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1、前 言,化学实验创造学是化学与创造学交叉所形成的一门新兴学科，旨在研究人们在化学技术领域进行的创造活动，并探索其过程、规律和方法，是创造学的一个重要分支。化学创造学渗透在整个化学技术领域之中，化学家们运用各种方法了解自然界，研究自然界，并创造出自然界不存在的新物质，完成化学变化的新途径。,（1）化学本身就是一门发现的科学、创造的科学，也是支撑国家安全和国民经济发展的科学。 （2）化学在解决粮食问题、战胜疾病、解决能源问题、改善环境问题、发展国家防御与安全所用的新材料和新技术等方面起着不可或缺的关键作用。 为此，迫切需要探索在化学技术领域进行的创造活动过程、规律和方法。,为什么要开设这门课程,教
2、学内容（共分7讲）,化学实验创造学概述； 化学创造性思维； 化学创造力开发； 化学创造技法； 化学技术创新； 化学创造性人才素质培养 ； 化学创造性成果的传播与保护 。,教学目的,（1）利用创造学的基本理论指导开展化学创造活动，使化学不断为人类的可持续发展、创造美好生活提供更有力的支撑。 （2）培养同学们的化学创造意识，对今后的创造性地开展工作提供一定的指导和帮助。,第一讲 化学实验创造学概述,1.1.1 创造学定义 创造学以创造为研究对象，是一门旨在探索创造的特点、机理、规律和方法的科学。 两种观点： (1) 活动观 创造学以创造活动为主要研究对象，是旨在探索创造活动特点、规律和方法的科学。
3、 (2) 能力观 创造学主要研究人的创造能力，是研究人在创造过程中表现出来的创造能力的规律和方法的科学。,1.1 创造学的概念,教学要求,（1）本讲义以大学化学知识为平台，以创造学基本原理为基础，以化学技术领域的发明创造为事例，阐述化学实验创造学的基本原理的实际应用。 （2）坚持通俗易懂，深入浅出，力求达到科学性与科普性的结合，学术性与公众性的结合。既满足化学及其相关专业的科学素质教育的需要，又可作为大众的科普读物。 （3）强调化学创造过程中的思维特点和技法，通过实例分析剖析前人在化学创造过程所运用的创造技法，以此来指导我们在化学技术领域的创造活动。 （4）突出化学创造意识的培养，有意识地进行
4、学生创造力的培养，在日常生活和学习中，培养多思路、多方法的习惯。,创造、发现与发明的概念 在科学上，创造（creation）、发现（discover）与发明（invention）的层次是不同的。,1.1.2 创造及其相关概念,(1) 创造,创造是由需求出发，通过设想而首次产生崭新的精神或物质成果的思维与行为。,创造=需求(设想)2 思维行为,发现新事物 居里夫妇发现镭元素 伦琴发现X射线,创造的内容：,1895年12月22日，伦琴邀请夫人来到实验室，用他夫人的手拍下了第一张人手X射线照片,溴化镭,总结新规律,门捷列夫发现元素周期律,建立新理论（价健理论）,提出新观念（绿色化学）,利用化学原理从
5、源头上减少和消除工业生产对环境的污染。 反应物的原子全部转化为期望的最终产物。,创立新技术（化学微反应器）,利用精密加工技术制造特征尺寸在10300m之间的微反应器。“微”表示工艺流体的通道在微米级，而不是指微反应设备的外形尺寸或产品的产量小。微反应器中可以包含有成千上万的微型通道，可实现很高的产量。,提出新方法 （不对称合成法，也称手性合成）,发明新产品（纳米材料）,创造的活动方式：,思维活动（认识） 行为活动（实践） 两者结合，相辅相成，难以分割。,认识实践再认识再实践,创造的特性：,新颖性即首创性，是衡量创造成果的首要特征。创造不是模仿或拼装，而是要实实在在地解决前人所未能解决的问题，要
6、使既成事物在发展中有新的、质的变化和飞跃。,足球烯,价值性即实用性，创造成果能否人们要某些方面的需要，在运用中能否取得良好的社会效益、经济效益或学术价值。如果创造成果不具备价值性，也失去了创造的基本意义。,先进性是指创造成果在产生时是否体现了当时生产力发展的要求，是否比同类产品更有前途，是否能替代或战胜旧事物。如果创造成果仅具备新颖性和价值性，而无先进性，则仍只能算作一般产品。,“的确良”布料,未来性即前瞻性，创造者选择的课题或项目必须是前人未曾想到的，或者是想到了但未能解决的。创造者必须面向未来、研究未来、追求未来，把未来的模糊领域作为研究、解决的目标。,利用纳米技术将氙原子排成IBM,时间
7、性对时间的确认是界定创造成果的又一特征，特别是申报创造发明专利时，对时间的确认显得尤其重要。因为相同、相近、相似的创造成果是否被社会所确认都是以时间的先后顺序来界定的。所以创造者一定要有时间观点。专利权的期限，各国专利法都有明确的规定，对发明专利权的保护期限自申请日起计算一般在10-20年不等；对于实用新型和外观设计专利权的期限，大部分国家规定为5-10年，我国现行专利法规定的发明专利、实用新型专利以及外观设计专利的保护期限自申请日起分别为20年、10年、10年。,德国化学家迈尔（Meyer）几乎与俄国科学家门捷列夫（Menjieliefu）同时独立地发现了元素周期律。1864年，德国化学家迈
8、尔在他的现代化学理论一书中刊出一个“六元素表”。可惜他的表中只列出了已知元素的一半，但他已明确地指出：“在原子量的数值上具有一种规律性，这是毫无疑义的”。门捷列夫（Menjieliefu）以前人工作所提供的借鉴为基础，通过顽强努力的探索，于1869年2月先后发表了关于元素周期律的图表和论文。,(2) 发现,发现是指获得天然性成果的创造类型。是客观存在的事物及其性质和规律。,十九世纪30年代，俄国化学家门捷列夫研究了当时已知的60多种元素的性质，在1869年提出元素周期律：元素的性质随着元素原子量的增加呈周期性的变化。,（3）发明,发明是指获得人为性成果的创造类型。是人的脑力和体力劳动的产物。,
9、国家发明专利：ZL 2008 1 0020434.2 徐锁平3,5-二碘水杨醛缩-4-(-氨基烷基)吗啉金属配合物及其制法和用途,(C13H16O2N2I2)2Cu,(C13H16O2N2I2)2Zn,创造与发现、发明的关系,创造,发现,发明,1.2 创造学的由来与发展,21世纪可能是创造的伟大时代，那时机器将最终取代人去完成所有单调的任务，电子计算机将保障世界的运转，而人类则最终得以自由地做非他莫属的工作创造。E阿西莫夫,1.2.1 创造学诞生,孕育阶段（远古至中古时期）,这个时期的创造活动是自发的和被动的，多是迫于生活或简单生产的需要条件下进行的各种创造活动。,原始建筑大师有巢氏,传说中华
10、初民穴居野处，受野兽侵害，有巢氏教民构木为巢，以避野兽，从此人民才由穴居到巢居。从这个角度看，有巢氏实际上代表着当时人类发展的一个阶段，从原始的山洞居住发展到建造房屋的阶段，是进步的一个标志。,神农氏尝百草,神农氏是传说中的炎帝，中国的太阳神，三皇五帝之一。又说他是农业之神，教民耕种，他还是医药之神，相传就是神农尝百草，创医学。传说神农死于试尝的毒草药。,燧人氏钻木取火,钻木取火是根据摩擦生热的原理产生的。木原料的本身较为粗糙，在摩擦时，摩擦力较大会产生热量，加之木材本身就是易燃物，所以就会生出火来。 钻木取火的发明来源于我国古时的神话传说。燧人氏是传说中发明钻木取火的人。,公元前3世纪,古希
11、腊哲学家亚里士多德在其著作心灵论中，曾论述过“想象”的思维形式，提出了联想思维，并进一步区分了相似联想、接近联想和对比联想。此外，古希腊数学家帕普斯在其所著的数学汇编中首次提到了“创造学”这一术语。,亚里士多德,数学汇编,中国古代也有不少书籍记载了类似创造的说法，如大学第三章：“汤之盘铭曰：苟日新，日日新，又日新。”的字句，提出求新是一个持续不断的过程；诗经大雅文王有“文王在上，於昭于天。周虽旧邦，其命维新。”的记载；从天人合一的角度出发，易传系辞上的“一阴一阳之谓道”体现了交换转变的原理。这些记载表明了中华民族有着朴素的创造观念。,在这一阶段的后期，人们对创造的一些思维和方法有了更深入的了解
12、。 龙沙 1565年 法国诗学要略 论述了创造的意义“创造是一切东西的本原”。 培根 1620年 新工具 总结了创造的实验方法和归纳方法。 伏尔泰 1764年 哲学词典 提出创造想像力 康德 18世纪末 对创造作出了较完备的理论解释。 马克思 19世纪中期 提出“创造是人的实践”。 笛尔本（哈佛大学教授） 1898年 创造性想像测验 创造心理学 切塞尔 1916年 首创性测验 创造心理学 沃勒斯 1926年 创造过程四阶段说,我国在这一时期产生了四大发明，出现了许多总结创造发明的科技书籍，如齐民要术、梦溪笔谈、天工开物、农政全书等，这些书籍中记载了许多中国古代劳动人民的创造发明，其中，有的至今
13、仍有重要的现实意义。,造纸术 活字印刷 指南针 火药,木活字,中国四大发明的谷歌图标,齐民要术是北魏时期的中国杰出农学家贾思勰所著的一部综合性农书，也是世界农学史上最早的专著之一。是中国现存的最完整的农书。书名中的“齐民”，指平民百姓。“要术”指谋生方法。,梦溪笔谈是北宋科学家沈括所著的笔记体著作。大约成书于1086年1093年，收录了沈括一生的所见所闻和见解。被西方学者称为中国古代的百科全书，已有多种外语译本。,天工开物初刊于1637年（明崇祯十年）。天工开物是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作，是中国古代一部综合性的科学技术著作，有人也称它是一部百科全书式的著作，作者是明朝科学家
14、宋应星。外国学者称它为“中国17世纪的工艺百科全书”。,农政全书基本上囊括了古代农业生产和人民生活的各个方面，而其中又贯穿着一个基本思想，即徐光启的治国治民的“农政”思想。其他的大型农书，无论是北魏贾思勰的齐民要术，还是元代王祯的农书，虽然是以农本观念为中心思想，但重点在生产技术和知识，可以说是纯技术性的农书,萌芽阶段（18世纪20世纪初）,这个时期又称为文科阶段。通过两个途径，两个方向发展创造学。即： 哲学美学角度的思辨与概括； 心理学、生理学、教育学范畴的调查统计与经验研究。,哲学美学角度的思辨与概括,16、17世纪英国培根和休谟：人的创造是生活中的实际行为（经验主义理论）； 18世纪德国
15、康的总结了创造过程的基本结构，并把创造视为认识的基础； 德国哲学家黑格尔系统地阐述了唯心辩证法，进一步探讨了人类的创造活动，把创造分为科学的创造和艺术的创造两种形式； 随后马克思主义唯物辩证法的诞生对创造学的发展起到了巨大的推动作用。 这个阶段的重要标志是人们有了应用创造的辩证思维。,心理学、生理学、教育学范畴的调查统计与经验研究,这时期有关创造方面的心理学研究成果大量涌现。像哈佛大学笛尔本教授的创造性想像测验、切塞尔的首创性测验等。 英国学者高尔顿遗传的天才，首次运用统计方法，分析杰出历史人物家谱，研究智力和遗传的关系； 对创造动机因素的研究方面，出现了罗杰斯等人的内驱动力理论，弗洛伊德的下
16、意识理论、破坏补偿理论； 在创造人格特征的研究方面，美国统计学家卡特尔在19031932年对3637位杰出人物进行了统计研究，罗斯曼对710名专利发明家进行了研究。,形成阶段（20世纪30年代50年代）,这一阶段又称为工科阶段。起点为第二次工业革命以后，人们对创造发明的本质 和规律进行了更深入的研究。 20世纪30年代美国通用电气公司（GE）工程师史蒂文森等主持开设了”创造工程“的训练课程。爱迪生就是这个公司的前任董事长兼总经理。 1941年，美国的奥斯本思考的方法提出了智力激励法（Brain Storming)，标志着创造学的诞生。并提出了创造过程三阶段模式：发现问题提出问题解决问题。,G塞利尔提出创造过程七阶段论 他把创造的过程比喻成生殖经历的七个阶段：恋爱受胎怀孕阵痛 分娩 检验 生活,
