時間:2023-05-25 17:36:26
序論:在您撰寫技術創新思維時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
能源是經濟增長的基礎,所有的發展中國家都面臨兩難境地,既要發展經濟,又要應對、減緩氣候變化。在現有理念和技術條件下,如果減少碳排放,就意味著它們要承擔經濟放緩甚至停滯的巨大成本。這無論從現實和道義上都講不通。對于中國特別不是一件容易的事情。即使采取較積極的能源政策,包括提高可再生能源和油氣等清潔能源的比例,到了2020年我國煤炭消費仍占約60%。
本文將通過用一種新的角度對碳排放現狀進行重新分析,提出系列創新理論來減少碳排放、加大碳固定,并以資源化高效利用來保證減排全過程的市場化動力,實現可持續的碳資源循環利用和經濟的低碳發展。
一、碳排放現狀成因的創新分析
現在學術界認為森林、海洋吸收二氧化碳的能力是有限的,只能吸收人類活動新增排放的很小一部分。但事實上,人類活動產生的碳排放和自然界本來已有的碳循環總量相比只占很小的一部分。僅僅土壤碳呼吸過程中對環境的碳排放就達到3000~5000億噸,是人類每年約500億噸碳排放的8~10倍。在2010年時,這個比例曾經是12~16倍。每年全球由于毀林造成碳循環破壞所產生的二氧化碳排放與同期化石燃料燃燒釋放量相當,也能證明這一觀點
我們也都知道,不論是陸生植物還是水生植物或藻類,都是碳水化合物,絕大多數植物的碳元素的唯一來源就是二氧化碳,植物每生成1kg干物質就要消耗二氧化碳約1.6kg。在進行無土栽培植物的過程中,只要營養液中有少量必要的無機鹽,不需要任何有機物,也就是說不需要碳元素,就可以完全保證植物正常生長發育。那么我們在糧食作物種植的過程中施的有機肥為什么能促進作物生長發育呢?其作用主要是有機物在微生物作用下分解產生二氧化碳和熱量。沒有有機肥,作物不是不能生長,而是長不好,究其原因也是沒有足夠的二氧化碳來進行高效率的光合作用。試驗研究表明,人類生產生活的環境大氣的二氧化碳濃度約在100~2000ppm(0.01%~0.2%)內,作物產量隨二氧化碳濃度增加而提高。如果把二氧化碳濃度降到50ppm,光合作用就會停止。生產實踐中發現,農業溫室大棚中夜間二氧化碳氣體因植物呼吸作用和土壤有機物分解釋放的積累,達到較高水平,在日出前一般都在600~1500ppm之間,日出后作物開始光合作用,溫室內二氧化碳濃度迅速下降,如果沒有充足的補充,2小時左右二氧化碳濃度將降至100ppm以下,作物處于二氧化碳饑餓狀態!
一般認為植物光合作用最適宜的二氧化碳濃度是800~1500ppm,溫棚中噴施二氧化碳,將空氣中二氧化碳濃度從野外平均濃度200ppm,提高到1200ppm,即達到或接近我們辦公室內的二氧化碳濃度,不同品種農作物的生長速度和產量提高了60%~200%。也就是說提高二氧化碳的濃度可以大大改善植物光合作用的條件,促進光合作用,改善植物的養分合成和加工。當然,也意味著植物固定二氧化碳的能力成倍增加。
顯然,大自然植物的主要碳元素來源,不是依靠人類活動提供,植物吸收、再利用的碳元素主要來自其附近土壤因其含有的有機物分解,釋放的二氧化碳。通過空氣對流、擴散帶來的二氧化碳只是占有很小的比例。即便是地球大氣層二氧化碳濃度上升50%,從280ppm達到現在的約380ppm,這個濃度還是難以讓植物的光合作用有大的變化。因此,靠增加水生、陸生植物面積來大幅度增加環境固碳能力的思路是行不通的。
我們曾經到數個化工廠調研,這種工廠通常都有大量的二氧化碳排放,規模都達到每小時數十、數百噸碳排放。交流中,工廠的朋友都不約而同說到一個現象,工廠建成開工短短幾年內,周邊小環境、小氣候發生很大改觀,沒有進行人工的特殊干預,不毛之地很快變得郁郁蔥蔥,風調雨順。感覺植物非常容易生長、發育。我們分析,這應該就是二氧化碳“氣肥”起到的“意外”作用。
因此,我們大膽的提出一個結論:自然界的植物碳匯的潛力是巨大的,遠遠大于人類活動產生的排放。森林植被破壞能造成碳排放快速增加,而通過植樹種草產生的碳固定效果則是緩慢和長期的。利用、影響、恢復碳循環來解決碳排放問題,遠比通過減少石化燃料消耗、化學利用二氧化碳、直接物理存貯封存、增加森林植被面積吸收等方式更快速有效。
讓我們把新產生的碳排放盡可能“捕集”起來,輸送到海洋、森林、草原,農田、溫棚里去,造成局部二氧化碳濃度大幅度增加,影響碳呼吸、碳循環過程,讓植物固碳的作用成倍提高,同時也促進植物的快速生長,農作物產量也大幅度增加。實現低碳、減排、增效多贏的局面。
二、碳排放來源的創新控制
我們現在還有必要分析一下人類工業化過程產生大量碳排放的歷史成因。即使到了今天,工業領域和人們日常生活中都把排放二氧化碳當成一件理所當然的事。進行環境評價的時候,排放物里面如果沒有特殊化合物,如硫化物、氮氧化物、粉塵即達到清潔排放的標準,排放物含有二氧化碳、水蒸氣、熱量其實都是局部環境空氣的增量和干擾,也將影響局部環境指標,本應同樣得到處理。
每個鍋爐都有煙囪,煤炭燃燒后碳排放成為習慣,但是仔細分析一下,煤炭的燃燒過程是一個化學反應過程,在生成近4倍重量二氧化碳的同時,釋放燃燒熱。排放的二氧化碳其實是比燃燒過程釋放的熱更有價值的資源,目前市場批發價每噸高達500~800元,淘寶零售價更達到每噸一萬元?;瘜W產物的價值比釋放的熱能價值高2~3倍,人們長期以來都是抓了燃燒熱這個“芝麻”,扔了燃燒化學產物這個“西瓜”。
造成這個結果也有其歷史原因,倒退幾十年,煙氣中二氧化碳幾乎無法回收,回收了也沒有什么太多用途,人類當時也沒有減少碳排放的環境保護壓力。但是今天則完全不同了,回收煙氣二氧化碳的技術已經成熟,回收成本低廉,回收的二氧化碳用途廣泛。人們也已經認識到碳排放對環境的危害,到了應該徹底處理碳排放、必須處理碳排放問題、可以從根本上解決碳排放問題的時候了。
我們再提出一個建議,對我們人類普遍使用的燃煤、燃油、燃氣過程進行改革,讓每一臺鍋爐、每臺燃燒裝置像化工廠的反應設備那樣工作,既利用燃燒反應釋放的熱量,還要利用化學反應產生的化學產物,把化石資源的價值“吃光榨凈”,在減少環境污染物排放的同時,實現效益的大幅度增加,實現低碳、減排、增效的有機統一。
我們還提醒,對于那些建設在遠離城市的化工企業、大量碳排放企業,也許沒有必要進行碳捕集,只要要求他們周圍小環境加強植物培育,相信很快就可以和前面所說的化工企業一樣,通過碳排放的“自產自銷”,就地實現低成本、高效率、環境友好的碳固定。而那些周圍沒有大量植被實現碳固定的碳排放企業、碳排放設備,應該加強碳捕集、碳回收,通過城市捕集、野外排放的空間轉移、冬季捕集、夏季排放的時間轉移,借助綠色植物的光合作用,高效率實現碳固定,同時實現直接、間接創造新的經濟效益。
三、碳排放資源化利用的創新
目前工業領域的碳排放比較容易集中捕集,捕集的方法很多,每捕集一噸二氧化碳的成本約合100多元人民幣或更低。但近年來碳排放的資源化利用幾乎沒有大的突破,究其原因是理論界思想觀念陳舊,需要進行觀念創新和理論創新,才能徹底改變碳排放資源化利用的現狀。本文將以干冰作為一種動力轉化介質入手,探討一下碳排放資源化利用的創新。
多年來,有無數的科學家試圖讓二氧化碳能再次逆變成為某種“燃料”。這些人幾乎都在化學逆向反應上做文章。但是這樣的過程,都是需要能量,實現燃燒逆向反應也非常困難,而且除了考慮采用太陽能、模擬植物光合作用的方案以外,即便實現逆向反應,也只能算是對高品位能源的儲能再釋放,得不償失。
近年來,我們通過對熱機的工作原理進行再認識,提出“讓熱機冷下來”的觀點。熱機的本質是熱量引起介質升溫膨脹、做功,加熱升溫是手段,膨脹增壓是目的。人們不應該將熱機的工作溫段僵化、固定在從常溫到高溫,而從低溫升溫到常溫也會引起某種介質升溫、膨脹,推動活塞、渦輪葉片運動做功,將常溫、低溫的熱量同樣轉化為機械能。
二氧化碳是個很神奇的物質,常壓下,它可以以-78.5℃超低溫、固態的形式“干冰”存在;到了約10個大氣壓的環境中,二氧化碳又會變成液體流動便于輸送。用干冰作為工質,可以吸收利用環境介質空氣、水的熱量受熱氣化,如果限制在一個封閉的容器中,就可以得到數十個大氣壓壓力的常溫二氧化碳氣體。這個高壓、常溫的二氧化碳氣體完全可以推動氣動機械輸出動力做功。由于熱機的原理沒有改變,熱機也無需大的改動,只需要對現有的汽車稍加改進,就可以使得原來消耗燃料,工作在高溫溫段的發動機,改為利用超低溫工質,撬動環境熱能參與,讓氣缸內產生同樣大小的膨脹壓力來推動活塞,讓發動機在常溫溫段繼續工作。
改造前,汽車是帶著能源物質,吸入不需要付費的環境空氣,燃燒后釋放的熱量讓反應后的混合氣體升溫、膨脹,高壓高溫氣體的膨脹勢能在發動機內轉換為動能,帶動車輛運動,做功后尚有余熱的高溫廢氣被排放到環境中;改造后,汽車是帶著超低溫的工作介質干冰,通過換熱器,吸收不需要付費的常溫空氣的熱量,汽化、氣化,升溫膨脹,最后是高壓常溫二氧化碳氣體推動發動機運轉,帶動車輛運動,膨脹釋放內能后大幅度降溫的低溫二氧化碳氣體則被排放到空氣中。這個過程已經在實驗中得到驗證。初步估算,讓發動機輸出同樣的動力消耗的“工作介質”體積雖是原來燃料消耗的5~8倍,而綜合成本是使用燃料時的近三分之一,相當于又回到了蒸汽機時代,不同的只是工質從水變成了干冰,熱量的來源不是依靠燃煤,而是取自于環境空氣或水等常溫物質。
改裝實驗中還注意到,干冰首次氣化的過程,其實是一個吸熱過程,也就是一個制冷降溫過程,是一個非常不錯的“冷源”,可以在提供動力的同時,為冷藏、冷凍運輸設備提供大量冷量;為冷凍法海水淡化設備提供優質冷源。做功后,氣體溫度因為內能減少而再次下降,又達到-50℃或更低,還可以再次作為冷源輸出冷量。
用于改造農用機械,在提供動力的同時,干冰氣化后的二氧化碳也成為農作物的氣肥,降低了農機使用成本,減少石化燃料消耗,還給農作物、農田施了氣肥,一舉數得。
冬季使用燃料燃燒供暖的時候利用新型可以回收制備干冰的鍋爐回收煙氣中二氧化碳,制作干冰的過程也實現燃料燃燒熱量的高效率、最大化回收再利用。冬天沒有植物,應將干冰儲存起來;到了夏天,利用干冰吸熱制冷,氣化后高壓二氧化碳氣體推動汽輪機輸出動力發電,最終排放的低壓二氧化碳氣體成為夏季植物的氣肥,實現碳排放資源的跨時間、跨空間的高效利用、綜合利用。
四、二氧化碳綜合利用范例
本文提出解決碳排放的思路主要是設法通過大幅度提高植物生長環境周圍二氧化碳的濃度,來充分發揮自然界的植物通過光合作用吸收、固定二氧化碳的巨大潛力來從根本上解決大氣層二氧化碳氣體積累、增加的問題。實現這個過程主要有碳捕集、碳運輸、碳布撒等若干環節。其中碳捕集的有關技術已經相當成熟,本文不再贅述。
二氧化碳的運輸曾經是一個較大的問題,因為這個過程中是個消耗能源、成本較高,沒有經濟回報的過程?,F在,利用干冰作為介質,吸收環境的熱量,并通過熱機轉化為動力輸出,解決了碳運輸過程的高能耗成本的問題。運輸過程中少量的消耗其實也實現了某種意義的碳肥“布散”過程。下面通過幾個利用二氧化碳的應用范例,來進一步解釋說明。
(一)干冰用于森林滅火
森林火災時有發生,常用的滅火方法很多,但都是常規的手段。以水滅火為例,如果噴灑的消防滅火用水、滅火干粉沒有直接噴淋到火源,則幾乎不能發揮降溫和隔絕空氣的作用,即便有條件大量使用,滅火效果也不好。
以前限于經濟條件和技術條件,使用干冰滅火都是“高端消費”和“奢侈品”。但是到了今天,干冰容易生產、運輸、儲存,目前的成本也不高了,應該考慮大量采用干冰這個非常理想的滅火材料來實現森林應急滅火。采用干冰進行森林滅火,制作成一個個干冰炸彈,通過提前布設形成阻火帶,通過定時、定溫起爆,或者飛機空投,觸地爆炸,或者巨型迫擊炮拋射、近炸引信引爆。不管干冰是否能接觸火源,只要炸碎的干冰顆粒布撒在火源附近、火源的上風口、火源的高處,都能迅速氣化實現降低火場溫度,隔絕空氣阻止燃燒的作用。氣化的二氧化碳就像一張巨大的“冷氣毯”,覆蓋整個火場,并且隨著氣流的流動自動流向火源,持續氣化的干冰還能有效阻止火災復燃,實現快速、徹底滅火。
最后殘留在森林火場的二氧化碳氣體,是森林很好的氣肥,逐漸被周圍的林木吸收,沒有任何污染物殘留,滲入地下土壤、水分吸收的二氧化碳氣體,也有利于火災現場的植被恢復生長,一舉數得。人類使用水滅火,已經數千年歷史了,今天該創新、改進一下了,該淘汰這種陳舊、低效率的傳統滅火方式了,
(二)干冰作為動力介質
大型漁率在500馬力以上,每小時消耗燃油數十公升。需要消耗大量的燃油作為動力。固體二氧化碳(干冰)吸收海水的熱量可以氣化為50個大氣壓以上的高壓氣體,為遠洋漁輪提供動力;這個過程中,約10公斤干冰相當于1公斤燃油,輸出的動力相當于2~4千瓦時電力。吸熱的過程還相當于制冷,提供的“冷量”可以用于冰凍海產品、淡化海水,這10公斤干冰同時累計可以吸收的熱量,相當于0.5公斤燃油做功制冷的冷量。10公斤干冰氣化過程還能同時淡化產生10公斤以上的淡水。綜合估算干冰替代燃油的重量比為6:1,即干冰的使用量比燃油大6倍。而干冰的價格是燃油的十分之一或更低,因此使用干冰的成本是燃油的二分之一,而且實現了真正的“零”排放。
使用干冰作為動力介質,是一個非常好的環保、節能、增效的方案。首先采用的干冰是從其他直接排放到環境中的二氧化碳捕集制取而來,不是增量排放。使用過程中能量的來源取自于環境,沒有消耗化石燃料;排放的二氧化碳“尾氣”增加了海洋、海平面的二氧化碳濃度,甚至可以直接注入水中,增加了水體的二氧化碳溶解度,促進海洋植物、藻類的光合作用,通過食物鏈促進了海洋生物、海洋水產資源的再生和恢復,實現安全、低碳、減排、增效、環境友好的綜合效益。這種應用方案也同樣適用于海島、遠洋貨輪、郵輪采用。
我們現在的高鐵的每一節車都叫動車,都有獨立的動力系統,高鐵的車頭僅僅是控制室,反而沒有動力,合在一起稱為動車組。如果每節車廂都能攜帶5噸干冰作為動力工質,則在運行中可以提供500匹馬的動力長達6~8小時。在列車進入人口稠密區域時使用電力牽引,行駛到曠野、草原、森林的時候切換到“干冰”介質的環境熱能動力模式,既提供了一種清潔的動力,又實現了碳布撒、碳轉移,強化、利用了綠色植物固碳能力,實現了綠色動力。
這些絕非科幻,具體實施過程不存在理論障礙和技術壁壘,推廣應用就在眼前。馬戲團里表演的大象,都是從小就開始訓練的。小象很調皮,故常把小象拴在木樁上。由于小象力量小,經過很多次試驗,它都無法將木樁拖出來,時間久了,只要把小象拴在木樁上,它就知道自己無法掙脫,也就會很安分了。小象長成了大象,力大無窮,可以輕松拔起一棵大樹,但卻能很老實地被繩子拴在木樁上。因為從小的經驗告訴它們,木樁的力量比自己大,是唯一可以拴住自己的東西。
基礎科學理論確實已經發展完善,但是我們是不是還存在對理論的認識偏頗或慣性思維?應用科學理論和歷史生產力發展水平相關,早期提出并沿用至今的一些應用理論肯定存在時代和歷史的局限性和不足。《國際歌》有一句歌詞唱得好:“要沖破思想的牢籠”。而一旦沖破思想的牢籠,走出思維定勢,甩掉那根“木樁”,我們的潛力將會得到極大釋放,將會創造各種奇跡。
五、后記
在撰寫這篇文章的時候,開始作者的思路是為了解決溫室氣體對環境的影響,而“科學家們”特別是掌握先進科技手段和話語權的國外“專家”們“一致”認為二氧化碳、水蒸氣、臭氧層破壞是造成氣候變暖、海平面上升、南極冰川消融的主要原因。但隨著相關資料的收集整理,一個意外的結論出現了,碳排放真的是造成氣候異常的主要原因嗎?
【關鍵詞】知識經濟 科學技術 技術創新 創造性思維
【中圖分類號】B80 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-9682(2011)06-0056-02
一、引 言
二十一世紀是知識經濟時代,科學技術在經濟社會發展中起著越來越重要的作用,要使科學技術不斷取得突破與發展,就需要人不斷地創新;在現代,創新成為了社會的典型的必須性的活動。一種創新活動要取得成功,就離不開人的思維的突破。技術創新作為促進科學技術發展的重要手段之一,也脫離不了人的思維。從本質上看,技術創新是思維創新活動過程,它的過程是創造性思維產生過程與物質產品生產過程的內在統一,是創新觀念具體物化的過程。技術創新的不同階段都具有不同的思維特征,沒有思維的創新突破就不會有創新演進,可以講技術創新過程就是人類思維的整合和創造過程。[1]所以,只有把技術創新與創造性思維相互融合、相輔相成,才能產生符合科學技術發展規律和經濟社會發展目標的創新成果。事實上,從創造性思維的角度去研究技術創新,無論對技術創新理論研究,還是進行技術創新實踐都具有重要的意義。本文首先從創造性思維理論的論述開始入手,引出技術創新與創造性思維的關系,用具體的案例說明創造性思維方法如何在技術創新中得以運用。
二、創造性思維的理論概述
科學技術是第一生產力,它作為生產力的內涵性因素已經作用于人類社會的發展過程中了??茖W技術作為人類文明有的現象,與人的思維發展密切相關,它以知識、經驗技巧等形式存在發展著,其中人類的思維對它起了重要的作用,是思維的集中體現和反映。技術創新是創新主體創新觀念的具體物化的過程,更離不開思維對其的影響;所以我們有必要從思維的角度去探究。我們人類大腦產生出來的思維可以認為是人腦對客觀事物的概括和間接的反映。它作為人腦的機能,是認識活動的高級形式,是創造力的核心。而創造性思維作為一種新穎的思維形式,它重新組織已有的經驗,提出新的方案或程序,并創造出新思維成果的思維方式。[2]同時,它在認識新事物和解決新問題時,自己獨立地創造出新思路、新方法和新概念,是人發揮主觀能動性的表現,具有一定的社會價值。創造性思維具有創新性和突破性的典型特征,[3]創新是沒有規律可循的,創新主體運用自身的創造性的思維必須獨自開辟出一條道路,創造出新概念、新方法;創造性思維必須去開拓人類尚未認識和開發的領域才算是真正的進行創造。創造性思維方法以想象、直覺和靈感為主要形式,是一種非邏輯思維方法,也是特殊的思維方法,以特有的方式對事物進行思考。想像是在聯想的基礎上加工原有意象創造出新意象的思維活動,具有很大的幻想成分,常常成為科學技術的先導和先驅。[4]而直覺不受固定習慣和規則所限制,直接領悟到事物的本質,人的一種奇妙的心理活動。靈感作為更特殊的思維方式,是人的大腦對問題長期思考的集中突破,達到豁然開朗的狀態。它們作為創造性思維,在技術創新中起著重要的作用。
三、技術創新與創造性思維的關系
技術創新成功與否跟人的思維密切相關。人的思維在一定程度上決定了技術創新能否產生成果。技術創新活動,實質上就是創造性思維與方法在技術創新過程中的應用。有人認為技術創新過程不僅包含了物化的成果創新,它更是人類智力和創造性思維成果的體現過程,是不同階段主要創新主體對客觀世界思考的結果。[1]俗話說:“工欲善其事,必先利其器”,就是說作為技術創新主體在創新實踐過程中思路正確和方法得當,才能收到事半功倍和令人滿意的效果,否則可能得出較壞的結果,可見思維在技術創新實踐中起著極其重要的作用。在技術創新過程中,往往根據不同的創新對象,運用針對性很強的思維方法去探索和研究。同時,創新主體還根據創新客體的特點,運用不同的創新思維方法,使創新的成功概率大大提高。
技術創新作為人的思維,尤其是創造性思維的外在體現,必然也會推動人的思維的變革與進步。技術創新是推動生產力發展的工具或手段,改變了人們認識自然、改造自然的方式,大大開闊了人的視野,使創新主體的思維形式發生了變化。創造性思維是一種重要的思維方式,也受技術創新作用的影響。創新主體在技術創新活動中,思維得到有效的訓練,促進了主體的創造力的開發,最終產生人的創造性思維并不斷的進步和發展。同時,由于技術創新創造了不同的工具和手段,擴大了人們認識和改造的對象區域。在思維變革與對象區域擴大的共同作用下,創新主體的思維模式發生了變化,推動了創造性思維的發揮。
技術創新與創造性思維兩者是相互影響的,存在著互動的關系。技術創新推動了創造性思維的開發與發揮,從而促進了技術創新自身不斷取得成功,使技術不斷的進步,共同推動經濟社會的發展。
四、創造性思維在技術創新中的作用
技術創新從經濟管理學角度來看,是由技術的新構想,經過研究開發或技術組合,到獲得實際應用,并產生經濟、社會效益的商業化全過程的活動。[5]在這里,可以看出技術創新的起點在于技術的新構想,沒有新思想、新觀念的產生,技術創新也難以實現。而新思維與新觀念的實現,需要充分發揮人的創造性思維??梢?,創造性思維在技術創新中起著極其重要的作用。創造性思維作為一種非傳統的思考模式,追求獨創性、新穎性。技術創新來源于人的新構想,而由創造性思維所產生的獨創性與新穎性的思想觀念,正是技術創新新構想的來源,為技術創新提供了可能性;創造性思維超越了普通的思維角度去觀察事物和思考問題,那么就有可能產生新思想、新方法,而正是創造性思維所產生的
新思想和新方法,才有了進行技術創新的需要。同時,創造性思維為技術創新的成功提供了可靠的保證和實現途徑。[6]首先,技術創新作為推動技術進步的重要手段,需要創新主體對事物的敏銳意識和長期的眼光,而創造性思維從非常規的思維方式去看待事物,突破慣例,對事物的認識更深刻。其次,創造性思維為技術創新開創了廣闊的空間。[6]創造性思維是非邏輯思維,思路不固定在某一點、某一區域范圍內,沒有一條邏輯主線,多因素的考慮問題,使技術創新的涉及面擴大,從而實現途徑保證技術創新成功的概率。
五、結束語
本文是在前人研究的基礎上,做出的相應的應用性研究。用創造性思維方法研究技術創新不僅是研究科學思維方法的理論問題,而且還是研究技術創新的實踐問題。技術創新已成為經濟社會發展的推動力,人們對它的關注投入了較多的精力,從經濟學、管理學、工程學、社會學、法學等多學科領域進行了研究。但人類技術發展到現在表明,技術從它產生開始,就和人的思維相互聯系,所以需要我們從思維的層面去研究技術創新,發掘未開發的領域,拓展技術的創新空間。本文最后認為,技術創新的本質是思維創新,創新主體的思維沒有取得突破,技術就難以取得實質性的進展,也就無法從根本上認為是技術創新。從“技術創新鏈”整體上來看,在技術創新過程的每一個環節都與思維存在互動的關系,思維內含于技術創新之中。認識來源于實踐,高于實踐;希望通過此文淺顯的研究能夠給予企業、大學、政府等社會組織機構一定的指導與啟示意義。
參考文獻
1 柏永全.技術創新過程中創造性思維探究[D].東北大學,2005
2 麥培立.淺談自動控制系統中創造性思維方法的運用[J].科技傳播(理論研究),2010(23):117~118
3 韓文延、韓迎光.淺論創造性思維的特征[J].遼寧公安司法管理干部學院學報(理論研究),2004(3):61~62
4 婁玉芹.從科學思維方法看知識創新[J].河南教育學院學報(哲學社會科學版),2000(3):44~46
本文重新審度創新思維的研究視角,認為創新思維的提高更多的是要在過程上下功夫,正如臺上十分鐘,臺下十年功,創新思維的提高絕不是一蹴而就的事情,需要對動機的出現、目的的產生、醞釀的磨合、頓悟、質的飛躍、成果的最終實現等一系列積累機制的重視。本研究旨在喚醒人們對藝術生產中創新成果產生過程的重視。這對于在號召提高自主創新能力建設創新型國家的今天無疑有很重要的現實意義。
一、藝術生產的含義
古希臘時期,與高級精神活動的詩的創造相對比,藝術只能說得上是較為低級的精神活動,與制作、生產和技藝幾乎劃等號。這一說法首先體現在柏拉圖的《理想國》中,如:畫家是影像制造者。之所以這么說,是因為柏拉圖認為藝術無力抵達理性世界,僅僅強調了藝術的表象性特征。他將繪畫的技藝性與體能勞動低賤性化等號。亞里士多德則著重強調了藝術的生產性,一切藝術均被他視生產、制造。在他看來,藝術中的能動性、創造性首先體現為生產的制作與藝術的摹仿。學者和藝術家們有關文藝生產的見解從古希臘一直延續到了中世紀,但始終未能將藝術生產與物質生產區別開來。
文藝復興時期,新興資本主義經濟的迅猛發展,長期以來盛行的上帝賜靈論因人本主義和個人主義的高漲而基本消除,文藝是天國的折射的觀點為學者們所反對,文藝是世俗世界的鏡子為人們所堅信,文藝作品已不再是神啟的結果,而是藝術家頭腦的創造物。這些文藝生產的見解引起了近代資產階級古典經濟學家們的興趣,成為了人類思想史上,最早明確提出并試圖系統探討精神生產理論的派別。如:亞當斯密通過對資本主義生產規律的研究,領悟到了精神文化的發展與經濟的發展和技術的進步密不可分,發現了精神文化的發展對資本主義商品生產的巨大推動作用。
以上文藝生產的見解,在馬克思這里得到進一步地批判繼承:其藝術生產思想萌生于《1844年經濟學哲學手稿》,宗教、法、道德、藝術等等意識形態被他看作是生產的一些特殊形式,受生產規律的支配。
第一次使用藝術生產這一概念則是在1859年的《〈政治經濟學批判〉序言》一文中。馬克思因此開始建構起了自己完整而科學的藝術生產理論體系,將藝術生產分為幾層含義:第一,藝術生產既可以體現為一種宏觀的社會生產,又可以體現為藝術家個人的微觀創作過程。第二,藝術生產既具有人類自覺生命活動的表征,又具有明顯的物質性和世俗性特征。之所以具有人類自覺生命活動的表征,因為藝術生產具有鮮明的人學本體論色質和生命精神化的超越性品格,提升為人的本質力量對象化和人性化的一種更高境界;之所以說具有明顯的物質性和世俗性特征,因為藝術生產深深植根于世俗世界的日常生活中。第三,藝術生產既可被視為一種生產制作,又可被視為用藝術精神掌握世界的一種獨特創造活動。它的生產制作性和勞動者的生產實踐、體能技藝密不可分;它的創造活動遵循獨特的規律。
二、藝術生產中創新思維的研究
創新Innovation一詞從拉丁文Innovare轉化而來,原意有三層含義:第一,更新;第二,創造新的東西;第三,改變。1912年,美國哈佛大學教授熊彼特第一次將創新作為一種理論引入經濟領域。20世紀50年代,美國管理大師德魯克又將創新引入了管理領域。如今,創新已作為一種理論,擴展到社會各層面:理論創新、制度創新、經營創新、技術創新、教育創新、分配創新。
國內對創新思維的綜合研究成果有以下幾點:1.創新思維的原理、特點、方法。2.創新思維的培養與運用,包括在各種階段、不同具體學科領域的培養與運用。3.有關創新思維的哲學研究如:甘敬東的《創新思維的互補機制》、孫洪敏的《創新思維的運行機制》《創新思維的物化過程》。
基于以上分析,作為一種特殊的精神生產,藝術生產既遵循一般物質生產規律,又具有認識價值和審美價值。藝術的前生是創造,由人創造藝術,那么,就要提高人的思維,思維必須開闊,必須解決思維的局限,這是提高藝術創新思維的關鍵。創新思維一旦產生則對實踐起指導作用,通過創新實踐活動改造客觀對象,有目的,并有序地對客觀對象進行分解、組合,滿足藝術生產的需求,創造出體現創新目的的新對象。因此,創新思維正是藝術生產的核心價值體現。
國內與藝術生產有關的研究成果主要在經濟方面得以論述,如:中央社會主義學院馬列主義理論教研部經濟與管理教研室主任顧兆貴教授的《藝術經濟原理》。在這本著作里,提出藝術生產雖為精神生產,但與物質生產一樣,必須消耗一定的人力、物力、財力。精神生產具有客觀的物化過程,沒有一定的物質基礎與條件,任何精神生產,包括藝術生產,都不可能實現。同時,他還在《藝術經濟學導論》中談到,原創藝術商品價值的創造只能是不同門類、獨立藝術個體的勞動創造,社會必要勞動時間衡量不了它的價值量,它的價值量也不可能簡單地等同于個別勞動時間。原創藝術商品的價值是通過長期訓練的探索性勞動和反復練習排練的實驗性勞動來衡量,正如臺上1分鐘要靠臺下10年功來換取一樣。它承認藝術創作經驗、藝術傳達和表現的技能技巧。創新思維與藝術生產相結合的研究成果還體現在藝術設計方面,如:吳承鈞的《創造性思維與藝術設計創新》、左明的《淺談藝術設計創新意識的培養》,或是集中在與藝術生產有關的藝術教育的結合研究上,如:龍云飛的《關于藝術設計教育中創造性思維的思考》、許硯梅的《淺論藝術設計教學模式與創新思維的培養》、余雁的《藝術設計教育創新思維能力的培養之探究》等。
三、藝術生產中創新思維的積累性存在
(一)藝術生產目的的積累
如列寧所言:世界不會滿足人,人決心以自己的行動來改變世界。自然界不可能滿足人的需要,人必須通過創新實踐滿足自身需要,必須通過創新思維,使藝術生產滿足人的需要。藝術生產者每獲取一個明確的目的就是一個積累的過程。因此,具有強烈的問題意識、加強觀察事物的能力、注意生活中的難點才能滿足這一要求。獲取創新改造的目標在于發現問題和缺點。只有這樣,才能想出克服的辦法,開發設計出更加完善的新產品。
(二)藝術生產主體的積累
客體從客觀形態向主觀形態的轉化是通過主體對客體的了解、選擇、改造和創造實現的一種創新過程,并非將客體原封不動地移入到主觀形態中。作為思維主體的藝術生產者,他(他們)在藝術生產中諸多方面的積累過程會直接影響到創新的過程,如:來自生活經驗、價值觀念、道德情操、審美情趣、情感意志、創新精神、人文素養、實踐能力等諸多方面的積累。值得一提的是,團隊協作過程也存在積累,如:團隊文化、知識的積累和共享,溝通和創新機制的建立等。
(三)藝術生產創新思維中的量變積累
藝術生產中創新思維的產生首先來源于一定的量,即從藝術生產者個人的創意逐漸發展為團隊企業國家,乃至整個社會的創意。個體的創新思維固然有價值,但只有當這種創新思維被多數人認同并接受時,才能從根本上改變創新思維客體的性質,即創新思維重量的積累達到了質的變化。在發生質變以前都是創新思維量變的積累。
四、藝術生產中創新思維的積累屬性
(一)積累的時間性
積累最需要時間,時間使積累發生質的飛躍。藝術生產中創新思維的產生亦如此。積累的時間性將藝術生產創新劃分為三階段:藝術創新準備期、藝術創新進行期、藝術創新完成考驗期。
所謂藝術創新準備期,指的是基于解決某一類問題的需要,帶有明確目的性地關注相關周邊事物可能產生的聯想、知識的遷移、激發的靈感等,積極收集素材,做盡可能多的準備工作。顯然,對周邊事物關注的積累程度將直接影響到藝術生產者進行創新時的素材質量,如果缺乏這個過程,創意將成為無源之水。所謂藝術創新進行期,指的是用盡可能多的時間(或是與時間爭分奪秒),從各種角度反復嘗試各種創意思路、方法、手段,努力有所突破,解決問題。在此過程中,由于熟悉的印象往往會首先在需要的時候呈現,需要不斷地篩選、過濾已有的想法,保留積累新想法,以求突破。
所謂藝術創新完成考驗期,指的是在藝術創新實現,即問題解決之后,需要得到客觀的檢驗,最好就是接受市場的考驗。與此同時,藝術創新一旦實現就變成了過去時。該創新成果將隨著時間的推移和新的需求的不斷產生,逐漸失去其創新性,從而開始一個新的創新過程,所以,創新是有生命周期的。
(二)積累源點的相對性
積累既包含專業知識的積累,又包含平時生活體驗的積累。專業知識的積累體現于掌握某種技能具有明確的積累源點;生活中的體驗積累則是在潛意識的狀態和修行中進行的。無論積累是否有意,客觀上總是存在的,相對就會存在一個積累源點。當專業知識的積累達到一定狀態時,生活中的體驗積累將與之遙相呼應,產生創造的靈感。作為藝術生產者要特別注重將專業知識的積累與生活體驗的積累相結合。
(三)積累的合目的性
人的實踐總是帶有目的性,即使在某一具體行動上看起來似乎漫無目的,但其行為背后都會有一種潛在的邏輯,總體會表現合目的性。在特定情況下,積累體現出強烈的目的性,大多數情況下,則是一種無目的的行為。同一般人相比,藝術生產者不僅需要有更多更深刻的生活體驗,而且還需要有更敏銳的觀察力。伴隨其專業素質的提升與成熟,最初就開始形成的有意識、有目的的積累逐漸變成了下意識的積累過程。日常生活中,類似的對事物看似不經意的留意,在日后的藝術生產中很有可能成為創新的突破。因此,積累過程總體上來看是具有合目的性的。
五、藝術生產中創新思維的積累模式
(一)線性積累
線性積累常表現為單一主體在各自時間軸上有方向、有目的的積累過程,隨時間的推移呈增長趨勢。如:藝術生產者專業知識積累與生活體驗積累的綜合過程、創新團隊合目的的積累過程、企業創新的積累過程等。
(二)非線性積累(網狀積累)
非線性積累又稱為網狀積累,是指來自不同領域和維度的知識在同一目的平面中不斷地累加、碰撞,產生創新性質變的非線性過程。相對于線性積累,這是一種更高效的模式,它涉及到知識的橫向性、多元性。個體差異性的存在有利于思維的拓展,更容易激發靈感,獲得更大的創新突破。
藝術生產中,創新積累較多地運用了非線性積累。藝術生產者結合專業知識和日常生活體驗,根據已被實踐或科學實驗證明的原理、功能,綜合不同領域和維度的知識,構思獨到的創意,巧妙地合成新的造型形式,服務于人類。如此以來,藝術生產者的創新積累就有了科學的依據,將想象的翅膀安插在現實的基礎上,使創意來源于生活并超越生活。
六、結語
本文的研究還只是對前人研究成果的綜述和對藝術生產中創新思維積累性研究的拋磚引玉探討,只是彌補了這一領域的空白,還有待進一步系統性地研究。
參考文獻:
[1]顧兆貴.藝術經濟原理[M].人民出版社,2005.
[2]匡長福.創新原理及應用[M].首都經濟貿易大學出版社,2004.
[3]李建勝.當代設計的藝術文化學闡釋[M].河南美術出版社,2002.
[4]趙潤琴.創新思維的定義、特點和類型[A].瞿麥生.點擊經濟邏輯[M].香港:香港東西文化事業公司,2004.
[5]吳承鈞.創造性思維與藝術設計創新[J].鄭州大學學報(哲學社會科版),2007,3.
[6]甘敬東.創新思維的互補機制[J].求實,2006.1.
[7]王鵬.藝術設計中的哲學思考[D].清華大學,2005.
[8]王兆健.論藝術設計教學中的創新思維培養[J].科學教育家,2008.5.
[9]許硯梅.淺論藝術設計教學模式與創新思維的培養[D].湖南師范大學,2006.
1概述
電子技術一門專業基礎課程,一般開設在第二學年的上學期,學生需要掌握電子技術的相關理論和概念,在掌握專業基礎知識的基礎上,能夠進行一定程度的創新和技術改進,并為后面的專業核心課程學習鋪墊。創新思維的培養,有利于學生善于發現電子技術方面的問題,并在解決問題的過程中逐步對技術進行改進和創新,不僅加深了電子技術相關的應用和實踐,并提高了老師在課堂的整體教學效果,并在應用型人才培養模式的背景下,鍛煉學生解決問題和創新能力,提高了學生的綜合素質。創新人才培養模式和中國正在推行的素質教育相吻合,符合國家教育政策的指導,將基礎教育向應用型人才方向發展,因此,高校教師擔負著培養新型素質人才和創新性思維人才的重任,必須在全面分析學生個體差異和整體情況的基礎上,根據學生的個人素質和潛能進行相應的課程教學模式創新,逐步提高學生的創新思維能力。
2培養電子技術創新人才的策略研究
2.1改進教學思維和意識
在新形勢和新經濟的環境下,高校教師需要改進教學思維,樹立新的教學意識和理念。在掌握書本上的理論知識的基礎上,將學生的實踐能力和創新能力的培養作為第一位,教師還得適當進行擴展訓練,將實踐性的知識貫穿基礎的理論知識,提高學生分析問題和解決問題的能力,充分發揮學生的主觀能動性。因此,實踐性操作是教師教學工作的第一要務。比如,在講授二極管具有單向導電性這部分知識時,教師給學生講授基本的理論知識的同時,也要對抽象知識進行講解并進行實驗,包括電子和空穴的擴散運動和漂移運動、空間電荷區形成的過程、PN結正偏和反偏時內部電場的變化情況等,以及如何設計實驗加深學生的理解,比如設計實驗讓學生親自動手來體驗,把直流電燈泡照明電路串聯二極管,利用將電源正接或反接,通過二極管是否點亮來進行判斷PN結處于正偏還是反偏狀態,學生在獨立思考和判斷的過程中,會通過實驗現象結合教師的知識講授思考,很容易推斷出二極管單向導電的特性,這其實就是一種創新性解決問題的過程。因此,對抽象知識的深入理解,需要學生進行實踐性的教學操作,使學生真正理解其中的本質含義,不僅加深了知識點的掌握,也充分調動了學生的學習積極性,提升了學生的實踐能力和思維能力。教師在課堂授課的同時,要結合實驗實訓操作同步進行,可以將簡單的實驗電路裝置帶入課堂,在教師的指導下學生自己操作體驗,也可以在本節課知識點講授結束后立刻安排相應的實驗實訓環節,及時讓學時動手操作。同時,教師要時刻樹立以學生為中心的意識,通過各種交流方式增加師生之間的互動和交流,及時了解學生的學習動態和情況,了解不同層次水平學生的學習問題,及時解決,幫助學生輕松地進入課程的學習中去。教師可以通過QQ群、微信群、釘釘和校園云平臺等網絡平臺加強班級同學之間的交流和互動,幫助學生解決學習中的困難,提高學習的積極性。也可以利用網絡平臺針對學生普遍出現的問題進行答疑解惑,并現場回答學生的提問,對于個別問題,教師可以單獨聊天講解或者在下次課堂講課時進行講解。這個環節需要教師投入更多的非課堂時間到學生中去,是一種考驗,也是一種鍛煉。再者,教師對實驗環節的設計需要從驗證性實驗為重心向設計型、綜合性實驗傾斜。目前,實驗環節中驗證性的實驗數目讓占據很大的比重,教師需要整合實踐教學環節,結合教學進度和教學內容,適當地減少驗證性實驗的比重,適當的增加設計型、創新性實驗的比例。驗證性的實驗有助于學生掌握理論知識,在電路的連接和調試過程中,加深知識點的掌握,對于學生基礎性知識的培養是有作用的。設計型、創新性實驗著重培養學生的工程實踐能力和創新能力,通過EDA等軟件的仿真設計,熟悉工業設計現場的流程,綜合所學知識,設計合適的方案,培養學生的綜合開發能力。
2.2培養學生多方向的思考能力
在實際教學中要多方向發展學生的思考能力,培養學生多維思考能力。教師可以從以下幾個方面開展教學工作。首先,設置開放式課堂教學模式,充分發揮和挖掘學生的自主研發意識。在開放式課堂中,將全班學生進行分組,在一個章節或若干個知識點的講授結束之后,教師下發討論的主題,指導學生制定詳細的學習計劃和分工合作,促使每一位學生都積極主動地參與到討論小組中來,并提供一定的實驗室實踐支持和文獻資料查閱的指導。每組的同學按照分工計劃和目標自己動手去操作,包括做實驗和看文獻。教師在指導的同時,要鼓勵學生積極探索,并培養學生的團隊意識和團結協作精神。其次,適當指導,以誘導學生自主探索為主。經過合作,每組學生在探討的過程中會出現各種各樣的問題和結果,教師的任務是在出現瓶頸問題的時候給予指導和點撥,聆聽學生的思路和想法,適當地給予一些技術支持,誘導學生沿著正確的思路繼續思考和實踐,鍛煉學生主動學習的能力,不斷發現新的事物和新的思考方向。最后,考核方式靈活機動,成績不能是主要衡量標準。每組學生的思考思路不一致,采用的解決方法千差萬別,最終時間的解決方案和結果也不完全一樣。教師在考核的過程中,要把握的原則是,不能只看最終結果,用這個成績來衡量一個討論小組的表現和能力。建議教師在考核過程中分為若干個部分,一是每個小組的討論方案和思路能否進行清晰的表達和陳述,并能夠提供技術支撐和依據,二是在每個討論過程中,學生的表現也可以作為考核的依據,比如學生之間的團結合作能力、解決問題的能力、溝通的能力,三是最終的討論結果和數據報告,學生通過匯報,并在匯報過程中展現出來的資料積累程度和完成情況。三個方面的考核比重可以由教師自己來設定。
2.3加強學生實踐實訓能力
學校在實驗室構建過程中,硬件平臺應涵蓋基礎元件和實驗平臺?;A元件涉到電子技術應用廣泛的元器件,可設計多類型的電子電路。實訓和實踐平臺需要多和地方企業進行溝通,利用多種方式進行合作。一方面,學??梢院偷胤狡髽I之間搭建實訓實踐基地的聯系,并成立共建實驗室,與時俱進,及時跟蹤現在現代科學技術,結合企業存在研發問題提供技術支持,選派學生積極參與,并在每個學期指定專業學生到企業實習。同時,加大開放實驗室管理,為學生提供課外實驗學習的場地,鼓勵學生積極嘗試更多的設計方案,在摸索過程中得到啟發和鍛煉,并結合全國大學生電子設計大賽、智能車競賽等,在當前先進技術發展潮流的引導下,將電子技術和其他學科交叉融合并應用到大賽中去,教、賽合一,鍛煉學生的動手能力,培養團結合作能力以及解決問題的能力。另一方面,教師主持或參與相關的科研項目之后,可以選擇部分學生積極地參與到項目中去,培養學生解決問題的能力和應用實踐的能力,有效地將理論知識和實踐操作有效地結合起來,在科研項目進展的過程中,在探索和研究過程中,幫助擴展學生的視野,提高學生對先進技術的綜合運用能力、實踐創新能力。
一、在全廠營造學習氛圍、提高職工創新素能
為營造學習氛圍,打造專業能手隊伍,提高職工崗位履職能力,并激發職工“學技術、鉆技術”的熱情,工會每年定期在全體職工中組織開展崗位知識培訓及考試。培訓工作應做到“有文件、有組織機構、有計劃、有記錄、有宣傳、有考核、有評估”,將相關工作落到實處。每年7、8月份進行動員和授課資料準備,9、10月份分批對全體職工進行授課和培訓,10、11月份進行全員考核。通過考核測評,評選學習團體及個人等級獎,鼓舞職工加強學習,營造良好的學習氛圍,并為職工技術創新打下基礎。
此外,定期組織開設基礎性、創造性的理論知識培訓課程,從勞模、高級技師、技師等創新活動骨干開始,逐步擴大到生產一線班組長,提高職工的創新意識、創新技巧和能力;并使全體職工能及時掌握公司技術創新活動所取得的成果,啟發和調動職工開展創新活動的積極性。
二、深入開展技術創新合理化建議活動
我為企業獻一策,萬人萬策出效益。以“科學跨越發展”為主題,緊扣“調結構,轉方式,強管理,提質量,控風險,增效益”的主線,工會開展“我為公司獻一策”的合理化建議長期征集活動,引導和鼓勵全體職工立足本職,圍繞促進企業安全生產、提高生產效率、提升產品質量和推動節能減排等內容,在各層次、各崗位廣泛開展合理化建議活動,最大限度地發揮職工的主觀能動性和創造力,促進全員崗位創新。
2014年度,工會共收到合理化建議97條,在廣大職工群眾中影響深遠,參與人數占全體職工的80%。各單位對收集的職工合理化建議進行第一輪刪選,選出67份優秀建議,然后上交辦公室,進行分類、匯總,將所有合理化建議分為四大類:經營管理類、提高質量類、降低成本類、安全生產類。評審采用技術科負責人、總工程師、黨委書記牽頭的三級評選,最終選出一、二、三等獎,優秀獎若干名。其中27項合理化建議用于生產經營中,取得良好成效,節約資金八萬多元。在合理化建議的推廣應用上,采用以職工名字命名的操作方法,從而鼓勵職工積極開展崗位創新,讓先進生產技術和先進操作方法為更多的職工所掌握,使職工的創新想法得到尊重、創新成果得到共享。
三、持續開展勞動競賽
每年度工會都針對公司在生產經營過程中出現的關鍵點、重點及難點,根據不同時期、不同內容、不同場地有針對性地組織勞動競賽活動。在競賽活動中,始終堅持做到“三個堅持”和“四個做好”:即堅持把握競賽活動主題,堅持突出競賽活動重點,堅持注重競賽活動實效;做好計劃,做好宣傳,做好指導服務,做好考核檢查。只有這樣才能使勞動競賽活動組織得力、有序開展、扎實推進、成效顯著。
例如,2014年度工會精心組織了勞動競賽,圍繞各季度的生產任務與實際情況,開展了特色主題活動。一季度主題:“戰嚴寒,保供應”;二季度主題:“抓質量,確保安全生產”;三季度主題:“技術創新,崗位創效”;四季度主題:“實現年度生產經營目標沖刺。”在競賽活動中產生了10余名“優秀員工”、“十行百佳”勞動能手,并給予通報表揚和外出學習考察的機會。
四、建立職工創新工作室,充分發揮創新團隊的引領示范作用
以勞模、技師等高技能人才為主體,以創新為手段,鼓勵和扶持基層單位建立覆蓋公司主要工種的勞模及優秀技能人才的創新工作室,體現自主性、群眾性和協作性。在創新工作室內,通過導師帶徒、技術培訓、技術交流、技能作品展示、創新項目攻關等方式,充分發揮勞動模范和優秀技能人才的先進帶頭作用,將自己在工作中的創新思維、工作方法傳授給他人,共同解決生產和技術難題,鼓舞和激勵更多人參與技術創新活動。
職工創新工作室每年度定期開展一次,由工會組織申報、評審和驗收工作,制訂創新工作室驗收標準,經審核、認定后,以技術帶頭人的名字進行命名和掛牌,工會負責提供工作室場所,完善所需的機器設備,并給予一定的工作經費支持,營造“追求卓越,創新無限”的工作環境,激勵更多職工參與技術創新活動。
五、資助職工技術創新扶持項目,促進創新成果的產生和推廣
【關鍵詞】高校轉型 應用技術型人才 創新思維方法 STC算子法
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)10 -0016-02
一、引言
當代大學培養出的畢業生普遍存在理論知識水平高,但是動手實踐能力低的情況。走出大學校門的畢業生無法立即融入到工作崗位,而是必須經過“二次教育”[1]。由此可見,幾乎所有高等學府都面臨著“學了不會用”尷尬現象。
工學結合與實驗教學是高校避免上述尷尬現象出現的常用手段。但目前國內工學結合多是教學實習模式,將工作與學習分開, 達不到以練促學的目的[2]。實驗教學雖然能夠在一定程度上搭建起理論與實際聯系的紐帶[3],但其教學目標往往定位在“學會應用技術的原理”,學生沒有掌握應用技術的基本方法和技能,而且考核方式存在重理論而輕實踐、重形式而輕內容[4]的現象。
2013年6月,在教育部推動下,國內A35所地方本科院校發起成立了中國應用技術大學聯盟[5],旨在通過建設應用型技術大學,培養應用型技術人才,解決教育與實踐脫節――“學了不會用”問題。
同樣是培養應用型技術人才的職業教育,本科與高職高專之間的區別不應該僅僅是學制上的不同,更應該體現在應用型技術大學不僅要解決“學了不會用”問題,而且應該從“用的好,用的巧妙”方面下功夫。會用強調了實踐教學方面,而用的好則體現在創新能力培養方面。因此,培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量工程各類型技術人才[6],是高校面臨的緊迫使命。
綜上,通過大力的課堂教學實踐與探索,從實踐能力與創新能力方面綜合培養人才,尋找到一條真正適合應用型技術人才培養的道路,對于促進高校轉型成功和人才強國戰略的實施具有極為重要的探索價值和現實意義。
二、適應于應用型技術人才培養的創新的本質及其特征
(一)創新的本質
傳統上,創新能力被認為是一種由基因決定的個體差異,后天是難以培養的。但隨著研究工作的不斷深入,學者開始認為創新能力是可開發、可培養的;是一個集中反映“先天”與“后天”共同作用的特質[7]。文獻[8]對知識創新的定義“以轉化和應用為基本目的的創造知識及其應用的過程,知識創新盡管也包括新思想的產生,但同時重點強調了知識的轉化和應用”則強調了知識轉化應用這個創新的后天特征。
對創新更細致的分類見圖1。從中可以看出,創造知識部分只占整個創新的1%,絕大多數創新屬于知識應用型創新。因此,周光召院士將創新定義為“運用知識取得經濟和社會發展的過程”。美國創新雜志定義的創新為“運用已有的知識想出新辦法、建立新工藝、創造新產品”。
由此可見,創新的本質是知識的巧妙應用。
(二)創新的特征
上述創新的定義恰好契合了應用型技術型本科院校人才培養的方向,通過其實施必然能夠真正促進 “用的好,用的巧妙”目標的實現,使學生滿足新時代需要,適應國家經濟建設目標。那么,適合于應用型技術人才培養的創新應符合哪些特征呢?根據創新的特征,結合經濟建設和企業需要,可以將適應于應用型技術人才培養的創新的特征歸納為以下三個。
創新的首要特征是新,如何做到新?把知識用巧妙就達到了新的要求和目標。如某生產玻璃球企業需要將有瑕疵的玻璃球從合格產品中撿取出來,該怎么辦呢?很多學生接觸到這個問題后的第一反應,馬上想到用X射線等方法首先將瑕疵產品識別出來,然后設計機械手將瑕疵產品撿出來。這種方法固然可行,卻成本很高,不宜應用于玻璃球的生產,因為這種產品本身利潤非常低。繼續深入討論并引導思考后,有些同學能夠想到稱量的方法,更簡單的方法是利用瑕疵產品圓度不足,滾動就會受到限制,因此考慮設置具有一定斜度的軌道,通過有瑕疵產品滾動距離較近的方法從而解決該問題。由此例子可以看出,知識非常簡單,但巧妙的應用卻可以產生創新,解決大問題。
真正意義上的創新僅僅有“新”是不充分的。最早提出創新的美籍奧地利經濟學家熊比特認為,檢驗創新的唯一標準就是利潤;周光召院士對創新的定義也提出創新需要取得經濟和社會的發展。因此,創新必須具有的第二個特征是利潤和效益。作為企業的后備軍,大學生必須明確創新的首要目標就是提升產品質量,提升企業核心競爭力,從而為社會創造和積累財富。世界上最早的飛行汽車,誕生于1949年,其概念在今天依然是新穎的,但由于沒有走向市場,不滿足創新的第二個特征,因此不能稱之為完整意義上的創新。
創新的第三個特征是社會責任。很多時候創新滿足的前兩個特征,比如地溝油重新回到餐桌上的問題,單從創新的前兩個特征看,是滿足的,將用過的油提煉后再次利用的想法不可謂不新,而且降低了成本創造了利潤,但顯然其不是創新。因此,作為將來社會的建設者們的學生,必須從這里得到社會責任和良知的培養。之所以如此,其實很多由于創新而后帶來的危害是由于在實施創新的時候缺乏對社會責任足夠重視引起的。如地溝油如果不是回到餐桌,而是用于為汽車或飛機提供燃料,像日本和荷蘭那樣的做法,那么就是比較完美的創新了。
巧妙應用所學知識,帶來新穎的、具有市場競爭優勢的作品,同時為人類帶來美好的創新正是應用型技術人才培養所需要的。
三、創新思維STC算子法課堂教學探討
傳統教學模式在培養學生知識應用時,環境相對封閉,偏重于本門課程所涉及知識,而且知識應用是以套公式的方式進行的。傳統教學模式培養出來的學生面臨問題時的第一反應是從頭腦中尋找匹配知識點尋找答案,甚至很多學生干脆等待別人給出答案,記住結果就萬事大吉,往往不去深入思考為什么是這個答案,有沒有更好的答案。這種根深蒂固的思維習慣是從上學起,就在反復套公式尋找正確答案的課堂學習過程中不斷養成和被強化的。這種情況導致了絕大部分大學生面臨問題時只會簡單化思考,從而放棄了對問題本身的分析和深入認識。這就是為什么我國培養的大學生雖然在基本知識掌握方面強于西方國家,而在知識應用方面反而不及別人的主要原因之一。
而學生畢業走向工作崗位后,其知識應用的環境是開放式的,面臨的問題會是復雜和千差萬別的,可以用的知識是從小到大積累起來的,有時還要用到僅僅是了解甚至是陌生的知識。為此,面向開放式知識應用環境時,需要花大力氣培養學生分析問題,挖掘知識的能力。文作者在反復實踐和課堂探索中發現,TRIZ創新方法中提出的五種創新思維方法,正是立足問題本身,深入分析問題,通過一定的步驟進行知識挖掘的。非常有利于培養學生在開放知識應用環境下分析問題以尋求解決方案的能力。
TRIZ理論提出的五種創新思維包括九屏幕法、STC算子法、金魚法、IFR法和小人法,其中后三種方法在使用時通過一定步驟引導使用者不斷深入思考,逐步接近并尋找到合適的知識以解決問題,而前兩種方法則是站在多維度、多視角分析思考問題,幫助使用者以更加立體和全面的方式思考問題,尋求解決問題的知識。下面僅以STC算子法探討創新思維方法在課堂上的實施過程。
STC算子法中三個字母分別代表英文單詞Size、Time和Cost,是一種多角度地看待問題的思維方式,按照S尺寸、T時間(很多時候與速度匹配)和C成本維度分別進行一系列有規律的發散變化,最終讓許多看似困難、無從下手的問題,變得易于解決,從而克服思維慣性,引導知識挖掘。使用該方法時,首先明確分析對象當前的尺寸、時間和成本,然后分別使其從當前狀態不斷變大直至無窮大,然后再從當前狀態不斷變小直至無窮小。在尺寸、時間和成本逐漸變化的過程中發現分析對象的新特性、新功能。使用該思維方法時應注意首先不能夠由于擔心結果變的非常復雜而提前終止,其次尤其不能夠猜測中間結果。該方法是一種思維練習,其應用成效取決于主觀想象力和問題特點。
在課堂講解STC算子思維方法時,介紹完方法后,例子往往可以信手拈來,不刻意準備,這種情況下更容易激發挖掘出學生更多的創意。比如,問題可能為“如何改進一支筆”。一支筆對學生來說再平常不過了,但真正要思考如何進行改進卻并不容易,因此,學生討論后,會給出一些答案,但思考方向常常是雜亂無章的,而且有困難感。那么,接下來問題具體化為“如何利用STC法改進一支筆”,繼續討論,結果就大不相同了。
首先從尺寸的角度分析手中的筆,變大后有什么新特性呢?于是學生想到了寫大字的毛筆。那么,尺寸繼續變大會是什么結果呢?有些學生想到能向天空寫字的筆,于是想到利用放煙花的方式,飛機施放的方式以及氣球拼接的方式,甚至想到通過改變云的形狀進行寫字。當一支筆尺寸變為無窮大的時候,可以將字寫到世界的各個角落,現在的互聯網是不是能夠實現呢?而且如果能夠造出無窮長的筆,阿基米德可以用其撬動地球,人類登月是不是也可以借用呢?當一支筆尺寸不斷變小的時候又會出現什么新特性呢?可以是圓珠筆芯,自動鉛筆的筆芯,可以設計一種短小的鉛筆,專門應用于圓規上,方便安裝拆卸。繼續變小,無窮小的時候,有些同學想到了納米技術,利用掃描隧道顯微鏡,控制原子分子拼字。
從時間角度思考一支筆的改進時,可以從書寫的速度著手。比如當書寫速度比較慢時,有哪些新特性呢?同學們會想到向鋼鐵上刻字的雕刻機床,向石頭上寫字的石雕等,更慢的有刺繡的藝術品字等等。書寫速度變快時,能夠想到電腦打字,記者的速記,更快的方式將是未來根據信息科學和人體科學研究成果,利用人腦控制寫字,將想到的東西瞬間寫下來。
再從成本的角度出發,當不計成本的改進一支筆時,會出現什么情況?有同學想到用鉆石做一支筆,作為一種身份的象征可以在市場上賣高價。開發出寫字的機器人筆,人只要講出書寫內容,機器人筆就可以幫助人們把字寫下來。當不斷降低一支筆的成本時,有些同學想到利用泥巴上面鋪一層塑料紙,可以反復書寫,價格低廉的粉筆,或者干脆地上鋪一層沙子,用一根棍子就可以做筆。
從上述一支筆的改進例子可以看出,利用STC算子思維方法,使同學們從原本難以展開思考的狀態迅速活躍思維,能夠從最簡單的木棍寫字想到尖端的機器人筆、納米技術以及思想控制寫字的筆,極大的拓寬了挖掘知識的能力。如果經常進行訓練,并在實際工作中不斷應用,相信一定會幫助同學們打破思維慣性,以易于上手的方式改進其工作方式,大大提高知識綜合應用能力。
四、小結
當前,國家正在為培養更多的合格建設者進行高校轉型,隨著應用型技術大學轉型的不斷推進,培養學生更強的實踐動手能力和知識應用能力是轉型能否成功的核心和關鍵。
絕大多數高校在職業教育轉型過程中,將學生參與實踐作為重點抓手,無疑將為國家建設提供更多適應一線工作的合格技術勞動者。但同時應該看到,隨著我國經濟發展和技術的不斷進步,技術上很多方面已經接近國外發展水平,人才是引領世界技術的關鍵與核心,只有培養出更加優秀的應用型技術人才,才能夠保證我國走在世界技術前列。因此,以高校應用型技術轉型為契機,將創新培養與應用技術培養緊密結合,從而培養出一大批能用、會用而且用的巧妙的創新型應用技術人才,對于建設我國國際上大國地位,促進制造業走向國際領先,有著極為深刻的現實意義。
作為TRIZ提供的創新思維方法之一的STC算子法,可以培養學生在解決問題時,站在多個角度分析問題,從而在其所掌握的所有學科知識范圍內甚至陌生領域尋找合適的知識加以應用,從而找到問題的解。該方法不僅有益于培養應用型技術人才,而且更加注重技術的創新應用,正是加厚加重并促進應用技術轉型成功的有效途徑。
參考文獻:
[1] 楊玉蓓. 應用型計算機專業的校企合作模式的探討[J].教育教學論壇, 2014(8):221-222.
[2] 侯亞合,聶恒凱. “一地多點”廠中校工學結合育人模式的探索與實踐[J].教育教學論壇,2013(49):215-216.
[3] 王素青. 應用型本科院?!白詣涌刂圃韺嶒灐苯虒W改革的探索與實踐[J].實驗室科學,2014,17 (1):104-106.
[4] 孫靜,劉宇,黃利非. 論“技能調研與培養、需求分析與解決”模式的應用技術人才培養方法[J].教育與職業,2014,787 (3):107-108
[5] 闕明坤,張韋韋. 應用技術大學:地方高校“升級版”[J]. 教育與職業, 2014(3):22-27.
[6]齊繼陽.“機械制造工藝學”教學模式的探索[J].中國大學教學,2012(2):42-44.
[7]朱紅,李文利,左祖晶.我國研究生創新能力的現狀及其影響機制[J]. 高等教育研究,2011,2(32):74-82.
[8]朱紅濤.知識創造與知識創新概念辨析[J].科技情報開發與經濟,2012,10(22):74-76.
一、藝術設計專業的性質和特點分析
藝術設計是一門以創新為生命的應用性學科,是人類為了實現某種目的而進行的~項創造性活動。首先,藝術設計對綜合性要求極強。藝術設計綜合性很強.主要是由藝術設計的特性所決定的。具體表現在它的知識面概括了人類知識的方方面面,要求對人和人性的知識有充分的了解;了解不同的歷史文化和風格、不同地域的民族風俗習慣;要涉獵心理學的知識以及各個學科的知識。只有這樣才能做出一個好的設計。其次,藝術設計和生產實踐緊密聯系。隨著生產勞動的產生和發展,藝術也產生和逐漸發展起來了,人類的意識形態也隨著人類的生產勞動逐漸健全和發展成熟起來。換句話說,沒有人類的勞動實踐就沒有人的意識的成熟發展,也自然就沒有藝術設計的產生和發展。這三者間互相制約、聯系緊密??v觀藝術設計的發展,任何設計的興起和流行都和當時的生產實踐的發展、科技的進步有著密切的關系。最后,藝術設計中也包含恒定的元素。人性中恒定不變的真、善、美的存在,也就必然決定了藝術設計中真、善、美存在。求真、求善、求美作為人性中的本性和永遠的主題,自然而然也就成了藝術設計追求的目標。
二、創新思維在藝術設計中得以發揮的舉措
創新是藝術設計活動的生命。在高速發展的現代社會,藝術設計本身所體現出的創新意識、創新能力等,備受社會和企業的重視。創新已成為藝術設計引領市場的活的靈魂,那么,我們必須從以下幾點去做,從而使得創新思維在藝術設計中得以有效性發揮。
首先,廣博的知識是藝術設計者發揮創新思維的前提。藝術設計和哲學、宗教、政治、道德、心理等有著密切的關系,這是藝術設計綜合性的具體體現,因此藝術設計是一門知識含量非常豐富、涉及多門學科的學科。如果把藝術設計者擁有的內涵積淀比喻為一堆干柴,那么創新思維就好比靈光、星火,沒有干柴就不可能引燃猛烈的創作火焰從而創作出絢麗的藝術作品。這就決定了從事藝術設計的人員要有廣博的知識。對于藝術設計,目前有一個值得注意的現象,那就是以技入道,重技而輕理,片面地看重技術層面的更新和變化,同時過分依賴專業技藝的變異表達,究其原因就是設計者內涵積淀不夠而忽視文化層面的探索和思考。藝術設計者只有在具備廣博知識的基礎上,才能在設計創意中對地域習俗、受眾心理、審美情趣等文化層面和角度進行思考,才能把思想的靈光和星火演化為創新活動的過程,以獲得創新結果。