研究性学习与创新思维

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1、研究性学习 与创新思维1 研究性学习n111创新设计课题的寻找n1课题的寻找n研究性学习的过程是从问题到课题，从选题到开题，从理论到实践； 爱因斯坦说过“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”。好的选题 是成功的一半，要从“问题”中筛选“课题”；问题是由信息引起的，一 个人一旦向自己提出了某个问题，并产生解决它的强烈欲望，形成了 “问题意识”，就能够更敏锐地感受和觉察与该问题有关的信息，提高 对无关信息的抗干扰能力，人类的“好奇心”是产生“问题”的心理源泉 。如何做研究？ How to do research?outlineWhat is research?nWhy to do researc

2、h? nHow to do research?q如何选题？q如何读文献？q如何思考？q如何做实验？q如何写文章？n学问论文应该怎么写？What is research?nResearch?n研究?Why to do research? nFrom a personal view:nTo make a living 工作需要n追求学位n升迁nTo have fun（个人兴趣）n个人荣誉n For the society:nTo make progress as the development ofscience and technologyHow to do research?q如何选题？n选题

3、原则是什么？q如何读文献？q如何思考？q如何做实验？q如何写文章？方法一定要正确n俗语说“事半功倍”，指的是不论做什么事情 ，只要方法对了，必定可以用最少的力气完成 最多的工作。n事：我们的努力n功：我们的成果n做研究也是一样的！ 如何选题？确定研究对象？n所选的题目应该是：nsolving real life problems.nStriving to anticipate peoples needs, withnresults in great ideas and the worlds bestnproducts.n（你做的工作一定要有意义，别人要认可）n所选的题目不应该是： :nFor

4、solving toy problems.nFor solving pure mathematics problems.选什么样的题？专业 基础要有能力管理你的研究工作nDon t do the hardest topic if you arenprepared to itnYou will be hurt, or lose interests on researchn难题可以分解为一个个小的子问题; 循序渐进.n不要眼高手低，而要量力而行。n饭要一口一口吃，路要一步一步走。n只有三十斤的力气，不要挑五十斤的担子。几点建议：n (一) 做研究的第一步就是查找和阅读尽可能n多的学术资料，看看别人

5、做了些什么。n千万不可抱残守旧，读了一两篇文章就坐井观天。否 则绞尽脑汁做出来的东西很可能是别人已经做过了的 ，那可就要落个闭门造车的下场了。疑问：是不是知道的越多越好？n作第一手的研究。n研究题目有三种：n第一种题目是从来没人想过的。做这种研究的人，就 象是拓荒先驱一样，大家都会跟着他们走；n第二种题目是已经有人做出一些初步成果了，你把现 有的成果发扬光大，集其大成；n第三种研究的题目是已经被别人彻底研究过了，只剩 下很少一些边边角角的课题去完成。n鼓励大家拓宽思路，多朝前两种题目去思考。Phases of Researchn(III)要有做“世界第一” 的决心。做研究是一个 长期的工作，要

6、想有成果就一定要追根究底， 把问题解决彻底。千万不要浅尝辄止，半途而 废。心中一定要想着在某个特定的研究领域里 做“世界第一” 。如何去找一个问题？n已经有的问题n你自己创造一个问题n对已有问题经常总结、比较！n挖洞法 DB/IR如何去找一个问题？n对一个感兴趣的研究热点问题做一个综述（问 题不要太大）q看2030篇文章，12个月做完n举例：不是越多越好！实验n看看以前的工作是否有不足之处？是否有漏洞 ？（具体怎么想，且看下节分解）经常总结研究要领n脑筋要清楚 n方法要简单 n自然为美 顺其自然n举一反三 思考（think） n选对主题 n胡思乱想 拓宽思维n移花接木 逆向工程n随手札记 看相

7、关文献n可以让我们明白q这个问题是什么？WHATn同时我们应该总结出：q这个问题其他人是如何解决的？qKey ideas and motivationsqTechnical skills, such as mathematicsqAdvantages vs. disadvantagesqWriting skills: words, phrase, sentencesWhere to find reading resources?nJournalsnConferencesn图书馆电子数据库nNEC research: nPersonal homepages, group Publications

8、nGoogle笔记n在笔记本上记录下自己的想法。只有你自己才会 去读它，因此可以记得比较随意。记录下自己的 思索，当前研究中遇到的问题，可能的解决方案 。n 定期翻阅你自己的笔记本。做月度总结。笔记 中记录中的东西经常可以作为一篇论文的骨干。 这会使生活变得轻松些。相反，你会发现写粗略 的论文标题，摘要，分标题，以及正文的片 段是一种记录自己当前工作的有效方式，即 使你并不准备把它变成一篇真正的论文。（过一 段时间你或许会改变想法）。读完文章以后n找一个机会，将你最近的读的文章做个报告，与大家 讨论。这样可以锻炼自己的概括总结能力，也可激发 自己的思考。n找几位外行，将你最近的想法说给他听。这

9、样可以整 理自己的思路，看看他们有什么看法。n观察别人是如何做报告的。学习如何能够将一件事情 用比较简洁的话将它讲明白！如何总结？n某个研究方向今后会走向何处？n当前最重要之方法的优点和缺点n方法1：优点，缺点n方法2：优点，缺点n方法3： n和同行交流，产生智慧的火花n绞尽脑汁，挖空心思，奇思妙想研究的关键在于创新n用新方法解决老问题n用老方法解决新问题n用新方法解决新问题思考的重要性？n学习到研究的转变：q以前读书是为考试而读书！ -记忆q现在研究应该有自己的思想 -思考n养成经常思考的习惯！n养成经常挑刺的习惯！n养成经常提问的习惯！n思考可以让我们明白怎么去解决问题从哪里开始思考？n将

10、解决这个问题最简单的方法全部列出来， 一个一个论证是否可行？q理论分析q实验分析n将这些算法进行改进！n是否有这些方法的组合会达到更好的效果？从哪里开始思考？每当看到一个问题，先将问题的特征定下来。q该问题有哪些自己独特的与众不同的地方？为什么又变成 一个新问题了？ 每当看到一个解决问题的方法，q总结出该方法的前提假设是什么？q总结出该方法的特征 同时还要问自己：q这个方法在什么情况下会很差？q如果有，将这个问题推广到极限上去。q最好举些例子来说明，不要抽象的想。qA方法可行，与A特征相似的B方法可不可行？（类比思维 ）q这个方法可以解决问题C，与问题C类似的问题D能不能用 这个方法解决？积累

11、一点一滴n将思考的东西一点一点记下来，经常做总结， 这样你就会经常有好的想法出来，并且逐渐会 系统化起来。n这样你就有了自己解决问题的思想！n思想=算法=做实验来验证思想的正确性如何做实验？n实验一定要充实丰富，真实可靠n要考虑各种组合，各种情形，不同参数n可以是多个实验，说明算法的不同角度n和别人工作的比较n可以向作者索取代码或程序n实在没有，也许要自己实现别人的算法n图与表figures 或者说，在机械结构上允许机器人执行不同的任务或以不同的方 式完成同一工作。现有的大多数机器人都具有不同程度的通用性，包括 机械手的机动性和控制系统的灵活性。n2）适应性：机器人的适应性是指其对环境的自适应

12、能力，即所设计的机 器人能够自我执行未经完全指定的任务，而不管任务执行过程中所发生 的没有预计到的环境变化。在这方面，机器人使用运用传感器感测环境 的能力;分析任务空间和执行操作规划的能力;自动指令模式能力。工业机器人n工业机器人是完成不同作业，根据程序化的运动，实 现材料、部件、工具移动，并可编程的多功能操作机 。工业机器人是在三维空间具有类似人体上肢运动的 功能和结构，并能完成复杂空间动作的多自由度自动 机械。工业机器人也是具有自动控制操作功能或移动 功能，并能够通过编程进行工作的机械。根据不同的 功能要求，其主要结构形式如下：n1直角坐标机器人13.6农业机械n随着时代的发展、科技的进步

13、，现在在农村里 机械化耕作生产也不是什么新鲜事了。小麦由 以前人工播种变成了现在的机器播种，由以前 的镰刀收割变成了现在的收割机收割。大型联 合收割机可以收割脱粒一起完成。给果树、蔬 菜、农作物喷农药也由以前的人工背个小壶喷 洒变成现在的机器动力喷洒。许许多多的农作 物的生产都变成了机械化生产。农业机械化大 大提高了生产效率。棉花收获机械。n1棉花采摘n棉花采摘技术方案1（图5.65（a），机器由电动采摘头、输送 软管、负压风机、贮棉桶和直流电源组成，输送软管连通电动采 摘头和贮棉桶，负压风机置于贮棉桶上对应吸风口的位置处，直 流电源置于贮棉桶内并通过导线与电动采摘头和负压风机连接。 采用滚形

14、式的采摘轮来摘取棉桃中的棉絮，能有效采净棉桃中的 棉花，采摘轮夹持棉花时不会拉断棉纤维，清洁轮在清理采摘轮 上的棉花的同时不断地将棉花周围的棉叶吹散出去，保持棉花的 洁净，整个采摘过程对棉纤维不损伤、不粘杂，保持原棉固有的 特性。棉花采摘13.7创新思维与技法训练n n科学就是一些有趣的探索。没有创新的思想是不能做到真正的创 新,而创新又是来源于现实已有的东西,往往是来自一些最为基本的 原理,只是人们的思维局限于一个小的领域,就像井里的青蛙觉得一 个事物的功能只会有井口那么大,殊不知,在这基本的事物之中蕴含 着令人意想不到的宝藏. n创新要有现实性,要有实用性, 每一个创意都可能产生一项发明，

15、 而接下来的n个创意将会把这个发明推向辉煌。n只要抓住每一次灵感，坚持不懈、顽强努力，最终一定会创造出 很多人类的财富。n习比学重要、做比说可靠，通过以下的思维训练，提高学生的综 合素质与创新设计能力。思考题n1机械工程科学发展趋势的主要特征有那些？n2举例说明机电一体化技术对机械系统的影响。n3技术创新的类型与特点有那些？n4创新设计有那7个原则，并举例说明？n5有那几种新产品开发的策略？n6思维定势有那些危害，如何克服？n7举例说明生物体的结构与功能在机械设计方面给予了那些启发。n8仿生学的基础模仿，仿生思维就是在大自然中寻找解决问题的方程式 说法对吗？n9仿生学主要研究的方法就是建立模型，模拟认识，实践创新。其研究 构成大致有那三个阶段。n10仿生设计学的研究内容主要有那4个方面。结 束参考书 机械创新设计技术 科学出版社 2008