第二章机械创新设计的思维基础

1、LOGO机械创新设计机械创新设计教材：机械创新设计（第2版） 北京理工大学 张春林 主编第一篇第一篇 机械创新设计的基础知识篇机械创新设计的基础知识篇第二章第二章 机械创新设计的思维基础机械创新设计的思维基础第三章第三章 机械创新设计的技术基础机械创新设计的技术基础第二章第二章 机械创新设计的思维基础机械创新设计的思维基础u第一节第一节 思维概述思维概述u第二节第二节 思维的类型思维的类型u第三节第三节 创造性思维的形成与发展创造性思维的形成与发展u第四节第四节 思维方式与创新方法思维方式与创新方法第一节第一节 思维概述思维概述思维思维人脑对所接受和已存储的来自客观世界人脑对所接受和已存储的来

2、自客观世界的信息进行有意识或无意识、直接或间接的加工的信息进行有意识或无意识、直接或间接的加工，从而产生新信息的过程。，从而产生新信息的过程。思维有如下特性：思维有如下特性：一、思维的一、思维的间接性间接性和和概括性概括性二、思维的二、思维的多层性多层性三、思维的三、思维的自觉性自觉性与与创造性创造性第一节第一节 思维概述思维概述一、思维的间接性和概括性一、思维的间接性和概括性思维的思维的间接性间接性指的是凭借其它信息的触发，借助于指的是凭借其它信息的触发，借助于已有的知识和信息，去认识那些没有直接感知过的或根已有的知识和信息，去认识那些没有直接感知过的或根本不能感知的事物，以及预见和推知事物

3、的发展过程。本不能感知的事物，以及预见和推知事物的发展过程。例：考古人员通过观察化石推测历史例：考古人员通过观察化石推测历史 警察通过观察脚印等推测罪犯身体特征警察通过观察脚印等推测罪犯身体特征 思维的思维的概括性概括性指的是它能够去除不同类型事物的具指的是它能够去除不同类型事物的具体差异，而抽取其共同的本质或特征加以反映。体差异，而抽取其共同的本质或特征加以反映。例：例： 鲸不是鱼鲸不是鱼 冰块，水蒸气都是水冰块，水蒸气都是水 u二、思维的多层性二、思维的多层性u思维有高级和低级，简单和复杂之分，也就是说，思维具思维有高级和低级，简单和复杂之分，也就是说，思维具有有层次性层次性。 同一事物，

4、不同人有不同看法。同一事物，不同人有不同看法。u 荷花淀中景物描写：u“要问白洋淀有多少苇地，不知道，每年出多少苇子，也不知道。只晓得每年芦花飘飞苇叶黄的时候，全淀的芦苇收割，垛起垛来，在白洋淀周围的广场上，就成了一条苇子的长城”u理解的第一层：两个否定句“不知道”正是为了后文的“只晓得”，突出了苇地的宽广、芦苇的茂密，白洋淀的美丽富饶；u理解的第二层：祖国山河之美、国土之圣，岂容侵略者践踏、蹂躏；u理解的第三层：正因如此，水生踊跃参军，水生嫂全力支持就有了思想基础。 盗梦空间盗梦空间 苹果苹果第一节第一节 思维概述思维概述三、思维的自觉性与创造性三、思维的自觉性与创造性顿悟顿悟是思维自觉运行

5、的结果，是思维过程中出现质是思维自觉运行的结果，是思维过程中出现质量上的飞跃。量上的飞跃。思维的自觉性也称为思维的自觉性也称为灵感思维灵感思维。其最大的特征是。其最大的特征是爆爆发性发性与与瞬间性瞬间性，只有善于扑捉这一短暂的灵感思维，才，只有善于扑捉这一短暂的灵感思维，才会发生量变到质变的创造成果。会发生量变到质变的创造成果。 爱迪生：爱迪生：“勤奋勤奋+ +灵感灵感= =天才天才”良好的思维方式是发明创造的前提。良好的思维方式是发明创造的前提。第二节第二节 思维的类型思维的类型思维具有思维具有流畅性流畅性、灵活性灵活性、独创性独创性、精细性精细性、敏感敏感性性和和知觉性知觉性的特征，根据思

6、维在运作过程中的作用地的特征，根据思维在运作过程中的作用地位，思维主要有以下几种类型：位，思维主要有以下几种类型：一、形象思维一、形象思维二、抽象思维二、抽象思维三、发散思维三、发散思维四、收敛思维四、收敛思维五、动态思维五、动态思维六、有序思维六、有序思维七、直接思维七、直接思维八、创造性思维八、创造性思维九、质疑思维九、质疑思维十、灵感思维十、灵感思维一、形象思维一、形象思维形象思维又称为具体思维或具体形象的思维。它是人脑对客形象思维又称为具体思维或具体形象的思维。它是人脑对客观事物或现象的外部特点和具体形象的反映活动。观事物或现象的外部特点和具体形象的反映活动。表现形式表象联想想象 右脑

7、支配右脑支配左半身神经和感觉；左脑支配左半身神经和感觉；左脑支配右半身神经和感觉右半身神经和感觉语言中枢在左脑，主要完成语言的、逻辑的、分析的、代数思考认识和行为语言中枢在左脑，主要完成语言的、逻辑的、分析的、代数思考认识和行为右脑则主要负责直观的、综合的、几何的、绘图的思考认识和行为，右脑是创新能力右脑则主要负责直观的、综合的、几何的、绘图的思考认识和行为，右脑是创新能力的源泉的源泉左脑具有根强的工具性质，它负责把右脑的形象思维转换成语言左脑具有根强的工具性质，它负责把右脑的形象思维转换成语言爱因斯但曾经说过：爱因斯但曾经说过：“我思考问题时，不是用语言进行思考，而是用活动的跳跃的形我思考问

8、题时，不是用语言进行思考，而是用活动的跳跃的形象进行思考。当这种思考完成以后，我要花很大力气把他们转换成语言。象进行思考。当这种思考完成以后，我要花很大力气把他们转换成语言。” “左脑人左脑人”将被电脑取而代之，在现实生活中，将被电脑取而代之，在现实生活中，95%以上的人仅仅使用自己一半的以上的人仅仅使用自己一半的大脑，即左脑。大脑，即左脑。第二节第二节 思维的类型思维的类型二、抽象思维二、抽象思维抽象思维又称为逻辑思维。它是凭借抽象思维又称为逻辑思维。它是凭借概念概念、判断判断、推理推理而进行的反映而进行的反映客观现实的思维活动。客观现实的思维活动。 抽象思维涉及语言、推理、定理、公式、数字

9、、符抽象思维涉及语言、推理、定理、公式、数字、符号等不能感官的抽象事物，是一个建立概念、不断推理、反复判断的思维号等不能感官的抽象事物，是一个建立概念、不断推理、反复判断的思维过程。过程。概念是客观事物本质属性的反映，是一类具有共同特性的事物和现象概念是客观事物本质属性的反映，是一类具有共同特性的事物和现象的总称。的总称。犬犬 猎犬、牧羊犬、警犬、缉毒犬、宠物犬猎犬、牧羊犬、警犬、缉毒犬、宠物犬四条腿、锋利牙齿、喜食肉、善奔跑、极其敏锐的嗅觉和听觉等四条腿、锋利牙齿、喜食肉、善奔跑、极其敏锐的嗅觉和听觉等判断是两个或几个概念的联系。判断是两个或几个概念的联系。推理是两个或几个判断的联系。推理是

10、两个或几个判断的联系。三、发散思维三、发散思维发散思维又称辐射思维、扩散思维、开放思维等。它是发散思维又称辐射思维、扩散思维、开放思维等。它是以少求多以少求多的思维形式，其特点是从给定的信息输入中产生出众多的信息输出。的思维形式，其特点是从给定的信息输入中产生出众多的信息输出。 思维过程：以要解决的问题为中心，运用思维过程：以要解决的问题为中心，运用横向横向、纵向纵向、逆向逆向、分分合合、颠倒颠倒、质疑质疑、对称对称等思维方法，考虑所有因素的后果，找出尽可等思维方法，考虑所有因素的后果，找出尽可能多的答案，并从许多答案中寻求最佳值，以便有效地解决问题。能多的答案，并从许多答案中寻求最佳值，以便

11、有效地解决问题。靠气象发财靠气象发财啤酒瓶啤酒瓶 容器容器（装酒、装油、盛蜡烛）（装酒、装油、盛蜡烛） 滚压工具滚压工具（擀饺子皮、碾药片）（擀饺子皮、碾药片） 装饰品装饰品（作花瓶）（作花瓶） 乐器乐器（敲击成音）（敲击成音）武器武器（打人）（打人） 第二节第二节 思维的类型思维的类型四、收敛思维四、收敛思维 收敛思维又称收敛思维又称集中思维集中思维、求同思维求同思维等。是一种寻求某种正确答等。是一种寻求某种正确答案的思维形式。它以某种研究对象为中心，将众多的思路和信息汇案的思维形式。它以某种研究对象为中心，将众多的思路和信息汇集于这一中心的思维过程。集于这一中心的思维过程。 （1）请说出家

12、中既发光又发热的东西。找出它们的共同点。 （2）请写出海水与江水的共同之处，越多越好。 （3）鸽子、蝴蝶、蜜蜂与苍蝇有什么相同之处？ （4）铜、铁、铝、不锈钢等金属有什么共同的属性？ 答案答案（1）家里既发光又发热的东西是存在的，如白炽灯、日光灯、红外线取暖器等等，它们的共同点是：都用电。 （2）都是水；都会蒸发；都可养鱼；都可造福人类。 （3）会飞、吃东西 （4）传热、导电 五、动态思维五、动态思维 动态思维是一种运动的、不断调整的、不断优化的思维活动。动态思维是一种运动的、不断调整的、不断优化的思维活动。 其特点是根据不断变化的环境、条件来不断改变自己的思维秩序、其特点是根据不断变化的环境

13、、条件来不断改变自己的思维秩序、思维方向，对事物进行调整、控制，从而达到优化的思维目标。思维方向，对事物进行调整、控制，从而达到优化的思维目标。动态思维的模式为：动态思维的模式为： 收集新资料收集新资料制定新方案制定新方案实施实施反馈反馈调整新方案调整新方案 第二节第二节 思维的类型思维的类型六、有序思维六、有序思维 有序思维是一种按一定规则和秩序进行的有目的有序思维是一种按一定规则和秩序进行的有目的的思维方式，它是许多创造方法的基础。的思维方式，它是许多创造方法的基础。 十二变通法十二变通法、归纳法归纳法、逻辑演绎法逻辑演绎法、信息交合法信息交合法、场场- -场分析法场分析法“十二变通”法即

14、指人们在观察、认识一个事物时，可以考虑是否可以(1)加一加；(2)减一减；(3)扩一扩；(4)缩一缩；(5)变一变；(6)改一改；(7)联一联；(8)学一学；(9)代一代；(10)搬一搬；(11)反一反；(12)定一定等等，以便引出新观念、新想法，获得创造性的成果。例：齿轮设计过程先选择模数，再标准化，按传动比选择齿数，几何尺寸计算，强度校核1）加一加：）加一加：u在进行某种创造活动过程中，可以考虑在这件事物上还可以添加什么？把这件事物加长、加高、加厚、加宽一点行不行？或者将原物品在形状上、尺寸上、功能上有所 “异样”、 “更新”，以求实现创新的可能。u例如，伽利略发明的望远镜就是“加一加”的

15、典型例子。欧洲有一个磨镜片的工人，有一次，他偶然把一块凸透镜片与一块凹透镜片加在一起，他透过这两片镜片向远处一看，惊讶地发现远处的景物可以移到眼前来。这个发现，后来给科学家伽利略知道了，他对这个无意之中 “加一加”而形成的事物进行了研究，终于发明了望远镜。2）减一减：）减一减：u在原来的事物上还可以减去点什么？如将原来的物品减少一点，缩短一点，降低一点，变窄一点，减薄一点，减轻一点等，这个事物能够变成什么新事物，它的功能、用途会发生什么变化？在操作过程中，减少时间、次数可以吗？这样做又有什么效果？u例如，隐形眼镜就是将镜片减薄、减小，并减去了镜架而发明的。3）扩一扩）扩一扩u现有物品在功能、结

16、构等方面还可以扩展吗？放大一点，扩大一点，会使物品发生哪些变化？这件物品除了大家熟知的用途外，还可以扩展出哪些用途？u例如，大家知道吹风机是吹头发的。但在日本，有人想利用吹风机去烘潮湿的被褥，扩展了它的用途。后来在此基础上发明了一种被褥烘干机。如把一般望远镜扩成又长又大的天文望远镜。它的能见度是人肉眼的 4万倍，放大率达 3000倍。用这种望远镜看星空，38万公里远的月亮，就好像在 128公里的近处一样。4）缩一缩）缩一缩u将原有物品的体积缩小一点，长度缩短一点会怎样，可否据此开发出新的物品。u我国的微雕艺术是世界领先的，其实质也是 “缩一缩”。它缩小的程度是惊人的，能在头发丝上刻出伟人的头像

17、、名人诗句等，成为一件件价值连城的珍品。生活中的袖珍词典、微型录音机、照相机、浓缩味精、浓缩洗衣剂 （粉） 等都是 “缩一缩” 的结果。5）变一变）变一变u它是指改变原有物品的形状、尺寸、颜色、滋味、音响等，从而形成新的物品。它也可以从内部结构上，如成分、部件、材料、排列顺序、长度、密度、浓度和高度等方面去变化；还可以从使用对象、场合、时间、方式、用途、方便性和广泛性等方面变化；也可以从制造工艺、质量和数量，对事物的习惯性看法、处理办法及思维方式等方面去变化。u例如，企业经营要创新就离不开一个 “变”字，如果冷饮食品厂不注重产品的花样翻新，就无法开发出形状、颜色、味道各不相同的新产品，也就无法

18、使企业发展壮大，如果企业不拘现状而不断开发新产品，那么企业就会充满生机和活力。6）改一改）改一改u它是指从现有事物存在的缺点入手，发现该事物的不足之处，如不安全、不方便、不美观的地方，然后针对这些不足寻找有效的改进措施，以进行发明和创新。“变一变”技巧带有主动性，它表现在发明者要主动地对它进行各方面的变动，是这一事物能保持常新。 “改一改”技巧则带有被动型，它常常是事物缺点已暴露出来或人们已发现该事物的缺点后，才为人们所利用的发明技巧，即通过消除某种缺点的方式进行创造。因此， “变一变” 对于思维灵活、善于创新的人较适合； “改一改” 技巧对于初学者或较保守、不善于发现问题的人更适合，因为这一

19、方法使人更容易发现问题和寻找创造对象。u“改一改”技巧的应用范围很广，如拨盘式电话机改为琴键式电话机，手动抽水马桶改为自动感应式抽水马桶等。7）联一联）联一联u某一事物和哪些因素有联系呢？利用它们之间的联系，通过联一联看可否能产生新的功能，开发新的产品？u例如，用手机可以发短信，一直以来都是通过按键输入的，将其与手写信息联系起来，通过联一联开发出了可以手写输入的手机，方便的手机用户。8）代一代）代一代u它是指用其他的事物或方法来代替现有的事物，从而进行创新的一种思路。有些事物尽管应用的领域不一样，使用的方式也各有不同，但都能完成同一功能，因此，可以试着替代，既可以直接寻找现有事物的代替品，也可

20、以从材料、零部件、方法、颜色、形状和声音等方面进行局部替代。看替代以后会产生哪些变化？会有什么好的结果？能解决哪些实际问题？u例如，曹冲称象可以说是“代一代”典型事例。又如，用各种快餐盒代替传统的饭盒，用复合材料代替木材、钢铁等。9）搬一搬）搬一搬u将原事物或原设想、技术移至别处，使之产生新的事物、新的设想和新的技术。即把一件事物移到别处，还能有什么用途？某个想法、原理、技术搬到别的场合或地方，能派上别的用处吗？u例如，利用激光的特点来进行激光打孔、激光切割、激光磁盘、激光测量、激光唱片、激光照排、激光治疗近视眼等；将日常照明电灯通过改变光线的波长，制作紫外线灭菌灯、红外线加热灯，改变了灯泡颜

21、色，又成了装饰彩灯；把灯泡放在道路的路口，就成了交通灯。u10.反一反反一反u“反一反”就是将某一事物的形态、性质、功能及其正反、里外、横竖、上下、左右、前后等加以颠倒，从而产生新的事物。“反一反” 的思维方法又叫逆向思维，一般是从已有事物的相反方向进行思考。u例如，尽人皆知的司马光砸缸的故事就是其典型的事例。一个小朋友不小心落到了水缸里，司马光突破要救人必须得 “人离开水”这一常规想法，而是将缸砸破，使水离开人，将小朋友救起。11）定一定）定一定u“定一定” 是指对某些发明或产品定出新的标准、型号、顺序，或者为改进某种东西，为提高学习和工作效率及防止可能发生的不良后果做出的一些新规定，从而进

22、行创新的一种思路。u例如，有人用 “定一定”发明了一种 “定位防近视警报器”。他利用微型水银密封开关，将其与电子元件、发音器一起安装在头带式耳机上，经调节，规定头部到桌子的距离，当头低到超过这个规定值时，微型水银开关接通电源，并发出警告声，提醒人要端正坐姿。12）学一学）学一学u学习模仿别的物品的原理、形状、结构、颜色、性能、规格、动作、方法等，以求创新。u如科学家研究了蝙蝠飞行原理，发明了雷达；研究了鱼在水中的行动方式，发明了潜水艇；研究了大鲸在海中游行的情形，把船体改进成流线型，大大提高了轮船航行的速度。英国人邓禄普发明充气轮胎也是同样。一次，他看儿子骑着硬轮自行车在卵石道上颠簸行驶，非常

23、危险。他想，能否做一种新的可以减小震动的轮胎呢？在花园里，他看到了浇水的橡皮管，踩一脚上去觉得很有弹性，于是他利用橡胶的弹性，成功发明了充气轮胎。有一个工厂的存煤发生自燃，引起火灾。煤为什么会自燃？七、直接思维七、直接思维直接思维是创造性思维的主要表现形式。直接思维是一种直接思维是创造性思维的主要表现形式。直接思维是一种非逻辑抽象思非逻辑抽象思维维，是人基于，是人基于有限的信息有限的信息，调动，调动已有的知识积累已有的知识积累，摆脱，摆脱惯常的思维规律惯常的思维规律，对，对新事物、新现象、新问题进行的一种新事物、新现象、新问题进行的一种直接直接、迅速迅速、敏锐敏锐的洞察和跳跃式的判的洞察和跳跃

24、式的判断。断。思维方法：想象思维法、笛卡尔连接法、模糊估量法等思维方法：想象思维法、笛卡尔连接法、模糊估量法等笛卡尔连接法的原意是指：用抽象的几何图形来说明代数方程，尽可能采用“智力图象”来解决问题。“智力图像”即指存在于人的思维中的某种思维模型。这种思维模型是通过某种图象或图形符号来显示的。比如说，类似于物理模型，几何模型等。然后，我们尽可能采用这种图象模型来进行思维。我们如果看到脑子里就会浮现起一个椭圆的图形，如果a=b,便出现一个圆的图形。这种思维过程便称为“笛卡尔连接”。u凯库勒在梦中发现苯环结构式，一直是人们津津乐道用以作为直觉思维成凯库勒在梦中发现苯环结构式，一直是人们津津乐道用以

25、作为直觉思维成功的典型例子。不可否认，实践经验对凯库勒的发现是必不可少的基础，前人功的典型例子。不可否认，实践经验对凯库勒的发现是必不可少的基础，前人的积累也是其发现不可少的条件，但其中，必要的思维推动力也是不能缺少的的积累也是其发现不可少的条件，但其中，必要的思维推动力也是不能缺少的。 为什么凯库勒会发现苯环结构是蛇状环形的呢？有资料介绍，凯库勒年青时，曾做过审讯炼金术士的法庭陪审员。在法庭上，他不只一次地目睹过作为物证出现的炼金术的象征物首尾相接的蛇状手镯。（这一图象深深地印在他脑海里）。更有趣的是，他做梦发现苯环结构的那大晚上，曾经给准备出席晚会的夫人戴过项链（也是环形的），搞了很久才把

26、它戴上（又一图象鲜明地印在他的脑海里）。再加之，那天深夜，他在壁炉边打瞌睡，炉子里即将熄灭的柴火，冒出点火星（多么像蛇的眼睛在黑暗中一眨眨的闪光）。这些外界条件（图象），与他沉思了多年的苯环结构在梦中产生了“连接”，“原子在我眼前飞动，长长的队伍，变化多姿，靠近了，连接起来了，一个个扭动着，回转着，像蛇一样。看，那是什么？一条蛇咬住了自己的尾巴，在我眼前轻蔑地旋转，我如从电击中惊醒，那晚我为这个假说的结果工作了整夜。”于是才有了关于苯环结构图式的诞生。（见图） 如上图所示，凯库勒正是（自觉或不自觉地）运用了笛卡尔连接这种思维技巧，将苯环结构这种抽象理论用蛇状环形这种具体图象展示出来，并获得了具

27、有科学意义的发现。第二节第二节 思维的类型思维的类型八、创造性思维八、创造性思维创造性思维是一种最高层次的思维活动，是建立在前述各类思维基础上的人脑创造性思维是一种最高层次的思维活动，是建立在前述各类思维基础上的人脑机能在外界信息激励下，自觉综合主观和客观信息产生的新客观实体。机能在外界信息激励下，自觉综合主观和客观信息产生的新客观实体。其特点是：其特点是：综合性综合性、跳跃性跳跃性、新颖性新颖性、潜意识中的、潜意识中的自觉性自觉性和和顿悟性顿悟性。叩诊法诞生18世纪,一位奥地利医生在给一个患者看病时,尚未确诊,患者突然死去.经过解剖发现,其胸腔化脓并积満了脓水.能否在解剖前诊断出胸腔是否积有

28、脓水?积了多少?一天,在一个酒店里,他看到伙计们正在搬酒桶,只见他们敲敲这只桶,敲敲那只桶,边敲边用耳朵听.他忽然领悟到,伙计们是根据叩击酒桶发出的 声音来判断桶内还有多少酒的,那么人体胸腔的脓水的多少是否也可利用叩击的方法来判断呢?他大胆的做了试验,结果获得了成功.这样,一种新的诊断法“叩诊法”从此诞生了。 九、质疑思维九、质疑思维用怀疑和批判的眼光看待一切事物，既敢于否定。提出疑问，是用怀疑和批判的眼光看待一切事物，既敢于否定。提出疑问，是许多新事物新观念产生的开端，质疑是人类思维的精髓，也是创新思许多新事物新观念产生的开端，质疑是人类思维的精髓，也是创新思维的最基本方式之一。维的最基本方

29、式之一。提出问题和发现问题比解决问题更重要！凡是多问几个为什么！提出问题和发现问题比解决问题更重要！凡是多问几个为什么！要从质疑日常所见所闻、质疑所学知识等。要从质疑日常所见所闻、质疑所学知识等。当年哥伦布看出了当年哥伦布看出了“地心说地心说”的问题，才有的问题，才有“日心说日心说”的产生的产生爱因斯坦找出了牛顿力学的局限性才诱发了爱因斯坦找出了牛顿力学的局限性才诱发了“相对论相对论”的思考的思考第二节第二节 思维的类型思维的类型十、灵感思维十、灵感思维灵感思维是一种特殊的思维现象，是一个人长时间灵感思维是一种特殊的思维现象，是一个人长时间思考某个问题得不到答案，中断了对它的思考以后，却思考某

30、个问题得不到答案，中断了对它的思考以后，却又会在某个场合突然产生对这个问题的解答的顿悟又会在某个场合突然产生对这个问题的解答的顿悟。其特性：其特性：突发性突发性、兴奋性兴奋性、不受控制性不受控制性、瞬时性瞬时性、粗糙性粗糙性、不可重视性不可重视性。灵感有如下的种类：灵感有如下的种类：（1 1）自发灵感）自发灵感（2 2）诱发灵感）诱发灵感（3 3）触发灵感）触发灵感（4 4）逼发灵感）逼发灵感 第三节第三节 创造性思维的形成与发展创造性思维的形成与发展一、创造性思维的形成过程一、创造性思维的形成过程创造性思维的形成大致可分为三个阶段：创造性思维的形成大致可分为三个阶段：u1 1、酝酿准备阶段、

31、酝酿准备阶段u2 2、潜心加工阶段、潜心加工阶段u3 3、顿悟阶段、顿悟阶段第三节第三节 创造性思维的形成与发展创造性思维的形成与发展二、创造性思维的培养与发展二、创造性思维的培养与发展1 1、潜创造思维的培养、潜创造思维的培养 潜创造思维的基础是知识，人的知识来源与教育和社会潜创造思维的基础是知识，人的知识来源与教育和社会实践。由于受教育的程度和社会实践经验的不同，人的文化实践。由于受教育的程度和社会实践经验的不同，人的文化知识、实践经验知识存在很大差异，即人的知识深度、广度知识、实践经验知识存在很大差异，即人的知识深度、广度不同，但人人都有知识，只是知识结构不同。也就说，人人不同，但人人都

32、有知识，只是知识结构不同。也就说，人人都有潜创造力。都有潜创造力。 2 2、创新涌动力的培养、创新涌动力的培养 来源于社会因素或自我因素的影响。来源于社会因素或自我因素的影响。 社会因素包括工作环境中的外部或内部压力。社会因素包括工作环境中的外部或内部压力。 自我因素主要是强烈的事业心。自我因素主要是强烈的事业心。 塑造良好的工作环境和培养强烈的事业心是出现创新涌塑造良好的工作环境和培养强烈的事业心是出现创新涌动力的最好保证。动力的最好保证。第四节第四节 思维方式与创新方法思维方式与创新方法一、一、群体集智法群体集智法二、二、系统分析法系统分析法三、三、联想法联想法四、四、类比法类比法五、五、

33、仿生法仿生法六、六、组合创新法组合创新法七、七、反求设计法反求设计法八、八、功能设计法功能设计法群体集智法群体集智法是针对某一特定问题，运用群体群体集智法是针对某一特定问题，运用群体智慧进行的创新活动。智慧进行的创新活动。一、会议集智法（智力激励法或头脑风暴法） 1智力激励法的四项原则 美国创造学家奥斯本提出的智力激励法，是一种典型的群体集智法。 它是通过召开智力激励会来实施的。 l）自由思考自由思考原则原则 这一原则是要求与会者尽可能地解放思想，无拘无束地思考问题，不必顾这一原则是要求与会者尽可能地解放思想，无拘无束地思考问题，不必顾虑自己的想法是否虑自己的想法是否“离经叛道离经叛道”或或“

34、荒唐可笑荒唐可笑”。 2）延迟评判延迟评判原则原则 这一原则是限制在讨论问题时这一原则是限制在讨论问题时过早过早地进行评判。传统会议上，人们习惯于地进行评判。传统会议上，人们习惯于对自以为不正确、不可行的设想迫不及待地提出批评意见或作出结论，这实际对自以为不正确、不可行的设想迫不及待地提出批评意见或作出结论，这实际上是压制不同的想法，甚至还会扼杀具有创造性的萌芽方案。美国一些心理学上是压制不同的想法，甚至还会扼杀具有创造性的萌芽方案。美国一些心理学家在试验的基础上发现，家在试验的基础上发现，推迟判断推迟判断，在，在集体集体思考问题时可思考问题时可多产生多产生70的新设的新设想，在想，在个人个人

35、思考问题时可思考问题时可多产生多产生90的新设想。因此，奥斯本智力激励法特的新设想。因此，奥斯本智力激励法特别强调，与会者在会上别强调，与会者在会上不要使用不要使用 诸如诸如 ： “这根本这根本行不通行不通！” “这个想法太这个想法太荒唐荒唐了！了！” “这个方案真是这个方案真是绝绝了了” 之类的之类的 “扼杀句扼杀句” 或或 “捧杀句捧杀句” 。u 对设想的评判，应等到大家畅谈结束后，再组织有关人士进行分析。对设想的评判，应等到大家畅谈结束后，再组织有关人士进行分析。在智力激励会上应贯彻四条原则：3）以量求质以量求质原则原则 奥斯本认为，在设想问题时，越是增加设想的数量，就越有可能获奥斯本认

36、为，在设想问题时，越是增加设想的数量，就越有可能获得有价值的创意。通常，最初的设想不大可能最佳。有人曾用试验表明得有价值的创意。通常，最初的设想不大可能最佳。有人曾用试验表明，一批设想的后半部分的价值要比前半部分高，一批设想的后半部分的价值要比前半部分高78。因此，奥斯本智。因此，奥斯本智力激励法强调与会者要在规定的时间内加快思维的流畅性、灵活性和求力激励法强调与会者要在规定的时间内加快思维的流畅性、灵活性和求异性，尽可能异性，尽可能多而广多而广地提出有一定水平的新设想，以大量的设想来保证地提出有一定水平的新设想，以大量的设想来保证质量较高的设想的存在。质量较高的设想的存在。 4）综合改善综合

37、改善原则原则 这是这是鼓励鼓励与会者积极参与与会者积极参与知识互补知识互补、智力互激智力互激和和信息增殖信息增殖活动。俗活动。俗话说话说：“三个臭皮匠，顶个诸葛亮三个臭皮匠，顶个诸葛亮”。几个人在一起商量或综合大家的几个人在一起商量或综合大家的想法，总可以强化自己的思维能力和提高思考的水平。想法，总可以强化自己的思维能力和提高思考的水平。 奥斯本智力激励会要求与会者要奥斯本智力激励会要求与会者要仔细倾听仔细倾听他人的发言，注意在他人他人的发言，注意在他人启发下及时修正自己不完善的设想，或将自己的想法与他人的想法加以启发下及时修正自己不完善的设想，或将自己的想法与他人的想法加以综合综合，再提出更

38、完善的创意或方案。在智力激励会上，任何一个人提出，再提出更完善的创意或方案。在智力激励会上，任何一个人提出的新设想都构成对其他人的信息刺激，具有知识的新设想都构成对其他人的信息刺激，具有知识互补互补和和互相诱发激励互相诱发激励的的作用。作用。 2 2智力激励法运用程序智力激励法运用程序 1 1）智力激励会的准备）智力激励会的准备 A.选主持人选主持人掌控掌控；B.确定确定主题主题；C.参会人选参会人选人数人数，结构结构；D.提前通知提前通知有备而来有备而来2 2）热身活动）热身活动引子引子3 3）明确问题）明确问题简要说明，留有空间简要说明，留有空间4 4）自由畅谈）自由畅谈四项原则四项原则（

39、自由思考、延迟评判、以量自由思考、延迟评判、以量求质、综合改善求质、综合改善） 5 5）加工整理）加工整理 雪美好举例 雪灾难 雪雪清理清理 电线上的雪？ 例例 清除电线积雪问题的求解？清除电线积雪问题的求解？ 美国北方，冬季严寒，在大雪纷飞的日子里，电线上积满了冰雪，大跨度的电线常被积雪压美国北方，冬季严寒，在大雪纷飞的日子里，电线上积满了冰雪，大跨度的电线常被积雪压断，造成事故。断，造成事故。 试图解决这一问题，但都未能如愿以偿。试图解决这一问题，但都未能如愿以偿。 电讯公司经理电讯公司经理奥斯本奥斯本决定用智力激励法寻求解决难题的办法。他在做了一定准备工作之后决定用智力激励法寻求解决难题

40、的办法。他在做了一定准备工作之后，召开了，召开了智力激励会智力激励会，让，让与会者自由畅谈与会者自由畅谈。 有人提出设计一种专用的有人提出设计一种专用的电线清雪机电线清雪机；有人想到用有人想到用电热电热来化解冰雪；来化解冰雪； 有人建议用有人建议用振荡技术振荡技术来清除积雪；来清除积雪； 有人提出能否带上几把有人提出能否带上几把大扫帚大扫帚，乘坐，乘坐直升飞机直升飞机去扫电线上的积雪。去扫电线上的积雪。滑稽可笑滑稽可笑？但会但会上也上也无人提出批评无人提出批评。 相反，有一位工程师在百思不得其解时，听到相反，有一位工程师在百思不得其解时，听到“用飞机扫雪用飞机扫雪”的想法后，大脑突然受到激励的

41、想法后，大脑突然受到激励，一种简单可行且高效率的清雪方案冒了出来。他想，每当大雪过后，出动直升飞机沿积雪严重的，一种简单可行且高效率的清雪方案冒了出来。他想，每当大雪过后，出动直升飞机沿积雪严重的电线飞行，依靠高速旋转的螺旋桨即可将电线上的积雪迅速扇落。他马上提出用直升飞机扇雪的新电线飞行，依靠高速旋转的螺旋桨即可将电线上的积雪迅速扇落。他马上提出用直升飞机扇雪的新设想，顿时又引起其他与会者的联想，有关设想，顿时又引起其他与会者的联想，有关“除雪飞机除雪飞机”、“特种螺旋桨特种螺旋桨”之类创意，又被激励出之类创意，又被激励出来。来。 会后，公司组织专家对设想进行分类论证。专家们从技术经济方面进

42、行比较分析，最后选择会后，公司组织专家对设想进行分类论证。专家们从技术经济方面进行比较分析，最后选择了用改进后的了用改进后的直升飞机扇雪直升飞机扇雪的方案。实践证明，这的确是个好办法。在此基础上，一种专门的方案。实践证明，这的确是个好办法。在此基础上，一种专门清清除电线积雪除电线积雪的的小型直升机小型直升机也应运而生。也应运而生。u二、二、书面集智法书面集智法在推广应用智力激励法的过程中，人们发现经典的智力激励法虽然能造成自由探讨、得到互相激智的气氛，但也有一些局限性。干扰如有的创造性强的人喜欢沉思，但会议无此条件；会上表现力和控制力强的人会影响他人提出设想；会议严禁批评，虽然保证了自由思考，

43、但难于及时对众多的设想进行评价和集中。为了克服这些局限，许多人针对与会者的不同情况，先后对奥斯本技法进行了改进，形成了基本激励原理不变，但操作形式和规则有异的改进型技法。其中最常用的是书面集智法，即以笔代口的默写式智力激励法。实施时人们又常采用“635法”的模式，即每次会议请6人参加，每人在卡片上默写3个设想，每轮历时5分钟。 实施以实施以“635法法”为特点的书面集智，可采用以下程序：为特点的书面集智，可采用以下程序： l）会议的准备。选择对书面集智基本原理和做法熟悉的会议主持者，确定会议的议题，并邀请6名与会者参加。 2）进行轮番性默写激智。在会议主持人宣布议题（创造目标）并对与会者提出的

44、疑问解释后，便可开始默写激智。组织者给每人发几张卡片，每张卡片上标上1、2、3号，在每两个设想之间留出一定空隙，好让其他人再填写新设想。 在第一个5分钟内，要求每个人针对议题在卡片上填写3个设想，然后将设想卡传递给右邻的与会者。在第二个5分钟内，要求每个人参考他人的设想后，再在卡片上填写3个新的设想，这些设想可以是对自己原设想的修正和补充，也可以对他人设想的完善，还允许将几种设想进行取长补短式的综合，填写好后再右传给他人。这样，半小时内传递5次，可产生108条设想。 3）筛选有价值的新设想。从收集上来的设想卡片中，将各种设想，尤其是最后一轮填写的设想进行分类整理，然后根据一定的评判准则筛选出有

45、价值的设想。u三、三、函询集智法函询集智法 1函询集智的特点函询集智的特点 函询集智法又称德尔菲法，其基本原理是借助信息反馈，反复征求专家书面意见来获得新的创意。其基本作法是：就某一课题选择若干名专家作为函询调查对象，以调查表形式将问题及要求寄给专家，限期索取书面回答。收到全部复函后，将所得设想或建议加以概括，整理成一份综合表。然后，将此表连同设想函询表再次寄给各位专家，使其在别人设想的激励启发下提出新的设想或对已有设想予以补充或修改。视情况需要，经过数轮函询，就可得到许多有价值的新设想。函询集智法函询集智法函询集智法的运用程序专家筛选函询调查表的编制函询调查的组织设想的加工整理 函询集智法有

46、两个特点，也是其优点。它不是把专家召集起来开会讨论，而是用书信方式征询和回答，使整个提设想过程具有相对的匿名性。专家相互之间不见面，有利于克服一些心理障碍，便于充分发表新颖意见或独特看法。轮间反馈则保证了专家之间的信息交流和思维激励。 此法一般需要较长的时间，专家的设想多是建立在稳重思考的基础之上的，因此提出的设想可信度或可行性较好。但由于没有奥斯本智力激励法所提供的那种自由奔放和激励创造的气氛，在提出新颖性高的设想方面可能要逊色一些。系统分析法缺点列举法缺点列举法就是通过发现、发掘事物的缺陷，把它的具体缺点一一列举出来，然后，针对这些缺点，设想改革方案，进行创造发明。 为什么事物总是有缺点呢

47、？ （1）局限性；（2）时间性。日本美津浓有限公司原是生产体育用品的一家小厂为了产品畅销世界各国，厂里的开发人员到市场上去调查。在调查中，初学网球者在打球时不是打不到球，就是打一个“触框球” 。美津浓有限公司就专门做了一些比标准大30%的初学者球拍。后来他们又了解到初学者打网球时，手腕容易发生一种皮炎，这种病被人们称之为“网球腕” 。他们用发泡聚氨酯为材料，但是经过试验，发现打起球来软塌塌的，很容易疲劳。又重新进行了试验，终于制成了著名的“减震球拍” 。洗衣机不能洗地瓜猫眼不能移动不干胶贴、雪花呢、吸墨纸、王致和臭豆腐、塑料薄膜管道海尔地瓜洗衣机活动猫眼的发明缺点列举法流程图海尔能洗地瓜和土豆

48、的洗衣机改良型缺点列举法案例 狮王牌牙刷日本狮王牙刷公司的职员加藤信三，每天一大清早就起床，他感觉睡眠不足，头晕目眩。一刷牙，牙龈就出血，这在以前也曾有过好几次。他想了许多种解决牙龈出血的方法：牙刷改为较柔软的毛；使用前，先把牙刷泡在牙水里，让它变得柔软一些；多用一些牙膏；慢慢刷牙。这些方法仍不管用。后来，加藤信三又想：牙刷毛的顶端是不是像针一样尖呢?他用放大镜观察一番，发现与他的估计居然相反，毛的顶端是四角形的。于是，加藤进一步动脑筋了：如果把毛的顶端磨成圆形，那么用起来一定不会再出血了吧。加藤信三把不满意变成一项相当有价值的创意，试验结果相当理想。于是，他就把新创意向公司提出来，公司欣然采

49、用。改善后的狮王牌牙刷销路极佳，而且经久不衰。改良型缺点列举，是针对已有一定完善程度的事物的某些特征缺陷或不足之处进行列举，在保持其原有基本状态的前提下，着手进行改进和完善，使其达到满意的创作目标和思维方法。再创型缺点列举案例 从本世纪初期，逐渐走进人们家庭生活的电炉子，是由一个名叫休斯的美国记者发明的。一天休斯应邀到一个新婚的朋友家吃饭。当他吃莱时，感到菜里有一股很浓的煤油味，想吐，又碍于情面和礼貌，只好把口中的菜咽下去。主人也发现了菜中的怪味。休斯边吃边想：做饭是家庭主妇最基本的一项工作，如能发明出一种用电的炉子，岂不是既省事，又能避免煤油炉的缺点吗?休斯回家后，立即从事电炉子的研究工作。

50、经过坚持不懈的努力，终于在1904年获得了成功。一种新型的家用电器一一电炉子，创造出来。后来，休斯又研究出了电锅、电壶等家用电器，成了一名“家用电器大王”。 再创型缺点列举是指从工作和生活需要角度出发，发现现有事物具有较大的缺陷，使用极不方便和安全，从而彻底改变事物原有的结构或重新构想，创造一种与原有事物有本质不同的事物的思维方法。3缺点逆用发明法世界上的事物总是一分为二的，是对立的统一物。台风给人带来灾难，但如果把台风带来的雨水蓄入水库，可用来发电。煤焦油曾经是令人头痛的废物，今天却成了重要的化工原料。目前垃圾问题是许多城市的严重负担，但将来，垃圾处理工厂会成为很有发展前途的行业。逆用法实际

51、上是一种反向思维方法。面对缺点，反过来想一想，就有可能“利用缺点”为人类服务。案例 英国的泰坦尼克号轮船在起航不久，就遇险沉没了，此事使许多人感到震惊。这一事故是由于从北冰洋漂过来的冰块使船底的局部出现低温，船底的焊接部分产生低温脆性而造成的。大家知道，含碳量高的钢，在-100左右时，其耐冲击强度接近于零，这时的钢韧度几乎完全丧失。这正是泰坦尼克号沉没的根源。这说明，低温脆性导致了不幸，是一种祸害。但是，今天人们却利用低温脆性，创造了低温脆性切削法（实验室阶段）：当钢在-150 -100 时失去韧性，在这样的低温下进行切削，比在常温时要容易得多。下面以电冰箱为例对缺点列举法加以说明。下面以电冰

52、箱为例对缺点列举法加以说明。u 确定对象为电冰箱。u 列举缺点并整理，有改进价值的缺点如下：使用氟利昂，造成环境污染；高血压患者给电冰箱除霜时，冰水易使人手毛细管及小动脉迅速收缩，使血压骤升，造成“寒冷加压”现象，危及人身安全；使冷冻方便食品带有李斯特氏菌，可引起人体血液中毒、孕妇流产等。u 提出改进创新方案。开发不用氟利昂的新型冰箱，例如，“磁冰箱”，这种电冰箱没有压缩机，采用磁热效应制冷；改进冰箱的性能，研制自动定时除霜、无霜冰箱；研制一种能消灭李斯特氏菌及其他细菌的“冰箱灭菌器”，作为冰箱附件。希望点列举法希望点列举法1. 技法原理及特点希望点列举法就是发明者根据人们提出来的种种希望，经

53、过归纳，沿着所提出的希望达到的目的，进行创造发明的方法。伟大发明：飞机、空调、收音机、计算机 日常生活：人们希望夜间上下楼梯时，灯能自动亮、自动灭，于是就发明了声光控开关；人们希望打电话时能看到对方的形象，就发明了可视电话；人们希望洗手后不用毛巾擦也能干手，于是发明了电热干手机等等。希望点列举法提出的希望有些是从缺点直接转化而来的，对事物某方面的不满，转变为对此改进的希望。但与缺点列举法相比，它能从正面、积极的因素出发考虑问题，不受现有事物的约束，可以把旧事物整个看成缺点，易产生大的突破，能够在更大程度上开阔思考问题的空间。661功能型希望点列举功能型希望点列举是在不改变原事物基本作用原理的前

54、提下，针对事物不具备而又有所希望的方面，将希望点一一罗列，进行变换和创新的一种思维模式。案例 派克笔的发明美国有个叫派克的人，最初只开个自来水笔的小铺子，后来，他却以生产“派克笔”而闻名于世。有一天，他忽然想到：为什么不把作为一个整体的自来水笔分成若干零散的部分来考虑呢?于是，他将自来水笔划分成笔尖、笔帽、笔杆等部分，再对各个部分逐一加以思考。这样一来，果然许多以往想不到的好想法如泉水般地从脑海里涌了出来。例如，设想制成可划粗线和细线的不同笔尖；设想用14K金、18K金、白金等不同材料做成的不同笔尖；设想制作螺纹式笔帽、插入式笔帽；设想制作流线型笔杆、彩色笔杆，如此等等。派克首先选用流线型笔杆

55、和插入式笔帽这两个设想加以深入研究，终于制成了誉满全球的派克钢笔，并由此获得了大量财富。以后派克钢笔又经过许多改进，可以称得上是笔中之王了。2原理型希望点列举原理型希望点列举是针对现有事物的某些不足列举出希望点，并根据希望或理想，打破原事物概念的束缚，从全新的角度进行再创造一种思维模式。案例 美国拍立得公司经理埃德蒙兰德,有一次给他的爱女拍照，小姑娘不耐烦地问“爸爸，我什么时候才能看到照片”?这句话触动了兰德，引起了他的深思：是啊，为什么照一次相需要几个小时甚至几天才能看到照片呢?如果照相机也像电视机等产品一样，通上电，一按关就能产生效果，那将会进一步扩大市场。兰德决心生产一种一二分钟之内就能

56、看到照片的新型相机。目标确立后，兰德夜以继日地发愤工作，不到半年时间，就研制出了瞬时显像照相机，取名为“拍立得”相机，它能在60秒内洗出照片，所以又称“称60秒相机”。这种相机投入市场后，受到了人们的热烈欢迎。使“拍立得”公司的销售额从1984年的150万美元猛涨到1995年的6500万美元，10年中增长40多倍。具有伸缩和连续旋转的假臂（先进、非残疾人希望的）日最新科学突破 大脑直接控制假肢变可能 下面以轴承为例对希望点列举法加以说明。下面以轴承为例对希望点列举法加以说明。u 确定对象为轴承。u 提出希望点。发明轴承是为了减少机械运动的摩擦，那么：能否使旋转轴和轴承（滑动）的接触面尽可能减小

57、；能否更大地减少旋转轴和轴承（滑动）接触面间的摩擦系数；能否找到或制造使摩擦系数为零的润滑剂；能否在轴转动时，使旋转轴与轴承（滑动）互不接触。u 提出创新方案。在轴套部分吹入高压空气，用空气层代替润滑剂，减少摩擦；根据磁性材料同极相斥的原理，研制磁性无接触轴承；利用超导材料的特性，研制轴悬浮轴承。联想法联想是由于现实生活中的某些人或事物的触发而想到与之联想是由于现实生活中的某些人或事物的触发而想到与之相关的人或事物的心理活动或思维方式。相关的人或事物的心理活动或思维方式。由此及彼由此及彼、由表及里由表及里、形象生动形象生动、奥妙无穷奥妙无穷联想是对输入人头脑中的各种信息进行加工、转换、联接联想

58、是对输入人头脑中的各种信息进行加工、转换、联接后输出的思维活动。后输出的思维活动。相似联想相似联想接近联想接近联想对比联想对比联想强制联想强制联想相似联想：从某一思维对象到与它有某些相相似联想：从某一思维对象到与它有某些相似特征的其他思维对象的联想。似特征的其他思维对象的联想。这种相似可能是外形或性质上的，也可能是这种相似可能是外形或性质上的，也可能是某种意义上的。比如，由海洋生物表皮的性质某种意义上的。比如，由海洋生物表皮的性质引起联想，发明了新式的游泳衣；由某些兽类引起联想，发明了新式的游泳衣；由某些兽类在野外生活不得风湿病联想到它们的骨头可以在野外生活不得风湿病联想到它们的骨头可以制药等

59、，由联想产生的科技上的创造发明多属制药等，由联想产生的科技上的创造发明多属此类。此类。u 例如，瓦特发明蒸汽机的过程运用的就是典例如，瓦特发明蒸汽机的过程运用的就是典型的相似联想。他观察到水壶里的水沸腾时水型的相似联想。他观察到水壶里的水沸腾时水壶盖被水蒸气冲开，以此为开端结合需要解决壶盖被水蒸气冲开，以此为开端结合需要解决的问题进行联想：水蒸气冲开水壶盖的问题进行联想：水蒸气冲开水壶盖蒸汽具蒸汽具有推动力有推动力与水壶相似的动力机（蒸汽机）。与水壶相似的动力机（蒸汽机）。又如，美国工程师道立安一直在考虑如何使汽又如，美国工程师道立安一直在考虑如何使汽油与空气均匀混合，以提高汽油在气缸中的油与

60、空气均匀混合，以提高汽油在气缸中的燃烧效率。有一次他看到用喷雾器往身上喷燃烧效率。有一次他看到用喷雾器往身上喷洒香水形成均匀雾状的形态，立即联想到了洒香水形成均匀雾状的形态，立即联想到了使空气和汽油均匀混合的方法，从而发明了使空气和汽油均匀混合的方法，从而发明了汽车化油器。汽车化油器。美国工程师斯潘塞在做微波空间分布情况的试美国工程师斯潘塞在做微波空间分布情况的试验时，发现衣兜内的巧克力被熔化。是什么验时，发现衣兜内的巧克力被熔化。是什么原因使巧克力熔化呢？他由此联想到，微波原因使巧克力熔化呢？他由此联想到，微波能熔化巧克力，一定也会使其他食品由于内能熔化巧克力，一定也会使其他食品由于内部分子