（主講人：陳明泉，山東省民盟盟員，教授、山東省十大青少年 校外科技教育專家。山東省青少年科普專家團成員，山東省工程師協(xié) 會創(chuàng)新發(fā)明研究中心主任，中國發(fā)明協(xié)會中小學創(chuàng)造教育分會副會長， 中國高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育研究中心專家?guī)鞂＜遥綎|師范大學兼職教授， 榮獲《陳明泉創(chuàng)新發(fā)明教育科普工作室》稱號，榮獲第二屆“影響濟 南”科技人物科普貢獻獎。撰寫圖書《創(chuàng)新思維與發(fā)明》（《青少年知 識產權普及教育叢書》（5 冊）之一）被科技部評選為 2020 年全國優(yōu)秀科普作品。研發(fā)了一套提高人的創(chuàng)新發(fā)明能力的課程體系，曾在國 家知識產權局、教育部教育裝備研究與發(fā)展中心、中國發(fā)明協(xié)會、宋 慶齡基金會、山東省科協(xié)、山東省少科院，北京、上海，深圳，廣東， 廣西，寧夏，內蒙，福建，江蘇，河南，河北，陜西，新疆，吉林， 云南，湖南，湖北，甘肅等單位、地區(qū)開展創(chuàng)新能力教育。自 1992 年開展發(fā)明創(chuàng)造教育，培養(yǎng)出了章丘四中、歷城二中、長清實驗小學、濟南市經十一路小學等科技創(chuàng)新教育名校。累計培養(yǎng)發(fā)明創(chuàng)造人員 20 萬余名，輔導的中學生獲得科技發(fā)明比賽省級一等獎以上合計 100 余項。）

四、讓學生了解創(chuàng)新能力的內容結構，了解自己現(xiàn)階段的知識結構和創(chuàng)新能力結構的差異，知道自己應該學習那些方面的創(chuàng)新能力知識結構。

有了創(chuàng)新概念以后，馬上涉及的第二個問題就是創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力是指在創(chuàng)新活動中，為了實現(xiàn)創(chuàng)新目的人必須擁有的能力。根據我們的研究發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)新能力包括 4 個方面。我又用思維導圖給大家展示，一是創(chuàng)新意向、品質結構，二是思維層次結構，三是知識結構、四是能力結構。

【資料圖】

摘自《創(chuàng)新思維與發(fā)明》圖書，該圖書被科技部評選為 2020 年全國優(yōu)秀科普作品。

在創(chuàng)新意向、品質結構里面，第一條就是創(chuàng)新觀念和意識。注意我們講創(chuàng)新的核心，這個地方是不是第一條強調出來了，也就說到了這個地方，我告訴大家，想創(chuàng)新必須把創(chuàng)新之門打開，這是核心。我們在座的每一個同學都要把這扇創(chuàng)新之門打開。要相信自己能創(chuàng)新， 這就叫擁有創(chuàng)新的觀念和意識。

其他的創(chuàng)新意向、品質結構包括對待創(chuàng)新的態(tài)度，必須是積極的態(tài)度、正面的態(tài)度，還有擁有創(chuàng)新的價值觀、人生觀、世界觀，道德觀。還要有一個創(chuàng)新的興趣，創(chuàng)新的膽量和決心。創(chuàng)新的習慣包括兩個層次，一是把創(chuàng)新變成習慣，二是養(yǎng)成創(chuàng)新的好習慣。再就是質疑能力和批判性思維，克服由于崇信權威而造成思維定式和思維習慣， 突破思維障礙。

創(chuàng)新意向品質結構非常重要，同學們想一想，你有沒有？如果沒有，你一定要建立起來。

下一個問題，就是思維結構，思維結構包括思維層次，包含思維的角度，思維的方法，思維的位置，思維的模式，包括思維的樣式， 思維形式。第三個就是理念，包括看法、主義、念頭、思想、計劃、打算，意見等。第四個層次是想象力，悟性和跨越思維。

一說思維，每個同學都說我有思維，我會思維，因為要天天學習， 要靠思維，天天做事要靠思維，但是當你看到思維結構的時候，你想一下你的思維結構完整嗎，你在思考問題的時候，有沒有用思維結構去思考問題，這就是問題?？吹竭@個思維結構，如果你建立了這個思維結構，你在思考問題的時候，你的思維的效率，思維的質量會大大提高。

一說知識結構同學們馬上想到自己天天學習的語文、數(shù)學、物理、化學、政治等等，這叫專業(yè)知識結構，這是非常重要知識，這些知識結構包括中學階段的，大學?？疲究齐A段、碩士階段、博士等各個階段的，隨著知識層次的提高，學習內容也會有改變。第二個層次的知識結構叫發(fā)明創(chuàng)造的知識結構。

這些知識結構包括哪些方面呢，首先同學們來學創(chuàng)新，通過創(chuàng)新 的概念意識到自己能創(chuàng)新，擁有了創(chuàng)新的觀念和意識，待打開了創(chuàng)新 之門，你還會有這樣的疑問，我能做什么樣的發(fā)明呢？發(fā)明創(chuàng)造知識 結構里面的發(fā)明類型解決了這個問題，發(fā)明類型總結了 8 大發(fā)明類型， 當給你介紹這些發(fā)明類型時，你會想比如思想類，組合類、想象類、創(chuàng)意類發(fā)明類型我能做，也就是通過發(fā)明類型解決了我能做什么類型 發(fā)明的問題，解決了了在學校，高校，企業(yè)等各個階段可以從事那些類型的發(fā)明的問題。

第二個是發(fā)明的標準，也就是做發(fā)明做到什么標準，我們使用的標準是我們國家專利法規(guī)定的專利標準，也就是發(fā)明專利，實用新型專利外觀設計專利的審查和授權標準，一般情況下，發(fā)明專利有四個標準，實用新型有三個標準，當把這些標準介紹給你以后，你就知道， 原來專利的標準是這樣的，我在發(fā)明的時候就會按照標準進行發(fā)明創(chuàng)造，按照標準選擇發(fā)明的方案。

第三個怎么做發(fā)明選題。我們總結了十幾種發(fā)明選題方法，針對不同的學生給出不同的發(fā)明選題方法，比如中小學生，告訴你三種方法，你學會了以后可以做發(fā)明選題。

有了發(fā)明的選題，就會提出自己的創(chuàng)意，看這些創(chuàng)意能到達什么樣的技術方案，能不能達到發(fā)明專利，實用新型專利，外觀設計專利的標準，這樣你就可以進行發(fā)明創(chuàng)造了。

還有一個就是發(fā)明創(chuàng)造中的各種關系，比如發(fā)明和知識的關系， 發(fā)明和智商和智力的關系等。

大家最關心的是發(fā)明和學習的關系，可能好多同學認為發(fā)明影響學習，我可以負責人的告訴同學們，發(fā)明對學習非常有好處，發(fā)明可以大大提高你的學習效率，提高你的學習成績，這就是發(fā)明對學習的影響。

發(fā)明和知識的關系是，我們在學知識的過程中，比如在學語文、物理、化學等知識時，我們學習的僅是前人已經形成的智慧，大家有沒有想過這些知識是怎么來的。

好多同學說我學知識就可以了，想哪些的事干嘛呢，這就是大部分同學們的思想，這種想法是不對的，學習知識僅是學習掌握前人的智慧，知識太多了，知識是永遠都學不完的，我們學知識的目的應該不是單純的學知識，而是通過學習知識學會前人創(chuàng)造知識的方法，學會前人的創(chuàng)造知識的智慧，然后通過學到的方法，學到的智慧去創(chuàng)造知識，這才是我們需要真正學的東西。

最后一個結構是能力結構，能力結構包括基本能力，動手能力和專業(yè)技能。

基本能力主要包括說、寫、做的能力，還有發(fā)現(xiàn)問題，提出問題， 解決問題的能力。

動手能力就是把想法變成現(xiàn)實的能力。

我們重點說一下發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，解決問題的能力。過去我們都會說要學會發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，解決問題，但是怎樣發(fā)現(xiàn)問題呢，沒有人告訴我們發(fā)現(xiàn)問題的方法，我們的課程把發(fā)現(xiàn)問題，提出問題的方法解決了。

了解了創(chuàng)新能力的知識結構，大家有什么想法。

首先是不是了解了創(chuàng)新能力都是有那些方面的內容結構構成，二 是了解了現(xiàn)階段同學們所學的知識僅僅是專業(yè)知識而已，并且這個專 業(yè)知識是有層次的，三是要形成創(chuàng)新能力必須擁有創(chuàng)新的觀念和意識， 這是核心，四是要擁有創(chuàng)新能力必須擁有思維結構，這個思維結構和 我們過去的思維是有差異的，五是我們常說的創(chuàng)新思維原來是指思維 結果的相對性對應的思維，也就是任何思維都可以是創(chuàng)新思維，主要在思考問題時思維的結果具有新穎性，此時的思維都稱之為創(chuàng)新思維， 六是創(chuàng)新成果是有層次的，創(chuàng)新成果的層次取決于創(chuàng)新者的思維、知 識、能力結構的層次。七要提高創(chuàng)新能力就要補齊創(chuàng)新能力的知識結 構內容，然后在實現(xiàn)有知識到思想，到能力的轉變過程，就擁有了創(chuàng) 新能力。

為了更好的開展創(chuàng)新工作，我們應該怎么做呢？我們的意見首先要改變自己的思想，擁有創(chuàng)新的觀念和意識，二是掌握創(chuàng)新發(fā)明的知識結構，三是在生活中，學習中隨時隨地的開展創(chuàng)新工作，開展創(chuàng)新工作的核心就是對所從事的任何工作都嘗試去改變，也就是創(chuàng)新從改變開始。這是我們對創(chuàng)新工作的最簡潔的表述。

希望同學們從現(xiàn)在開始，在做任何事的時候，都要想一想我能不能改變一下，如果能夠形成這樣習慣，你就創(chuàng)新了。

五、讓學生了解創(chuàng)新發(fā)明教育的過程，及實現(xiàn)創(chuàng)新能力需要跨越的層次：第一層次，知識學習，第二層次，創(chuàng)新思想形成，第三層次， 產生創(chuàng)新成果，第四層次，形成高層次創(chuàng)新成果，最后擁有創(chuàng)新能力。

發(fā)明創(chuàng)造是創(chuàng)新一個方面，我們的創(chuàng)新教育是以發(fā)明創(chuàng)造成果作為創(chuàng)新教育的教學成果的。實現(xiàn)有知識教育到擁有創(chuàng)新成果主要有四個步驟完成。

第一層次掌握發(fā)明創(chuàng)造知識結構，就是掌握創(chuàng)新能力的知識結構內容。

第二層次在學習創(chuàng)新能力知識結構的過程中，思考對創(chuàng)新的認識， 思考自己能不能進行創(chuàng)新，從而形成并擁有創(chuàng)新的觀念和意識。這一步非常重要，如果沒有實現(xiàn)這一步，學生學到的僅僅是創(chuàng)新發(fā)明的知識結構。

第三層次在掌握發(fā)明創(chuàng)造知識結構和擁有創(chuàng)新觀念和意識的基礎上，學會學會了發(fā)現(xiàn)問題，提出問題的方法，能夠發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，此時學生能提出創(chuàng)意，創(chuàng)新的方向包羅萬象，在提出創(chuàng)意的過程中。學生會有幾個突破。第一個突破是能提出第一個創(chuàng)意，實現(xiàn)了從無到有，從 0 到 1 的突破，此時不要介意學生提出的創(chuàng)意的水平， 二是要介意學生能夠實現(xiàn)的突破，這是核心，只有學生認識到自己能提出創(chuàng)意了，他才能夠意識到自己擁有了創(chuàng)新能力，他才能夠提出更多的創(chuàng)意，實現(xiàn)創(chuàng)意數(shù)量的增加，在眾多的創(chuàng)意中就會有優(yōu)秀的創(chuàng)意。此時已經實現(xiàn)了創(chuàng)意數(shù)量有 1 大 N 的突破，也就是從有到優(yōu)，從優(yōu)到質的突破。

第四層次指導學生在專業(yè)方向上進行創(chuàng)新，實現(xiàn)專業(yè)創(chuàng)新，這一步主要是面向大學生和企業(yè)的，對中小學生只要實現(xiàn)了第三步，能提出創(chuàng)意，提出更多的創(chuàng)意就可以了。

《創(chuàng)新思維與發(fā)明》教育成果的層次與標準

如圖，傳統(tǒng)的教育是老師教，學生學，也就是創(chuàng)新教育的第一層次。老師教的是創(chuàng)新發(fā)明的知識結構，學生學的是創(chuàng)新發(fā)明的知識結構，這個過程對老師，對學生都是可控的，可以通過考試來測試學生掌握知識的情況。

這是第一步，必須做，但是要擁有創(chuàng)新能力必須實現(xiàn)第二步，學生必須學會感悟，實現(xiàn)有知識到思想的突破。這個過程需要學生感悟，這個感悟的核心就是改變對創(chuàng)新的認識，對發(fā)明的認識，擁有創(chuàng)新的觀念和意識，只有通過感悟才能達到第二層次。

到了第二層次后，學生還不能說擁有了創(chuàng)新能力，還需要實現(xiàn)第三層次的突破，這時要求學生在掌握創(chuàng)新發(fā)明知識的基礎上，在擁有創(chuàng)新觀念和意識的基礎上，在掌握發(fā)現(xiàn)問題，提出問題方法的基礎上， 能發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，也就是實現(xiàn)創(chuàng)新成果從無到有，從有到優(yōu)， 從優(yōu)到質的轉變。

要實現(xiàn)第三層次，學生要將創(chuàng)新能力與專業(yè)結合，在專業(yè)方向上實現(xiàn)專業(yè)創(chuàng)新，擁有專業(yè)的創(chuàng)新成果。

從以上各個層次的變化可以看出，擁有創(chuàng)新能力包含掌握創(chuàng)新發(fā)明的知識結構，包含擁有創(chuàng)新的觀念和意識，包含擁有創(chuàng)新成果，只有實現(xiàn)了這三個方面的變化，我們才說學生擁有了創(chuàng)新能力。

六、讓學生了解創(chuàng)新能力和各個學科的關系，和學習的關系，擁有創(chuàng)新能力能更好的促進學科學習，提高學習成績。

創(chuàng)新和各個學科的關系

創(chuàng)新解決的是人的能力提高問題，是讓人的創(chuàng)新能力提高。學科是專業(yè)方向，專業(yè)方向是每個人學習或工作方面。

創(chuàng)新教育具有橫斷性的特點，也就是當人擁有創(chuàng)新能力以后，他可以和任何學科結合，在任何學科的發(fā)展方向上進行創(chuàng)新與發(fā)明。對同學們來說，就是當你擁有創(chuàng)新能力以后，你可以把這個能力用在學習上，提高學習效率，提高學習成績。

創(chuàng)新、創(chuàng)意、創(chuàng)客、發(fā)明、專利之間的關系

當前在各個學校都在開展創(chuàng)科教育，大部分都稱之為創(chuàng)客教育， 創(chuàng)客教育指的是把創(chuàng)意變成現(xiàn)實的教育，這個問題來了，這個創(chuàng)意是誰的，如果是別人的創(chuàng)意，你只是在把別人的創(chuàng)意變成現(xiàn)實，你可能就是個裝配工程師。能不能換一個思路，先有自己的創(chuàng)意，然后把自己的創(chuàng)意變成現(xiàn)實，成為創(chuàng)客，這才是我們追求的創(chuàng)客教育。

怎樣實現(xiàn)呢，就是要先開展創(chuàng)新發(fā)明教育，提高學生的創(chuàng)新能力， 讓學生能提出創(chuàng)意，然后指導學生把把自己的創(chuàng)意變成現(xiàn)實，成為創(chuàng)客。

創(chuàng)新、發(fā)明、創(chuàng)意、專利、創(chuàng)客之間的關系

各個學校開展了好多形式，內容的創(chuàng)客活動，比如機器人，無人機、人工智能，變成，3D 打印等創(chuàng)客活動。

我們的創(chuàng)新發(fā)明教育和他們的關系是，我們的創(chuàng)新發(fā)明教育提出創(chuàng)意，提出的創(chuàng)意方向保羅萬象，可以是不涉及產品創(chuàng)意，可以是涉及產品的創(chuàng)意，涉及產品的創(chuàng)意可以是任何方向的創(chuàng)意，也可以是涉及機器人，編程，無人機，人工智能，3D 打印等方面的，涉及這些專業(yè)方向的創(chuàng)意稱為專業(yè)創(chuàng)新。專業(yè)創(chuàng)新有兩個方向，一個是提出的在專業(yè)方向上的創(chuàng)意，另一個是利用這些專業(yè)技術可以實現(xiàn)的創(chuàng)意。有這個圖，我們同學在學習創(chuàng)新的時候，就知道哪一個是基礎的了，學校在安排創(chuàng)新類課時就知道怎么安排了，應該現(xiàn)開設什么課程，然后怎么安排安排機器人編程、無人機、人工智能、3D 危害等其他課程了。

學習本創(chuàng)新發(fā)明課程注意的問題

首先要充分認識我們創(chuàng)新發(fā)明發(fā)明課程的特點： 我們創(chuàng)新發(fā)明課程是世界上最難做的事：

世界上做難做的是指之一是傳授思想，我們的工作就是把創(chuàng)新的思想傳授給別人，并讓別人接受。

所以我們說我們的創(chuàng)新能力培養(yǎng)就是把創(chuàng)新的思想傳授給學生， 是世上最難的事難在哪里？

知識學習的檢驗效果是能不能掌握，屬于記憶，很好鑒別，評價。提高創(chuàng)新能力需要學員理解，需要認同，需要記憶，需要感悟，需要結合自己找到和過去的差別，所以這個過程是最難的。

把一種思想傳給你，而且讓你接受，你能把不能介紹呢？你馬上會說，我為什么要接受，這個觀點必須改變，我怎么接受，這就是學習的方法問題。

知識學習的檢驗效果很簡單，很好考核，但是創(chuàng)新能力的學習首先是知識學習，然后是學生的認同，記憶，感悟，更重要的是還有結合自己找到和過去的差異，更重要的是還要實現(xiàn)兩次轉變，一個是擁有創(chuàng)新觀念和意識的轉變，另一個是擁有創(chuàng)新成果的轉變，這些都增加了學習創(chuàng)新能力的難度。

在這個學習的過程中，學習的是知識，改變的是思想，提高的是能力。

我們的工作方式

通過載體，也是我們給出的案例，總結出里面的思維特點，讓同 學們把思維特點掌握，在自己思考問題時能利于這思維特點思考問題。讓你掌握在思維特點，并將這些思維特點強化運用，我們就說你擁有了思維能力，擁有了創(chuàng)新能力。

在教學時我們案例僅僅是載體，大家的關注點不要在我們的案例上，而是案例帶給我們的啟示，我們希望通過案例，你能想到什么， 你能有什么新的收獲，案例帶給我們的思維轉變。

七、讓學生在學習知識的過程中，學會總結思維方法，學會用創(chuàng)新的方法思考問題，學會探索知識的來源，擁有探索知識的思想。

測試題------

數(shù)學題 ：請給出以下答案例 1：3+5=？

例 2：8= ？ + ？

答案： 可以是：8=1+7

8=2+6

8=3+5

8=4+4

可以是： 8=9+（-1）

8=20+（-12）

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此時就已經有無數(shù)個答案了

可以是：8=2×3+2

8=88÷8+（-3）

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這種類型也有無數(shù)個答案

可以是：8 = 2、2+5、8

8 = 3、15+4、85

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這種類型也有無數(shù)個答案。

按這個思維，8=？ + ？的答案由無數(shù)個，可以是： 小學階段：整數(shù)、小數(shù)、分數(shù)------

初中階段：冪函數(shù)------

高中階段：對數(shù)、三角函數(shù)------

大學階段： ------

研究階段： ------

從思維角度： 3+5= 8，

其結果是唯一的，思維方式是邏輯思維8= ？+？，

這種轉換可以看做是逆向思維，轉換以后，其結果有無數(shù)個，結果的內容與知識層次有關。對每一種表達方式的分析屬于歸納思維。

追求每一種答案的思維模式是發(fā)散思維。8= ？+？

也就是這兩個小題，展示給我們的有四種思維方式：分別是： 邏輯思維，逆向思維，發(fā)散思維和歸納思維。

從學習角度，我們有沒有想過在學習知識的過程中想過里面包含的思維方式呢？

當我們用思維方式思考問題，思考的效率是不是可以大大提高。同學們能不能在學習知識的過程中學會里面包含的思維方式，并總結出來，形成自己的思維方式，提高思維的效率和質量呢.

學習很重要，但更重要的是在學習知識的過程中，學會里面包含的思維方式和思維方法，用思維方式和思維方法指導我們的學習，提高學習效率，提高學習質量。

由此可以看出，改變一下思維方式，思維的結果可能發(fā)生重大的變化。這就是思維的魅力，思維的價值所在。

今天給大家講創(chuàng)新，大家有沒有想過創(chuàng)新的答案呢？ 8 怎么寫的？可不可以這樣寫呢？

比如寫成： 8=0+0

8=3+3

8=6+9

8=S+S

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這種答案給我們什么啟示：

這種答案超出了數(shù)學的范圍，但是這些答案從創(chuàng)新教育是可以成立的。這些答案屬于創(chuàng)新的答案。

為什么我們想不到呢。因為我們已經習慣了做題，很少去想創(chuàng)新， 所以我們想不到這些答案。

到這個地方同學們是不是感覺到有創(chuàng)新了，啟示到現(xiàn)在這個題還沒有做完，我在問，為什么：

3+5=？

為什么？ 例 2：8=1+7

8=9+（-1）

8 = 2、2+5、8

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這個問題的意思是知識的來源是什么？我們能不能探索知識的來源，如果能夠掌握知識來源的方法，我們就可以創(chuàng)造知識。

到了這個地方，同學們發(fā)現(xiàn)我們的知識在我們這個地方僅僅作為載體，我們在學習知識的過程中，有沒有考慮過里面的思維，有沒有考慮里面的創(chuàng)新，有沒有考慮過知識來源，更重要的是有沒有考慮一個怎樣去創(chuàng)造知識。

課堂學習的時間是相同的，書本上的知識內容是相同的。要提高學習的效率，快速的掌握知識，需要掌握方法，才能提高效率。知識是前人發(fā)明的，我們學習知識的目的是快速的掌握前人的智慧，提高自己的能力，也就是我們現(xiàn)在所學的知識是載體，通過知識探索創(chuàng)造知識的方法，掌握創(chuàng)造知識的方法，去創(chuàng)造知識才是我們學習的目的。

實現(xiàn)超越，采用傳統(tǒng)的學習方法是遠遠不夠的，必須掌握科學、實用、高效的學習方法，只有這樣才能超越他人，走在前列，只有創(chuàng)新創(chuàng)新的方法，去創(chuàng)新，才能創(chuàng)新更多更好的知識。

標簽： 知識結構 發(fā)明創(chuàng)造 思維方式