、常用创造技法三、创造技法应用实践一、案例分析

——案例1人工造雪方法的发明事因——冬天，草地喷雾浇水忘记关水龙头现象——水雾变成了雪花分析——气温很低，细小水雾结晶成雪花创意——模仿设计一种大型水雾发生器，让水雾穿过低温空调，就成了人造雪花，开创了夏天也可以滑雪的人造滑雪场。

天津的人工滑雪场案例2、提高回收金银能力问题

问题解决办法？增加倒班新建车间

创新办法缩距加板讨论？

提高回收金银能力“缩距加板”法的产生解放思想，大胆突破传统电解槽设计规范

观察：电解槽阴阳极板分布，有何问题？对比：比较阴阳极板间距与金银收率的关系；实验：先在一个电解槽进行“缩距加板”试验；总结：“勤观察、勤操作、勤加料”操作要领；发明：形成了“钟书援缩距加板先进操作法”。效益：新增回收金银价值5000万元！案例3、矿难问题矿山灾难何其多？怎么办？救命红匣子的发明——中国刑事警察学院教授赵成文发明矿山避难装置社会灾难推动发明创新

常用创造技法观察法问题列举法联想法类比移植法组合法头脑风暴法

问题解决问题的模式常规性求解创新性求解创造学创造技法创造技法：发现问题，寻找解决方法

关键是教会学生找准问题

观察法观：看察：想、思考一般性观察创造性观察需要

洞察力

创新偏爱有准备的头脑每个人的机会都是均等的，但机会只等待有准备的人带着问题进行的观察——有意寻找答案有明确目标，要求解决实际问题的所进行的观察:用什么办法去解决？有多少种解决的办法？哪种办法最好？多方案解决问题？由好奇心引起的观察——无意触发创意没有目标，没有目的，由偶然事件触发出来创意：有什么现象？是什么？为什么？有什么用？案例锌合金铸造的产量提高

配料冷却化验时间过长

观察到铝含量与锌合金表面花纹的关系，缩短化验时间“罗学湘锌合金铸造看样操作法”（增收1200万元/年）熔炼取样冷却化验铸造锌合金反复配料熔炼观察法的模式问题思考实验观察寻奇观察动态观察换位观察精细观察

罗布麻香烟（茶）的来历寻奇观察电熔爆技术现象：电焊枪在湿铸件表面起弧时有爆裂现象；发明：叶良才教授发明削铁如泥电熔爆技术；用途：水中加工特硬、特软、特脆等难加工材质；特点：优于电火花、电解磨削、激光、电子束、机加工等。应用前途可开发出：千种无切削力、小型简易、高效节能新机床。重大意义：攻破机电加工技术和机床行业的世界难题，具有显著的经济效益和社会效益。[例]活塞的观察中凸活塞的创新形状？动态观察静态时的形状运行时的形状

重复观察反复观察静电离子棒在水中长期运行的作用物理水处理方法，用于循环冷却水、中央空调热水锅炉等的防垢除垢可以取代污染环境的化学水处理方法静电在水中阻垢作用静电在水中的除垢作用管道中的老垢在静电作用下老垢剥落意外发明的摩擦压力焊接法车削时突遇停电——车刀尖与工件粘在一起一般作法：用力退刀创造性（换位）观察：悟出粘刀的原因——摩擦产生大量热形成创新的机加工方法——摩擦压力焊接法人造血换位观察变换观察角度技术问题——用管理方法解决例如：解决长沙湘江大桥的拥堵难题变换观察角度管理问题——用技术方案解决收电费问题：先用后付先付后用投币式电表磁卡电表IC卡电表、水表、煤气表、公用电话、银行…..BB机芯片群控式收费系统IC卡非接触式控制系统：公交车、高速公路收费、地铁、保安巡逻冠状病毒与衣原体非典时期洪涛院士由于观察不细致，造成重大失误，宣布衣原体是非典的祸首，而国际上确认是冠状病毒！我国失去一次领先战胜非典的机遇！袁隆平的杂交水稻女大学生的突然失明精细观察

2、问题列举法问题意识列举问题解决问题选择问题分析问题成果社会发展需要企业发展需要个人发展需要缺点列举法希望点列举法特性列举法检核表法

需求理论生存、安全、社交尊重、自我实现指导学生尽力寻找找需要：不方便、不省力、太费劲、太麻烦、不满意、有缺点、缺陷、不足、不美、不安全、有污染、不环保、不好用、功能少、耗能大、材料贵……找不清楚：不了解、没有确切答案、没有定论、结论，说不出所以然的地方进行探索研究缺点列举法缺点列举创新对象缺点分析改进设计成果市场调查标准比较会议列举岗位的缺点分析人类工程设计人性化设计缺点不足差距缺陷瑕疵弱点不满缺点分析一般缺点（可容忍的缺点）关键缺点潜在缺点（不可忽视的缺点）顽固缺点（老大难问题）欠美观、漏电、换灯泡难、插头老是松动学会反用缺点多也会成缺点最毒的肉毒杆菌可以美容希望点列举法需要提出希望点形成课题希望点鉴别成果表面希望与内心希望现实希望与潜在希望一般希望与特殊希望马斯洛需要理论生存、安全、社交尊重、自我实现案例安全停电器新疆建设兵团二中王路希望停电以后能够安全断电，同时，也可节约用电电力供应紧张时期特别重要特性点列举法创造对象列举特性特性置换提出方案评价名词特性动词特性形容词特性即插即热的电熨斗[例]即插即热电熨斗的发明名词特性：电熨斗动词特性：熨烫（平的热板）形容词特性：一插即热，一拔就凉解决技术关键发热：红外线、微波、蒸汽底板材料：微晶玻璃（可以透过红外线）检核表法——岗位创新的问题检核能否改进现有工艺技术提高生产效率？能否开发市场需要的新产品？能否提供新服务？能否综合利用原材料？能否节能降耗？能否降低成本提高经济效益？能否提高产品质量和服务质量？能否改善环境和安全生产？能否改进劳动组织和加强企业管理？能否改善企业经营形象和增强市场竞争力？科学研究问题的检核表社会生产和现实生活提出了什么新问题？科学园地中有哪些尚未开垦的处女地？已有理论、传统观点结论有值得怀疑地方吗？书本上记载过什么难题吗？工作中是否发现有反常现象？学术争论中提出了什么问题？对同一课题能否从新的角度去研究？能否从论文的限制词中找到课题？能否从他人失败的研究中找到新的研究方向？能否从两种学科边缘结合部找到研究课题？3.联想法

信息A信息B接近联想相似联想对比联想因果联想信息C若干联想

时间或空间上的接近都可引起不同事物之间的联想门捷列夫元素周期表只有63个元素，空缺地方不少就判断：在两个质量不同元素间的空缺是未知元素，进一步联想其化学性质介于前后元素之间。预测完全正确。接近联想

从外形或性质上的、意义上的相似引起的联想赶面——轧钢板——行星式轧机压缩空气——气动刹车鸟爪——自磨刀片喷香水——汽油雾化器相似联想

由事物间完全对立或某种差异引起的联想（逆向思维）硬（刀）——软（水、气）（滴水穿石）——无坚不摧的液氮喷射流体（刀）

对比联想切割花岗石的水刀缺点的反用：

PN节穿透电流随温度变化，性能不稳定，需要避免。反过来就可以测定温度的变化。——成为半导体温度传感器

冷脆性——细胞、孢子低温粉碎机[例]“非典”与商机1、非典火了电视产业

2、非典启动网络生活3、非典成就医药企业4、非典助力电信赢家5、非典催生消毒用品市场6、非典刺激汽车市场7、非典点燃体育休闲产业8、非典考验保险业

因果联想非典引出的发明呼吸道传染病房气体收集消毒装置

（二等奖）

发明人——益阳市第一中学彭静辅导老师王耀海[例]缺电缺水——节电节水产品的开发4.类比移植法A领域新技术B领域新技术类比异中求同同中求异原理移植方法移植结构移植材料移植大跨度移植创造发明需要种子启示种子在哪里？1、已有的科学发现、原理和理论2、现有的技术发明、设计、结构、原理3、人类的科学幻想4、大自然中的现象和事物5、一切信息来源的启示（1）原理移植电测探矿法原理——探测地下水（打井）把测岩石电阻率的原理移植到抗旱打井管涌探测仪——何继善院士发明的“大堤CT”面包发泡——泡末金属、泡末水泥、泡末塑料气体膨胀降温——空调烧蚀蒸发降温——宇宙飞船返回大气层轮船定位——手机定位（2）方法移植

煤粉喷射燃烧技术——由发电厂锅炉移植到钢铁厂高炉大大节省焦碳，提高热效率真空镀膜技术

——把多晶硅镀到太阳能电池基板上大大降低生产成本卫星热管技术——热管回收余热，热管空调膨胀螺栓——原来就是它自行车龙头——前叉的连接结构移植成大量使用的膨胀螺栓（3）结构移植折叠结构——宇宙飞船上折叠太阳能电池板