《大学生科技创新理论与实践》授课提纲

大学生科技创新理论与实践授课提纲第一讲 大学生科技创新概述（2 学时）一、为什么开设大学生科技创新选修课（目标和意义） 大学生创新培养的内容和特点 P17是我校大学生课外科技活动发展的需要 是培养学生创新意识、创新思维，提高学生创新能力的需要 是让广大同学了解学生科技创新平台，掌握参与方法和程序的需要二、我校大学生科技创新活动基本情况（起源、发展、成绩、现状）1、起步晚、发展快、成绩多2、领导重视、制度健全3、条件保障与科技活动发展不相协调，制约进一步发展三、大学生科技创新活动的意义与价值（P2）1、科技创新活动是变革大学生学习方法的重要举措许多大学生都会问：“如何高效地学习?”教育心理学家布鲁纳认为：“学习者自己发现 的东西才是最重要的和最富于独特的个人特色的知识。”语言学家富兰克林回忆自已一生所 接受的教育时说：“Tell llle and Ill forget. Teach me and Ill remember。Involve me and Ill learn” 物理学家、制造业运作管理大师E. M. Goldrratt在其目标一书中也指出，“我们能够 学到东西的唯一方法是通过我们自己的推里和实践过程，而只把最终结果告诉我们的方式不 是学习的正途。”实践证明，大学生参与科技创新活动，能够拓宽自己对不同科学领域的了 解，训练创新思维和实践能力，是大学生“发现”知识、Involve me”和高效学习的一个重 要途径。不同教学方法下学生的学习效果MIT（美国麻省理工学院）航空航天系引用有关统计资料，对学生在不同教学方法下掌握 知识的效果作了很有意思的表述，如表l 一 1所示。表 1-I MIT 研究结果教学法学生掌握情况讲授5%阅读10%视听20%演示30%集体讨论50%自己动手做75%教别人或学了就用90%从这里可融看到，在“自己动手做”和“教剔人或学了就用”的教学方法下，学生掌握 知识的效果最好。由此，人们得出结论：要改革教学方法，改变以课堂般学为主、教师和学 生都局限于教学大纲所规定骑一本讲义或教材的作法，“满堂灌、当堂讲懂”的传统教学方 法已不再适用于当今的教学对象。不当重复知识的机器人牛津大学教授指出，大学生应在活动中学习，在质疑中创新。作为世界著名学府之一，牛津大学在其800 多年的建校史中，培养出5 位国 王和 26 位英国首相。牛津大学为何能够培养出如此众多的杰出人才?牛津大学的 大学生是如何学 习的?目前，牛津大学教授与北京科技大学学予进行了一场面列 面髓交流，回答了大学生 们普遍关。的问题。GeorgeD. Smith教授说，牛津大学很可贵的一点是“挖掘”人才，通过cc牛 津式” 的教育把学生的内在潜力发掘出来，使他们的天分得以充分发挥。牛津大学同时坚信，给学生灌输很多知识，诖学生机械地记忆很多东西，是摧毁人才的 一个重要方式。牛津大学的人才培养原则是，教给学生一些新东西、新知识，但不让学生把 学到的知 识再返还给教投，而是让学生进行创新。例如，导师让学生从菜个已知 的理论找到论据， 再从论据发现该理论的不足之处。我们培养的未来领导要有创新精神，要有新的主意。同时，科学的进步应该是长江后浪 推前浪，年轻人要试着去证明考师或书本知识是错误的，这样科学才能不断进步。George D. Smith 教授特别指出，大学生不要出重复知识的机器人，而要做窟创造力的 独立学术人。“牛津大学的教学精髓是，不要把别人说的每一句话都信以为真，年轻人不要 盲从，要敢于独立思考。”(资料来源：2005 年 4 月 5 日中国青年报)2、科技创新活动是培养大学生创新能力的重要手段 教育工作者越米越清楚地认识到，创新能力只通过传统的“教”是教不出来的，仅通 过传统的“学也是学不到的。在知识经济时代，如何培养大学生的创新能力是高等教育 工作者共同面临的一个重大课题。美国斯坦福大学校长卡斯帕尔指出：“学生在课程学习中 参与科学研究，获得的正是运用基本原理进行思考的能力，而这种能力的培养可以产生创新 的种子。”大量高等教育改革的实践证明，科技创新活动是培养大学生创新能力的重要手段。“一次参赛，胜读十年书”记北京科技大学机器人团队 全国大学生机器人大赛2002 年首次举办，北京名师郗安民教授为北京科技大学学 生做首席指导老师。郗教授说：“制作机器人是一个跨学科、多技术、智力与曲手能力高度 统一的工程，学生参与其中能得到综合素质的锻炼。”机器人大赛也确实能激发学生的创造 热情，针对比赛内容和规则，北科大近千名学生参与网上或球堂讨论，献计献策。每次大 赛，从讨论确定方案到制作调试，再到集训完成比赛，需半年多时间，鄱安民教授凭借自己 的丰富经验，对每一步都做了周眷安排u讨论方案时，他从不轻易否定学生的设计，鼓励他 们奇思妙想，并指导学生用“图纸说活、按图造成品”。机器人成品出来了，鄱教授跟队员 们说：“你们自己试试E,继续找问题。，他要求最后参赛的队员，一旦有好的思路，就要 坚决地改造原来的机：人。去年，郗教授率领队员拿下了冠军。说起来，真是惊m动魄， 离比赛只有 2()分钟时，为了最大可能战胜对手，郗教授临时决定改造一分机器人。刺耳的 金属断裂声似乎激发了队员们的智慧，大家配合默契，有的拆装，有的编程，忙而不乩。15 分钟后，一台新机器人上场了，看到它的出色表现，同学们热泪盈眶。在北科大幻想空间BBS上，谈及一年一度的机器人大赛,大学生们这样描述：t 面 对设计制作机器人这样高难度的课题，我们把课堂上所学的机械原理和自动控制、人工智能 等前沿科学更好地结合起来啦!机器人大赛裳括了整个工程设计的仝过程，参加这个活 动，收获巨大。跟着郗老师，一年去参赛，胜读十年书。3、科技创新活动是塑造大学生意志品质的重要载体好的意志品质的养成，往往比能力本身更重要。陈景润曾说：攀登科学高mt.就像登 山运动员攀登珠穆朗玛峰一样，要克服无数艰难险阻，懦夫和懒汉是1、能-#受到胜利的喜 悦和幸福的。”是否勇于挑战理论知识的权威、挑战导师、挑,11EI I我?是否具备健康的心 理状态和积极进取、开拓创新的意以?参与科技创新o II,山的过程中，每-一个细节的考验、 每一次困难的克服、每一次失败的教训，都戍长中难得的历练。无限风光在险峰我的 SRT 体验（节选） 亲手操纵液压机那样的庞然大物，眼看着一堆高分子粉末变成了光洁平整的4 1料 板；用飞速转动的齿轮将板子切成冲击样条；用铣刀在样条上铣一个标准缺11；还有冲击、 弯曲、拉伸和阻燃实验我们仿佛进入了与课堂完全不同的天地。在这里，你不需要伏案 苦读，需要的是身体力行；你不需要上交一份高分试巷，需要上交的是合格的产品。当时我 们心情无比激动，认为这才是大学的学习，觉得我们选择SRT是无比明智的。可是没过几天，过多的“重复性劳动”就让我们觉得有点受不了了。复合材料的 配孵要试好几种，每种都要做冲击、拉伸、阻燃等实验看效果。每个实验又懦要好几今样条， 我们简直就成了样条的奴隶。最麻烦的就是用月个小型铣床铣缺口 L每次只能进刀零点 凡毫米，制作一个祥条就需要十几分钟。辛辛苦苦做II的样务欲冲击实验N-,只见摆锤一 晃，“砰”一声就断为两截，那91 一个心疼啊!Ik们得斟的，就只是一个数据。从那时起， 我们都深深体会到了科学数据的珍贵。“天下事有难易乎?为之，则难者亦易矣；不为，则易者亦难矣。”奉科生 一样可 以做研究，SRT可以为你打开通往实验室的大门。另1被还没有经历的困难 吓倒.犬肚 地去尝试吧.也不要只想着成功.阁为在成功后你龠发现，最值得回 忆的是遭遇失败和挫 折的时候。SRT是清华国中一道独特的风景，加入其中，你砒会发现，风景这边独好！清华大学第19届“挑战杯”一等奖得主化工系柳林4、科技创新活动是大学生服务社会发展的重要途径大学生不仅是学习者，更是创新和奉献的主体，是宝贵的人力资源。1988年暑期，全 国各高校在课外科技活动中完成各类科技服务项同2万多个，转让科技成果3000多个，创 造直接、间接经济效益6000多万元；第八届“挑战杯”举办了国内首场大学生科技成果拍 卖会，“洪水应急救助体系”等18件参赛作品成功转让，总成交额达到1300万元； 2005年 第九届“挑战杯”，北京科技大学参赛学生张欣茹在项目推介会上与三家企业签约大学 生参与科技创新活动，不仅能全面提升自身素质，还能在大学阶段将自己所学的知识、技能 和智慧转化为社会需要的技术和成果，为国家和社会贡献自己的力量c【案例】挑战杯”作品解决灵丘发展难题山西省灵丘县锰矿资源丰富，具有一定的开采规模，是当地的主要经济来源。.但 因其主要是采矿、直接出售，没有深加工，科技含量低，因此价格低。.f。伍旷中含有的贵金属银，在当地并没有提取利用，锰矿中的银或者随富锰矿非If 价售出，或随贫锰矿废弃。还有大量低品位锰矿废弃不能利用、占用了大量土地，时环境 造成污染等多种原因导致灵丘县锰矿经济效益低，综合4用差，严重约了灵丘经济的 发展。北京科技大学刘克明同学在2001年第七届“挑战杯”土荣获一等奖的作品 “是 1河fo人但却、P；：合； 1JJ叫t水州兜”，mJ足Iijl_t1A却、随鹰n 的大量含银低品位锰 矿I雎f闱：合利川的研究，生广出科技含进尚和高附加值的化学二氧化锰和白银产品， 捉、岛r斤采综合利用率，并可以延长矿山年限，保护环境，提高企业的经济效益。1人一 成果不仅对灵丘县尽快脱贫致富具有现实的经济意义，而且对灵丘县工业的t-r续发展 也具有重大意义。利用该工艺技术建设一个年加工原矿35 吨的选矿厂，能达到年生产化学二 礼 化锰5859吨、白银446吨，可实现年销售收入4636万元，实现利润1272万 ，巳、税 金1334万元，投资利税率138%。可安置就业人员135人，经济效益和社 会效益显著。源于社会实践的学术科研，为行业政策出台献计献策 保健食品产业作为一个全新 的朝阳产业，在20 多年里，从无到有，发展到 今日蔚为大观。然而，迄今针对全国范围 内保健食品本身和市场终端的深入调查 研究数据和相关结论仍比较缺乏，更很少见到对保 健食品行业发展状况精确的第 一手资料。这将严重影响政府下一步政策的制定、公众利益 的保障和产业的可持 续发展。为了获得丰富、翔实的数据，准确、深入地了解我国主要城市保健食品市场 的 现状，北京科技大学王晓晔等85名同学利用2004年暑假返乡的时间，对北京、 天津、上 海、成都、西安、长沙、广州等7座城市的保健食品市场零售终端开展 调查研究，以期能 对保健食品行业的健康发展发挥作用。同学们对调查所得的数据进行了数据库处理和信息汇总，从“行业发展历 程”、 “产品属性”、“生产企业”、“市场与消费”等凡个角度进行分析和讨论，制 作了大量的图 表（如图 l-1 所示），同时加入部分引例，使结论科学、清晰、直观、 严谨，较为全面地概 括了保健食品从生产到消费的完整产业链现状，并根据时间 和地域的不同进行比较分析， 探索有关规律，发现深层次的问题。最后，王晓晔等同学本着促进行业健康发展的目的，从政府管理、企业发展、 消 费者素质三个层次出发，根据总结的规律和发现的问题，结合调查中的大量见 闻，从大学 生的角度提出了独到的见解和可行的建议。其调研报告“为了健康事 业的健康发展以 北京等7 令城市为代表的我国保健食品市场零售终端调查” 在第九届“挑战杯”全国大学 生课外学术科技竞赛获得大奖。申国保健协会给予 其高度肯定，并将其调研结果纳入中国 保健协会全国保健品市场终端“保健品品 类”实测工作，对保健品行业政策的出台提供了 有效的信息。5、科技创新活动是大学生增强就业竞争力的重要砝码四、大学生科技创新活动的历史回顾（P10）1、20世纪 5060 年代的大学生科技创新活动2、20世纪7080年代的大学生科技创新活动3、20世纪90年代以来的大学生科技创新活动五、大学生科技创新活动的新发展（P20）1、国家大学生创新性实验计划2、大学提供科技创新基金3、社会类科技竞赛第二讲 创新基础知识（2 学时）一、创新及创新能力基本概念1、创新概念的起源和定义2、创新能力的定义3、创新能力的特征4、创新能力的构成二、创新的原理和性质1、创新的基本原理2、创新的基本性质3、创新的原理三、创新的原则1、系统辨证原则2、市场评价原则3、比较优势原则4、构思独特原则5、简单性原则6、不轻易否定、不简单比较原则四、把创新当成习惯1、为什么要把创新当成习惯2、如何培养创新习惯3、向成功者学习创新的品格和习惯4、相信并开发自己的创新潜能第三讲 创新思维能力培养（4 学时 一、思维与创新思维 P26 1、思维及其基本属性 2、创新思维的含义、特征一、常见思维障碍概述1、习惯性思维障碍2、直线型思维障碍3、权威型思维张按4、从众型思维障碍5、书本型思维障碍6、自我中心型思维障碍7、其他类型的思维障碍二、敢于突破思维定势（一）什么是思维定势？1、思维定势的含义2、思维定势的特征3、思维定势的利弊（二）突破思维定势1、审视传统2、检验书本3、鉴别经验4、琢磨名言5、慎对从众6、警惕麻木7、排除自设三、扩展思维视角（一） 什么是思维视角？（二） 扩展思维视角的方法1、改变万事顺着想的思路2、转换问题获得新视角3、把直接变为间接四、学会超越1、超越理论2、超越习惯3、超越经验4、超越自满5、超越现实五、发现并寻找创新点1、客观需要激发创新2、技术进步促进创新3、公平竞争驱动创新4、创新技法协助创新六、思维培养1、发散思维培养2、收敛思维培养3、想象思维培养4、联想思维培养5、逻辑思维培养6、辨证思维培养第四讲 大学生基础学术活动概述（P30 4学时）学术交流思维的碰撞学术讲座素质教育的开放课堂 专业文化节专业文化的盛宴 学生学术类社团志同道合的兴趣团体 社会学术活动及团体大学生科研训练计划概述（P54）（大学生科技立项活动）1、大学生科研训练计划的诞生与内涵2、大学生科研训练计划的发展与现状 参与指南（ P57）1、知识储备2、策划组织3、项目选题4、申报立项5、开展研究6、中期汇报7、结题汇报8、成果保护9、成果推广第六讲 大学生学术科技竞赛平台（P105 4学时）1、竞赛，从这里出发（1）无限风光在“参与”（2）相关政策和指导2、单科类学科竞赛（1）全国大学生英语竞赛（2）广西大学生化学化工竞赛（3）金犊奖广告设计大赛3、专业类科技竞赛（1）全国大学生数学建模竞赛（2）全国大学生电子设计竞赛（3）全国大学生机械创新设计大赛（4）全国大学生智能汽车邀请赛（5）全国大学生物流设计大赛（6）世界杯机器人足球赛（7）国际企业管理挑战赛（8）ACM 国际大学生程序设计大赛4、综合类科技竞赛（1）“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛（2）“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛（3）全国大学生机器人大赛5、国家大学生创新性实验计划6、社会类科技竞赛社会类科技竞赛主要指各类企业单位主办的科技竞赛，如微软公司主办的微软“创新杯”比 赛等。第五讲 科研方法（ P81 2 学时）1、科学研究的一般程序（1）自然科学研究的一般程序（2）社会科学研究的一般程序2、科研信息收集（1）信息收集方式（2）信息检索方法3、科研选题（1）科研选题要着眼社会需求（2）科研选题要有创新点（3）科研选题要有可行性4、科研方法（1）观察（2）实验（3）模拟（4）数学（5）理想化（6）类比（7）假说（8）综合5、创新思维（1）打破思维障碍（2）激活创新思维6、撰写科研论文（1）标题（2）作者（3）摘要（4）关键词（5）引言（6）正文（7）绪论（8）致谢（9）参考文献（10）附录第七讲 大学生创业实践教育平台（4 学时1、大学生创业实践教育概述（P152）（1）大学生创业与创业教育（2）国内外创业教育发展2、创业素质培养（ 1 ）创业意识（ 2）创业品质（ 3）创业知识（ 4）创业能力3、创业实践训练（ 1 ）交流平台（ 2）竞赛平台（ 3）实习平台（ 4）创业实践4、创业计划书的制作（1）什么是创业计划书？（2）创业计划书的制作思路（3）创业计划书的基本构成要素（4）编写创业计划书的注意事项（5）创业计划书的评价第八讲 创新方法训练（2 学时）第九讲 灵感、想象、直觉与机遇（2 学时第九讲 创新能力及综合能力测评（2 学时）