科技发展与创新专题.doc

科技发展史一、基本概念（一）科学与技术的定义1、科技科技=科学+技术2、科学：是人类在长期认识和改造世界的历史过程中所积累起来的认识世界事物的知识体系3、技术：是指人类根据生产实践经验和应用科学原理而发展成的各种工艺操作方法和技能以及物化的各种生产手段和物质装备。 （二）科学与技术的关系1、区别：发现与发明、认识世界与改造世界。对自然的理论关系与对自然的实践关系2、联系：科学与技术相互依存、相互促进，科学发展为技术提供理论基础、开辟研究领域，而技术的进步尤为科学研究提供新的工具、手段和物质基础。（三）科学研究：创造知识、综合知识、开拓知识新用途的社会活动分类：1、基础研究：是对新理论，新原理的探讨，目的在于发现新的科学领域，为新的技术发明和创造提供理论前提。 2、应用研究：是把基础研究发现的新的理论应用于特定的目标的研究，它是基础研究的继续，目的在于为基础研究的成果开辟具体的应用途径，使之转化为实用技术。 3、开发研究：又称发展研究，是把基础研究、应用研究应用于生产实践的研究，是科学转化为生产力的中心环节。（四）科技创新：是原创性科学研究和技术创新的总称。原创性科学研究是提出新观点（包括新概念、新思想、新理论、新方法、新发现和新假设）的科学研究活动，并涵盖开辟新的研究领域、以新的视角来重新认识已知事物等。 （五）科技伦理：科技伦理是指科技创新活动中人与社会、人与自然和人与人关系的思想与行为准则，它规定了科技工作者及其共同体应恪守的价值观念、社会责任和行为规范。 1、克隆技术与科学伦理 2、基因研究中的科学伦理 3、生态环境伦理问题 4、网络时代的信息伦理问题 专题一 科技发展史一、人类自身的发展演变二、人类早期的科技发现与发明1、石器、骨器、木器2、火唐朝，中国科学家发明了火药，并在公元9世纪首次将其用于战争之中。3、弓箭4、农业5、农业（狭义）（1）概念：利用动植物的生长机能，采用人工培养和养殖的办法以取得产品的物质生产部门。 （2）进程划分：原始农业、传统农业、近代农业、现代农业。 （3）意义： 使人类有了可靠的食物来源，有利于维系人类的生存，繁衍生息。 有利于文化的积淀和传承，为人类的发展奠定了物质基础。6、农业（刀耕火种、火耕水耨）7、房屋8、陶器9、农具三、中国传统科技中华民族的科技活动有着悠久的历史，曾经为人类发展作出过巨大的贡献，并且在16世纪中期以前一直处于世界科技舞台的中心。 1、日食与传统天文学尚书胤征记录了夏代的一次日食，这是目前世界上发现最早的一次日食记录，距今4000多年。据统计，从春秋到乾隆年间，中国史书记载的日食大约近千次，居世界首位。 国外最早的日食记录是发生在巴比伦的一次日全蚀，时间是公元前763年6月15日，比我国最早的日食记录要晚得多。 公元前24世纪的帝尧时代，就设立了专职的天文官，专门从事“观象授时”。早在仰韶文化时期，人们就描绘了光芒四射的太阳形象，进而对太阳上的变化也屡有记载，描绘出太阳边缘有大小如同弹丸、成倾斜形状的太阳黑子。公元16世纪前，天文学在欧洲的发展一直很缓慢，在从2世纪到16世纪的1000多年中，更是几乎处于停滞状态。在此期间，我国天文学得到了稳步的发展，取得了辉煌的成就。我国古代天文学的成就大体可归纳为三个方面，即：天象观察、仪器制作（浑天仪）和编订历法（授时历）。 2、“三才观”与中国传统农学吕氏春秋“上农四篇”中的审时提出“夫稼，为之者人也，生之者地也，养之者天也 ” 。 农学家与农学著作（300余种） （1）西汉晚期氾胜之：氾胜之书 提出凡耕之本在于“趣时，和土，务粪泽，早锄早获”这个耕作总原则。 （2）北魏贾思勰：齐民要术 中国古代的农业百科全书，被译成多种文字出版，影响巨大。（3）南宋陈旉：陈旉农书 提出 “地力常新壮” ，“用粪如用药”的观点。 （4）明代徐光启：农政全书 囊括了古代农业生产和人民生活的各个方面，而其中又贯穿着一个基本思想，即徐光启的治国治民的“农政”思想。贯彻这一思想正是农政全书不同于其他大型农书的特色之所在。 3、我国古代化学（1）阴阳五行学说易经：世界万物由阴阳两个基本元素组成。 国语郑语：故先王以土与金、木、水、火杂, 以成百物”。（2）炼丹术、金属冶炼、火药炼丹术源于人们对死的恐惧和对长生不老的渴求。客观上促进了中国古代化学的发展。 青铜器：铜、锡、铅混合冶铁与炼钢：冶铁至迟春秋中期出现。火药成分：硫磺、硝石、木炭，唐末火药开始用于战争。4、中国传统医学传说医学是神农氏发明的，有“神农尝百草，一日而身中七十毒”的说法。 传统医学的代表人物及其著作/成就 扁鹊：发明诊脉 华佗：发明手术治疗和麻醉剂 张仲景：伤寒杂病论 李时珍：本草纲目成为中国古代医学发展的集大成者 5、造纸与印刷术 文字载体的演进龟甲兽骨竹（木）简/绢帛纸张 西汉时期发明了造纸术，公元105年左右中国科学家蔡伦又改进和提高了造纸技术，从而使造纸技术在中国迅速推广印刷技术的演进：雕版印刷活字印刷6、指南针与航海术三国孙吴时，孙权派大将卫温航行夷洲（台湾）。 唐高僧鉴真六次东渡日本 宋代的海上贸易十分发达 明代郑和七下西洋7、数学周髀算经：约成书于公元前1世纪 其中有勾股定理的公示和证明。 九章算术：首先提出分数的概念 首次阐述了负数及其加减运算法则。 祖冲之：主要成就是关于圆周率的计算，他算出的圆周率为3.14159263.1415927，这一结果的重要意义在于指出误差的范围，是当时世界最杰出的成就。 四、李约瑟之谜中国“在3世纪到13世纪之间保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平”，现代西方世界所应用的许多发明都来自中国， 为什么中国古代对人类科技发展作出了那么多重要贡献，但科学和工业革命却没能在近代中国发生？李约瑟之谜的几种解释一、制度缺陷论中国的封建制度与欧洲的封建制度不同。中国是“亚细亚生产方式”。“亚细亚生产方式”具有三种特征：1、没有土地私有制，土地属于国家所有（虽然名义上可以归属于私人，但最终属于国家）；2、社会基础是村社制，每一个村社通过农业与手工业的紧密结合来达到自给自足的状态；3、中央集权起着支配作用。中国的官僚制度是“亚细亚官僚制度”，起初有利于自然知识的增长。但这种制度压制商人阶级的产生和发展，促使学者和工匠之间产生巨大的鸿沟。没有商人精神，近代科学的产生是不可能的，因为商人对精确度量的要求推动了精确科学的发展。二、思维方式影响论1、西方重个体，中国重关系 西方人认识事物时重视个体，把个体看作是一切认识的基础和一切关系的前提。亚里士多德认为：个别的人或牛并不需要参照其他事物就可以得到说明。个体与个体之间的关系就是逻辑关系，这个逻辑关系是由个体的性质决定的。 中国的关系概念是一种无实质性前提的纯粹关系，不是作为实体的个体决定这个关系，而是关系决定个体，个体的性质依赖于它所处的关系。 结果：西方人思想重分别学科分类，物理、化学等。 中国人思维重和合研究学问崇尚统一，把古 今思想统一起来，强调共同性、一贯性。2、西方重逻辑，中国重辩证 近代科学方法主要是分析的方法。在认识对象时首先将对象分解成更简单的要素，之后再找出要素的性质以及在各要素之间起作用的逻辑法则，最后才是在此基础上整体形象。 对中国人来说，世界不能分解成少数单纯的要素，自然是一个有生命、有秩序的世界。辩证有余，逻辑不足。中国人的思维强调整体性和联系性：万物一体，天人合一；强调事物转化，一切都是发展变化的；中国人的思维具有模糊性，不适于逻辑分析。三、科技结构影响论西方近代科技存在着循环加速机制。第一个循环过程是： 理论试验理论，理论对实验起指导和设计作用，试验对理论起鉴别作用，构成了一个强有力的循环加速机制。在这一机制下理论和试验都获得了飞速发展。第二个循环过程是：技术科学（包括理论和试验）技术，科学研究为新技术开辟道路，新技术的兴起又向科学研究提出新的命题。同时新技术所代表的生产力又为科学研究提供新的实验材料和仪器，促使更完备的科学理论和实验成果诞生。这些新成果又反过来新技术的开发，如此循环不已，形成了强大的加速发展机制。 中国古代科技过分强调实用性，更多地注重于简单经验的总结和事物表面相似点的类比，不重视演绎和因果关系的探求，没有严密的逻辑体系，限制了科技的进一步发展。四、“高水平均衡陷阱”说中国后期技术创造力消失的原因在于对技术需求消失或需求不足。中国家庭由男孩传宗接代的思想根深蒂固，这种思想鼓励早婚早育，造成人口急剧膨胀，经济条件恶化。一方面生活水平仅能维持生计，无法积累足够的剩余财富进行工业化。另一方面相对资源来说，人口过多，劳动力越来越便宜，资源和资本越来越贵，对劳动替代型的技术需求下降。到15世纪，中国巨大的人口数量决定了这个帝国已经不需要节约人力的技术。五、激励机制影响论1、官本位思想2、 科举制度高校创新与大学生思维创新一、高校在创新型国家建设中的作用 培养创新人才的主要基地 国家科技创新基地建设的主要依托 承担国家科技计划项目的重要力量 我国科技成果的主要来源二、高校科技创新的主要任务1.加强科技发展战略研究2.大力推进和完善高校创新体系建设3.加强协调，承担国家重大科研任务4.大力推动高校国防科技发展5.加强科技创新人才队伍建设6.大力加强国际科技合作与交流7.大力加强创新文化建设8.深化产学研结合，促进成果转化9.推进教育信息化发展三、加强地方高校科技工作地方高校是建设创新型国家的重要力量教育部支持地方高校科技工作的措施关于地方高校科技工作的基本考虑v 地方高校是我国高等教育和国家创新体系的重要组成部分。高校中长期科学和技术发展规划纲要指出，地方高校是我国高等教育体系的重要组成部分，是我国科技创新队伍中的有生力量、区域创新体系的核心组成部分v 地方高校占高校数量的95，是我国高等教育体系的重要组成部分 地方高校是区域内知识创造、积累与传播的重要基地，是科技创新、技术转移和成果转化的重要载体与平台，是传播科学精神、科学道德以及精神文明和文化建设的主要阵地，在全面建设小康社会的历史进程中担负着光荣而艰巨的使命四、创新的阻力1、思维标准化泛指思维方向、方法和技能的规范化和模型化2、知识无活力化所学知识很少或很难应用于实践中本质是知识吸收的僵化五、如何培养创新思维1.创新思维的特点 什么是思维？思维是在实践基础上分析综合，然后做出判断推理的过程。 创新思维是思维的高级形态，既有一般思维的基本性质，又有自身的特点。 创新思维的特点从内容来看具有独创性；从思维的形式来看具有灵活性，通常是多种思维的有效结合，没有单一的、凝固不变的模式。 2.创新思维的基础 人类思维具有三种形式：逻辑思维、形象思维和创新思维。钱学森指出：“思维学是研究思维过程和思维结果，不管在人脑中的过程。这样我从前提出的形象（直感）思维和灵感（顿悟）思维实是一个，即形象思维，灵感、顿悟都是不同大脑状态中的形象思维。另外，人的创造需要把形象思维的结果再加逻辑论证，是两种思维的辨证统一，是更高层次的思维，应取名为创造思维，这是智慧之花！所以（应）归纳为逻辑思维、形象思维和创造思维。” 钱学森所说的创造思维就是创新思维。由此可见，创新思维是建立在逻辑思维和形象思维基础之上。 逻辑思维 逻辑思维即抽象思维，它撇开事物的具体形象而抽取其共同的本质，因而具有抽象性的特征。逻辑思维只讲究事物间的共性，而不讲究事物间的差异，是一种求同性思维，是一种用概念、判断、推理来反映现实的思维过程。 逻辑思维具有严密性，但容易形成思维定势。例如：爱迪生请一名数学家计算他发明的电灯泡的容积。数学家先测量灯泡的各段直径及壁厚，通过复杂的数学计算求出灯泡的容积。而爱迪生只是将水倒满灯泡，再将灯泡中的水倒入量杯，直接读取量杯容积刻度，就得到了灯泡的容积。这位数学家就是陷入了思维定势，只知道用自己的数学知识解决问题。形象思维 形象思维又称直觉思维，是一种借助于具体形象来开展思维的过程，它反映事物间的差异性，而忽视了是无间的共性，是一种求异性的思维，具有以下特点： 1）非逻辑性 形象思维建立在感官认识的基础之上，具有经验性。中国有句俗话：“久病成良医”。就是形象思维经验性的体现。 2）直接性 形象思维可以在需要解决的问题和解决方法之间直接取得联系。例如：鲁班的手被草叶子割破了，他直接由草叶子的形状而取得突破，发明了锯子。3）发散性 发散性也就是想象力，在黑板上画一个圆圈，问幼儿园小朋友画的是什么，小朋友的回答千奇百怪：有的说是圆石头、有的说是太阳、有的说是油饼、有的说是车轮等等。这就是形象思维的想象力。对创新来说，想象力具有重要意义，爱因斯坦指出：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”4）灵感 灵感是人们在创造活动中，受到某种启示，内部知识积淀突然爆发，得到奇思妙想，使长期思考问题得到解决的思维过程。灵感具有偶然性，也具有必然性，只有知识丰富，有准备的人，才能抓住瞬间出现的灵感解决问题。牛顿被树上掉下来的苹果砸中而获得灵感，成为经典力学的创始人。但如果一个人没有牛顿那样丰富的学识，被苹果砸中N次，也不可能得出万有引力。 由此可知，逻辑思维和形象思维各有优缺点，只有在思维过程中扬长避短、相互补充才能实现创新思维。 3.培养创新思维的方法 1）知识是产生创新思维的必要前提 创新是建立在广博的知识基础之上的。没有厚实的知识积累，即使有了创新点子，也无法将点子转变为解决问题的方法。科幻小说中有许多相当新颖的创新思想，但限于科技知识水平，许多想法无法实现。牛顿有句名言：“我之所以看得更远，因为我站在巨人的肩膀上。”巨人的肩膀就是前人知识的积淀，所以培养创新思维的第一步，就是做好知识的积累。科学的创新来不得半点虚假，没有任何捷径可走。知识基础是对前人智慧成果的集成，是形成创造力的必要条件，离开了扎实宽阔的知识基础，就不可能顺利开展创新活动。现代社会的发展要求我们个人不能只拥有单一的学科知识，而必须拥有跨学科的知识结构。只有如此，才能以多种角度去分析问题，解决问题，也更加容易形成新思维。2）实践经验是创新思维的根本基础 进入工程训练中心，同学们都会看到一条标语：“创新源于实践。” 思维是在实践基础上分析综合，然后作出判断推理的过程，创新思维也离不开实践活动。从伽利略在比萨斜塔上做的“两个铁球同时落地”的著名重力实验到牛顿的“万有引力”到爱因斯坦的“相对论”的力学发展历程，我们可以看到知识是在理论实践理论实践过程中不断创新发展。我们在工作、学习、生活中，应当注重观察细节，积累实践经验，为创新思维打下坚实基础3）发散思维是创新思维的基本方法 对一个问题的思考，不能只从一个角度入手，要力争从总多的新角度去观察思考，以求获得更多的新认识，提出更多解决问题的新方法。当我们不能直接解决问题时，可以尝试运用逆向思维、反向思维、横向思维、类比思维、联想思维等思维方法，从不同的方向提出解决问题的方法。下面我们看看一个商店的店主如何运用发散思维获得商机：4.创新思维过程中应避免的几个误区 在创新思维过程中，我们应当尽量避免几个误区： 1）克服思维定势 思维定势是思考同类或相似问题的惯性轨道，来自于心理定势。过去的思维影响当前的思维，形成了固定的思维模式。 思维定势是一种按常规处理问题的思维方式。它可以省去许多摸索、试探的步骤，缩短思考时间，提高效率。在日常生活中，思维定势可以帮助我们解决每天碰到的90%以上的问题。但是思维定势是一把双刃剑，它有利于常规思考，却不利于创新思考，不利于创造。前面我已经举了一个思维定势的例子，所以我们在学习工作中，要敢于怀疑，打破条条框框，努力寻求创新。2）思维过度发散，舍近求远 有一个很经典的例子，同学们应该都听说过，就是用高度表测量楼房高度的问题，作者提出了诸如利用高度表做单摆，通过单摆在楼顶的摆动频率计算楼房高度；将高度表从楼顶自由垂直下落，通过高度表下落所用时间计算楼房高度等十来种方法，就是没有使用高度表直接读出楼房高度的方法。虽然这只是一个体现利用发散思维解决问题的例子，但是创新思维应当尽量避免这种思维方式。我们要牢记：创新目的就是要以最简单、最直接的方法解决问题。舍近求远解决问题不利于创新思维。3）过度求新，忽视创新成本 在创新过程中，还应当避免过度求新，而忽视了创新的实现代价与它实现的价值的关系。现在有些同学在创新活动中一味求新，似乎不采用最新技术，不使用最新方法，就不能体现出创新水平。但是创新毕竟还是属于社会活动，与社会条件密切相关，太“超前”的创新技术，如果实现的成本太高，远超它实现的价值，就不会短时间内得到社会的认可和应用。 创新原理与方略v 一、创新的定义v 创新是在人与环境的相互作用中呈现出的一种社会“新陈代谢”现象，是以价值创造为目的的复杂实践活动。创新是以一定的资源为基础，通过客观世界“序”的发现和创造，探求开发新的资源，以及对现有资源进行重新整合或更高效地使用的可能性，并将其在社会系统中加以实现。v 二、创新的价值v 1、创新是科技进步和经济发展的不竭动力v 2、创新是推动人类文明和社会进步的不竭动力；v 3、创新是人全面发展的不竭动力v 三、创新的类型v 1、按创新的规模和变化程度划分v 基本创新、增量创新、技术体系创新、技术经济范式的变革。v 2、按社会活动领域划分v 知识创新、技术创新、制度创新v 3、按创新的对象和实现方式划分v 物化创新、关系创新、方法创新、行为创新v 4、按技术创新的独立性程度划分v 模仿创新、自主创新、集成创新、合作创新、二次创新v 四、技术创新的内涵与模式v 1、技术创新的内涵v 技术创新是科学、技术与经济的创造性的动态结合；技术创新的创造性实质是科学、技术与经济结合方式的新的可能性的建构及其实现；技术创新是可能性的建构于可能性的实现的交互过程；技术创新是开放型创造性组织的系统行为v 2、技术创新的理论模式v 技术推动模式、市场需求拉动模式、技术与市场交互模式、技术创新一体化模式、技术创新系统集成网络模式v 3、技术创新的的实践模式v 美国的技术创新R&D联合体模式、日本的技术创新引进与开发相结合的混合模式、