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创新创业基础 哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院 创新选题 一 创新选题的原则和技巧 二 创新问题的原理描述 一 创新选题的原则和技巧 选题不仅关系到科学研究的方向 目标和内容 直接影响着所运用的方法与途径 同时还决定成果的水平 价值及发展前途 爱因斯坦曾说过 提出一个问题往往比解决一个问题更重要 强调了选择研究方向和科学问题的重要性 科学研究首先是从问题开始 但是怎样去选题呢 从科学技术哲学的角度去看选题或指导选题 是非常有必要和有意义的 1 需要性原则恩格斯有句名言 社会一旦有技术上的需要 这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进 也就是说 科研选题首先必须符合企业和社会当前的或长远的需要 或者科学发展的需要 因此 在我们以后的科研选题中 我们首先要考虑到的是这个研究论题应该从实际出发 这意味这个选题应具有学术价值或实践价值 而要做到这一点 就必须对当前与该选题的前沿理论和先进方法有深刻的了解和科学的把握 同时要了解整个的社会背景或技术背景 否则难以做出准确的判断 2 创造性原则科学研究是要解决前人没有解决或没有完全解决的问题 因此它必然要求创新 要求有自己的独到之处 没有创新 就谈不上科学研究 因此 在我们以后的科研选题中 我们要弄清楚自己做的是否是前人做过的 如果有人做过 我们就应该在他的基础上提出改进 而不是将别人的核心思想搬过来 而不进行改进 比如说 你要研究LTE的切换算法 你先是了解一些经典的算法 但这都不是你自己的东西 你得在这些算法上提出改进 并证明它是由于以前的那个算法 3 科学性原则选题需要有需要性 创新性 选择并完成这样的课题 不能想入非非 脱离实际 要有一定的科学根据 因此 选题需要遵循科学性的原则 例如 我们不可能研究出一个可靠性是百分之百 有效性也是百分之百的通信系统 因为任何事物的内部是矛盾的 是此消彼长的过程 同时 任何新的研究都是在已有成果基础上提出的 在继承基础上的创新 所以 我们从事理论研究时 要有一定的事实根据 从事应用研究时 要有一定理论根据 4 可行性原则选题的可行性指研究论题要有解决的可能 在选题的时候 要考虑主观条件和客观条件两个方面 从主观方面来说 是自己是否具有完成选题的专业知识 能力 毅力 是否适合自己的专长 适合自己的兴趣 是否具有研究的基础等 也就是说 我们在选题的时候要量力而为 客观条件是指是否有足够的人力 时间和经费 对我们而言 主要是这个选题会不会太大 时间够不够 如果太大 我们应该选择其中的一个点进行研究 上述科研选题的四项基本原则 相互联系又有区别 我们在运用科研选题的原则时 应该有一个总体观念 彼此兼顾 综合运用 二 创新问题的原理描述 1 概述创新点名称是以最精炼的文字 充分反映创新点的创新之处 是创新点的高度概括 创新点名称要能鲜明地反映出创新点的主题和创新的方面 在创新点名称中 应避免使用不常用的缩略词 首词字母缩写 字符 代号和公式等 一般不宜超过25字 创新知识点正文是以概括性的文字 必要时包括图片 表格等 充分反映和揭示创新点所创造的新的知识 创新点正文的文字部分应当清楚的写明创新之处在哪里 并清楚的反映出创新的知识内涵 如果属于基础研究层面的创新 要反映出对客观事物的新的认识 如果属于应用层面的创新 要反映出所要解决的问题 解决该问题的方法 技术要点及主要应用领域 用途等 创新点正文可以包括化学式或数学公式 图片等 2 类型及示例对于不同学科 不同研究层次的文献 其创新点具有不同的类型 每种类型的创新点在其命名及正文描述上具有不同的要求和形式 2 1概念创新 定义 概念创新既包括新概念的提出 亦包括将原有概念用于新学科 新方向 使原有概念的内涵深化 外延扩大 名称表述 直接取本概念的名称 言简意赅 表述明确即可 内容描述 概念是人类对一个复杂的过程或事物的理解 一个概念内容的描述应该能高度概括所有组成该概念的事物的特性和关系 并且文字表述简明 例 光子是传递电磁相互作用的基本粒子 是一种规范玻色子 海豚是某种与鲸鱼及鼠海豚有关的水生哺乳动物 通常生活在海中 也有生活在淡水中 如中国的白鳍豚 采用超音波传递信息 大脑高度发达 聚合是将一种或几种具有简单小分子的物质 合并成具有大分子量的物质的化工单元过程 取代反应是化合物的一个官能团被另一个官能团所取代 如果各个方向的测量结果是相同的 说明其物理性质与取向无关 则为各向同性 2 2理论创新 定义 指通过研究得到新的理论 其表现形式包括公式方程 规则 定律原理 模型 规律 机理等 名称表述 直接取用该理论的名称 如 机理 原理 定律 公式 规则 方程 模型 等 也可以在理论名称前后加 确定 建立 等动词 内容描述 例 确定氧化镁晶须生长机理氧化镁在容器壁上非均相成核 晶须生长的初期为VLS机理 在晶须生长的后期VLS机理转变为机理 坩埚壁上沿氧化镁晶须的生长存在着螺旋位错的生长机理 通过对晶须形态的分析及氧化镁晶体结晶习性的研究 推测晶须本体的生长与晶须头部的生长是两个不连续的过程 以VLS机理为基础 通过熔体的蒸气压 液滴的表面张力和接触角的变化解释了单根 单束及特殊形貌的氧化镁晶须的生长过程 例 数字人口产污模型在对非点源污染进行深层次的驱动力研究的基础上 建立了数字人口产污模型 该模型能满足非点源污染的计算要求 遥感和GIS支持下流域非点源污染模型研究 例 重金属对海洋浮游植物生长影响的方程和模型在应用Logistic生长模型基础上 引入重金属浓度项 建立了重金属对海洋浮游植物生长影响的方程 描述了重金属影响下浮游植物的生长过程 并利用生长速率参数和终止生物量这2个参数定量分析了重金属对浮游植物生长影响的程度 在此基础上再引入营养盐影响因子 建立了营养盐影响因子存在下重金属对海洋浮游植物生长影响的模型 描述了变化的营养盐环境中重金属对浮游植物生长的影响 该模型能定量分析营养盐影响因子存在下重金属对浮游植物生长影响的程度 2 3发现创新 定义 指经过研究 探索等 看到或找到前人没有看到的事物或规律 名称表述 直接表述发现的对象 前加表示 发现 的动词 比如 确定 发现 揭示等 内容描述 发现创新在于发现对象 总的来说关键是要把发现的实质内容表述清楚 例 确定氧化镁晶须生成的中间产物 攀枝花地区昔格达组粘土主要类型及破碎机制 有色金属采矿活动重金属污染的来源氧化镁晶须工艺过程的中间产物为无水氯化镁 通过扫描电镜分析 X射线衍射分析等确定了攀枝花地区昔格达组粘土主要为壤质破土和砂质壤土 昔格达组泥岩 泥灰岩及粉砂岩风化成土过程主要为机械破碎 通过对有色金属采矿活动中重金属污染进行事故树分析 确定了采矿活动中重金属污染的污染源最主要是尾矿坝 例 接触角作为表征plasma改性非织造布的局限性作为亲水性能的经典评价方法的接触角法在衡量等离子体处理非织造布的亲水性能改善效果上有一定的局限性 首先 本实验中采用的常压等离子体属于介质阻挡放电 本身属于非均匀的丝状放电 放电区域间的介质放置均匀性对处理效果的均匀性也有着很大的影响 由于本研究中改性的材料 聚丙烯熔喷非织造布 内部纤维呈随机的三维立体分布 纤维间存在着空隙 导致各支路的电容不等 不同的支路间放电不同 造成了放电的不均匀 接触角的测量是量取小液滴在固体表面的三相交界处任意两相间的夹角 本文控制液滴的量为2 l 假设接触角为90 液滴完全形成一个半球形 根据球形体积公式 可以计算出球的半径为0 98mm 接触固体表面的圆的半径R 0 98mm 所以液滴涉及的面积 3 02mm2 也就是说一次接触角的测量只能代表3mm2左右的区域 其次 非织造布中纤维的空隙给内部的纤维提供了被等离子体改性的机会 除表层纤维的亲水性能得到改善外 内部的纤维亲水性能也在一定程度上得到改善 当在较好的处理条件下 样品的亲水性能得到大大的提高 这时候水滴很容易就被样品吸收 接触角的测量就无法进行 例 武汉市动物园面源污染特征武汉市动物园面源污染特征有 1 武汉市动物园面源污染是点面源混合型的污染 不仅包括小点源污染 而且还有暴雨径流污染 研究表明 山坡暴雨径流 S1 是猩猩馆流域和犬科馆流域暴雨径流和颗粒物的主要来源 从年度暴雨径流总量来看 这两个流域的暴雨径流总输入量和输出量逐年降低 两个流域的生态工程措施对于暴雨径流的年持留率也逐年稳定 2005年 猩猩馆流域的在线控制系统对暴雨径流的年持留率达到了95 2 犬科馆流域的离线控制系统对暴雨径流的年持留率也达到了80 1 2 在武汉市动物园 暴雨径流的初期冲刷效应依然存在 控制前期的暴雨径流中污染物可以有效地减少暴雨径流中污染物的输出负荷 在暴雨径流的前期 径流中污染物的浓度和流量相对较高 冲 TN TDN TsS和COD浓度峰值出现的时间早于流量的峰值出现时间 从累积曲线可以看出 暴雨径流中TN TP Tss和spond在输出过程中均存在初期冲刷现象 但这种初期冲刷效应相对于其他城市区域还比较微弱 而对于功N 功P coD和Turbidity在输出过程中的初期冲刷现象并不明显 2 4研究方法创新 定义 指为人们认识事物的本质和规律提供新的措施和手段 或确定能够应用于某对象的方法 即方法应用创新 名称表述 大多直接用 某 方法来表示即可 内容描述 分为以下几个类型分别阐述 例 实现锌铅分离的方法 例 实现锌铅分离的方法实现锌铅分离的方法 含碳球团铝浴熔融还原法 下面简称 铝浴法 是在研究过程中利用含碳球团自还原与熔融废铝浴相结合来实现锌铅分离的火法回收处理方法 其原理是利用废铝熔点 655 低 传热能力强等特点 用废铝形成铝浴替代铁浴来实现低温下氧化物的熔融还原 解决了低温条件与氧化物快速还原的矛盾 达到锌铅分离的目的 具体的方法内容是将钢铁厂含锌铅粉尘经造球后制成含碳球团 送入熔融废铝浴中 粉尘中的锌 铅氧化物快速还原为金属锌 铅 锌以锌蒸气挥发并采用氧化冷凝的方法回收氧化锌 得到较高ZnO含量的氧化锌粉 还原出的铅则留在渣中 以铅铁渣形式回收 该铅铁渣可与铝浴分离 铝浴可重复使用 该方法的特点 一次性分别回收锌和铅 缩短处理工序 含碳球团还原条件好 只要有足够热量 无论其在固态或熔融状态都会有很大的还原速度 铝的熔化温度很低 655 其传热能力很强 可在较低温度下选择还原温度 既达到氧化物的快速还原 又达到Pb不挥发的目的 铝浴法可以解决锌铅分离所要求低温与氧化物快速还原的矛盾 使用废铝 铝消耗量小 熔融还原是以还原速度快为特征 但目前世界各国熔融还原的概念仅为铁浴法 铝浴法增加和丰富熔融还原理论 例 等离子体引发的间接气相接枝法先将PP膜样品进行等离子体处理使其表面产生活性基团或自由基 然后暴露在空气中一定的时间 使其表面的活性自由基首先转化为过氧化物 然后在接枝反应装置中引发接枝聚合反应 与直接法相比 间接法对设备要求低 具有产业化前景 接枝的PP膜表面具有持久的亲水性 例 重金属毒性敏感细胞系体外检测方法通过MTT法 蛋白总含量测定法 cB法 彗星实验 SCGE法 DNA损伤率 和PI染色流式细胞仪 FCM法 细胞凋亡率 等四种检测方法的对比综合研究 确定了MTT法是简单 快速 重复性好的重金属毒性敏感细胞系体外检测方法 2 5产品创新 定义 改善或创造产品 进一步满足顾客需求或开辟新产品创新可分为全新产品创新和改进产品创新 全新产品创新是指产品用途及其原理有显著的变化 改进产品创新是指在技术原理没有重大变化的情况下 基于市场需要对现有产品所作的功能上的扩展和技术上的改进 名称表述 直接以创新产品的名称为名称 或以 某产品 的研制 来表示 内容描述 描述这类创新时 需要简明交代产品创新的理论基础 具体说明新创产品的名称 功能 用途以及使用方法 必要时 还可补充通过试验验证得到的产品应用效果 例 生物电起搏治疗仪或者生物电起搏治疗仪的研制通过比较GER小儿与正常儿EGG的差异 探讨小儿胃肌电变化规律 证明了胃肠起搏点的存在 揭示了起搏对胃肌电紊乱的治疗极有潜力 基于上述医学理论及其可预见的科学推论 采用物理方法长生与生物体胃的正常起搏点频率相一致的仿生物电信号 然后将数字方式产生的仿真生物电胃电信号利用微处理器 以软件形式发生阶梯波 经D A转换 再经电流放大后 产生相当能量的模拟输出 在此基础上设计并制作了生物电起搏治疗仪 采用新生幼兔制成胃功能障碍动物模型 采用胃生物电起搏治疗仪 在幼兔的胃大弯和胃窦部体表投影位置放置电极 让有一定频率和波幅数似胃生物电波形传人胃体和胃窦部 一方面增强胃的蠕动力 另一方面调整胃与十二指肠的蠕动规律 增强胃十二指肠蠕动的梯度差 达到治疗胃功能障碍的目的 应用放射性核素扫描 监测胃排空率 半排时间等指标 比较应用此仪器治疗前后上述指标的改变 结果表明应用胃生物电起搏治疗仪治疗 可改善胃动力 增加胃排空率 说明本仪器具有临床应用价值 2 6工艺创新 定义 得到新的制备工艺 检测技术 诊断技术等各种新技术新工艺 对已有的技术与工艺进行改革研究 名称表述 直接表示出所创新的工艺 分析方法 诊断方法等 内容描述 分为以下几类分别描述 例 水氯镁石制备氧化镁晶须的最佳工艺主要原料 氯化镁和氯化钾工艺流程为 通过单因素实验与正交实验确定最佳条件为 Mg K 摩尔比 以1 1投料 使用去釉的陶瓷坩埚 晶须烧结块加水浸泡立即处理 洗去KCl 结果较好 制备氧化镁晶须的过程中 各因素影响顺序为 灼烧温度 脱水时间 灼烧时间 脱水温度 前两者为主要因素 后两者为不显著影响因素 最优条件为 脱水时间1h 脱水温度350 灼烧时间6h 灼烧温度900 升温速率3 min 按最优水平进行验证性实验 产率可达76 6 例 磷酸钙生物活性陶瓷粉末的冲击波合成研究主要原料 碳酸钙 分子式 CaCO3 分子量 100 09 二水碳酸氢钙 分子式 CaHPO4 2H2O 分子量 172 10 工艺流程为 以固体粉末为原料 用冲击波合成磷酸钙生物活性陶瓷粉末 包括轻基磷灰石及磷酸三钙 一般在高压实验室内 通常采用三种方法产生冲击波 一种是用炸药爆炸产生冲击波 另一种方法是气炮发射弹丸产生冲击波 第三种为激波管 例 流动注射后化学发光法测定阿米卡星基于对鲁米诺在碱性介质中的发光强度与阿米卡星浓度在一定范围内成正比的发现 建立了测定痕量阿米卡星的流动注射后化学发光分析方法 实验方法如图1连接流路 泵入PMS 鲁米诺 载流水和样品 测定样品的化学发光强度 以相对峰高定量 优化条件为 最佳实验条件 流速为2 0mL min时 化学发光强度最大 PMS浓度为6 0mmol L时发光强度最大 缓冲溶液NaHCO3 NaOH的pH 11 5时发光强度最大 与其它方法相比 本方法具有选择性好 操作简单 重现性好及快速等优点 已用于制剂和尿样中阿米卡星含量的测定 2 7管理创新 定义 在工程研究和工程实施过程中 从宏观管理的角度来考虑 在提出管理方案和研究对策措施等过程中 引入新的管理要素 如新的管理方法 新的管理手段 新的管理模式等 以便实现一种更有效的组织 管理创新可以分为三个方面 管理思想理论上的创新 管理制度上的创新 管理具体技术方法上的创新 名称表述 一般用工程的管理措施或方案名称直接表示 内容描述 在描述这类创新点时 要表达清楚工程创新所能解决的问题 说明这样的创新发生的基础 详细描述所运用的具体措施 例 控制管理非点源污染的解决方案在对模型参数进行敏感性分析基础上 运用模型模拟流域非点源污染控制管理方案 提出流域最佳管理措施的可行性建议 遥感和GIS支持下流域非点源污染模型研究 例 医疗服务质量管理体系研究在从服务的内涵 特征及服务质量的概念分析入手 对医疗服务及其特征 医疗服务质量及其目标进行了界定 并在此基础上 综合运用质量管理理论 福利经济学理论 社会伦理学理论及行为科学理论 提出了医疗服务质量管理的四大原理 即医疗服务质量控制原理 医疗服务顾客满意原理 医疗服务效益原理 医疗服务激励原理 在上述研究的基础上 提出了医疗服务质量管理体系的构建应实现适应性 有效性和充分性三重目标 确立了应建立以过程为基础的医疗服务质量管理体系模式 提出了医疗服务质量优化的五大对策 树立顾客满意经营理念 实施有效质量策划 再造医疗服务流程 建立医疗服务质量信息管理系统 持续改进医疗服务质量 构建了顾客价值评价 效益价值评价 运作过程价值评价及学习成长价值评价等医疗服务质量管理体系绩效评价的框架