八、群体激智法 每一个人都具有一定的创造能力，但一个人的创造能力总是有限的。任何一个创造发明都离不开 社会，发明家和周围的人及事物总会有着千丝万缕的联系，因此，创新思维也时刻受着它们的影响。 正是基于这个原因，奥斯本的“智力激励法”通过小组讨论的形式，围绕创新课题，动员、激励大家 提出尽可能多的创新设想。这种方法能够充分发挥每个人的优势，大家相互激励、相互启发，形成大 量的创新设想，从而为获得最佳创新方案创造良好的条件。为保证这一目标的实现，奥斯本提出了4 个原则：自由思考原则，禁止评判原则，追求数量原则，结合改善原则。在小组讨论时，要让大家无 拘无束、心情舒畅、大胆设想、畅所欲言，在轻松自如的环境，尽情发挥各自的创新思维。大量事实 表明，这种方法，对于具体的较小课题往往很有效，提出的创新设想往往比较多。 九、现代发明方法 随着科学技术的相互渗透、综合应用，各学科的沟通和共性受到人们的普遍关注，信息论、控制 论和系统论也随之发展，相应的信总方法、控制方法和系统方法已成为现代发明方法体系中的基本组 成部分，在现代创新活动中同样发挥了重要的作用。下面就简要介绍这三种方法的特点和主要类型。 1.信息方法 信息就是财富，这句话深刻而形象地反映了信息的重要性。人类进人信息社会后，信息的产生 获取、传输、采集、处理、存储、显示已成为信息技术的主要内容。以信息的检索、提取和加工为基 础的创造发明方法称信息方法，它已成为现代创新活动中一种极为有效的方法。常用的两种方法为： (1)情报利用法 发现问题和论证课设想时都要充分地进行情报检索，了解和掌握大量信息，才能避免重复别人 的工作。因此信息可视为创新的向导，搜集、整理、研究和利用信息，就能保证创新活动顺利进行。 专利是各种情报中最重要、最有价值的信息，具有国际化、情报化的特点，反映了当代科学技术 发展的水平，内容具体、可靠，且范围广泛，具有较好的应用价值。利用专利情报，从中可以寻找发 明课题和解决问愿的方法。例如，美国发明家卡尔森就是通过专利得知前人用化学效应进行复印研究， 但未获成功。于是，他就另辟溪径，将光电导法和静电原理相结合，最终获得了静电复印技术的专利。 (2)技术预测法 对技术发展趋势的预测能帮助人们掌握正确的创新方向，明确具体的创新内容。任何技术都有 定的发展规律，这也正是技术预测的理论基础。预测是根据收集到的大量情报、资料，通过分析研究， 对事物的发展作出初步的估计和判断。进行技术预测时，必须掌握多方面的资料，如基础理论和应用 基础的研究状况、专利文献、科技人员情况、国家政策。常用的技术预测法有专家预测法和趋势外推 法。 ①专家预测法。一般是由专门的机构，针对某一技术领域的发展趋势，向该技术领域内的一定数 量的专家发函征询，再对回函汇总，分析归纳，形成综合意见，再第二次对专家进行函询。根据实际 需要，可来回几次，直至获得比较满意的预测结果。 ②趋势外推法。它是指分析某一事物或技术过去和现在的发展规律，再延伸到将来，从而作出预 测。 2.控制方法 12
12 八、群体激智法 每一个人都具有一定的创造能力，但一个人的创造能力总是有限的。任何一个创造发明都离不开 社会，发明家和周围的人及事物总会有着千丝万缕的联系，因此，创新思维也时刻受着它们的影响。 正是基于这个原因，奥斯本的“智力激励法”通过小组讨论的形式，围绕创新课题，动员、激励大家 提出尽可能多的创新设想。这种方法能够充分发挥每个人的优势，大家相互激励、相互启发，形成大 量的创新设想，从而为获得最佳创新方案创造良好的条件。为保证这一目标的实现，奥斯本提出了 4 个原则：自由思考原则，禁止评判原则，追求数量原则，结合改善原则。在小组讨论时，要让大家无 拘无束、心情舒畅、大胆设想、畅所欲言，在轻松自如的环境，尽情发挥各自的创新思维。大量事实 表明，这种方法，对于具体的较小课题往往很有效，提出的创新设想往往比较多。 九、现代发明方法 随着科学技术的相互渗透、综合应用，各学科的沟通和共性受到人们的普遍关注，信息论、控制 论和系统论也随之发展，相应的信息方法、控制方法和系统方法已成为现代发明方法体系中的基本组 成部分，在现代创新活动中同样发挥了重要的作用。下面就简要介绍这三种方法的特点和主要类型。 1. 信息方法 信息就是财富，这句话深刻而形象地反映了信息的重要性。人类进人信息社会后，信息的产生、 获取、传输、采集、处理、存储、显示已成为信息技术的主要内容。以信息的检索、提取和加工为基 础的创造发明方法称信息方法，它已成为现代创新活动中一种极为有效的方法。常用的两种方法为： （1）情报利用法 发现问题和论证课题设想时都要充分地进行情报检索，了解和掌握大量信息，才能避免重复别人 的工作。因此信息可视为创新的向导，搜集、整理、研究和利用信息，就能保证创新活动顺利进行。 专利是各种情报中最重要、最有价值的信息，具有国际化、情报化的特点，反映了当代科学技术 发展的水平，内容具体、可靠，且范围广泛，具有较好的应用价值。利用专利情报，从中可以寻找发 明课题和解决问题的方法。例如，美国发明家卡尔森就是通过专利得知前人用化学效应进行复印研究， 但未获成功。于是，他就另辟溪径，将光电导法和静电原理相结合，最终获得了静电复印技术的专利。 （2）技术预测法 对技术发展趋势的预测能帮助人们掌握正确的创新方向，明确具体的创新内容。任何技术都有一 定的发展规律，这也正是技术预测的理论基础。预测是根据收集到的大量情报、资料，通过分析研究， 对事物的发展作出初步的估计和判断。进行技术预测时，必须掌握多方面的资料，如基础理论和应用 基础的研究状况、专利文献、科技人员情况、国家政策。常用的技术预测法有专家预测法和趋势外推 法。 ①专家预测法。一般是由专门的机构，针对某一技术领域的发展趋势，向该技术领域内的一定数 量的专家发函征询，再对回函汇总，分析归纳，形成综合意见，再第二次对专家进行函询。根据实际 需要，可来回几次，直至获得比较满意的预测结果。 ②趋势外推法。它是指分析某一事物或技术过去和现在的发展规律，再延伸到将来，从而作出预 测。 2. 控制方法
控制方法是现代控制论在创造发明中的具体运用，是通过信息处理的能动过程，解决控制与被控 制的矛盾，使系统运行处于最佳状态或保持系统的稳定型，借以实现人们事先对系统所规定的目标。 也就是把人的行为、目的同电子、机械运动联系起来。 3.系统方法 系统论是研究系统一般规律的科学。系统方法则是以对系统的基本认识为根据，来指导科学技术 工作的一种现代思维方法。创新工作是一个系统过程，创新的事物也具有系统特征，因此系统论也是 创新的重要理论基础。系统方法对发掘创新课题、构思创新方案、选择最佳方案都具有重要的指导意 义。常用的系统方法有矩阵法和价值工程法。 13
13 控制方法是现代控制论在创造发明中的具体运用，是通过信息处理的能动过程，解决控制与被控 制的矛盾，使系统运行处于最佳状态或保持系统的稳定型，借以实现人们事先对系统所规定的目标。 也就是把人的行为、目的同电子、机械运动联系起来。 3. 系统方法 系统论是研究系统一般规律的科学。系统方法则是以对系统的基本认识为根据，来指导科学技术 工作的一种现代思维方法。创新工作是一个系统过程，创新的事物也具有系统特征，因此系统论也是 创新的重要理论基础。系统方法对发掘创新课题、构思创新方案、选择最佳方案都具有重要的指导意 义。常用的系统方法有矩阵法和价值工程法
第四章创新思维和创新技法在实践中的应用 第一节创新研究性实验是培养学生创新能力的有效模式 物理实验是高等理工科院校对大学生进行科学实验基本训练的一门必修基础课，是大学生接受系 统实验方法和技能训练的开端，是对学生进行科学训练的重要基础。在较长时间内，这一观点一直是 物理实验教学的指导思想。通过物理实验，学生掌握了一定的基本知识、基本技能和基本方法，接受 了科学实验的初步训练，为以后的学习打下了一定的实验基础。但这种实验教学也引起了一些不容忽 视的问题，容易把“三基”（基本知识、基本技能和基本方法）要求贯彻得过死，把“训练”看得过重， 在每个实验中，都要定要求、定内容、定步骤，学生只能循规蹈矩、按步就班、广播体操式地做实验， 思维定势严重，学生的学习积极性受到严重抑制。另外，常规实验大都是一些经典的、传统的，而反 映现代高新技术内容的比较少：验证性的实验较多：实验技术也比较陈旧：力、热、电、光各自独立 的实验多，而综合的少。常规实验在教学内容、教学模式、教学方法上的种种弊端己引起人们的充分 重视，全国高校己开始进行实验教学的改革：一方面不断充实和加强现代高科技内容，转变教学观念、 教学思想：另一方面也积极探索各种教学模式和教学方法。现在己出现基础性实验、综合性实验、开 放性实验、设计性实验、应用性实验、专门化实验等各种不同类型的实验，且它们正在被不断实践和 改进，而创新研究性实验是培养学生创新能力的有效模式。 第二节做好创新研究性实验的几点建议 创新研究性实验一般分为三个阶段：第一个阶段是准备、设计阶段。首先由老师提出实验要求， 介绍有关背景材料和信息，并根据不同情祝适当给予提示。随后，学生根据要求，查资料、动脑筋， 设计实验方案，选配实验仪器，拟定实验步骤，其间还可和老师讨论：第二个阶段是实验阶段。学生 要自己独立实验，正确调节和使用仪器，观察现象，测量数据，思考和分析问愿，排除故障，保证实 验顺利进行。其间老师也可给予适当指导。第三个阶段为书面小结阶段。最好是以论文形式提交实验 结果。如有条件，各实验课题也可以口头形式进行交流讨论，效果会更好。 为了做好创新研究性实验，需要注意以下几点： 1.认真学习有关的创新理论和创新技法。培养创新精神和创新能力是高等教有改革的重点，学生 应该加强创新理论的学习，因为只有掌握必要的理论，才能更好地进行创新实践。 2.实验不要求用很高级的仪器、较深的理论来进行。关键是要善于运用基本理论，提出有价值、 有新意的设想或方案，并去实现它（条件许可时）。 3.创新思维是一种积极主动的思维，要做好创新研究性实验，一定要有热情，有信心，要不怕困 难，通过实验的锻炼来塑造自己的创新品格。 4.对每个实验后面的附录都要认真阅读，根据提供的参考资料到图书馆去查阅，搜集尽可能多的 信总，并结合创新思维和法则、技巧，进行深入的思考，这样才能构思出最佳的方案。 5.要认真对待实验小结。最好是学会以论文的形式来小结，这更贴近以后发表研究成果的实际需 要。论文一般分为摘要和正文两部分。正文又可分为前言（有关课题的国内外研究动态、本身工作的 特点等)、课题原理、实验（仪器装置、方法特点、实验数据）、结果和讨论（结论、问题分析、改进 意见) 14
14 第四章 创新思维和创新技法在实践中的应用 第一节 创新研究性实验是培养学生创新能力的有效模式 物理实验是高等理工科院校对大学生进行科学实验基本训练的一门必修基础课，是大学生接受系 统实验方法和技能训练的开端，是对学生进行科学训练的重要基础。在较长时间内，这一观点一直是 物理实验教学的指导思想。通过物理实验，学生掌握了一定的基本知识、基本技能和基本方法，接受 了科学实验的初步训练，为以后的学习打下了一定的实验基础。但这种实验教学也引起了一些不容忽 视的问题，容易把“三基”（基本知识、基本技能和基本方法）要求贯彻得过死，把“训练”看得过重， 在每个实验中，都要定要求、定内容、定步骤，学生只能循规蹈矩、按步就班、广播体操式地做实验， 思维定势严重，学生的学习积极性受到严重抑制。另外，常规实验大都是一些经典的、传统的，而反 映现代高新技术内容的比较少；验证性的实验较多；实验技术也比较陈旧；力、热、电、光各自独立 的实验多，而综合的少。常规实验在教学内容、教学模式、教学方法上的种种弊端己引起人们的充分 重视，全国高校已开始进行实验教学的改革：一方面不断充实和加强现代高科技内容，转变教学观念、 教学思想；另一方面也积极探索各种教学模式和教学方法。现在已出现基础性实验、综合性实验、开 放性实验、设计性实验、应用性实验、专门化实验等各种不同类型的实验，且它们正在被不断实践和 改进，而创新研究性实验是培养学生创新能力的有效模式。 第二节 做好创新研究性实验的几点建议 创新研究性实验一般分为三个阶段：第一个阶段是准备、设计阶段。首先由老师提出实验要求， 介绍有关背景材料和信息，并根据不同情况适当给予提示。随后，学生根据要求，查资料、动脑筋、 设计实验方案，选配实验仪器，拟定实验步骤，其间还可和老师讨论；第二个阶段是实验阶段。学生 要自己独立实验，正确调节和使用仪器，观察现象，测量数据，思考和分析问题，排除故障，保证实 验顺利进行。其间老师也可给予适当指导。第三个阶段为书面小结阶段。最好是以论文形式提交实验 结果。如有条件，各实验课题也可以口头形式进行交流讨论，效果会更好。 为了做好创新研究性实验，需要注意以下几点： 1．认真学习有关的创新理论和创新技法。培养创新精神和创新能力是高等教育改革的重点，学生 应该加强创新理论的学习，因为只有掌握必要的理论，才能更好地进行创新实践。 2．实验不要求用很高级的仪器、较深的理论来进行。关键是要善于运用基本理论，提出有价值、 有新意的设想或方案，并去实现它（条件许可时）。 3．创新思维是一种积极主动的思维，要做好创新研究性实验，一定要有热情，有信心，要不怕困 难，通过实验的锻炼来塑造自己的创新品格。 4. 对每个实验后面的附录都要认真阅读，根据提供的参考资料到图书馆去查阅，搜集尽可能多的 信息，并结合创新思维和法则、技巧，进行深入的思考，这样才能构思出最佳的方案。 5．要认真对待实验小结。最好是学会以论文的形式来小结，这更贴近以后发表研究成果的实际需 要。论文一般分为摘要和正文两部分。正文又可分为前言（有关课题的国内外研究动态、本身工作的 特点等）、课题原理、实验（仪器装置、方法特点、实验数据）、结果和讨论（结论、问题分析、改进 意见）
6.同学们根据自己的兴趣选做本课程的实验内容。每个实验各有特点：有的是以培养基本思维方 法的运用为主：有的是要求“原理创新”（即提出或验证实现课题的原理）：有的是要求“方法创新” 有的是侧重于实践能力的培养.做实验时，要提出尽可能多的设想，再根据时间和条件，实践一二 种方案。有的实验如无条件进行，也可以提出各种新的设想，这同样也是一种创新思维的训练形式， 15
15 6．同学们根据自己的兴趣选做本课程的实验内容。每个实验各有特点：有的是以培养基本思维方 法的运用为主；有的是要求“原理创新”（即提出或验证实现课题的原理）；有的是要求“方法创新”； 有的是侧重于实践能力的培养.做实验时，要提出尽可能多的设想，再根据时间和条件，实践一二 种方案。有的实验如无条件进行，也可以提出各种新的设想，这同样也是一种创新思维的训练形式
第五章创新研究型近代物理实验参考课题 实验一超声光册与诱明液体中声速的侧量研究型课项 一、课题意义 超声波在液体中传播时，其声压使液体被周期性压缩与膨胀，其密度产生周期性变化，同时有单 色光垂直于超声波传播方向照射液体时，光会被液体衍射，这种实验装置称为超声光栅，这种效应被 称为声光效应。声光器件主要应用在声光调制器、激光打印、激光调Q技术、雷达波谱分析、光通信 等领域。 超声光栅衍射效果与溶液种类、溶液浓度、溶液温度以及光源种类有关，也与仪器装置设计有关。 二、实验课题 课题 研究超声光栅衍射与溶液种类和浓度的关系。配置不同浓度的电解质和非电解质溶液，用单色光 照射，根据超声光栅的衍射条纹，研究不同溶液种类和浓度时衍射光栅以及衍射条纹的差异：设计实 验完成不同温度时溶液形成的超声光栅中超声波声速的测量，分析溶液温度对声速的影响：利用超声 光栅研究污水净化问题，超声波作用后污水透明度随时间会发生改变，从衍射条纹的数目可以获知污 水净化程度。 课项一 选用几种不同的光源，研究光源种类对超声衍射的影响。测量不同种类光入射时超声光櫺衍射条 纹位置以及超声波的声速，理论结合实验测量结果分析入射光波长不同时超声光栅衍射条纹的差异以 及声速的变化。设计实验利用超声光栅衍射测量未知光源发光的波长。 课题三 计算机模拟超声光栅衍射以及平面透射光栅衍射。编写程序，实现超声光栅衍射条纹的可视化， 改变相关参量（入射光波长、温度等），研究超声光栅衍射条纹的间隔以及亮暗条纹的移动和变化， 结合理论进行分析，结合他人实验结果进行比较分析。编写程序实现平面透射光插衍射条纹的可视化， 并与超声光栅衍射进行对比分析。 三、参考文献及资料 1、岑敏锐.超声波在液体中的传播速度与温度的关系.物理实验，2008,28(5)39 2、肖安琪，刘烈.超声光栅研究声速与溶液浓度及温度的关系.实验室研究与探索，2012,31(3)44. 3、胥新，崔莎莎，郭芳芳，等.非电解质和电解质溶液中的超声光栅衍射效应.物理实验，2012 32(11)7 4、朱道云，何艳阳，周誉昌。利用激光超声光栅衍射光谱测定汞光的波长.大学物理，2010， 29(9):40. 5、杨燕婷，王敏，周誉昌.用超声光栅衍射测量氨氖激光的波长.大学物理，2009,287)：43. 6、薄春卫.超声光栅测液体中声速实验的改进.实验室研究与探索，2012,31(5)61 7、王晓颖，王涛，李武军.超声光橋实验中声致折射率变化的研究.大学物理，2012,31（⑤）：50. 8、谢莉莎，刘彩霞，肖苏，等.超声光橱与平面透射光栅衍射图样的比较研究.大学物理，2010
16 第五章 创新研究型近代物理实验参考课题 实验一 超声光栅与透明液体中声速的测量研究型课题 一、课题意义 超声波在液体中传播时，其声压使液体被周期性压缩与膨胀，其密度产生周期性变化，同时有单 色光垂直于超声波传播方向照射液体时，光会被液体衍射，这种实验装置称为超声光栅，这种效应被 称为声光效应。声光器件主要应用在声光调制器、激光打印、激光调 Q 技术、雷达波谱分析、光通信 等领域。 超声光栅衍射效果与溶液种类、溶液浓度、溶液温度以及光源种类有关，也与仪器装置设计有关。 二、实验课题 课题一 研究超声光栅衍射与溶液种类和浓度的关系。配置不同浓度的电解质和非电解质溶液，用单色光 照射，根据超声光栅的衍射条纹，研究不同溶液种类和浓度时衍射光栅以及衍射条纹的差异；设计实 验完成不同温度时溶液形成的超声光栅中超声波声速的测量，分析溶液温度对声速的影响；利用超声 光栅研究污水净化问题，超声波作用后污水透明度随时间会发生改变，从衍射条纹的数目可以获知污 水净化程度。 课题二 选用几种不同的光源，研究光源种类对超声衍射的影响。测量不同种类光入射时超声光栅衍射条 纹位置以及超声波的声速，理论结合实验测量结果分析入射光波长不同时超声光栅衍射条纹的差异以 及声速的变化。设计实验利用超声光栅衍射测量未知光源发光的波长。 课题三 计算机模拟超声光栅衍射以及平面透射光栅衍射。编写程序，实现超声光栅衍射条纹的可视化， 改变相关参量（入射光波长、温度等），研究超声光栅衍射条纹的间隔以及亮暗条纹的移动和变化， 结合理论进行分析，结合他人实验结果进行比较分析。编写程序实现平面透射光栅衍射条纹的可视化， 并与超声光栅衍射进行对比分析。 三、参考文献及资料 1、岑敏锐. 超声波在液体中的传播速度与温度的关系. 物理实验, 2008, 28(5):39. 2、肖安琪, 刘烈. 超声光栅研究声速与溶液浓度及温度的关系. 实验室研究与探索, 2012, 31(3):44. 3、胥新, 崔莎莎, 郭芳芳, 等. 非电解质和电解质溶液中的超声光栅衍射效应. 物理实验, 2012, 32(11):7. 4、朱道云, 何艳阳, 周誉昌. 利用激光超声光栅衍射光谱测定汞光的波长. 大学物理, 2010, 29(9):40. 5、杨燕婷, 王敏, 周誉昌. 用超声光栅衍射测量氦氖激光的波长. 大学物理, 2009, 28(7):43. 6、薄春卫. 超声光栅测液体中声速实验的改进. 实验室研究与探索, 2012, 31(5):61. 7、王晓颖, 王涛, 李武军. 超声光栅实验中声致折射率变化的研究. 大学物理, 2012, 31(5):50. 8、谢莉莎, 刘彩霞, 肖苏, 等. 超声光栅与平面透射光栅衍射图样的比较研究. 大学物理, 2010