Transcript 启发和联想
启发和联想 吴紫标 大家都知道，在省科协、省科技厅、省教 育厅，尤其是省青少年科技活动中心的有力领导 和积极组织下，在广大的师生的积极参与下，在 在座的老师们辛勤的耕耘下，在第26届全国青少 年科技创新大赛中，我省获一等奖有五项、二等 奖八项、三等奖四项，金牌总数在全国中排第二， 其中物理得一等奖和三等奖各－项，取得可喜的 成绩。 通过这几年来的观察和了解，在科技 创新大赛中，在物理学方面大致上存在以 下的几个问题： 1、項目没有创新点。 （1）模仿。模仿别人已做过的 項目、模仿己有的实验（包括中 学教科书上有的，以至大学教书 中有的等等），没有自己的创新 点。 （2）重复。重复人家 己有的作品,没有对原型 的突破。 （3）凑合。企图把若干个实验、 构件组合在一起，组合成一个实验， 但效果一般,甚至很差，没有自已的 创新点。 （4）企图修改某个实验 的方法，但没认真抓住要害， 其结果更比原方法差，达不 到创新目的。 2、选题一般化。 （1）选题不新颕,主题不突出。 （2）立项的内容没什么实际意义 （或沒什价值）。 （3）综述一般作品的内容。 （4）立论与结论不准確，重点不突 出，内容一般化。 3、知识性的错误。连自己立 项中的题目其物理概念、原理还没 弄清楚，生搬硬套，不能自圆其说。 4、科学性错误。 原理没弄清楚，乱套公 式，说理不准確，甚至犯科 学性错误。 5、实验方法不科学、不 完善，数据不齐全。 6、论文撰写不规范。 因此，通过这次大赛，在 物理学这方面我认为要注意下 面几点： (一)立论和选题要新颕，既要有科学 性，又要有创新性（尤其是创造性 和独创性）。 首先是科学性。失去科学性，其研 究是徒劳的，而且很难说会墮入伪科 学的泥坑。没有创新，其研究失去价 值、继承就会失去了科学的意义。要 树立勇于创新，善于创新的理念。选 题和立论新颖，可提高科研项目的知 名度，倍受欢迎。 如上海交通大学附属中学的“环形电 磁推进──无轴转动”，它通过对电流磁效 应、导磁体磁化、电磁屏蔽和旋转差动驱 动等物理原理的应用，构造了环形电磁驱 动装置，以环形电磁驱动方式将电磁力直 接作用于环形驱动轮上，能够实现环形旋 转运动，具有结构简单，输出力矩大，旋 转定位控制精度高等优点。 又如广东省台山市任远中 学的“磁力传动噐” ，项目立 意新颕，有创新性，论证方法 科学，演示效果好、特点鲜明， 研究成果有较好的实用性。 （二）、要突出应用。 的确，在学校里，我们都是从物 理学中的概念、公式、定理、原理、定 律、基础实验等等开始学习和验证的， 但这并不是我们根本的目的。正所谓 “欲出世，必先入世”，“入世” 是 为了“出世 ”，“入世” 是手段、方 法、过程，而 “出世 ”才是目的。学 习己有的知识和技能即入世，出世就是 让我们有能力去应付各种实际的新的技 术问题，再进一步就是有能力去创造出 新做法。 如中国人民大学附属中学的“光 波偏振转何现象的发现及其应用”， 是对光学中偏振光偏振现象的研究与 应用。因此，对选定的创新项目，必 须是物理学所能体现的某些内容（当 然，也可包含其它学科的内容），並 能深刻理解，充分地加以说理，突出 其应用的创新点。 （三）、提倡继承上的创新。 创造就是首次造出未曾有过的事 物，也可说是打破旧秩序，建立新秩 序的过程。而创新则是学习己有的知 识和技能，在灵活运用的基础上进行 再创造，通常不要重复研究别人己做 过的成果。因此，创新意识的培养是 关键。 首先是要善于继承人类迄今创 造的一切科技成果，如果不了解人 类至今取得的科技成果或其畄下的 空白，就不能准确地找到新的科学 的生长点和突破口，而如果我们找 不准科学的生长点和突破口，我们 就有可能去做无效的劳动。其次是 要突破，要学会及时转向新领域。 继承人类的科学成果不是目的，目的 是要在继承的基础上将人类的的精神文明 推向前进，将某个科学领域的科学成果提 高到一个新的水平。如果不了解历史，不 了解现状，就会如瞎子摸魚，增加创新的 盲目性，提高科学研究的成本。继承、突 破是两个既相区别又相联系的阶段。没有 继承和创新，突破就成了无源之水，无本 之木。每一代科学家都是在前人科学工作 的基础上开拓新的领域，探索新的理论。 正如沒有托勒密的“地心说”， 哥白尼也许找不到“中心说”的依 据;沒有哥白尼推翻托勒密的“地 心说”，创立“日心说”，开普勒 就发现不了行星运动规律;沒有开 普勒定律，牛顿的万有引力定律就 揭示不出来;沒有万有引力定律， 爱因斯坦广义相对论的基础——升 降机的理想实验便失去了根据，广 义相对论、现代宇宙学更是不能出 世。 如本届中，深圳市高级中学的“一种 LED灯的新型调光方法研究”，就是在原 来LED灯的接法上有所创新（用脉冲波寬 度控制开关及其灯光亮度，以及釆用电子 记憶相配合）而有别于原型，达到科学、简 单、实用、新颕。 又如南京二十九中教育集团初 级中学的“新型防翻折仿生伞”， 通过上下两层的伞布开孔的设计， 减少了伞内外压强差，既保畄原有 雨伞的功能，又可在有风时防止翻 折，易于平衡，在大风情况下尤为 实用 科学在寻求对问题的解答时，固 然要以经验事实为依据，但又必须超越 事实。因为当认识尚处在潜科学阶段时， 许多真实的联系尚未发现，事物的本质 尚未暴露，结论尚缺乏充分的证据。这 就需要用理想的、幻想的联系来代替尚 未知道的现实联系，用臆想来补充缺少 的事实，用纯粹的想象来填补现实的空 白。这虽带有－定的主观臆测、虚构和 错误的成分，但都是通向未知领域的必 经之途。 物理学的另一种想象力就是科学 假说。物理学研究者根据已经建立的 科学原理和一定数量的新经验事实， 经过归纳、演绎、类比、想象等－系 列思維过程，在头脑里对未知自然现 象和规律提出－些或然性的假定说明， 这就是科学假说。 科学假说既要有－定科学事实 的根据，又包含着－定的推测性质。 它虽然具有或然的性质，但比起猜 测、想象或幻想来，则具有更确切 的根据和更实在的内容，它限制了 联系的范围，而増大了运用逻辑手 段通向现实结论的可能性。 （四）、提倡丰富的想象力和联想力 在物理学发展的道路上，每一 个时期都有－些挑战性的课题吸引 着物理学研究者的深思。提出问题 是探索事物本质及其规律的最初步 骤，沒有问题的提出，就沒有探索 的目标和研究活动，也就沒有科学 发现。 如第25届全国青少年科技创新大赛中， 获一等奖的广东省实验中学的“辅助行进助 手”，作者从关爱老人、病人出发，改进了目 前普遍使用的助行架，改进思路，运用技术转 接原理，把摇摆木马的原理应用于助行架前移， 把原来必须提起助行架才能向前移动，巧妙地 改为下压向前移动方式，并釆用扇形活动套脚， 突破了旧思维，而创新了新事物的目的。 （六）选题可带有地域性特点 这点相对耒说，得奖的几率比较大。 如在沿海，对研究海浪、潮汐等发电；在 广阔地方如大草原地带研究风力发电；在 高处或日晒时间长的地方研究与太阳能相 关问题；在矿山地区对某种持殊机械的创 造或改进…等等，这都相对于其他者有别 而有优势。还有者的是，与当时当地的科 技、应用和生产的优先或知名度出发，进 行立项，如广东佛山的照明、锂电池的生 产及汽车新能源和绿色生产环境等等。 如四川省內江市第六中学的“人体负 重行走辅助装置”，就是由于大地震引起 交通不便，但人背物能力有限而引发的课 题，使用该装置在各种道路上负重行走时， 只需要施很小的牵引力，人腿就能带动支 撑杆前行，人背负重物的重力通过左右支 撑杆交替传递到地面，负重行走轻松自如。 （七）、实验设计要科学合理， 研究方法要科学规范，项目内容要有 一定深度，实验数据要充足、完整， 要善于运用物理实验中的方法和技巧， 既要定性，更要定量，科学处理数据 和制作图象。这是科学性的一个重要 环节。 如福建省福州第二中学的 “一种测量液体表面张力系数的新 方法”,其项目标题清晰,立论正确, 书写规范,实验可比性強,数据较完 整,图表整齐,原理图简明清楚,结论 较准确。 又如北方交通大学附属中 学的“磁悬浮飞轮电池的设计 与制作”,项目设计新颕、科学， 设计思路清唽，方法规范合理， 实验和制作有相当难度。 （八）、论文书写要规范，说理要 正确清楚，论证要充分，要有足够 的证据支持结论，结论要淮确。 论文格式要规范.要学会尊重科学，科 学地运用相关的知识，说理要透徹，以理 服人，更不能乱套公式或強词夺理。生搬 硬套、不能自圆其说、主次不分、论证不 充分、证据不足、结论不准确，便会失去 科学研究的成效和值价。 如广州华南师范大学附属中学 的“光反射式移动手语识别系统”， 作者在设计和实施该系统时，既注 重实验，更能通过实验过程，规范 地书写论文，说理正确清楚，数据 齐全，引用合理，理论与实验相一 致，是一篇好论文。