探索与发现(1-3章)140401

许昌学院 18539037362

张翼

zhy.xcxy@http://www.77cn.com.cn

«探索与发现» 课程名称：«探索与发现» 课程对象：全体学生 课程类型：选修 课程归属：自然科学 学时：42 学分：2 任课教师:张翼,硕士研究生； 研究方向——数字图像处理； 联系方式——18539037362

课程内容： 包括科学思维善于发现；勇于探索大胆创 新；不懈努力意外收获；自然的奥秘与启 示;科学的辉煌与发展;成功的要素和方法。 题材选取： 死亡谷、树灯、毒泉、鬼火、黑洞、可燃 冰、魔棒悬空、见血封喉、液体倒流、吃 人的植物、一加一不等于二等特殊的自然 现象，介绍无锡、仙丹、宝石、夜明珠、 雄黄酒与白娘子、小男孩与胖子、神六外 衣、隐形技术、登月奥秘、诺贝尔奖等;

介绍青霉素、不锈钢、催化剂、超强酸、 波尔多液、安全玻璃、加水不加油的汽车、 中国第五大发明、葡萄一年两熟等典型的 探索发现过程，向大学生们描述大自然鬼 斧神工的杰作，展示探索研究的魅力，揭 示奇妙的灵感与机遇，见识思维方法的巧 妙与缜密。 总结归纳人才成功的素质和方法——远大 的理想，优秀的品质，敏锐的观察能力， 有效的学习方法，运筹帷幄，决胜千里。

课程目的： 撷取人类探索与发现的精华 学习前人经验 丰富科学知识 提高综合素质 培养创新能力 铺垫创业大道 正所谓它山之石，可以攻玉。

第一章

科学思维，善于发现

深圳何以辉煌？源于一个崭新的想法！ 没有做不到的，只有想不到的！ 创新思维是成功的前提，思路决定出路！ 优秀的思维品质，成功的必备条件； 逻辑思维：归纳推理，演绎推理； 科学思维：拓展性思维，发散性思维， 创新思维,联想思维,正向思维,逆向思维。

1.1一加一等于几(创新思维) 1.一加一等于几，简单而又复杂的问题。 2. 一加一等于二。(抽象思维) 例如，一个指头加一个指头等于两个指头， 一个人加一个人等于两个人，一升水加一 升水等于两升水…… 于是，通过大脑加工，运用归纳和抽象的 方法，我们得到了一个定态思维结论：一 加一等于二。

3.新问题：一加一不等于二(创新思维) 可能吗，可能！ 如果这样的话，什么情况下，一加一不等 于二呢？ 现在我们来研究： 一升水，一升酒精，加起来是两升吗？ 一升苯，一升醋酸，加起来是两升吗？ 一升酒精，一升汽油，加起来是多少呢？ 实践是检验真理的唯一标准 让我们看一下实验的结果：

一升水，加一升酒精，体积小于2升； 原来：

自然界中的物质都是由极其微小的 分子构成的，而构成物质的分子之间都有 一定的空隙。酒精与水混合时，它们的分 子会马上挤到各自的空隙中去，使混合后 的液体的体积缩小——缔合。 于是出现了一升加一升小于两升的现象。 一升苯，加一升醋酸 ，体积大于2升。 一升酒精，加一升汽油，体积大于2升。 为什么会这样呢？请你自己加以解释。

4.结论： 一加一可以等于二，一加一也可以不等于二。 这就是科学思维。 一加一等于二，是正常思维，一加一不等于 二就是创新思维。 5.启示 思路决定出路 创业先要创新 创新思维引导创新之路

1.2光会弯曲吗-发散性思维 1.光的常识 光，直线前进；光速 c=299792458m/s; 相互作用： 当物体运动接近光速，时间变慢； 当物体运动达到光速，时间静止； 当物体运动超过光速，时间倒退。 二十世纪七十年代通过卫星和地面天文台 观测日食的同一时间位置的不同得以证实。

2.光会弯曲吗？ 你怎样回答？ 丁达尔著名的实验——全反射现象 1870年的一天，英国物理学家丁达尔到皇 家学会的演讲厅讲光的全反射原理，他做 了一个简单的实验：在装满水的木桶上钻 个孔，然后用灯从桶上边把水照亮。结果 使观众们大吃一惊。人们看到，放光的水 从水桶的小孔里流了出来，水流弯曲，光 线也跟着弯曲，也就是说，光会弯曲前进。

上述实验说明，光能沿着从水桶中喷出的水流传 输；人们还发现，光能顺着弯曲的玻璃棒前进。 例如元宵节儿童手中的发光棒。 这是为什么呢？难道光线不再直进了吗？ 经过研究发现，这是全反射的作用，即光从水中 射向空气，当入射角大于某一角度时，折射光线 消失，全部光线都反射回水中。表面上看，光好 像在水流中弯曲前进。实际上，在弯曲的水流里， 光仍沿直线传播，只不过在内表面上发生了多次 全反射，光线经过多次全反射向前传播。 弯曲前进的光有什么应用呢？(再次发散思维)

3光导纤维——光缆(发散性思维)利用光 的全反射原理，人们发明了光导纤维。 光纤之父 ——华裔科学家高锟，诺贝 尔物理学奖得主、香港中文大学前校长； 20世纪最伟大的人物(邓小平和高锟) 光纤传输 现代科学创造的奇迹之一，是使光像电流 一样沿着导线传输。不过，这种导线不是 一般的金属导线，而是一种特殊的玻璃丝， 人们称它为光导纤维，又叫光学纤维，简 称光纤。

4.启示 学会逻辑思维， 透过现象看本质——光的弯曲前进仍然是 直线前进； 学会

发散性思维， 让直线前进的光弯曲前进 应用弯曲前进的光发明光导纤维。

1.3

你见过向上流动的液体吗 (逆向思维)

1.人往高处走，水往低处流。 日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川。 飞流直下三千里，疑是银河落九天。 黄果树瀑布，九寨沟的瀑布，云台山的瀑布…… 2.向上流动的液体 还真的有！(He) 实验发现，液氦能沿极细的毛细管流动而几乎不 呈现任何粘滞性，这一现象首先由卡皮查于1937 年观察到的，称之为超流性，

3.超流体 具有超常流动能力的流体被称为超流体。 氦-4超流 氦有两种同位素，即由2个质子和2个中子组成的 氦4和由2个质子和1个中子组成的氦3。液态氦-4 在冷却到2K以下时，开始出现超流体特征， 20世 纪30年代末，苏联科学家彼得 卡皮察首先观测到 液态氦4的超流体特性。他因此获得1978年诺贝尔 物理学奖。 氦-3超流，20世纪70年代末发现氦3超流。 超流应用。超流体原理的应用尚在研究之中。不 过，这一领域已经曙光初现。

4.启示 科研工作中，逆向思维，常常带来意想不 到的收获；(杨振宁的成功) 人生旅途中，逆向思维，常常是功德圆满 的必由之路。 人生哲学的逆向思维——月满则亏，否极 泰来。居安思危，荣辱不惊，乃是崇高的 思想境界！ (桂受益的教训，冯建业的失败)

1.4 铁棒会悬在空中吗-幻想与发散 1. 魔棒悬空 魔术师的表演，魔棒可以悬在空中 魔术就是魔术，魔术就是假的。刘谦也这样说。 但是，铁棒可以悬在空中，你相信吗？幻想可以 2.问题：水银导电吗，有电阻吗，随温度改变电 阻如何变化，如果连续降温，电阻又如何呢，会 出现零电阻现象吗？(正向思维) 3.超导现象 零电阻效应

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