创新学

《创新学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《创新学（198页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、创新学 共八讲 基础篇 通用创新原理和技法 再生运动链创造性设计方法（颜鸿森） 仿生设计与创新 变形（异）设计与创新 机构组合设计与创新 反求工程与创新 TRI与创新设计第一讲 基础篇 为什么学习机械创新设计 基本概念 创新思维创新教育创新教育是加速培养创造性人才的重要手 段和方法。创新教育是素质教育”的一个重 要组成部分，是把创新学、发明学、教育 学、心理学等相关学科的一般原理有机综 合起来，通过教育、教学等途径培养学生 的创新思维，提高创新能力的教育。创新能力是可以培养的 1939年美国通用电气公司（前身是爱迪生实验室）为了开 发职工的创造能力，在职工中开设了创造工程培训班。 美国纽约BB

2、DO广播公司的副经理奥斯本，于1941出版了 思考的方法一书，系统的研究了创新思维方法和创造 技法，提出了著名的头脑风暴法和检核表法。表明创造是 有技巧可循的。 1948年麻省理工学院先后开设了创造性开发、创造 技法和思维技巧等。 1955年日本引进创造学。注重非智力因素的培养 智力因素：注意力、观察力、想象力、思 维力和记忆力。 非智力因素：兴趣、情感、意志和性格。“知之者不如好之者，好之者不如乐之者 ”总之立志创新的大学生应当：（1）远大的理想，找自己感兴趣的工作。诸葛亮说：夫当志存高远生物学家巴斯德说：立志是事业的大门，工作是登堂入室的旅程，旅程的尽 头的是成功。（2）强烈的自信心，敢于

3、将想法付诸行动。“饿死胆小的，撑死胆大的。”（3）目标专一，有锲而不舍的毅力目标专一不是钻牛角尖，条条大路通罗马。（4）危机意识下，强烈的求知欲。“生于危难，死于安乐”重视知识更新，优化知识结构：开放式的知识结构，“T”。（5）主动培养创新意识和创新能力1.1.3 创新与传统 生物学家贝尔纳说：妨碍人们学习的最大 障碍，并不是未知的东西，而是已知的东 西。因此，突破思维定势在创新活动中有着极 大的价值。传统和惯例形成的思维定势通 常有几种表现形式：书本定势、经验定势 、权威定式、从众定式。本节小结 指出思维定势的负面影响，决不是要否定书本、经验和权威在科学 研究中的积极和重要的作用，而是希望认

4、识它们的客观存在，警惕和 排除它们对创新活动可能产生的束缚作用。 克服传统带来的思维定势可以采用转换视角，运用发散思维、逆向 思维等方法来建立思维的多重视角，这是一种突破思维定势行之有效 的方法。此外，利用形象思维、灵感思维、直觉思维也能对思维定势 进行突破。 传统和创新是科学发现互补的两个方面。常规研究遵循传统的思维 活动和方法，其研究的核心是释疑。然而传统研究的不断深入，正是 创新必不可少的酝酿萌芽的过程。1.2 基本概念 革新、发明、创造、创新 常规设计、现代设计、（机械）创新设计1.2.1革新、发明、创造、创新 革新：大多数情况下是除旧用新的意思。 发现：认知客观上存在的事物的过程或结

5、果。发现电、磁、化学元素。 发明：提出或完成一个新事物的过程或结果。四大发明，瓦特发明了内燃机。 创造：完成新成果的过程劳动创造了人，人民群众创造历史。创新 创新一词虽然不是新词（1912年美国经济学家舒伯特在 经济发展理论中提出：采用新技术、生产新产品、研制 新材料、开辟新市场、采用新的组织和管理模式），但真 正的广泛应用始于上个世纪末。 创新是提出或完成具有独特性、新颖性和实用性的理论和 产品的过程。 从过程上看：从无到有是创新，从新到优也是创新。 以学术的观点：理论创新、技术创新、应用创新。1.2.2 常规设计、现代设计、（机械）创新设 计 常规设计：根据力学和数学建立的理论公 式和经验

6、公式为先导、以实践经验为基础 ，利用图表和手册等技术资料，进行设计 计算、绘图和编写设计说明书的过程。 现代设计：以计算机为工具、以工程软件 为基础、运用现代设计理念的新型设计方 法。 创新设计：指设计过程中主动发挥设计人 员的创造性、探索新思路、采用新方法、 提出新方案、创造新产品的设计。本节小结 任何设计离不开创新，没有创新的设计是 无意义的重复，甚至会引发产权之争。 创新贯穿于设计的整个过程：创意、系统 、机构和结构等诸方面 没有设计的创新就没有产品的创新。 思考题：薯条机的设计？1.3 创新思维 哲学上的思维：主体发现客体对自己有所 影响后，为了获得处置客体的意识，做好 消除客体影响的

7、准备工作，思维组织在生 存意识的主导和思维意识的指挥下，对感 知组织获得的知识进行分析处理的行为。 通俗的定义：人脑对所接受和已存储的来 自客观世界的信息进行有意识或无意识， 直接的或间接的加工从而产生新信息的过 程。1.3.1思维的分类逻辑思维 思维 形象思维 非逻辑思维 创造性思维（创新思维） 逻辑性思维 逻辑性思维是按已知概念、定义和某种规 定，通过对思考对象进行比较、判断、归 纳和总结等方法来认识事物、推断事物的 思维模式。逻辑性思维的特点在于共有序 性、递推性。 最典型的是演绎和归纳推理。非逻辑性思维 非逻辑性思维是指逻辑性思维以外的各类 思维模式。非逻辑性思维的最大特点是思 维的随

8、意件和跳跃性，它不受任何“秩序”的 约束，表现出极大的灵活性。形象思维 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。 形象思维可分为三个层次：表象、联想和 想象。表象：形体的形状、颜色等特征在大脑中 的印记。联想：将不同的表象连接起来的过程。想象：是将一系列表象融合起来，构成一 幅新表象的过程。1.3.2 创造性（创新）思维 建立在一切已知的和未知的思维方式基础 上，人脑机能在外界信息的刺激下，自觉 综合主观和客观信息而产生新信息和新事 物的思维过程。 广义一切支持创造性活动的思维方式。 狭义将形象思维和逻辑思维排斥在外。创造性（创新）思维的特征 思维结果的新颖性、独特性。 思维

9、方法的多样灵活性、开放性。 思维主体的潜意识自觉性。 思维过程的跳跃性和顿悟性。常见的创新思维 发散思维和收敛思维 正向思维和逆向思维 横向思维和纵向思维 直觉思维 灵感思维 质疑思维发散思维 发散思维又称辐射思维、扩散思维、分散 思维、求异思维、开放思维等。思维的特 点是转移和跳跃。思维时常常以要解决的 问题为中心，运用横向、纵向、逆向、分 合、颠倒、质疑、对称等思维方法，找出 尽可能多的答案。 扩散的方法：方法扩散、功能扩散、形态 扩散、组合扩散、因果扩散、结构扩散。收敛思维 收敛思维又称辐轴思维、集中思维、求同 思维。它是寻求某种确定答案的思维形式 。它总是以研究对象为中心，将众多思路

10、中获取的信息利用已有的经验和知识，将 其逐步引导到条理化的逻辑序列中，以便 最终得出一个合乎逻辑的结论。因此，收 敛思维是选择设计方案最常采用的思维方 式。 一个创造性的过程通常是一个先发散后收 敛的过程。正（定）向思维 正向思维基本上属于逻辑性思维一类。其 思维过程总是通过寻找合乎逻辑的、成熟 的或常规的方法或途径，循序渐进地推断 和认识事物。逆向思维 逆向思维是一种反逻辑和反常规的思维方 式，其思维常摆脱正常的思考途径，以背 逆正常思索途径来寻找解决问题的方法。 思维的要点是“不挥手段”， “反其道而行之” 。 逆向思维的方式：过程逆向、条件逆向、 方式逆向、作用逆向、结果逆向。侧向思维

11、侧向思维又称旁通思维，是一种类似逆向 思维的思维方式。当正向思维无效时，侧 向思维与逆向思维一样，都摆脱直接指向 目标的思考路径，另辟蹊径。案例：圆珠笔的发明横向思维和纵向思维 都属于比较思维。 横向思维用于同一事物不同发展阶段的比 较。具有历时性、同一性和预测性。 纵向思维是指同一阶段不同事物之间的比 较。具有同时性、横断性和开放性。直觉思维 直觉思维是在无（下）意识状态下，从整体上迅速发现事 物本质属性的一种思维方式。 下意识的主要特点是联想和不受控制。当大脑中存储的各 种大量长期不用的“潜知”被下意识激活时，它们不一定按 逻辑秩序进行“组合”，而可能形成一种出乎意料的崭新联 接，用这种联

12、接来补充逻辑推理中的中断和缺少的环节， 往往可能导致产生出意想不到的创造性的结果。爱因斯坦 对直觉一直予以极高的评价，他认为科学发现的道路首先 是直觉的而不是逻辑的。灵感思维 灵感是是一种特殊的思维现象，是一个人长期思考一个问 题得不到答案，中断对其思考后，却又会在某个场合突然 产生对这个问题的解答的顿悟。 灵感有突发性、兴奋性、不可控制性、瞬时性、粗糙性和 不可重现性。 长期的艰苦劳动和执着追求是灵感产生的基础。爱迪生说 过，发明是1的灵感和99的血汗。或者可以这样说， 没有99的血汗，就没有这1的灵感。灵感思维的形式 自发灵感：美国农机制造商马克米克在理发时突发灵感发 明了收割机；门捷列夫

13、梦出元素周期表。 诱发灵感：法国化学家别捏迪克在实验室中无意将一个烧 杯掉在地上，但这只烧杯虽然破了，但没碎，当时只是觉 得奇怪。后来看报时，发现有则新闻报道了汽车事故玻璃 伤人的事件，从而诱发了研制安全玻璃的想法。 触发灵感：阿基米德在洗澡时发现了浮力原理。 逼发灵感：曲别针的发明。美国青年亨特向其恋人惠思达求婚时，其岳父提出条件要求他必须在十天内赚到1000美 元。质疑思维 质疑是人类思维的精髓，善于质疑就是凡 事问几个为什么。 系统的提出一个问题往往要比解决一个问 题重要的多。小结 了解创新的意义，理解创新设计和各种创 新思维的含义目的是引导大家主动培养自 己的创新意识，积极利用自己所学

14、的创新 思维方式认识事物。返回机械创新设计通用创新原理和技法杜习波第二讲原理与技法 创新过程中人们采用的具体方法(创新技法)据不完全的统 计有数百种之多，最常用的方法也有数十种之多。仔细研 究这些方法可以发现，这些方法从理论上讲均源于一定的创造原理。就是说：任何创造技法的产生均有一 定的创造理论为基础。而创造理论与实践 结合产生出来的可操作的程式、步骤和方 法，就是创新技法。因此，创造原理是指导人们开 展创新实践活动的重要理论基础，也是指导人们创造新技 法的基本理论基础。2.1 创新的基本原理 1综合创新原理 2分离创新原理 3移植创新原理 4逆向（反）创新原理 5还原创新原理 6迂回创新原理

15、 7群体创新原理 8完满创新原理2.1.1 综（组）合创新原理 也称加法创造原理 组合创新的比例越来越大组合的方式 同类组合：情侣自行车、多缸发动机 异类组合：带日历和温度计的表 重组组合：田忌与齐威王赛马；机构组合 中将原有的构件顺序改变，重新组合。 综合组合：解析几何是代数学和几何学综 合的结果；广义相对论是万有引力和狭义 相对论组合的结果。从工程的角度看 功能组合：组合机床 材料组合：滑动轴承、合金 技术组合：机电一体化 信息组合：集智法2.1.2 分离（解）创新原理 力的分解 光分解为单色光 垃圾箱 活里活面衣服2.1.3 移植创新原理 以它山之石，攻己之玉。 把一个研究对象的概念，原理和方法等运 用于或渗透到其他研究对象，而取得成果 的方法，就是移植创新。三个层次：(1) 把某一学科领域中的某一项新发现移植到另一学科领 域，使其他学科领域的研究工作取得新的突破。 (2) 把某一学科领域中的某一基本原理或概念移植到另一 学科领域之中，促使其他学科的发展。 (3) 把某一学科领域的新技术移植到其他学科领域之中， 为另一学科的研究提供有力的技