创造训练 何业东 北京科技大学材料科学与工程学院 纳米碳管 太空电梯 利用干细胞 造出人血 转基因细菌生产汽油 石墨烯 C60

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1 创造训练 何业东 北京科技大学材料科学与工程学院 纳米碳管 太空电梯 利用干细胞 造出人血 转基因细菌生产汽油 石墨烯 C60
时间机器模型问世 穿梭时空或成现实 美发射太阳帆 速度可达光速百分之二 太空电梯 创造训练 利用干细胞 造出人血 何业东 北京科技大学材料科学与工程学院 转基因细菌生产汽油 石墨烯 C60 纳米碳管

2 四、提出问题的策略与方法

3 创造与创新策略的基本模式图 提出问题 培育动机 分析问题 收敛性思维 发散性思维 实践检验

4 提出问题的策略与方法 培养质疑精神 增强问题意识 信任好奇心 基础科学问题产生的途径 技术创新问题产生的途径

5 1.培养质疑精神 质疑精神的培养，不仅使学生个人思想和学识增进的必需，也是国家和民族能够不断反思过去、质疑现在、求新求变、充满活力的必需。
质疑——科学精神的精髓

6 只有个人才能思考，从而能为社会创造新价值，不仅如此，甚至还能建立那些为公共生活所遵守的新的道德标准。要是没有能独立思考和独立判断的有创造的个人，社会的向上发展就不可想象，正像要是没有供给养料的社会土壤，人的个性的发展也是不可想象的一样。 ——爱因斯坦

7 2.增强问题意识 Success beginning in an idea.
创造活动首先源于问题（质疑）意识。因为， 如果没有问题（质疑）意识，一个新问题也就 不可能提出，而创造也就无从谈起。 问题（质疑）意识的强弱将决定一个人的 创造能力的强弱。

8 增强问题意识的重要性 提出一个古怪的问题比给出十个正确的答案更重要。 ——托伦斯 人类从问号中得到的启示比从句号中得到的多。 ——奥斯本

9 犹太人的问题意识 犹太人不仅非常重视知识，而且更加重视才能。他们把仅有知识而没有才能的人喻为“背着很多书本的驴子”。
他们认为一般的学习只是模仿，而没有任何创新，学习应该以思考为基础。思考是由怀疑和答案所组成。学习便是经常怀疑，随时发问。 怀疑是智慧的大门，知道的越多，就越会发生怀疑，而问题也就随之增加，所以发问使人进步，发问和答案一样重要。

10 例1：爱因斯坦的问题意识 有人问爱因斯坦，他那些最重要的科学概念是怎样产生的，爱因斯坦回答说，它们首先是因为他“不理解最明显的东西”而产生的。 爱因斯坦这句话该是对问题意识的一个最好的诠释。

11 例2： 牛顿的万有引力 定律的发现启发自苹果 落地这一个现象。

12 例3：关于纳米科技的预言 早在1969年诺贝尔奖获得者理查德.费曼就提出了一个令人深思的问题：“如何将信息储存到一个微小的尺度？……如果有一天人们能够按照自己的意愿排列原子和分子，那将创造什么样的奇迹。” 预言到：“毫无疑问，当我们得以对细微尺度的事物加以操纵的话，将大大扩充我们获得物性的范围。”

13 例4：发明阴极微弧电沉积陶瓷涂层技术 Al、Ti、Zr等阀金属的微弧氧化 在一般的金属上能否发生微弧？是否可以用来沉积陶瓷涂层？
获得校优秀博士论文

14 例5：李阳创造 “疯狂英语”

15 问题意识差妨碍中国国民创造力的开发 提出问题的层次（质量），将决定创造的层次（质量）。
中国习惯将有知识的人称为学者，学者学习知识者也，但现代化社会要求的人才不仅仅是学者，更应是创造者。 许多人掌握大量的知识，却不能找到问题，这是一个很常见的现象，是妨碍中国国民创造力开发的一个主要的障碍。

16 提高问题意识的方法 在学习和实践中养成提出问题的习惯。 多问为什么，你就可以打开创造之门！（如同阿拉伯故事中“芝麻开门吧！”的咒语。）
经常地问，大胆地问，不怕丢脸地问。随着提出问题质量的提高，你会发现你的创造力在显著提高。

17 3.信任好奇心 好奇心经常会带来一些意想不到的创造。
在对某个领域了解甚深(必要的知识)的基础上，有时似乎无端地会引发你的一些好奇心（异想天开），假如你跟着这个好奇心走，常常会有一些出乎意料的发现。

18 例1：发电机的发明 Michael Faraday, 1791-1867
自学成材的伟大科学家，发现电磁回转、电磁感应和电解定律，发明发电机和电动机。被成为“实验科学家之王”和“自然哲学家”。从未申请过专利、拒绝巨额赠款、谢绝担任英国最重要的科学机构的负责人，宁愿保持平凡。

19 例2：尼龙的发明 Wallace H. Carothers 1896-1937
1928年杜邦公司将他从哈佛大学挖走，他发明了人类第一种合成纤维——尼龙，发明了合成橡胶——氯丁橡胶，对高分子化学的成熟做出了杰出的贡献，是第一位获得美国科学院院士的工业科学家。

20 例3：机械研磨在表面改性中的作用 好奇心引发发散性思维提出问题
例3：机械研磨在表面改性中的作用 好奇心引发发散性思维提出问题

21 快速制备纳米铝化物涂层 申请发明专利 Intermetallics，2006，No.1 获校优秀博士论文奖 Al particles
ball 申请发明专利 Intermetallics，2006，No.1 获校优秀博士论文奖

22 涂层厚度与温度的关系(120分钟) 涂层厚度与时间的关系(温度560℃)

23 纳米铝化物涂层形成机理

24 机械研磨制备钢管铝覆层 Surface & Coating Tecnology, 201 (2006) 2684-2689.
铝覆层的(a)表面形貌和(b)截面形貌 低碳钢铝覆层退火后的截面形貌 钢管内孔铝覆层实验装置示意图 Surface & Coating Tecnology, 201 (2006)

25 Surface & Coating Technology，2008
机械研磨电镀 Surface & Coating Technology，2008 复合电镀 硬度：>1300Hv

26 镁合金机械研磨化学镀 国家自然科学基金项目
表面结构细化 非晶态向晶态转变 硬度提高 镀层/基体界面合金化 消除镀层/基体间的电偶腐蚀 Scripta Materialia，2008

27 机械研磨电镀的物理化学效应 改变镀层/基体界面的结构，提高结合力 细化晶粒，消除镀层中的微观缺陷 改变镀层的力学状态 促进非晶态向晶态转变
提高复合镀层中复合物（金属、陶瓷、有机物）的含量 提高金属与复合物颗粒的结合强度 提高镀层的耐蚀、耐磨等性能

28 好奇心是指引人们走向不可知的领域 的一个重要的力量
某种程度上，好奇心似乎有那么一点盲目。但当你如果对一个特定的领域了解甚深，那么，这个领域所激发出的你的好奇心总有一种难以言说的目的，但它往往能够引导你发现并解决新的问题。 给予自己的好奇心以足够的信任。

29 2006年瑞典诺贝尔奖评选团 访华成员 获奖是不可预见的，诺贝尔奖得主们自己也许都没有意识到今后会获奖。他们只是在研究上从满好奇心，执着地做自己喜欢地工作。 科学研究应该不仅是为了获得诺贝尔奖，基于好奇心地研究是很重要的。

30 4.基础科学问题产生的基本途径 抓住理论的逻辑矛盾 盯住论争 盯住不同知识领域的交叉地带
基础科学问题属于已有理论无法解释的问题，是需要创造的问题。 抓住经验事实同已有理论的矛盾 抓住理论的逻辑矛盾 盯住论争 盯住不同知识领域的交叉地带

31 (1)抓住经验事实同已有理论的矛盾 例1：原子模型。 例2：导致爱因斯坦相对论的诞生。
例3：光速被提高310倍 又被降低6亿倍，爱因 斯坦的相对论受质疑。

32 (2)抓住理论的逻辑矛盾 例1：爱因斯坦发现电磁学方程在伽利略变换中不具有协变性，而这就意味着电磁理论同经典时空观的矛盾，这引导爱因斯坦探求狭义相对论。

33 抓住已有理论之间的逻辑矛盾提出问题发展新理论
例2：合金内氧化、外氧化之间的转变理论 抓住已有理论之间的逻辑矛盾提出问题发展新理论 (c) (a) (b) BO A-B alloy Wagner的合金由内氧化向外氧化转变的理论 Wagner的合金选择氧化理论 两个博士的研究工作 1人在新西兰奥克兰大学工作 1人在上海交大做博士后 Chapter 4, New Development in High Temperature Corrosion and Protection of Materials, Woodhead Publishing Limited，UK，2008

34 (3)盯住论争 不同学派、不同学术观点的论争，是科学史上的常事。因为一个问题可以从多个方面铺展开来争论，所以激烈而尖锐的论争总能够促进新的科学问题的提出与解决。

35 例：物理学中关于光是粒子 还是波的论争。 Louis de Broglie (1892-1987) 法国物理学家，一位获得诺
贝尔奖的博士生。在1924年 提交的博士论文中提出“电 子具有波动性”的思想，并 进行了严谨的论证。1927年 这一思想得到实验证实。为 此获得1929年诺贝尔奖。

36 例2：关于金属表面钝化的 成膜与吸附机理的争论
促进了材料表面化学，耐蚀材料，金属与合金的氧化、催化剂、电化学等的理论和新技术的发展。

37 (4)盯住不同知识领域的交叉地带 近代以来，科学的发展呈现出既分化又综合的趋势。而一些富有远见的科学家则通过注意科学中的交叉地带，而找到许多有意思的研究课题，并作出开拓性的贡献。 20世纪的许多横断性科学，几乎都是从一些交叉地带产生的。比如系统论、控制论、信息论等。 在科学哲学中，科学、技术与社会的交叉，以及与经济、政治、文化、教育的交叉，都深化着人们对科学本性的认识。

38 材料学科与工程是个多学科交叉的学科 学科的交叉必然产生新的科学问题 这是材料学科科学论文多的内在原因 使用性能 工程 合成与制备 性质
组成与结构 性质 合成与制备 工程 物理学 化学 学科的交叉必然产生新的科学问题 这是材料学科科学论文多的内在原因

39 打开创造之门的训练 （提出问题的训练） 根据以下科学问题产生的途径提出问题： 1．抓住经验事实同已有理论的矛盾 2．抓住理论的逻辑矛盾
3．盯住论争 4．盯住不同知识领域的交叉地带

40 5. 技术创新问题产生的途径 技术创新问题属于以用有理论作为依据的问题。 根据社会发展的需求提出问题 根据基础科学新突破提出问题
根据已有科学原理提出问题 根据已有技术的优缺点提出问题 根据生产和产品的需要提出问题 按照逻辑有系统地提出问题 集思广益提出问题

41 根据社会发展的需求提出问题 能源问题 环境问题 粮食问题 交通问题 健康问题 信息问题 ……

42 谁能领导能源革命，谁就能主宰世界 智利《信使报》2008年11月23日
谁能领导能源革命，谁就能主宰世界 智利《信使报》2008年11月23日 我们正在经历地球变暖、人口增加和自然资源枯竭，不采取行动就只能坐以待毙这样一个过程。普利策奖得主托马斯.弗里德曼指出，我们正处在人类有史以来最关键的时代，而寻找集充足、清洁、廉价和可靠等优势于一身的新型能源是未来全球最大的产业。最先出手并能在能源技术革命中成为领头羊的国家在国防、经济和能源安全中将稳操胜券，并获得全世界的尊重。

43 课堂训练 能源新技术革命畅想 （按能源种类分别提出）

44 转基因细菌生产汽油2.0 英国《泰晤士报》6月12日报道
美国加州硅谷的LS9公司的研究人员正在实验室利用细菌进行“造油”工程。 他们利用合成生物学的方法，对包括大肠杆菌、酵母菌等不同菌株进行了遗传改造，改进了生产碳氢化合物（烃）的代谢途径。 酵糖在这些转基因微生物的作用下能充分释放出蕴藏的能量，并最终转化成可用作燃料的碳氢化合物，而任何可以分解为酵糖的物质都可以被用作原料，比如甘蔗、麦秆甚至木屑。 转基因细菌分泌的一些柴油 发酵机

45 基因工程菌可制造低成本乙醇 路透社2008年9月8日电
基因工程菌可促进纤维素发酵，从而更有效地制造出乙醇。 可有助于从农业和畜牧业产生的废弃物中提取更多的能源。 纤维素乙醇不会造成任何温室气体净排放。

46 日本研究开发太空太阳能 日本《朝日新闻》2007年4月16日报道
新技术将客服下雨阴天及云层吸收等局限，将阳光“转发”到地面，实现全天候高效利用太阳能。 让静止在轨道上的卫星吸收太阳能； 把太阳能转化成激光，再输送到地球，利用接收的激光制造氢。

47 日本开发出太阳能电池新材料 日本《日经产业新闻》2008年8月12日报道
日本产业技术综合研究所最近开发出一种新型高效化合物型太阳能电池材料，可进行批量生产。 报道说，这种材料是在300摄氏度至500摄氏度的坩埚内，将铜硒铟合成材料喷涂在玻璃基板上制成的，可以在发电层内形成纯度较高的结晶，以提高太阳能的转换效率。 经测试，用新型材料制造的太阳能电池将14.9%的太阳能转变成了电能，而目前一些产品的转化率为10%至12%。 这项技术由日本产业技术综合研究所太阳光发电研究中心副主任仁木荣领导的研究小组开发。日本产业技术综合研究所准备将这项技术转让给企业，在两年内实现商品化。

48 麻省理工发明透明太阳能电池 《科学》 来自于麻省理工学院的研究人员发明的太阳能窗户可以收集太阳能,但是却可以做到近乎透明。 麻省理工学院的透明太阳能电池是这样工作,首先,在窗户上涂抹特殊材料,这些化学涂料的颜色很轻,近乎透明。该涂层可以吸收能量并存储在玻璃内部,最后通过窗口边缘的集热器收集玻璃上聚集的热量。 在这个过程中使用的化学品相对便宜,所以这一概念产品至普及并不困难。预计真正可用的产品将在3-5年内发布,这样的产品势必可以改变现在的能源使用方式。

49 日美联合开发高效热电转换材料 日本《读卖新闻》日前报道说，日本和美国科研人员合作开发出一种新型热电转换材料，其效率达到常规热电转换材料的约2倍。 在两种金属组成的回路中，如果两个接触点之间产生温度差，电子的状态会发生变化形成电流。这种热电转换现象被叫做“塞贝克效应”，也称第一热电效应。  据报道，日本大阪大学和美国俄亥俄州立大学同行合和稀有元素碲的化合物并添加少量铊进行了实验。他们开发出的新材料在500摄氏度左右的温度下热电转换效率达到百分之十几，而常规热电转换材料的效率只有7%至8%。科研人员说，如果覆盖纳米金属薄膜，新材料可在更低温度条件下高效率地发电。  在工业生产等领域，大量的热能往往白白流失掉。例如，普通汽车引擎产生的能量约有60%在生成热量的过程中丢失。新材料有望使没有被使用就浪费掉的能量得到更有效利用，这将对解决环境和能源问题起到一定帮助。

50 英发明人造“水蟒”提取海洋能量 《21世纪趋势》周刊2008年7月19日报道
:39:51 来源:国际在线 点击668次 评论 0 条 英发明人造“水蟒”提取海洋能量 《21世纪趋势》周刊2008年7月19日报道 英国的科学家发明了一种可以利用海水起伏产生的波浪来发电的独特装置。外形似水蟒 利用水下波浪发电。 这种形如海洋生物水蟒的管状发电装置长约182米、宽约6米，由橡胶制成。 工作原理：将“水蟒”安装在距离海岸1.6公里-3.2公里远、36米-91米深的水下，并系在海床上，同时使“水蟒”的橡胶管道内充满海水。这样每当有波浪经过时，弹性极强的橡胶管就会随之上下摆动，橡胶管内部就会产生一股水流脉冲。随着波浪幅度的加大，脉冲也会越来越强，并汇集在尾部的发电机中，最终产生电能，然后通过海底电缆传输出去。

51 每条“水蟒”最多可以产生一兆瓦的电能，足以满足数百个家庭的日常电能需要。首批“水蟒”将在五年内安装完毕，从而替代未来几十年需要建造的数千台风力发电装置。
由于制作材料主要是橡胶，“水蟒”比其他波浪发电装置重量更轻、构造更简单、建造和维修成本更低。与近海风力发电相比，“水蟒”发电的成本更低。 科学家相信，这种发电装置很可能成为未来解决能源危机的答案。

52 美发明无需涡轮机的风能装置 《21世纪趋势》周刊2008年10月17日报道
直到不久前，唯一可用来利用风并产生风能的商业方法是使用传统的涡轮机。美国一家企业最近研发出一种新技术，可以完全摆脱在上世纪占主导地位的涡轮机。 这款名为“Windbelt”的新装置以气动弹性颤振这种空气动力学现象为基础，指的是当一个绷紧的表面在空气动力学负荷的作用下发生弯曲时，就会进行自我振动。这一现象的破坏性众所周知，但休姆丁格公司的工程师们发现这种现象同样可以被用来制造能够“捕捉”不同规模风的装置，而且这一装置的成本将比目前的涡轮机低得多。 这项研究始于四年前，是麻省理工学院的工程师肖恩.弗雷恩的研制结果。“Windbelt”，这种微型发电机能够以一种此前从未有过的方法来捕捉风，而且完全可以远离那些占地面积大、成本高昂的风车。这一发明至今已获得了多个奖项，所得的奖金帮助弗雷恩在夏威夷设立了“休姆丁格风能实验室”，以进一步研究如何将这一发电机模型投放市场，进行实际利用。 弗雷恩指出，他是在研究位于华盛顿的塔科马海峡大桥坍塌事故时得到灵感的，这座大桥由于大风造成的震动而坍塌。而“Windbelt”正是利用这其中的动力来产生能量。 弗雷恩的这一装置与其他一些简单和低成本的技术相结合，这些技术非常适用于发展中国家。从实际运用上来说，这一装置较小的规模和较为合理的成本使其既可以被运用在摩天大楼上，也可以被安装在条件艰苦的农村地区。

53 第一座海底潮汐电站年底前将在挪威诞生 哈默弗斯特位于挪威的最北端，是世界上距离北极点最近的城镇之一，今年１２月底之前，世界上第一座海底潮汐发电站将在这里正式投入运行。届时，哈默菲斯特将成为全球第一个拥有海底潮汐发电站的城镇。 地球旋转过程中，围绕地球旋转的月球对地球上的海洋产生一定的引力，使海洋表面每１２小时２５分钟形成一次周期性循环，一个周期内海水分别涨落一次。在此过程中，海水沿着海床来回流动，这就形成了潮汐。挪威就是利用北部海岸的潮汐进行发电的。

54 日研发出行走发电鞋 法新社2008年10月6日电 法新社16日报道，日本电信电话公司正在研制一种“充电鞋”，行人可以一边走路，一边发电。
鞋底内装有水和一个小型发电机。人们穿着这种鞋子行走，鞋底产生的压力使水流动，带动发电机发电。 公司发言人天满秀臣(音译)说，“发电鞋”发电功率为1.2瓦特，“只要保持行走，发电量足以使音乐播放器运转”。 研究人员正努力把发电功率提高到3瓦特，以便给手机充电。不过，这种鞋没有蓄电功能。 公司希望，最早2010年将这种“发电鞋”投入生产。

55 日本将利用车辆排热发电 日本《日经产业新闻》2008年8月15日报道
日本古河机械金属公司正在将热电转换材料作为汽车零件实用化，这种技术可以利用汽车排热发电。 该材料是以锑为主要原料并混入镓等金属的化合物。相关组件放置于车辆发动机或排气装置附近，即可将受热值的约７％转为电能进行再利用。这可节省２％的燃料费用。 热电转换材料的原理是：在同一材料之中，同时存在的高温部分与低温部分之间可以产生电能。在以前的研究中，经常出现一处受热整体升温的情况，而且转换效率极低。除了利用温泉发电之外，很少得以实用化。 古河机械金属公司“素材研究所”以锑为主体，通过加入镓、铟、钛等差异较大的金属的方式，形成了不规则的材料组织，即使材料部分受热，整体温度也很难升高。　 目前开发出的材料面积为５厘米边长的正方形，厚度为８毫米，重约１４０克。如果在上面受热达到７２０摄氏度的情况下，下面温度能够保持在５０摄氏度，就可维持３３瓦的发电功率。在实用化时，这一材料可放置于发动机排热位置，底部通过水冷方式维持低温。　  通常，汽车消耗的汽油能量仅有２５％用于驱动车辆，另有一半则通过车身和排气管变为热量散失。新材料的使用，可以将７％的排热转换为车内电器所用的电能，这将减轻发动机负荷。据测算，如果使用２０块前述新材料，就可以使汽车耗油减少２％。今后，古河公司还将继续提高这种材料的热电转换效率，并预计在３年内投入批量生产。此外，锑等材料虽系稀有金属，但目前看货源和成本尚不存在问题。

56 美教授用等离子体驱动飞碟 美国每日科学网站2008年6月12日
美教授设计出等离子驱动的飞碟　或许不久飞碟就会变为现实,而不再仅仅是科幻小说中的物体。佛罗里达大学机械和航空航天工程学副教授苏布拉塔·罗伊已为一个圆形、旋转的飞行器设计提出了专利申请,这款设计让人联想到无数好莱坞电影中看到的宇宙飞船。然而,罗伊称自己的设计是“无翼电磁飞行器”，简称为WEAV。 该飞行器的动力来自于一种被称为磁流体动力学的现象,即通过使一股电流或一个磁场穿过导电液体以产生动力。就罗伊的飞行器而言,这种导电液体是通过电极产生的,这些电极覆盖飞行器的表面,使周围的空气离子化,变为了等禽子。 使电流穿过这种等离子体带来的力量搅动了周边的空气,而旋转的空气带来了上升力和动力。为了最大限度地增加空气与飞行器的接触区,罗伊部分采取了中空的设计。 这款飞行器也有很多种用途。其最显著功能将是用于侦察和导航。还可以携带摄像机和光源,并可以在很远的距离进行远程遥控。 可以飞入太空,而不仅仅是在地球上飞行。美国空军和美国航天局已经表示对这款设计很感兴趣,而他所在的大学正谋求批准这款设计。 非常新的理念，如果获得成功，将是革命性的。”

57 美科学家想把二氧化碳变汽油 西班牙《国家报》2008年3月8日
美国洛斯阿拉莫斯国家实验所的科学家提出，５０年内人们还将继续使用汽油动力车，但这种车排放的二氧化碳将不再导致全球变暖。 该实验所科学家杰弗里·马丁和威廉·库比茨提出一项名为“绿色自由”的概念，即去除空气中的二氧 化碳，并把它转化为汽油。 这是一个简单的构想：把空气吹入碳酸钾溶液，即可吸收空气中的二氧化碳。然后再把二氧化碳从溶液中提取出来，经化学反应后使之变为可再生燃料。 马丁指出：“这个概念中的每个环节都是现成的，有的已在运作，或是有近似的科技。” 但是，把这一概念付诸实践需要巨大的能源，这恰恰是至今尚未出现一所此类工厂的原因。 洛斯阿拉莫斯国家实验所已经开发了一系列创新技术，包括电化学分离二氧化碳，该技术已经通过测试。 计划在一年内进行最简单的示范，然后在两年后建造出更大的样本厂。他们认为，这一构想是目前最可行的替代能源方案。马丁说：“这是目前我所见过的唯一能解决所有问题的办法。”

58 利用跳舞发电的迪厅 德国《世界报》2008年9月5日 阿姆斯特丹消息：全球首家通过跳舞发电的迪厅日前在荷兰鹿特丹开业。这家名为“瓦特俱乐部”的迪厅，大约1/3的用电是跳舞的宾客自己制造的，而这并不是该迪厅的唯一环保理念。 在“瓦特俱乐部”，借助小型发电机，宾客们释放的动能通过柔韧的地板的振动转化成电流，并储存在蓄电池中。不过这家俱乐部的创始人也承认，每位宾客大约５到１０瓦的“人造能量”在迪厅的总用电功率中所占比例不高。 参与这个项目的工程师已经在研究更高效的设备，以进一步提高迪厅的发电量。“我们正在研究大幅提高发电量的改良方案”，鹿特丹德尔建筑设计师事务所的马丁·乔丹斯说。 “瓦特俱乐部”创始人之一的米海尔·斯米特希望通过他的“可持续跳舞俱乐部”公司收到来自世界各地的订单。他说：“大多数人根本不知道，普通迪厅不仅用电量极高而且污染环境。”

59 美开发出无线充电技术 法新社芝加哥2008年6月7日电
美国科学家近日发明出无线充电技术，能在房间的一端给另一端的灯泡、手机电池、电脑等进行无线充电，这将使家用电器和墙上插座之间的电线被淘汰。 麻省理工学院的科研小组用4年时间，研究出了这项无线能量转移技术，该技术可以用两米外的一个电源给60瓦的灯泡供电，还能使电池总处于电量充足的状态。屋子里只要安装无线电源，手机、MP3和电脑就能随时充电，并杜绝因废弃电池带来的环境污染。 这项技术利用物理学的“共振”原理——两个振动频率相同的物体能高效传输能量。研究小组把共振运用到电磁波的传递上，他们利用铜制线圈作为电磁共振器，一团线圈附在传送电力方，另一团附在接受电力方。当传送方送出某特定频率的电磁波后，经过电磁场扩散到接受方，电力就实现了无线传导。 有关无线充电技术的细节将刊登在最新出版的《科学》杂志上。这项技术已经引起了一些大型电子消费品厂商的兴趣，研究人员正在考虑如何把这个热门项目转变为可供销售的商品。

60 罗尼.约翰逊热电化学转换系统 10项有望改变世界的发明之一
热能变电能，革命性发电、 工作原理：利用温差制造的压力梯度迫使离子穿透荷电膜。系统中的的氢气在两个类似于燃料电池的荷电膜中循环流动。 不同于燃料电池的是，该系统是封闭的，不需要重新填充氢气。 一个荷电组与热源连接，另一个荷电组与散热器连接。一旦循环被开启，组建就开始产生电流。

61 根据基础科学新突破提出问题 根据基础科学新突破提出的新理论提出可能发展的新技术 纳米科学 基因科学

62 根据已有科学原理提出问题 利用科学原理解决实际的需求，发展新技术。

63 集思广益提出问题 头脑风暴法 (Brain Storming) 又称为“狂想法”、“智力激励法”、“诸葛亮
会”、“畅谈会法”、“BS会议法”等。

64 人们要创造和创新，首先要能想到较多较好的设想、方案、“点子”。为了产生这些新设想、新方案，通过一定的会议形式，营造能够相互启发、引起联想、发生“共振”的条件与机会，便有助于开发人们的智慧和创造力。
头脑风暴法就是通过这种会议形式以激励人们创造力的一种方法。它能在较短的时间里发挥集体的创造力从而获得较多的创造设想，激发组内其他成员的联想能力，当人们卷入“头脑风暴”的洪流之后，就会引起一系列的设想，这就象放一串鞭炮一样，点燃一个爆竹，就会引爆一连串的爆竹。

65 头脑风暴法的具体步骤 ①召集一种特殊会议，与会人数5—10人之间。人数多了不便充分发表意见。如要吸收更多人的意见，可召开几个会。
②会议有一名主持者，有l－2名记录员，后者最好不是正式参加会议的人员。 ③会议时间以一小时为限，一般在半小时至一小时之间。时间长了脑子容易疲劳。开会时思想要高度集中。 ④会议地点应选择安静而不受外界干扰的场所。切断电话，谢绝会客。 ⑤事先通知。

66 头脑风暴法的四项规则 ①自由奔放。提倡任意、自由思考，自由想象，想法越新奇越好。有时看起来是很荒唐的设想却可能很有价值。
②延迟评价。严禁批判，对别人提出的想法不能批评，不得阻拦，即使是幼稚的、错误的、荒诞无稽的，也不得批判。也就是说，要排除评论性的判断，对设想的评论要放在以后进行。这叫延迟评价原则。 ③追求数量。要求提出一定数量的设想，提出的设想越多，就越有可能获得更多的有价值的设想和方案。 ④善于利用别人的想法开拓自己的思路。

67 头脑风暴法四项规则的普遍意义 ①自由奔放：体现了“创造”需要科学的自由精神和质疑精神。
②延迟评价：为“创造”提供一个有利的政治和文化的环境。 ③追求数量：体现了“创造”的低概率本质。 ④善于利用别人的想法开拓自己的思路：体现了“创造”的继承性和社会性。

68 根据已有技术的优缺点提出问题 缺点和希望点列举法 ①确定目标。 ②列出缺点和希望点。 ③将缺点和希望点整理分组，并从中选择出最关键的几点。
④针对缺点和希望点，分别找出克服缺点和实现希望点的方法。 可以运用头脑风暴法等技巧。

69 列举缺点和希望点训练 采用头脑风暴法 列举目前计算机键盘的缺点和希望点，提出发展计算机键盘（人机交流）的新途径。

70 根据生产和产品的需要提出问题 发展生产的技术：例如高效钢铁生产线 发展产品的技术：例如钢铁材料新品种

71 按照逻辑有系统地提出问题 六个W 列举属性 (重要的创造技法) 分项检查法（检核表法，对照表法）

72 六个W： 为什么是必要的（why） 应该在哪里完成（Where） 应该在什么时候完成（when） 应该由谁完成（Who） 突竟应该做些什么（What） 应该怎样去做它（How）

73 列举属性 (重要的创造技法) 列举属性是一种提出问题的方法。
实施该法时，首先将事物对象分解成各个组成部分，并针对各个部分找出每一个属性，然后针对各个属性找出与之相对应的代替方案和方法。 该方法建立在两个基本点上：如果事物区分得越小，就越容易发现问题；各种事物的各个组成部分都有其属性。

74 以水壶为例，可以按照如下 分类方式区分事物属性
①名词属性——可由名词表达的事物属性。 整体……水壶； 部分……提把、柄、盖、蒸汽孔、壶身、壶嘴； 材料……耐酸铝、铁皮； 制法……冲压法、模具法、焊接法。 ②形容词属性——可由形容词来表现的属性 性质……轻、重、灰白。 状态……圆、脏。 ③动词属性——可由动词表达的属性 功能……烧水、装水。

75 分项检查法 （检核表法，对照表法） 为了有效地把握发明创造的目标和方向，促进想象的形成，奥斯本提出了分项检查法，也有的将它译成“检核表法”，“对照表法”。

76 分项检查法实际上是一种多路思维的方法，人们根据检查项目，可以一个方面一个方面地想问题，使思路更带条理性，也有利于较深人地发掘问题和有针对性地提出更多的可行设想。
分项检查法几乎适用于各种类型和场合的创造活动，因而可把它称作“创造技法之母”。

77 奥斯本的分项检查法 (1)现有的东西（如发明、材料、方法等）有无其他用途？保持原状不变能否扩大用途？稍加改变，有无别的用途？
(2)能否从别处得到启发？能否借用别处的经验或发明？外界有无相似的想法，能否借鉴？过去有无类似的东西，有什么东西可供模仿？谁的东西可供模仿？现有的发明以否引入其他的创造性设想之中？

78 (3)现有的东西是否可以作某些改变？改变一下会怎么样？可否改变一下形状、颜色、音响、味道、是否可改变一下意义、形号、模具、运动形式？……改变之后，效果又将如何？
(4)放大、扩大。现有的东西能否扩大使用范围？能不能增加一些东西？能否添加部件，拉长时间，增加长度，提高强度，延长使用寿命，提高价值，加快转速？

79 (5)缩小、省略。缩小一些怎么样？现在的东西能否缩小体积。减轻重置，降低高度，压缩、变薄？……能否省略，能否进一步细分？…
(6)能否代用。可否由别的东西代替，由别人代替，用别的材料、零件代替，用别的方法、工艺代替，用别的能源代替？可否选取其他地点？

80 (7)从调换的角度思考问题。能否更换一下先后顺序？可否调换元件，部件？是否可用其他型号，可否改成另一种安排方式？原因与结果能否对换位置？能否变换一下日程？这样那样更换一下，会怎么样？
(8)从相反方向思考问题。通过对比也能成为萌发想象的宝贵源泉，启发人的思路。倒过来会怎么样？上下是否可以倒过来？左右、前后是否可以对调位置？里外可否倒换？正反可否倒换？可否用否定代替肯定……

81 (9)从综合的角度分析问题。组合起来怎么样？能否装配成一个系统？能否把目的进行组合？能否将各种想法进行综合？能否把几种部件进行组合？等等。

82 美国通用汽车公司为开发创造力 采用的检查单
（1）为了提高工作效率，不能利用其他适当的机构吗？ （2）现在使用的设备有无改进的余地？ （3）改变滑板，传送装置等搬运设备的位置或顺序，能否改善操作？ （4）为了同时进行各种操作，不能利用某些特殊的工具或夹具吗？

83 （5）改变操作顺序能否提高零部件的质量？ （6）不能用一些便宜的材料代替目前的材料吗？ （7）改变一下材料的切削方法，能更经济地利用材料吗？ （8）不能使操作更安全吗？ （9）不能除掉无用的形式吗？ （10）现在操作不能更简化吗？

84 某企业制订的用于新产品研制的检查单 （1）增加产品——能否生产更多的产品？ （2）增加性能——能否使产品更加持久耐用？
（3）降低成本——能否除去不必要的部分？能否换用更便宜的材料？能否使零件更加标准化？能否减少手工操作而搞自动化？能否提高生产效率？ （4）提高经销的魅力——能否把包装设计得更引人注意？能否按用户、顾客要求卖得更便宜？

85 川口所开列的用于降低成本的检查单 （1）能否节约原料？最好是既不改变工作，又能节约。 （2）在生产操作中有没有由于它的存在面带来干扰的东西？
（3）能否回收和最有效地利用不合格的原料和操作中产生的废品？能否使之变成其他种类具有商业价值的产品？ （4）生产产品所用的零件能否购用市场上销售的规格品，并将其编人本公司的生产工序。 （5）将采用自动化而节约的人工费和手工操作进行比较，其利害得失如何？不仅从现在观点看，而且根据长期的预测，又将如何？

86 （6）生产产品所用的原料可否用其他适当的材料代替？如代替，商品的价格将如何？产品性能改善情况怎样？性能与价格可有何关系？能否把金属改变成塑料？
（7）产品设计能否简化？从性能上看有无加工过分之处？有无产品外表看不到而实际上做了不必要加工的地方？这时，首先要从性能着眼，考虑必要而充分的性能条件，其次再考虑商品价格、式样等。 （8）工厂的生产流程有无浪费的地方？材料处理对生产率影响很大，这方面的改进还可节省工厂的空间。 （9）零件是从外部订购合适，还是公司自制合适？要充分考虑工厂的环境再作出有数量根据的判断，从而能在大家都认为理所当然的事情中发现意外的错误，只凭常识是不可靠的。 （10）查看一下商品组成部分的强度计算，然后考虑能否再节约材料。

87 分项检查法要求人们从的不同方面和不同的角度去思考问题、提出问题、研究问题，集中起来就是一个“变”字。
这是开发创造性的一种有效方法。 培养人们有条理地开展发散性思维。

88 课堂训练 根据自己的实际情况，编写一个“大学生活与学习检查表”。 此练习涉及个人隐私，不写在练习册上，不交流。

89 一个简便的提出问题的方法 将你的新想法随时记在纸上 经常看，不断补充、不断修改

90 本章总结 质疑——科学精神的精髓 问题（质疑）意识的强弱将决定一个人的创造能力的强弱。 提出问题的能力：取决于发散性思维的能力。
以质疑的态度学习知识。 经常地问，大胆地问，不怕丢脸地问。随着提出问题质量的提高，你会发现你的创造力在显著提高。

91 本 章 结 束