技术创新思维范文

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篇1

本文将通过用一种新的角度对碳排放现状进行重新分析，提出系列创新理论来减少碳排放、加大碳固定，并以资源化高效利用来保证减排全过程的市场化动力，实现可持续的碳资源循环利用和经济的低碳发展。

一、碳排放现状成因的创新分析

现在学术界认为森林、海洋吸收二氧化碳的能力是有限的，只能吸收人类活动新增排放的很小一部分。但事实上，人类活动产生的碳排放和自然界本来已有的碳循环总量相比只占很小的一部分。仅仅土壤碳呼吸过程中对环境的碳排放就达到3000～5000亿吨，是人类每年约500亿吨碳排放的8～10倍。在2010年时，这个比例曾经是12～16倍。每年全球由于毁林造成碳循环破坏所产生的二氧化碳排放与同期化石燃料燃烧释放量相当，也能证明这一观点

我们也都知道，不论是陆生植物还是水生植物或藻类，都是碳水化合物，绝大多数植物的碳元素的唯一来源就是二氧化碳，植物每生成1kg干物质就要消耗二氧化碳约1.6kg。在进行无土栽培植物的过程中，只要营养液中有少量必要的无机盐，不需要任何有机物，也就是说不需要碳元素，就可以完全保证植物正常生长发育。那么我们在粮食作物种植的过程中施的有机肥为什么能促进作物生长发育呢？其作用主要是有机物在微生物作用下分解产生二氧化碳和热量。没有有机肥，作物不是不能生长，而是长不好，究其原因也是没有足够的二氧化碳来进行高效率的光合作用。试验研究表明，人类生产生活的环境大气的二氧化碳浓度约在100～2000ppm（0.01%～0.2%）内，作物产量随二氧化碳浓度增加而提高。如果把二氧化碳浓度降到50ppm，光合作用就会停止。生产实践中发现，农业温室大棚中夜间二氧化碳气体因植物呼吸作用和土壤有机物分解释放的积累，达到较高水平，在日出前一般都在600～1500ppm之间，日出后作物开始光合作用，温室内二氧化碳浓度迅速下降，如果没有充足的补充，2小时左右二氧化碳浓度将降至100ppm以下，作物处于二氧化碳饥饿状态！

一般认为植物光合作用最适宜的二氧化碳浓度是800～1500ppm，温棚中喷施二氧化碳，将空气中二氧化碳浓度从野外平均浓度200ppm，提高到1200ppm，即达到或接近我们办公室内的二氧化碳浓度，不同品种农作物的生长速度和产量提高了60%～200%。也就是说提高二氧化碳的浓度可以大大改善植物光合作用的条件，促进光合作用，改善植物的养分合成和加工。当然，也意味着植物固定二氧化碳的能力成倍增加。

显然，大自然植物的主要碳元素来源，不是依靠人类活动提供，植物吸收、再利用的碳元素主要来自其附近土壤因其含有的有机物分解，释放的二氧化碳。通过空气对流、扩散带来的二氧化碳只是占有很小的比例。即便是地球大气层二氧化碳浓度上升50%，从280ppm达到现在的约380ppm，这个浓度还是难以让植物的光合作用有大的变化。因此，靠增加水生、陆生植物面积来大幅度增加环境固碳能力的思路是行不通的。

我们曾经到数个化工厂调研，这种工厂通常都有大量的二氧化碳排放，规模都达到每小时数十、数百吨碳排放。交流中，工厂的朋友都不约而同说到一个现象，工厂建成开工短短几年内，周边小环境、小气候发生很大改观，没有进行人工的特殊干预，不毛之地很快变得郁郁葱葱，风调雨顺。感觉植物非常容易生长、发育。我们分析，这应该就是二氧化碳“气肥”起到的“意外”作用。

因此，我们大胆的提出一个结论：自然界的植物碳汇的潜力是巨大的，远远大于人类活动产生的排放。森林植被破坏能造成碳排放快速增加，而通过植树种草产生的碳固定效果则是缓慢和长期的。利用、影响、恢复碳循环来解决碳排放问题，远比通过减少石化燃料消耗、化学利用二氧化碳、直接物理存贮封存、增加森林植被面积吸收等方式更快速有效。

让我们把新产生的碳排放尽可能“捕集”起来，输送到海洋、森林、草原，农田、温棚里去，造成局部二氧化碳浓度大幅度增加，影响碳呼吸、碳循环过程，让植物固碳的作用成倍提高，同时也促进植物的快速生长，农作物产量也大幅度增加。实现低碳、减排、增效多赢的局面。

二、碳排放来源的创新控制

我们现在还有必要分析一下人类工业化过程产生大量碳排放的历史成因。即使到了今天，工业领域和人们日常生活中都把排放二氧化碳当成一件理所当然的事。进行环境评价的时候，排放物里面如果没有特殊化合物，如硫化物、氮氧化物、粉尘即达到清洁排放的标准，排放物含有二氧化碳、水蒸气、热量其实都是局部环境空气的增量和干扰，也将影响局部环境指标，本应同样得到处理。

每个锅炉都有烟囱，煤炭燃烧后碳排放成为习惯，但是仔细分析一下，煤炭的燃烧过程是一个化学反应过程，在生成近4倍重量二氧化碳的同时，释放燃烧热。排放的二氧化碳其实是比燃烧过程释放的热更有价值的资源，目前市场批发价每吨高达500～800元，淘宝零售价更达到每吨一万元。化学产物的价值比释放的热能价值高2～3倍，人们长期以来都是抓了燃烧热这个“芝麻”，扔了燃烧化学产物这个“西瓜”。

造成这个结果也有其历史原因，倒退几十年，烟气中二氧化碳几乎无法回收，回收了也没有什么太多用途，人类当时也没有减少碳排放的环境保护压力。但是今天则完全不同了，回收烟气二氧化碳的技术已经成熟，回收成本低廉，回收的二氧化碳用途广泛。人们也已经认识到碳排放对环境的危害，到了应该彻底处理碳排放、必须处理碳排放问题、可以从根本上解决碳排放问题的时候了。

我们再提出一个建议，对我们人类普遍使用的燃煤、燃油、燃气过程进行改革，让每一台锅炉、每台燃烧装置像化工厂的反应设备那样工作，既利用燃烧反应释放的热量，还要利用化学反应产生的化学产物，把化石资源的价值“吃光榨净”，在减少环境污染物排放的同时，实现效益的大幅度增加，实现低碳、减排、增效的有机统一。

我们还提醒，对于那些建设在远离城市的化工企业、大量碳排放企业，也许没有必要进行碳捕集，只要要求他们周围小环境加强植物培育，相信很快就可以和前面所说的化工企业一样，通过碳排放的“自产自销”，就地实现低成本、高效率、环境友好的碳固定。而那些周围没有大量植被实现碳固定的碳排放企业、碳排放设备，应该加强碳捕集、碳回收，通过城市捕集、野外排放的空间转移、冬季捕集、夏季排放的时间转移，借助绿色植物的光合作用，高效率实现碳固定，同时实现直接、间接创造新的经济效益。

三、碳排放资源化利用的创新

目前工业领域的碳排放比较容易集中捕集，捕集的方法很多，每捕集一吨二氧化碳的成本约合100多元人民币或更低。但近年来碳排放的资源化利用几乎没有大的突破，究其原因是理论界思想观念陈旧，需要进行观念创新和理论创新，才能彻底改变碳排放资源化利用的现状。本文将以干冰作为一种动力转化介质入手，探讨一下碳排放资源化利用的创新。

多年来，有无数的科学家试图让二氧化碳能再次逆变成为某种“燃料”。这些人几乎都在化学逆向反应上做文章。但是这样的过程，都是需要能量，实现燃烧逆向反应也非常困难，而且除了考虑采用太阳能、模拟植物光合作用的方案以外，即便实现逆向反应，也只能算是对高品位能源的储能再释放，得不偿失。

近年来，我们通过对热机的工作原理进行再认识，提出“让热机冷下来”的观点。热机的本质是热量引起介质升温膨胀、做功，加热升温是手段，膨胀增压是目的。人们不应该将热机的工作温段僵化、固定在从常温到高温，而从低温升温到常温也会引起某种介质升温、膨胀，推动活塞、涡轮叶片运动做功，将常温、低温的热量同样转化为机械能。

二氧化碳是个很神奇的物质，常压下，它可以以-78.5℃超低温、固态的形式“干冰”存在；到了约10个大气压的环境中，二氧化碳又会变成液体流动便于输送。用干冰作为工质，可以吸收利用环境介质空气、水的热量受热气化，如果限制在一个封闭的容器中，就可以得到数十个大气压压力的常温二氧化碳气体。这个高压、常温的二氧化碳气体完全可以推动气动机械输出动力做功。由于热机的原理没有改变，热机也无需大的改动，只需要对现有的汽车稍加改进，就可以使得原来消耗燃料，工作在高温温段的发动机，改为利用超低温工质，撬动环境热能参与，让气缸内产生同样大小的膨胀压力来推动活塞，让发动机在常温温段继续工作。

改造前，汽车是带着能源物质，吸入不需要付费的环境空气，燃烧后释放的热量让反应后的混合气体升温、膨胀，高压高温气体的膨胀势能在发动机内转换为动能，带动车辆运动，做功后尚有余热的高温废气被排放到环境中；改造后，汽车是带着超低温的工作介质干冰，通过换热器，吸收不需要付费的常温空气的热量，汽化、气化，升温膨胀，最后是高压常温二氧化碳气体推动发动机运转，带动车辆运动，膨胀释放内能后大幅度降温的低温二氧化碳气体则被排放到空气中。这个过程已经在实验中得到验证。初步估算，让发动机输出同样的动力消耗的“工作介质”体积虽是原来燃料消耗的5～8倍，而综合成本是使用燃料时的近三分之一，相当于又回到了蒸汽机时代，不同的只是工质从水变成了干冰，热量的来源不是依靠燃煤，而是取自于环境空气或水等常温物质。

改装实验中还注意到，干冰首次气化的过程，其实是一个吸热过程，也就是一个制冷降温过程，是一个非常不错的“冷源”，可以在提供动力的同时，为冷藏、冷冻运输设备提供大量冷量；为冷冻法海水淡化设备提供优质冷源。做功后，气体温度因为内能减少而再次下降，又达到-50℃或更低，还可以再次作为冷源输出冷量。

用于改造农用机械，在提供动力的同时，干冰气化后的二氧化碳也成为农作物的气肥，降低了农机使用成本，减少石化燃料消耗，还给农作物、农田施了气肥，一举数得。

冬季使用燃料燃烧供暖的时候利用新型可以回收制备干冰的锅炉回收烟气中二氧化碳，制作干冰的过程也实现燃料燃烧热量的高效率、最大化回收再利用。冬天没有植物，应将干冰储存起来；到了夏天，利用干冰吸热制冷，气化后高压二氧化碳气体推动汽轮机输出动力发电，最终排放的低压二氧化碳气体成为夏季植物的气肥，实现碳排放资源的跨时间、跨空间的高效利用、综合利用。

四、二氧化碳综合利用范例

本文提出解决碳排放的思路主要是设法通过大幅度提高植物生长环境周围二氧化碳的浓度，来充分发挥自然界的植物通过光合作用吸收、固定二氧化碳的巨大潜力来从根本上解决大气层二氧化碳气体积累、增加的问题。实现这个过程主要有碳捕集、碳运输、碳布撒等若干环节。其中碳捕集的有关技术已经相当成熟，本文不再赘述。

二氧化碳的运输曾经是一个较大的问题，因为这个过程中是个消耗能源、成本较高，没有经济回报的过程。现在，利用干冰作为介质，吸收环境的热量，并通过热机转化为动力输出，解决了碳运输过程的高能耗成本的问题。运输过程中少量的消耗其实也实现了某种意义的碳肥“布散”过程。下面通过几个利用二氧化碳的应用范例，来进一步解释说明。

（一）干冰用于森林灭火

森林火灾时有发生，常用的灭火方法很多，但都是常规的手段。以水灭火为例，如果喷洒的消防灭火用水、灭火干粉没有直接喷淋到火源，则几乎不能发挥降温和隔绝空气的作用，即便有条件大量使用，灭火效果也不好。

以前限于经济条件和技术条件，使用干冰灭火都是“高端消费”和“奢侈品”。但是到了今天，干冰容易生产、运输、储存，目前的成本也不高了，应该考虑大量采用干冰这个非常理想的灭火材料来实现森林应急灭火。采用干冰进行森林灭火，制作成一个个干冰炸弹，通过提前布设形成阻火带，通过定时、定温起爆，或者飞机空投，触地爆炸，或者巨型迫击炮抛射、近炸引信引爆。不管干冰是否能接触火源，只要炸碎的干冰颗粒布撒在火源附近、火源的上风口、火源的高处，都能迅速气化实现降低火场温度，隔绝空气阻止燃烧的作用。气化的二氧化碳就像一张巨大的“冷气毯”，覆盖整个火场，并且随着气流的流动自动流向火源，持续气化的干冰还能有效阻止火灾复燃，实现快速、彻底灭火。

最后残留在森林火场的二氧化碳气体，是森林很好的气肥，逐渐被周围的林木吸收，没有任何污染物残留，渗入地下土壤、水分吸收的二氧化碳气体，也有利于火灾现场的植被恢复生长，一举数得。人类使用水灭火，已经数千年历史了，今天该创新、改进一下了，该淘汰这种陈旧、低效率的传统灭火方式了，

（二）干冰作为动力介质

大型渔率在500马力以上，每小时消耗燃油数十公升。需要消耗大量的燃油作为动力。固体二氧化碳（干冰）吸收海水的热量可以气化为50个大气压以上的高压气体，为远洋渔轮提供动力；这个过程中，约10公斤干冰相当于1公斤燃油，输出的动力相当于2～4千瓦时电力。吸热的过程还相当于制冷，提供的“冷量”可以用于冰冻海产品、淡化海水，这10公斤干冰同时累计可以吸收的热量，相当于0.5公斤燃油做功制冷的冷量。10公斤干冰气化过程还能同时淡化产生10公斤以上的淡水。综合估算干冰替代燃油的重量比为6：1，即干冰的使用量比燃油大6倍。而干冰的价格是燃油的十分之一或更低，因此使用干冰的成本是燃油的二分之一，而且实现了真正的“零”排放。

使用干冰作为动力介质，是一个非常好的环保、节能、增效的方案。首先采用的干冰是从其他直接排放到环境中的二氧化碳捕集制取而来，不是增量排放。使用过程中能量的来源取自于环境，没有消耗化石燃料；排放的二氧化碳“尾气”增加了海洋、海平面的二氧化碳浓度，甚至可以直接注入水中，增加了水体的二氧化碳溶解度，促进海洋植物、藻类的光合作用，通过食物链促进了海洋生物、海洋水产资源的再生和恢复，实现安全、低碳、减排、增效、环境友好的综合效益。这种应用方案也同样适用于海岛、远洋货轮、邮轮采用。

我们现在的高铁的每一节车都叫动车，都有独立的动力系统，高铁的车头仅仅是控制室，反而没有动力，合在一起称为动车组。如果每节车厢都能携带5吨干冰作为动力工质，则在运行中可以提供500匹马的动力长达6～8小时。在列车进入人口稠密区域时使用电力牵引，行驶到旷野、草原、森林的时候切换到“干冰”介质的环境热能动力模式，既提供了一种清洁的动力，又实现了碳布撒、碳转移，强化、利用了绿色植物固碳能力，实现了绿色动力。

这些绝非科幻，具体实施过程不存在理论障碍和技术壁垒，推广应用就在眼前。马戏团里表演的大象，都是从小就开始训练的。小象很调皮，故常把小象拴在木桩上。由于小象力量小，经过很多次试验，它都无法将木桩拖出来，时间久了，只要把小象拴在木桩上，它就知道自己无法挣脱，也就会很安分了。小象长成了大象，力大无穷，可以轻松拔起一棵大树，但却能很老实地被绳子拴在木桩上。因为从小的经验告诉它们，木桩的力量比自己大，是唯一可以拴住自己的东西。

基础科学理论确实已经发展完善，但是我们是不是还存在对理论的认识偏颇或惯性思维？应用科学理论和历史生产力发展水平相关，早期提出并沿用至今的一些应用理论肯定存在时代和历史的局限性和不足。《国际歌》有一句歌词唱得好：“要冲破思想的牢笼”。而一旦冲破思想的牢笼，走出思维定势，甩掉那根“木桩”，我们的潜力将会得到极大释放，将会创造各种奇迹。

五、后记

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【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）10 -0016-02

一、引言

当代大学培养出的毕业生普遍存在理论知识水平高，但是动手实践能力低的情况。走出大学校门的毕业生无法立即融入到工作岗位，而是必须经过“二次教育”[1]。由此可见，几乎所有高等学府都面临着“学了不会用”尴尬现象。

工学结合与实验教学是高校避免上述尴尬现象出现的常用手段。但目前国内工学结合多是教学实习模式，将工作与学习分开， 达不到以练促学的目的[2]。实验教学虽然能够在一定程度上搭建起理论与实际联系的纽带[3]，但其教学目标往往定位在“学会应用技术的原理”，学生没有掌握应用技术的基本方法和技能，而且考核方式存在重理论而轻实践、重形式而轻内容[4]的现象。

2013年6月，在教育部推动下，国内A35所地方本科院校发起成立了中国应用技术大学联盟[5]，旨在通过建设应用型技术大学，培养应用型技术人才，解决教育与实践脱节――“学了不会用”问题。

同样是培养应用型技术人才的职业教育，本科与高职高专之间的区别不应该仅仅是学制上的不同，更应该体现在应用型技术大学不仅要解决“学了不会用”问题，而且应该从“用的好，用的巧妙”方面下功夫。会用强调了实践教学方面，而用的好则体现在创新能力培养方面。因此，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程各类型技术人才[6]，是高校面临的紧迫使命。

综上，通过大力的课堂教学实践与探索，从实践能力与创新能力方面综合培养人才，寻找到一条真正适合应用型技术人才培养的道路，对于促进高校转型成功和人才强国战略的实施具有极为重要的探索价值和现实意义。

二、适应于应用型技术人才培养的创新的本质及其特征

（一）创新的本质

传统上，创新能力被认为是一种由基因决定的个体差异，后天是难以培养的。但随着研究工作的不断深入，学者开始认为创新能力是可开发、可培养的；是一个集中反映“先天”与“后天”共同作用的特质[7]。文献[8]对知识创新的定义“以转化和应用为基本目的的创造知识及其应用的过程，知识创新尽管也包括新思想的产生，但同时重点强调了知识的转化和应用”则强调了知识转化应用这个创新的后天特征。

对创新更细致的分类见图1。从中可以看出，创造知识部分只占整个创新的1%，绝大多数创新属于知识应用型创新。因此，周光召院士将创新定义为“运用知识取得经济和社会发展的过程”。美国创新杂志定义的创新为“运用已有的知识想出新办法、建立新工艺、创造新产品”。

由此可见，创新的本质是知识的巧妙应用。

（二）创新的特征

上述创新的定义恰好契合了应用型技术型本科院校人才培养的方向，通过其实施必然能够真正促进 “用的好，用的巧妙”目标的实现，使学生满足新时代需要，适应国家经济建设目标。那么，适合于应用型技术人才培养的创新应符合哪些特征呢？根据创新的特征，结合经济建设和企业需要，可以将适应于应用型技术人才培养的创新的特征归纳为以下三个。

创新的首要特征是新，如何做到新？把知识用巧妙就达到了新的要求和目标。如某生产玻璃球企业需要将有瑕疵的玻璃球从合格产品中捡取出来，该怎么办呢？很多学生接触到这个问题后的第一反应，马上想到用X射线等方法首先将瑕疵产品识别出来，然后设计机械手将瑕疵产品捡出来。这种方法固然可行，却成本很高，不宜应用于玻璃球的生产，因为这种产品本身利润非常低。继续深入讨论并引导思考后，有些同学能够想到称量的方法，更简单的方法是利用瑕疵产品圆度不足，滚动就会受到限制，因此考虑设置具有一定斜度的轨道，通过有瑕疵产品滚动距离较近的方法从而解决该问题。由此例子可以看出，知识非常简单，但巧妙的应用却可以产生创新，解决大问题。

真正意义上的创新仅仅有“新”是不充分的。最早提出创新的美籍奥地利经济学家熊比特认为，检验创新的唯一标准就是利润；周光召院士对创新的定义也提出创新需要取得经济和社会的发展。因此，创新必须具有的第二个特征是利润和效益。作为企业的后备军，大学生必须明确创新的首要目标就是提升产品质量，提升企业核心竞争力，从而为社会创造和积累财富。世界上最早的飞行汽车，诞生于1949年，其概念在今天依然是新颖的，但由于没有走向市场，不满足创新的第二个特征，因此不能称之为完整意义上的创新。

创新的第三个特征是社会责任。很多时候创新满足的前两个特征，比如地沟油重新回到餐桌上的问题，单从创新的前两个特征看，是满足的，将用过的油提炼后再次利用的想法不可谓不新，而且降低了成本创造了利润，但显然其不是创新。因此，作为将来社会的建设者们的学生，必须从这里得到社会责任和良知的培养。之所以如此，其实很多由于创新而后带来的危害是由于在实施创新的时候缺乏对社会责任足够重视引起的。如地沟油如果不是回到餐桌，而是用于为汽车或飞机提供燃料，像日本和荷兰那样的做法，那么就是比较完美的创新了。

巧妙应用所学知识，带来新颖的、具有市场竞争优势的作品，同时为人类带来美好的创新正是应用型技术人才培养所需要的。

三、创新思维STC算子法课堂教学探讨

传统教学模式在培养学生知识应用时，环境相对封闭，偏重于本门课程所涉及知识，而且知识应用是以套公式的方式进行的。传统教学模式培养出来的学生面临问题时的第一反应是从头脑中寻找匹配知识点寻找答案，甚至很多学生干脆等待别人给出答案，记住结果就万事大吉，往往不去深入思考为什么是这个答案，有没有更好的答案。这种根深蒂固的思维习惯是从上学起，就在反复套公式寻找正确答案的课堂学习过程中不断养成和被强化的。这种情况导致了绝大部分大学生面临问题时只会简单化思考，从而放弃了对问题本身的分析和深入认识。这就是为什么我国培养的大学生虽然在基本知识掌握方面强于西方国家，而在知识应用方面反而不及别人的主要原因之一。

而学生毕业走向工作岗位后，其知识应用的环境是开放式的，面临的问题会是复杂和千差万别的，可以用的知识是从小到大积累起来的，有时还要用到仅仅是了解甚至是陌生的知识。为此，面向开放式知识应用环境时，需要花大力气培养学生分析问题，挖掘知识的能力。文作者在反复实践和课堂探索中发现，TRIZ创新方法中提出的五种创新思维方法，正是立足问题本身，深入分析问题，通过一定的步骤进行知识挖掘的。非常有利于培养学生在开放知识应用环境下分析问题以寻求解决方案的能力。

TRIZ理论提出的五种创新思维包括九屏幕法、STC算子法、金鱼法、IFR法和小人法，其中后三种方法在使用时通过一定步骤引导使用者不断深入思考，逐步接近并寻找到合适的知识以解决问题，而前两种方法则是站在多维度、多视角分析思考问题，帮助使用者以更加立体和全面的方式思考问题，寻求解决问题的知识。下面仅以STC算子法探讨创新思维方法在课堂上的实施过程。

STC算子法中三个字母分别代表英文单词Size、Time和Cost，是一种多角度地看待问题的思维方式，按照S尺寸、T时间（很多时候与速度匹配）和C成本维度分别进行一系列有规律的发散变化，最终让许多看似困难、无从下手的问题，变得易于解决，从而克服思维惯性，引导知识挖掘。使用该方法时，首先明确分析对象当前的尺寸、时间和成本，然后分别使其从当前状态不断变大直至无穷大，然后再从当前状态不断变小直至无穷小。在尺寸、时间和成本逐渐变化的过程中发现分析对象的新特性、新功能。使用该思维方法时应注意首先不能够由于担心结果变的非常复杂而提前终止，其次尤其不能够猜测中间结果。该方法是一种思维练习，其应用成效取决于主观想象力和问题特点。

在课堂讲解STC算子思维方法时，介绍完方法后，例子往往可以信手拈来，不刻意准备，这种情况下更容易激发挖掘出学生更多的创意。比如，问题可能为“如何改进一支笔”。一支笔对学生来说再平常不过了，但真正要思考如何进行改进却并不容易，因此，学生讨论后，会给出一些答案，但思考方向常常是杂乱无章的，而且有困难感。那么，接下来问题具体化为“如何利用STC法改进一支笔”，继续讨论，结果就大不相同了。

首先从尺寸的角度分析手中的笔，变大后有什么新特性呢？于是学生想到了写大字的毛笔。那么，尺寸继续变大会是什么结果呢？有些学生想到能向天空写字的笔，于是想到利用放烟花的方式，飞机施放的方式以及气球拼接的方式，甚至想到通过改变云的形状进行写字。当一支笔尺寸变为无穷大的时候，可以将字写到世界的各个角落，现在的互联网是不是能够实现呢？而且如果能够造出无穷长的笔，阿基米德可以用其撬动地球，人类登月是不是也可以借用呢？当一支笔尺寸不断变小的时候又会出现什么新特性呢？可以是圆珠笔芯，自动铅笔的笔芯，可以设计一种短小的铅笔，专门应用于圆规上，方便安装拆卸。继续变小，无穷小的时候，有些同学想到了纳米技术，利用扫描隧道显微镜，控制原子分子拼字。

从时间角度思考一支笔的改进时，可以从书写的速度着手。比如当书写速度比较慢时，有哪些新特性呢？同学们会想到向钢铁上刻字的雕刻机床，向石头上写字的石雕等，更慢的有刺绣的艺术品字等等。书写速度变快时，能够想到电脑打字，记者的速记，更快的方式将是未来根据信息科学和人体科学研究成果，利用人脑控制写字，将想到的东西瞬间写下来。

再从成本的角度出发，当不计成本的改进一支笔时，会出现什么情况？有同学想到用钻石做一支笔，作为一种身份的象征可以在市场上卖高价。开发出写字的机器人笔，人只要讲出书写内容，机器人笔就可以帮助人们把字写下来。当不断降低一支笔的成本时，有些同学想到利用泥巴上面铺一层塑料纸，可以反复书写，价格低廉的粉笔，或者干脆地上铺一层沙子，用一根棍子就可以做笔。

从上述一支笔的改进例子可以看出，利用STC算子思维方法，使同学们从原本难以展开思考的状态迅速活跃思维，能够从最简单的木棍写字想到尖端的机器人笔、纳米技术以及思想控制写字的笔，极大的拓宽了挖掘知识的能力。如果经常进行训练，并在实际工作中不断应用，相信一定会帮助同学们打破思维惯性，以易于上手的方式改进其工作方式，大大提高知识综合应用能力。

四、小结

当前，国家正在为培养更多的合格建设者进行高校转型，随着应用型技术大学转型的不断推进，培养学生更强的实践动手能力和知识应用能力是转型能否成功的核心和关键。

绝大多数高校在职业教育转型过程中，将学生参与实践作为重点抓手，无疑将为国家建设提供更多适应一线工作的合格技术劳动者。但同时应该看到，随着我国经济发展和技术的不断进步，技术上很多方面已经接近国外发展水平，人才是引领世界技术的关键与核心，只有培养出更加优秀的应用型技术人才，才能够保证我国走在世界技术前列。因此，以高校应用型技术转型为契机，将创新培养与应用技术培养紧密结合，从而培养出一大批能用、会用而且用的巧妙的创新型应用技术人才，对于建设我国国际上大国地位，促进制造业走向国际领先，有着极为深刻的现实意义。

作为TRIZ提供的创新思维方法之一的STC算子法，可以培养学生在解决问题时，站在多个角度分析问题，从而在其所掌握的所有学科知识范围内甚至陌生领域寻找合适的知识加以应用，从而找到问题的解。该方法不仅有益于培养应用型技术人才，而且更加注重技术的创新应用，正是加厚加重并促进应用技术转型成功的有效途径。

参考文献：

[1] 杨玉蓓. 应用型计算机专业的校企合作模式的探讨[J].教育教学论坛， 2014（8）：221-222.

[2] 侯亚合，聂恒凯. “一地多点”厂中校工学结合育人模式的探索与实践[J].教育教学论坛，2013（49）：215-216.

[3] 王素青. 应用型本科院校“自动控制原理实验”教学改革的探索与实践[J].实验室科学，2014，17 （1）：104-106.

[4] 孙静，刘宇，黄利非. 论“技能调研与培养、需求分析与解决”模式的应用技术人才培养方法[J].教育与职业，2014，787 （3）：107-108

[5] 阙明坤，张韦韦. 应用技术大学：地方高校“升级版”[J]. 教育与职业， 2014（3）：22-27.

[6]齐继阳.“机械制造工艺学”教学模式的探索[J].中国大学教学，2012（2）：42-44.

[7]朱红，李文利，左祖晶.我国研究生创新能力的现状及其影响机制[J]. 高等教育研究，2011，2（32）：74-82.

篇3

中图分类号:J5 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)10(c)-0195-01

作为一门独立的艺术,艺术设计是艺术和科学相结合的学科,在社会的发展中,艺术设计逐渐成为了社会文化与科学技术之间的纽带,同时艺术设计又是一门具有较强综合性的学科,它涉及到了科学、审美、文化、材料等众多领域。随着社会经济的发展,人们对精神文化生活提出了更高的要求,而艺术设计在满足人们精神文化消费、生活品味提高以及文化素养与文化情趣的提升方面能够发挥出重要的作用。在艺术设计的发展中,创新能够使艺术设计作品保持旺盛的生命力,同时创新思维又是创新的核心内容,所以创新思维是艺术设计者必不可少的重要基础素质之一,认识创新思维在艺术设计活动中的重要作用对提升艺术设计者设计能力以及提升艺术设计作品文化内涵将具有明显的推动作用。

1 艺术设计中的创新思维概述

创新思维是通过采用独特新颖的办法来实现问题解决的思维过程。与一般思维活动不同的是,创新思维要求艺术设计者能够通过对自身知识或者经验的重建和改组来打破常规,并产生新的成果。创新性思维往往需要想象的参与,并伴随着灵感状态产生。创新思维是多种思维方式的结合与综合运用,主要体现为形象思维与抽象思维的结合、聚合思维与发散思维的结合、分析思维与直觉思维的结合,这些相结合的思维即有排斥的特点又有互补的特点,而创新思维的本质就是这些思维能力的对立统一。创新思维贯穿于艺术设计的整个过程,它是艺术设计作品实现创新的核心,同时创新思维反映着艺术设计的本质属性与外在、内在的有机联系,具有独特性、流畅新、多向性、新颖性、求异性、预见性、目的性与主动性等思维特征,艺术设计工作者能够通过学习和实践活动掌握艺术设计知识以及艺术设计与人类社会环境之间的联系,在此基础上艺术设计工作者可以通过创新思维的发挥对艺术设计进行进一步的探索,对思维定式所产生的心理障碍进行突破和克服,从而创造出更好的艺术设计作品。

2 创新思维在艺术设计活动中的重要作用

在艺术设计活动中,使用他人已有的设计作品是抄袭,借鉴他人已有的设计是模仿,富有创意的作品才代表着艺术设计作品以及艺术设计工作者的价值,所以创新思维对于艺术设计者而言是一个极为重要的能力,对艺术设计者自身以及艺术设计作品甚至艺术设计行业的发展都发挥着至关重要的作用。

2.1 创新性思维能够提升概念设计效果

在艺术设计活动中,概念设计往往对设计的方向起着决定性的作用,同时概念设计也是整个艺术设计活动过程中最能够体现创新思维的组成部分。艺术设计活动中创新思维的发挥能够引导艺术设计工作者从不同的角度与层面对设计对象作出审视与考察,所以运用创新思维的艺术设计能够打破固有认知所带来的思维定式,在激发灵感的同时使设计者对问题的考虑更加的全面,在此基础上,概念设计的过程会更加的流畅而不会产生设计后期对概念设计进行修改的情况,所以创新思维不仅能够提高概念设计的效果,同时能够提高概念设计的效率。

2.2 创新思维能够提高设计团队效率

当艺术设计活动需要面对一个较大的项目来实施时需要运用团队的形式来进行,在设计团队中重视对创新思维的挖掘与整合能够在很大程度上实现设计团队设计工作效率的提高。在团队中,有着理工科教育背景的艺术设计者一般具有较强的逻辑能力,而有着艺术教育方面背景的艺术设计者则一般具有较强的形象思维能力,二者在艺术设计活动中可以实现良好的互补,具有较强逻辑思维能力的艺术设计者可以从艺术设计过程的可行性或艺术设计作品的实用性等方面对艺术设计工作进行考虑,而具有较强形象思维能力的艺术设计工作者可以通过创新思维的发挥与运用来从艺术设计作品的颜色、造型、材料等方面进行考虑。

2.3 创新思维有助于艺术设计方案的优化

艺术设计作品是一个从无到有并需要不断进行完善的过程,一件艺术设计作品的完成过程中需要在很多方面使用很多不同的创新思维,而不同的创新思维的使用也往往影响着艺术设计作品的最终效果,所以通过对这些创新思维进行选择能够对艺术设计的方案进行进一步的优化

3 创新思维在艺术设计中的发挥

每个人都具有产生创新思维的潜力,但是产生创新思维并不代表着能够将创新思维应用于艺术设计当中,这就导致了一些艺术设计工作者无法将每一个创新想法都物化为创新成果,使自身好的创意无法通过艺术设计作品体现出来,对于这种情况,应当从以下几个方面努力来提高创新思维在艺术设计中发挥的有效性。

3.1 艺术设计者要重视自身知识层次的深化

广博的艺术设计知识是艺术设计工作者在艺术设计活动中将创新思维物化为创新成果的重要前提。艺术设计是一门具有极强综合性的学科,而其综合性也决定了艺术设计活动需要设计相当丰富并且具有一定跨度的知识量,艺术设计工作者只有扎实的掌握这些知识,才能够对艺术设计的基本原理、规律具有充分的认识与深刻的了解,才能够多层次、多方面的对艺术设计活动进行考虑,从而更好的实现创新思维在艺术设计活动中的运用。

3.2 艺术设计者要重视生产实践活动

实践性是艺术设计活动的重要特征,而艺术设计作品是通过生产实践产生的劳动成果,所以在艺术设计启发和运用创新思维过程中强调生产实践的作用与影响具有必然性。首先,艺术设计者通过生产实践活动可以积累更多的艺术设计经验,这些艺术设计经验的价值在于能够使艺术设计者在艺术设计活动中产生更多的灵感,从而实现创新思维的激发;其次艺术设计者通过生产实践活动能够巩固自身的艺术设计动手能力,从而一旦自身产生独特新颖的想法后可以实施到自己的艺术设计工作中,有利于创新思维的物化。

3.3 认识到艺术设计运用创新思维的目标

实用、经济和美观是艺术设计所具有的重要的三个特点,而这三个特点都是以满足人们需要为目的,艺术设计活动是以人为核心开展的活动,其服务对象也是人,所以艺术设计中运用创新思维是为了更好的满足人的需求而不是为了设计作品而进行艺术设计活动,所以满足人的需求是艺术设计的创新思维进行物化过程中的重要原则。

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随着我国精神文化生活的不断丰富、人类文明的不断发展，人类的创造性思维已经由简化的一般思维转变为更为高级的抽象型的思维。并且随着生产逐渐步入科技化、电子化的轨道上，创造性思维已经形成了完整的理论体系以及思维方式。艺术设计是创造性思维的结晶，是设计者内心情感世界的表达。利用艺术设计来唤醒人类对世界所产生的新的看法。创造性思维的艺术设计创新方法起源于美国的创造学家奥斯本的智力激励法。该方法通过对人类在逐渐认识与改造客观世界的过程中所运用的信息识别、分类、创造等方法的研究。最终提炼出将创造性思维运用到艺术设计的原理。现阶段艺术设计创新已经摒弃了以往的形式创新，逐渐步入了与社会可持续发展相协调的创新方向。所以，更加需要利用创新思维将艺术设计创新升华，从而能够建立艺术设计与社会、环境之间的协调发展机制。利用新技术、新能源、新思路进而实现功能性与艺术性相结合的艺术设计产品，为我国艺术设计创新指明了前进的方向。

一、艺术设计创新所运用的创新思维形式

现阶段随着社会文化、经济的不断发展，艺术设计所追求的形式与美感日新月异，越来越重视使用功能与精神功能的完美结合。所以，设计者不断通过对物体的模仿与探索，运用创新思维达到艺术设计产品的功能与艺术之间的完美结合。在此过程中一般运用的创造性思维包括发散性思维以及收敛性思维。

1.发散性思维指的是对于特定的艺术设计对象，将思路向各个学科领域进行发散，最终能够创新出多种解决该对象所产生问题的方案的思考形式。吉尔富特认为所谓的发散性思维指的是从所给信息中产生信息，其着重点是在同一来源当中产生各式各样的输出种类，并且有可能会发生转移作用。发散性思维吸收一切与艺术设计创新有关的方法与思路，力求突破传统常识的禁锢，寻找一些创新性方案。所以，发散性思维要求多种渠道、多种方向、高跨度的艺术设计思维模式，最终也比较容易达到艺术设计产品新异化与功能化并存的目标。由此可见，在进行艺术设计创新的过程中，思维发散是创新成果的重要指标，发散性思维在艺术设计创新中的应用也标志着创造学作为一门单独的学科能够为艺术设计带来前所未有的创造思路。

2.收敛性思维指的是利用取其精华、去其糟粕的思维方式，筛选比较符合市场需求以及设计者想表达的意境的设计方案，通过对比思路进行最终方案的完善的思维形式。所以，收敛性思维与发散性思维有着天壤之别，它是在艺术设计创新的整体思路已经明确的基础上，进行科学地、合理地思考，最终寻求一个完整的、最佳的艺术设计创新方案。由此可见，收敛性思维具有集中性、条理性等特点。

在进行艺术设计创新过程中要经历发散性思维以及收敛性思维这两个阶段，并且两个阶段可以不断地循环反复，直到艺术设计创新方案最终确定为止。所以，可以发现创新思维的两个分支是相辅相成、相互补充的整体。二者缺一不可，这是由于艺术设计本身是一门交叉性极强的学科，优秀的艺术设计创新往往是多个学科交融，发散性思维与收敛性思维相结合的成果。

二、创造性思维在艺术设计创新实践应用研究

在具体的艺术设计创新实践的过程中，创新性思维不但要求设计人员具有开拓创新的视角，更需要致力于实现艺术设计创新的科技与审美的统一。此过程主要包括以下几个阶段：

1.提出创新的视角，发现旧的艺术设计产品的缺点。对于同一个艺术设计课题，要提出不同的创新视角，利用创造性的思维找出设计课题的关键点与创新点。与此同时，还要发现旧的艺术设计产品的缺点，只有这样才能够准确的实现创新设计产品定位。

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[中图分类号] G623.75 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068（2017）09-0065-01

小学生思想比较活跃，对美术学习有一定天赋和潜能，所以教师要注意优化教学设计，为学生提供更为适宜的学习环境。创新教学情境设计，引入多种媒体手段，拓展训练域度，能够激活学生的创新意识，为学生正确审美观的形成提供帮助。

一、创新情境，激发学生的创新意识

在美术课堂教学设计时，教师要具有创新意识，给学生创设全新的教学情境，有效激活学生的思维和审美意识，为课堂教学带来活力。教师创设情境的方法众多，为体现创新性，需要对这些方法进行筛选、整合和优化，以提升教学设计的有效性。

例如，在W习车的相关内容时，教师没有像往常那样打开多媒体，而是带领学生走出教室，去实地观察校园中的车。在具体活动中，教师不时引导学生对比较有个性的车展开观察评价。有学生这样评价班主任的车：“这辆车属于三厢轿车，流线型设计，而且带有天窗，是一款中档家庭轿车。”教师急忙给出建议：“我们是观察这些车，而不是卖车，主要看车的造型有什么特点、色彩有没有个性等，要从审美角度来展开观察。”学生顿时开窍了，继续展示观察体验：“这是一辆电动车，其最大特点是车上面精心设计了一个遮阳棚，大红色非常显眼，配上金黄色的车身，显得温暖热烈。还有这车尾，车主还专门装饰了丝带，跑起来之后一定会给人带来飘逸的感觉。”……这里，教师引导学生展开实地观察，并引导学生展示观察体验，这是非常有创意的教学设计，教学效果当然是高效的。

二、创新媒体，激活学生的创新思维

将多媒体引入美术课堂教学之后，为教师教法创新提供可能。多媒体具有强大展示和联网的功能，能够为学生提供多重感官冲击，调动学生的思维，激发学生的想象力。特别是多媒体联网的实际应用，为学生观察世界提供便利窗口，极大地拓展了学生的学习视野。

例如，在《海洋怪兽》课堂导入时，教师打开多媒体播放一段音频，要求学生闭上眼睛倾听：海浪声此起彼伏，忽然传来一阵怪异的叫声，充满惊悚、恐惧的气氛，让学生大多吓得睁开眼睛。教师询问学生听到了什么，学生异口同声道：“怪兽！”教师播放一组海洋怪兽的图片，学生惊呼连连。教师继续引导学生观察：“这些海洋生物有什么样的怪异外形呢？”学生纷纷发言，有的说：“这个像鲨鱼的怪兽，牙齿太夸张了，那张开的大嘴足以放下一头牛，还有那尾翅高高耸起，真是威风八面！”也有的学生说：“这个怪兽恐怖，体型呈现不规则球形，而且能够自由变形，那长长的触角肯定有惊人的力量。”……教师启发：“这些生物都生活在海洋中，说它们是怪兽，只是因为它们长相怪异。如果让我们利用手中的材料设计一个海洋怪兽，该如何操作呢？”学生听后，便快速行动起来。这里，教师利用多媒体播放音频、图片等信息，为学生听觉、视觉带来强烈刺激，通过介绍怪兽外形特点，让学生形成整体印象。教师引导学生根据观察展开怪兽制作，为学生创新提供机会，学生有了观察经历，学习效果自然不会差。

三、创新训练，培养学生的创新能力

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设计创意的过程也是一个充满科学及主观说服的辩证过程，设计者在整个的设计过程中都必须围绕既定的设计主题进行严密科学的思考。任何艺术构思，都必须要有一个主题，设计的主题好比是内容和形式的中心或者灵魂。一个设计主题不突出的作品必然平庸而乏味，缺少说服力，不能引起大家的兴趣。电脑美术课中有些学生设计的画面色彩丰富，结构合理，表现技法也淋漓尽致，设计效果却平淡无奇，让人总感觉到少了点什么。设计画面中的文字、色彩、主图形处理得杂乱无章，这是创意不能正确表达设计主题必然造成的后果。好的创意能够准确、巧妙地表达设计的主题。因此，在课堂教学中教师要尽量布置有主题的设计作业，为了学生的设计能很好地表达主题，教师可对学生进行一些提示，通过循循诱导启发学生针对设计主题广开思路，从不同的侧面进行设计创意，让学生的创意能够紧紧抓住设计的主题。这样做有于利于培养学生的创意思维。

二、创意思维贯穿于设计的全过程

从广义上来看，创意思维应该是贯穿于设计全过程的，电脑美术设计中首先要求学生根据设计的主题进行创意，然后根据创意设想进行草图的绘制，最后通过电脑美术设计软件操作绘制并完成创意的图形、色彩、文字等。在具体设计的实践中，往往会遇到这样的情况：当学生在进行电脑制作时，通过比较以后在某一方面又有了新的感受，或者新的想法，对之前的创意又不满意了，这种情况的出现并不属于盲目设计的表现，相反，这正是设计艺术创作进入激烈的自我搏斗的阶段，逼迫自己广开思路，让创意思维尽情地展开。人类的创意、创造活动，是个复杂的心理过程。早在1896年，著名生理学家赫尔姆霍兹就提出了创造性工作的三个阶段：“最初的努力，直到无法进展为止；停顿和徘徊时期；再次有意识的努力时期。”在创意过程中，从不成熟到成熟，教学中教师应当引导、鼓励学生珍视设计过程中所获得的新鲜感受，尽可能在设计的整个过程中使学生的创意思维获得充实和完善，这对于设计作品最后的完成，取得好的设计效果具有重要的意义。

三、创意思维需要联想和想象

爱因斯坦曾经说过：“想象力比知识更重要，知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进步的源泉。”对于设计创意而言，只有通过联想和想象，设计者的思维才能超过自然的限定，进入理想化的设计境地。设计的创意就是要有意识地把生活中两个不相干的东西或事物组合在一起，使人在奇特的构思中有所联想。有人指出，创意不是指一般的构思，而是看起来两种表面上毫不相关的事物，经创意人员把它们串连、组合在一起而产生出来的新意义，使人们恍然大悟，并会使人感到“这么简单明显的关系，而我为什么就想不到?”这就是创意的奥妙之处。电脑美术设计过程中有不少学生为了求速度、省气力，宁可直接选用电脑软件自带的图片进行简单组合就完成了设计，而不愿意在细节上花费太多的时间，更谈不上联想和想象，把电脑设计当成了简单的软件操作的学习，最终达不到令人满意的设计效果。所以在设计教学中如何引导和激发学生的联想和想象，发挥学生创意的主动性，是电脑美术设计教学一个重要方面。例如在药品包装设计过程中，让学生设计“咳喘宁”胶囊，就可以让学生想象一个正在发热咳嗽病人应该会需要什么，希望能感受到什么，看到什么样的颜色最舒服等，这种方式往往能有利于激发让学生学习兴趣，让他们在自由发挥联想和想象同时培养创意思维。

四、创意思维要体现个性

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《新课标》中强调指出：我们在教学中必须“关注学生学习兴趣和经验”。在信息技术的教学环境下，教学信息的呈现方式是立体的、丰富的、生动有趣的！面对如此众多的信息呈现形式，学生一定会表现出强烈的好奇心理，而这种好奇心一旦发展为认知兴趣，将会表现出旺盛的求知欲，极大提高学生的参与度。兴趣是最好的老师，它能激发求知欲望，促进思维的活跃，保持学习的持久。赞可夫认为，学生有了愉悦的情感，欢快的情绪，可以使大脑皮层区处于兴奋状态，精神振奋，思维活跃；反之，厌烦的情绪能抑制学生的智力活动。因此，教师在教学中应寻求、设计能够吸引学生的兴趣点，而借助信息技术能使一些略显枯燥的知识变的形象生动。例如，教师在教授中小学阶段的立体几何部分和应用题部分时由于不能形象再现图形和题目场景，学生学习时就难于理解知识而产生乏味感。我们在选择相关软件的基础上，设计有关课件用于计算机模拟实验，对这两部分内容做到实验模拟，帮助学生掌握。对几何立体图形的理解我们选择3DS三维动画制作，该软件能在演示中把任何几何图形与立体几何图形以形象的三维形式再现，使各类几何体能在静态和动态的状况下展现给学生，既激发学生兴趣，同时也大大加快理解速度。

现实的生活材料不仅能够使学生体会到所学内容与自己的生活息息相关，而且能够大大调动学生学习的积极性使学生认识到现实生活中的知识与学科内容的紧密联系。利用信息资源跨越时空的特点充分运用各种信息资源与学科教学结合，使学生的学习内容更加丰富多彩，比如数学中的应用题，综合实践活动类课程，课前我们安排学生通过各种途径查询资料，课上学生汇报，结合老师准备的课件，学生不仅轻松的完成一节课的教学任务，而且成功的接受一次实践能力的锻炼。

2.运用信息技术突破教学难点

信息技术具有多种感官同步进行的直观效果，能够将教学重点和难点一一呈现出来，向学生展示教学情境、提供丰富感知、呈现思维过程，使学生闻其声，见其形、入其境，让学生更快、更准、更深地把握教学的重点和难点，极大地支持了学生对逻辑推理、问题解答和学习观念的寻求与研究。象数学课程，其特点之一是内容抽象，考虑如何在传授知识的过程中做到生动形象的突破难点，是数学教师在教学实践中时常思索的问题，而信息技术在数学教学中应用可以较好的解决这个难题。在学习直线、射线、线段的判断部分时，采用动画显示直线、射线和线段。可以使线段自左飞入，然后按动画叠放次序播放，射线是线段基础上一端的无限处长及把线段两端处长得到直线，这种在原有图形基础上的动画展示过程的方法让学生体验到线间的对应关系，加深了对“线”的特征的掌握。

运用信息技术在课堂教学中进行动态演示，形象揭示知识的生成过程，化抽象为具体、变理性为感性。让学生在主动参与中，借助于观察和比较，逐步探究知识的形成过程，从而更深刻地把握知识的本质。

3.运用信息技术，启迪学生创造性的想象

爱因斯坦说：“想象比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进步的源泉。”教学中运用信息技术，可以启迪学生创造性想象，有了想象力才会有创造力。无论是创造性想象还是再造性想象，对培养学生创造性思维是非常重要的。像在语文教学中的续写，课前通过个别了解把一个学生想象的故事结尾编制成课件，运用信息技术，创造出逼真的立体情景，调动学生的多种感官，让他们展开想象的翅膀，发展学生的创新思维能力。如在教学《小蝌蚪找妈妈》后，可重新播放录象，然后定格，引导想象:你看小蝌蚪上下游动,招呼朋友多高兴呀,它们会说什么呢?你听了想到了什么？学生兴趣盎然，思维的闸门大开，很快就编出了好几种故事的结尾。此时可边播放课前通过了解制成的课件边解说：“这就是刚才孙阳同学编的故事，真生动！请同学们继续大胆想象，老师将会根据你讲的故事结尾，再制成课件，我们一起欣赏。”这时，同学们思维更积极，个个跃跃欲试，一个个生动有趣的故事结尾，在学生脑子里诞生，有的说：“小蝌蚪第一次见妈妈，有说不完的话。”有的说：“小蝌蚪见了妈妈在撒娇呢。”有的说：“小蝌蚪们在向妈妈诉说找妈妈时遇到的各种困难。”……学生一边讲，一边欣赏着各种结尾，不仅丰富了学生的创造性思维，也提高了学生的语言表达能力。

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让学生主动学习是增强教学效率的最好方法，原有教学模式限制了学生的独立自主和自由。如果一味地强制性学习，就扼杀了学生探索知识的欲望。那么，我们要给学生自主学习的空间，给他们动手的机会，要求教师把握好时机，再进行适当的引导，鼓励学生取于参与。

信息技术教学中有哪些行之有效的教学方法呢？

1.课堂教学中合理安排理论讲解与实践操作的比例。教师在课堂中先做理论指导，让学生知道要做什么，怎么去做，但是不能光靠嘴上说，还要配合多媒体操作，让学生形象地去感知。操作演示的时候在关键点上加上一些语言指导，让学生明白学习的重点。

2.教学目标要明确。教师在设计任务时一定抓紧教学目标，任务设计要激发学生的求知欲，这样才能提高学生的学习兴趣。比如学习信息搜素的时侯，利用Google地图，让学生查找自己家庭的具置，学生的学习兴趣一下就提高了，师生的教与学都很愉快。

3.教学内容既合理又灵活。信息技术课程中的理论与实践有些知识比较枯燥，有很多是重复的练习，要求教师设计出一些有趣的任务，在教学中灵活地调整教学内容。

4.发挥学生的互助精神。信息技术课程教学分为理论知识与实践操作。当教师讲解完理论知识，上机操作的时侯难免有的同学会遇到问题。有的时侯老师非常忙，不可能每个学生都照顾周全，于是我采取了分组式教学，四个学生一个组，用同学帮助同学的方法，既解决了学习中的问题，又让同学之间有了很好的交流，教学的效果不错，所有学生都能顺利地完全任务。在教学中不断创设有意义的学习活动，让学生在小组中进行交流、合作，互相启发、互相促进。

二、培养学生的学习兴趣，创造良好的学习气氛

如何在信息技术课堂上培养学生学习的积极性，以及学生的创新能力，需要教师为学生创造一个宽松和谐的课堂气氛，激发学生的学习兴趣。

1.在教学模式上，也应力求注意培养学生的学习兴趣。学生的学习积极性来自于学习的成就感，由于任务来自学生的日常学习、生活和娱乐中，自然就会激发学生的学习热情和学习动机。在课堂中设计一些比赛，教师应提前设计好教学方案，让学生有发挥的空间，看他们的作品，让学生既兴奋又有一较高低的意识。对好的作品加以表扬，对学生来说是一种鼓励和动力。

2.在课程内容的安排上，也要注意保持学生的学习兴趣。教师在课堂教学中应遵循从易到难，从简单到复杂的原则，引导学生积极思考，激发他们的求知欲，稳定和保持他们的学习兴趣。比如不能一上来就学习编程设计，或者一味地学习简单的Word和Excel，这样会使得不少学生对信息技术逐渐失去学习兴趣和学习动力，要根据学生的心理特点，调整教学内容。

3.鼓励表扬，树立学生的自信心。在课堂上，教师要注重发现学生的闪光点，进行表扬激励，从心理学的角度讲，通过表扬能够激发学生的学习热情，增强他们的学习兴趣和信心。在教学过程中，要鼓励进步，让学生树立起自尊、自信。将同学们创作的比较好的作品让全班同学都来欣赏，这样做往往会调动学生学习的激情和内在潜力；而对那些不太成功的作品，也不能完全否定，教师可以对作品中的闪光点予以肯定。这样定会使学生的信心倍增，能收到良好的教学效果。

三、充分利用信息技术学科的特点，使用多媒体演示教学

信息技术教学应充分利用信息技术的优势，利用多媒体技术辅助教学。教师不仅运用语言，还应使用数字化的静态图像、动态图像、实际操作演示等手段传递信息，使学生最大强度地接受新知识与技能训练。

运用多媒体的基本要求：1.教师应充分备课，准备所需的教学材料。使教学影像在学生头脑中形成比较鲜明的表象。2.在演示讲解过程中，要培养学生善于观察演示的对象与操作过程，注意它们相互之间的关系，抓住本质与内在联。3.演示要尽可能让学生用心感受，增强演示讲解的效果。4.通过演示与讲解的有机配合，不使学生停留在事物与过程的表面，而是尽快使学生的认识上升到理性阶段，形成概念，理解操作原理。5.多媒体的选择应该围绕着教学知识进行。

四、充分利用网络优势，增强学生实践操作能力

在教学中，教师可以把学习所需要的资料提前准备好，上课时可以通过网络很方便地传送到学生的计算机上，学生可以把学习目标在网络中寻找相关资料来完成学习。在学习过程中，学生还可以利用计算机网络相互讨论，相互交流；有困难的学生可以利用网络反复学习，较好的学生则可以进行深层次的练习，网络上大量资源极大地丰富了学生的课堂，开阔了学生的视野。

五、充分利用课堂中的评价量规，分层次教学

在课堂教学中要着眼于提高学生的整体素质，还要兼顾学生的差异性。我们通过评价量规，了解每名学生的学习情况，从学生的实际出发，再设计出更为合理的课堂教学，使每一名学生都能在一节课内得到较大的满足。教学中通过使用评价量规，使学生明确学习任务。设计一份好的评价量规，使学生按照教师的要求掌握相关的知识要点。

六、努力提高教师自身水平，让信息技术的教学更精彩

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Raises the student innovative idea ability using the information technology

Liu Xialing

【Abstract】Raises student’s innovation ability in the classroom instruction, enhances the teaching the benefit, the information technology application is imperative. Rests on the course content and the student life reality in the teaching, utilizes the information technology reasonably, will study the content take multimedia, forms and the friendly interactive and so on hypertext, animation contact surface provides the digitized resources, the establishment virtualization scene as the student, lets the student “experience personally”, the experience knowledge’s production and the developing process, guide the student in the experience the understand thing essence, to master the knowledge, thus achieves to the student innovation ability raise.

【Key words】Information technology; Interest; Breakthrough difficulty; Optimized practice; Innovative idea; Creativity

素质教育的核心就是培养创造能力和创新精神，随着现代科学技术的发展，信息技术应用于教学已成为现实，合理运用信息技术辅助教学，是培养学生创新思维的一种行之有效的方法。在教学中，我们可以依据教学内容和学生生活实际，运用计算机和多媒体工具将学习内容以多媒体、超文本、动画等形式和友好互动的界面为学生提供数字化资源、创设虚拟化场景，让学生“身临其境”，经历知识的产生和发展过程，引导学生在体验中理解事物的本质、掌握知识，从而对学生进行创新能力的培养。

1 运用信息技术，激发学生思维兴趣

《新课标》中强调指出：我们在教学中必须“关注学生学习兴趣和经验”。在信息技术的教学环境下，教学信息的呈现方式是立体的、丰富的、生动有趣的！面对如此众多的信息呈现形式，学生一定会表现出强烈的好奇心理，而这种好奇心一旦发展为认知兴趣，将会表现出旺盛的求知欲，极大提高学生的参与度。兴趣是最好的老师，赞可夫认为，学生有了愉悦的情感，欢快的情绪，可以使大脑皮层区处于兴奋状态，精神振奋，思维活跃；反之，厌烦的情绪能抑制学生的智力活动。因此，教师在教学中应寻求、设计能够吸引学生的兴趣点。而借助信息技术能使一些略显枯燥的知识变的形象生动。例如，教师在教授中小学阶段的立体几何部分和应用题部分时由于不能形象再现图形和题目场景，学生学习时就难于理解知识而产生乏味感。我们在选择相关软件的基础上，设计有关课件用于计算机模拟实验，对这两部分内容做到实验模拟，帮助学生掌握。对几何立体图形的理解我们选择3DS三维动画制作，该软件能在演示中把任何几何图形与立体几何图形以形象的三维形式再现，使各类几何体能在静态和动态的状况下展现给学生，既激发学生兴趣，同时也大大加快理解速度。

现实的生活材料不仅能够使学生体会到所学内容与自己的生活息息相关，而且能够大大调动学生学习的积极性，使学生认识到现实生活中的知识与学科内容的紧密联系。利用信息资源跨越时空的特点充分运用各种信息资源与学科教学结合，使学生的学习内容更加丰富多彩，比如数学中的应用题，综合实践活动类课程，课前我们安排学生通过各种途径查询资料，课上学生汇报，结合老师准备的课件，学生不仅轻松的完成一节课的教学任务，而且成功的接受一次实践能力的锻炼。

2 运用信息技术突破教学难点

信息技术具有多种感官同步进行的直观效果，能够将教学重点和难点一一呈现出来，向学生展示教学情境、提供丰富感知、呈现思维过程，使学生闻其声，见其形、入其境，让学生更快、更准、更深地把握教学的重点和难点，极大地支持了学生对逻辑推理、问题解答和学习观念的寻求与研究。数学课程特点之一是内容抽象，考虑如何在传授知识的过程中做到生动形象的突破难点，是数学教师在教学实践中时常思索的问题。而信息技术在数学教学中应用可以较好的解决这个难题。在学习直线、射线、线段的判断部分时，采用动画显示直线、射线和线段。可以使线段自左飞入，然后按动画叠放次序播放，射线是线段基础上一端的无限处长及把线段两端处长得到直线，这种在原有图形基础上的动画展示过程的方法让学生体验到线间的对应关系，加深了对“线”的特征的掌握。

运用信息技术在课堂教学中进行动态演示，形象揭示知识的生成过程，化抽象为具体、变理性为感性。让学生在主动参与中，借助于观察和比较，逐步探究知识的形成过程，从而更深刻地把握知识的本质。

3 运用信息技术，启迪学生创造性的想象

爱因斯坦说：“想象比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进步的源泉。”教学中运用信息技术，可以启迪学生创造性想象，培养学生创造性思维。在语文教学中的续写，课前通过个别了解把一个学生想象的故事结尾编制成课件，运用信息技术，创造出逼真的立体情景，调动学生的多种感官，让他们展开想象的翅膀，发展学生的创新思维能力。如在教学《小蝌蚪找妈妈》后，可重新播放录象，然后定格，引导想象:你看小蝌蚪上下游动,招呼朋友多高兴呀,它们会说什么呢?你听了想到了什么？有利于启迪学生的智慧,激发想像;有利于教师创造性地理解和使用教材,引导学生产生创造性思维。学生兴趣盎然，思维的闸门大开，很快就编出了好几种故事的结尾。此时边播放边解说：“这就是刚才孙阳同学编的故事，真生动！请同学们继续大胆想象，老师将会根据你讲的故事结尾，再制成课件，我们一起欣赏。”这时，同学们思维更积极，个个跃跃欲试，一个个生动有趣的故事结尾，在学生脑子里诞生，有的说：“小蝌蚪第一次见妈妈，有说不完的话。”有的说：“小蝌蚪见了妈妈在撒娇呢。”有的说：“小蝌蚪们在向妈妈诉说找妈妈时遇到的各种困难。”……学生一边讲，一边欣赏着各种结尾，不仅丰富了学生的创造性思维，也提高了学生的语言表达能力。

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我们生活在飞快发展的信息时代，信息时代的到来，不仅极大地改变着人们的生产方式和生活方式，而且极大地改变着人们的思维方式和学习方式，并促进着学校教育逐步走向网络化、虚拟化、国际化和个性化。这对传统教育方式既是严峻挑战，又是千载难逢的发展机遇。面对这种日新月异的数字化生活环境的挑战，传统教学已经无法满足生活在信息时代的学生对知识的渴求，更谈不上培养学生的创新思维能力。巧用信息技术，成为当下培养学生创新思维能力最为有效的途径之一。

创新思维是多种思维发展的结晶。它不但能够揭示客观事物的本质特征及各种事物的内在联系，而且可以产生新颖、独特的见解和想法，至少能提出创造性的见解。所以，创新思维是比一般思维更高级的形式，是一种主动地、独创地发现新问题，提出新问题，解决新问题的创造性思维过程。它包括七个方面思维能力的综合过程，即：质疑思维、假设推断思维、探究思维、想象（联想）思维、发散思维、聚合思维，此外，还有直觉顿悟思维（也叫灵感思维）。

以瓦特发明蒸汽机为例，认识创造性思维过程。瓦特小时候看到水壶烧水沸腾了，壶盖会“噗噗”地跳动，于是产生了疑问――壶盖为什么会动呀（质疑思维）？当他学习了物理学热胀冷缩的知识后，就对这个疑问提出了假设――壶盖是因为水煮沸时变成水蒸气，水蒸气的体积肯定是膨胀得比水的体积要大得多，从而产生一股力量，推动了壶盖，使之往上“噗噗”地跳动的（假设、分析、推理思维）。好学深思的瓦特马上想到：水蒸气能产生这样大的力，能不能用来代替人力做工，即用蒸汽的力量推动机器为人类服务呢（这是想象与联想思维过程）？通过想象与联想，瓦特要利用蒸汽产生的巨大力量代替人力做工，就会想到做成什么样的工具？怎样用它代替人力做工？就要做出多种设计方案（进行发散思维，提出多种方案），如设计多种机器图纸或做成样品模型进行实用性试验。通过实验比较，最后从许多方案中选出一种最佳设计图（聚合思维），然后创造出真正实用的蒸汽机。当然，这种创造发明还要通过实践不断改进。

从瓦特发明蒸汽机的过程，我们形象认识到质疑、假设、探究验证、想象联想、发散与聚合这六个思维过程，形成了整个创新思维的过程。因此，在素质教育过程中，教师应当遵循这一认识规律，实施创新教育，培养学生的创新精神，开发其创新潜力，提高其创新能力。

在长期的教学实践中，教育工作者们发现，运用多媒体网络技术，是发展学生创新思维能力的有效手段。在课堂教学中，要培养学生的创新性思维，就要从以下几个方面入手。

一、利用信息技术创设情境，激发学习兴趣，提高学习积极性，以促进创新思维能力发展。

情境化学习理论认为，所有的学习都应该是情境化的，学习应该发生在真实的情境中，环境是学习者在学习过程中不可避免的整体的一部分。建构主义与人本主义都强调教师首先要创设良好的教学情境，让学习者在真实的、复杂的情境中学习，引导他们利用自己原有认知结构中的有关经验，主动地同化和顺应当前学到的新知识，解决新问题，从而赋予新知识以某种意义。

当今社会是一个信息化社会，多媒体信息技术具有集图像、声音、动画、文字于一体的多种信息功能，能向学生提供多重刺激，以生动直观、形象逼真的方式呈现知识，为学生提供多姿多彩的形象化、真实化的学习情境，引起学生的注意，引发他们的好奇心，充分激发学生的学习兴趣，使学生处于惊奇、探索的学习氛围之中，调动学生学习的积极性，更能有效培养学生想象、质疑、推理、思维的能力。

二、利用多媒体网络环境，培养学生的探究思维能力，发挥学生在学习中的主体性。

以“教师为中心”的填灌式传统教育，使学生处于被动学习地位，因此不可能充分调动学生的学习主动性与积极性，学习的主体作用也不能够得到根本体现。教师是权威，书本是权威，学生不能怀疑教师与书本知识，也就不可能、也不敢质疑。这样学生创新思维能力开始的第一步就被挡住了，当然也就不可能进一步培养他们的创新意识与创新思维习惯。

利用信息技术能为学生提供一个宽松和谐的自主学习环境，学生运用计算机网络自由选择学习内容和途径，学生的学习主动性得到了解放，有利于发挥他们的学习主体性，有利于他们开动脑筋思考问题，也就有可能逐步发展他们的质疑、探究、想象、发散等多种思维能力，从而有益于培养他们的创新思维能力。

三、在多媒体网络环境下为学生创设开放式的学习环境，帮助学生拓展知识领域。

多媒体网络环境下，无论是教师的教还是学生的学，都具有开放性。利用信息技术可以为学生提供资源环境，突破书本为知识主要来源的限制，用各种相关资料丰富封闭的、孤立的课堂教学，从而极大地拓展学生学习的知识量，开阔思路，接触“百家”思想。这样的教学环境，打破了时间和空间的限制，更大范围地给教和学提供了丰富资源。

网络环境下学习不再仅局限于书本知识内容，它具有丰富、直观、人机交互、信息大、图文声像一体化等多种优点，因此可以大大拓展学习资源；同时，它不局限于课堂虚拟网教学，而是可以让学生上城域网或广域网学习（例如教育信息网）。网上资源更多，因此学生可以学到书本以外更广泛的知识信息。这种开放式的学习环境，更有利于发展学生的质疑、问难、想象、发散等多种思维能力，促进他们创新思维能力的发展。

四、利用多媒体网络环境提供丰富的学习资源，活跃学生的思维能力。

利用信息技术提供的丰富的信息组织和呈现手段，创造生动、丰富的学习环境，为学生创设一个个丰富多彩、生动活泼形象情境，活跃学生的思维，再加上形象情境跟抽象文字相结合，可以同时发展学生的形象思维与抽象思维能力，促进左右大脑功能协调发展。而且，形象化情境更能充分发展学生的揭疑、质疑、想象、发散等多种思维能力，从而形成创新思维能力。所以经常性地运用信息情境，更有利于培养学生的创新思维习惯及创新思维意识。

五、利用多媒体网络环境有助于促进学生学习的个性化，发展创新思维。

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网络效应：技术催生新的用户模式

所谓的网络效应就是指从芯片、系统设备到有线＼无线网络的无所不在的连接环境已经形成，在这个新的环境中衍生出崭新的经营模式、社交群体和用户使用行为。在过去的几年里，高速网络接入和搜索技术使得互联网用户制作的内容成为全球媒体的主导。用户制作的视频和视频分享网站成社交中增长最快的一个分支。到2012年全球用户制作内容产生的收入预计超过40亿美元。　但是，移动运营商面临的一个难题是大量的视频流拖累了3G网络上其他的语音和数据传输，LTE有望为移动通信市场打开新的天地。飞思卡尔多核DSP市场经理BarryStern表示，目前的3.5G HSDPA的下行速率是14Mbps，下一代HSDPA+有望提升到42Mbps，而LTE能够实现300Mbps的下行速率。LTE的商业化应用将从2011年开始，而飞思卡尔是迄今唯一一家在LTE终端和平台2个方向同时开展研发工作的半导体公司。

随着视频内容处理性能的提升，对网络资源的压力也在日益增加，这也是飞思卡尔将PowerQUICC通信处理器提升到QorIQ的重要原因。飞思卡尔的统一QorIQ通信平台分为P1到P55个系列，针对不同的性能需求采用单核到多核的差异化方案，但都是基于eS00 Power Architecture和45nm工艺。

在国内的TD－SCDMA网络建设方面，飞思卡尔也在积极的参与其中。最近，展讯将飞思卡尔MC34673电池充电器IC用于其TD－SCDMA 8800D平台。此外，其他几家中国TD－SCDMA设备制造商也利用基于StarCore技术的DSP、PowerQUICC处理器，以及专门针对TD－SCDMA进行优化的。

健康与安全：半导体技术应对人口老年化挑战

全球人口老龄化正在形成一个前所未有的经济挑战，Rich认为现有的给老年人提供住房和看护的方法将没有太大的空间，解决方法就是以半导体为基础的新技术。

如果将远程无线技术纳入医疗体系，医疗和信息技术成功结合，将可以消除医疗的时间拖延和地域界限。这不仅仅是控制疾病，也是在提倡一种崭新的积极健康的生活方式，从而减少不必要的医疗成本。

各种便携式医疗设备，例如检测糖尿病的血糖仪，检测心血管疾病的血压和心律检测仪都可以帮助病人提高收集和检测个人医疗数据的能力。而一些走在前沿的医疗软件公司已着手制定计划，把病人的生理数据资料存储在病人的手机上，可以很方面地传输到医疗机构作为治疗的参考依据。随着超过20亿的手机在世界各地使用，无线监控系统市场预计到2010年将增长到3450亿美元。

心脏病是人类的头号健康问题，心电图是检测和诊断的核心工具。但是，这些检测只有在专业的医疗环境下才能实现，因为通常需要一些训练有素的专业人才在病人身上放置电极，并且需要专业的知识才能解读心电图。

但是如果有嵌入式处理技术的帮助，医疗设备公司Monebo科技认为就会有一种更加容易使用的方法。据Rich透露，Monebo科技和飞思卡尔合作开发了首个片上心电图解决方案CardioBelt。在飞思卡尔的ColdFire MCU的基础上，Monebo科技开发了支持ECG波形的信号处理和解释的KineticECG算法。该算法能够为捕获到的最多16个导联的ECG数据提供非常精确的QRS(Q波形、R波形和S波形)检测和特征提取、心跳分类、间歇测量和心律解释。CardioBelt提供了简单操作但是更加先进的心脏监测功能，一个按钮操作就能通过无线传输设备将数据传给专门的医疗保健医生。

绿色电子：无线传感器渗透到工业领域

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书籍装帧设计中的文字版式设计，主要是通过对书籍装帧的了解，对版式设计及文字的了解，得出文字是版式设计中的重要构成部分。设计者必须充分掌握文字造型的特性和不同文字字体之间的内存联系，灵活运用文字在版式空间中的创新思维，整体把握字体对文字版式设计的重要意义。

1、文字的定义

文字既是语言信息的载体，又是有视觉识别的符号系统：不仅表达概念，同时也通过诉之于视觉的方式传递情感。文字版式设计是现代书籍装帧不可分割的一部分，对书籍版式的视觉传达效果有着直接影响。

2、文字字体间的内在联系

书籍装帧中的文字有三重意义，一是书写在表面的文字形态，二是语言学意义上的文字；还有一个就是激发人们艺术想象力的文字。对于设计师来说，第三重意义是最重要的。我们挖掘不同字体之间的内在联系，可以以画面中使用的不同字体为基点，从字体的形态结构、字号大小、色彩层次、空间关系等方面入手。文字个体形态设计中，所谓的“形”指字体所呈现出来的外形与结构。文字的版式设计更多注重的是文字的传达性，除我们所关注的“文字”本身的一种寓意外，其本身的结构特征可成为版式的素材(《艺术与设计》总第050期第94页)，因而要特别关注文字的大小、曲直、粗细、笔画的组合关系，认真推敲它的字形结构，寻找字体间的内在联系。

3、版式设计中字体空间的运用

空间给宇体视觉元素界定了一定的范围和尺度，视觉元素如何在一定的空间范围里显示最恰当的视觉张力及良好的视觉效果，与空间关系上对不同字体负形空间的运用有直接关系。版面中除了字体这些实体造型元素，编排后剩余的空间即为“负形”，包括宇间距及其周围空白版面，也会影Ⅱ向文字版式设计的视觉效果。负形与字体实形相互依存，使实形在视觉上产生动态，获得张力：有效运用负形空间的特点，可以协调书籍的文字版式编排。在安排文字的位置、结构变化与字体组合时，应充分考虑负形的位置与大小。如，方形字体空间占有率相对较大，比较适合横向编排，长字体适合作竖向的编排。同时由于字体本身笔画的多少、结构的不同、方向的不同也会制造出多样的视觉效果。

4、文字版式设计与设计师创新思维

设计构思与灵感是设计者思维水准的体现，。也是评价一件装帧设计作品的重要标准之一。随着时代的发展，现代书籍装帧设计已呈现图文互动的趋势，先进的印刷技术加大了版面文字设计的可能性，文字的设计呈现出多元化、艺术化的趋势，因此对设计者的要求越来越高。