1、2022年8月1日星期一创新设计思维基础和创创新设计思维基础和创新技法讲义新技法讲义1.1.思维概述思维概述2.2.思维的类型思维的类型自学自学3.3.创造性思维的形成与发展创造性思维的形成与发展4.4.思维方式与创新技法思维方式与创新技法重点重点1.酝酿准备酝酿准备阶段阶段 长期积累长期积累 偶然得之偶然得之 厚积而薄发厚积而薄发2.潜心加工潜心加工阶段阶段 潜意识工作潜意识工作3.顿悟阶段顿悟阶段 众里众里寻她千百寻她千百度，蓦然回首，那人却度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。在灯火阑珊处。创造性思维的形成过程创造性思维的形成过程第三节第三节 造性思维造性思维的形成与发展的形成与发展n创造性
2、思维的形成过程创造性思维的形成过程酝酿准备阶段酝酿准备阶段潜心加工阶段潜心加工阶段 顿悟阶段顿悟阶段 2022-8-1老子顿悟飘然成仙老子顿悟飘然成仙 释迦牟尼顿悟立地成佛释迦牟尼顿悟立地成佛 2022-8-1法国法国1717世纪著名哲学家、数学家迪卡尔创立了迪卡尔坐标世纪著名哲学家、数学家迪卡尔创立了迪卡尔坐标酝酿准备阶段酝酿准备阶段潜心加工阶段潜心加工阶段 顿悟阶段顿悟阶段 德国有机化学家凯库勒，在1865年发现了苯的分子结构。苯是有机化学的基本物质。普通圆电池普通圆电池手机电池手机电池笔记本电池笔记本电池纽扣纽扣电池电池笔记本电池笔记本电池普通圆电池普通圆电池普通圆电池普通圆电池电池基材
3、电池基材泡沫铜泡沫铜泡沫铝泡沫铝内蒙稀澳科电池内蒙稀澳科电池正极正极生产线原先生产方案生产线原先生产方案内蒙稀澳科电池内蒙稀澳科电池正极正极生产线原先生产方案生产线原先生产方案美国一家实验室设美国一家实验室设计的喷涂头原理计的喷涂头原理美国一家实验室设美国一家实验室设计的喷涂头原理计的喷涂头原理公司员工改进的设公司员工改进的设计的喷涂头原理计的喷涂头原理美国一家实验室设美国一家实验室设计的喷涂头原理计的喷涂头原理大染坊电视剧中有大染坊电视剧中有关染布挂浆的桥段关染布挂浆的桥段给了提示。给了提示。内蒙稀澳科电池正极生产线改进后生产方案内蒙稀澳科电池正极生产线改进后生产方案电视剧电视剧大染坊大染坊
4、创造性思维训练题例创造性思维训练题例玻璃容器内有一条毒蛇，现在需要测量它的长度。我们可以使用普通的工具用适当的钩子抓住它，然后在助手的帮助下，顺着标尺将毒蛇拉直测量。这就是我们立刻想到的解决方案。但是，根据系统思维方式，可以找出哪些其他方法呢？2022-8-1想象“过去”2.以什么方式可以利用毒蛇的某个时刻（动作）来安全测量毒蛇而又不被毒蛇咬伤呢？2022-8-11.1.在测量之前毒蛇在做什么呢？它在爬行，在测量之前毒蛇在做什么呢？它在爬行，休息和吃东西休息和吃东西。想象“过去”2022-8-1毒蛇被喂食的时刻可以加以利用。因为这时有食物在蛇的嘴里，所以它的注意力都集中在吞食它的受害者身上。这
5、时候似乎不大可能被毒蛇咬伤。解决方案解决方案1 1 我们我们真的真的可以利用这个时刻测量蛇的长可以利用这个时刻测量蛇的长度吗？度吗？”想象“未来1.测量后毒蛇会做什么呢？它会和先前一样做着相同的事情：它在爬，休息和吃东西。所以，让我们来把视野放得更远一些冬季。在这个季节蛇是冬眠的，并且会蜕皮。2.以什么方式可以利用这种时刻来测量蛇的长度呢？2022-8-1想象“过去”2022-8-1解决解决方案方案2 2 我们可以给放蛇的容器降温，让它处于我们可以给放蛇的容器降温，让它处于冬眠状态，利用这个时间可以测量蛇的长冬眠状态，利用这个时间可以测量蛇的长度。度。2022-8-1解决方案解决方案3 3可用
6、与蛇粗细相当的玻璃管将蛇驱入，继尔进行度量，不至于发生危险。设想，管一端为小斜度锥形管，进入试量区的管径与蛇头部相当。其他思路2022-8-1解决解决方案方案4 4其他思路可采用多角度照相，根据照片建立起其三维模型，在三维软件直接测量其长度。优点：非接触，无危险，准确度可接受，建立了三维模型。缺点：手段高科技，非老百姓能所用。2022-8-1解决解决方案方案5 5其他思路可以请蛇王将蛇抓住，伸直了，进行测量。创新能力的培养创新能力的培养提高创造力提高创造力:培养良好的创造心理培养良好的创造心理了解创造的思维特点了解创造的思维特点掌握创造的原理技法掌握创造的原理技法观察力观察力 记忆力记忆力想象
7、力想象力 思考力思考力表达力表达力 自控力自控力理想理想 信念信念 情感情感兴趣兴趣 意志意志 性格性格 加强创造实践加强创造实践智力因素：智力因素：非智力因素：非智力因素：n传说鲁班在山上砍柴时，不小心手被草割破了，一般人可能会自认倒霉，而他却对此产生了好奇心，他仔细观察这种草后，发现这草的边上有一排锯齿，根据这个发现，鲁班发明了至今仍在使用的锯子；传说瓦特在观察到水烧开后蒸汽能将壶盖顶起，依据这个原理他产生了蒸汽动力的设想，并最终发明了蒸汽机，导致了第一次工业革命；还有大家非常熟悉的阿基米德在洗澡时发现浮力定理，从而检验出皇冠是否为纯金的故事；牛顿从树上的苹果会掉下来的现象发现万有引力的故
8、事，这些故事为他们的发明增添了一层神秘的传奇色彩。实例2 有一位青年，一次看到了一对姐弟吵架的情形，因为姐姐要使用电熨斗，而弟弟却要用电灯看书，两人为了争抢电源而吵了起来。他就想到“如果能够做一个有两面插座的插头，那不就解决问题了吗？”于是他就以200日元的资本，生产这种自己发明的有复式插座的插头，从而开始了他的事业，这位青年名叫松下幸之助。实例3 1583年伽里略在教堂做礼拜时，看到教堂内有一根长绳下面吊着吊灯，这种装置叫摆。他发现吊灯在小幅度摆动时，虽然摆的幅度逐渐减小，但摆动一次所需的时间是一样的，这个特性就是摆的等时性，依据这个原理，荷兰物理学家惠更斯制造出了带摆的钟。实例3手表工作原
9、理和机构图手表工作原理和机构图第四第四节节 创新技法创新技法 4.1 4.1 需求创新法需求创新法 4.2 4.2 群体集智法群体集智法 4.3 4.3 系统分析法系统分析法 4.4 4.4 联想类比法联想类比法 4.5 4.5 机遇创新法机遇创新法 4.6 4.6 组合创新法组合创新法 4.7 系统思维创新法304.1 4.1 需求创新法需求创新法发现或发掘人们需求 发明创造产品 社会欢迎 4.1.1 4.1.1 发现需求创新法发现需求创新法需要是创造的引信！例1：母子雨衣的发明！314.1 4.1 需求创新法需求创新法发现或发掘人们需求 发明创造产品 社会欢迎 4.1.1 4.1.1 发现
10、需求创新法发现需求创新法抱怨是创造的信号！例2：电炉的发明！19世纪末美国记者休斯辞职发明家用电器家庭主妇调查一无所获偶然朋友家做客汤中煤油炉电炉324.1 4.1 需求创新法需求创新法发现或发掘人们需求 发明创造产品 社会欢迎 4.1.1 4.1.1 发现需求创新法发现需求创新法烦恼是创造的途径！例3：洗衣机清毛器的发明！33每个人发现一个需求、提出一个想法？每个人发现一个需求、提出一个想法？4.1.2 4.1.2 创造需求创新法创造需求创新法 创造需求创新法：借鉴传统文化或传统产品进行创新，运用前人的传统理论或方法，提出新的理论或方法，对人类的生活做出改进。生活需求！例1：香港立伦国际有限
11、公司 集欧洲特点和东方特点于一身的帆船鞋。艺术需求！例2：画蛋（在蛋上精描出各种图案）1989年德国国际交易会，一个画蛋竟卖到150马克。344.1.3 4.1.3 引申需求创新法引申需求创新法科学无止境，创造无禁区！例：马车 汽车 飞机 航天飞机例：甩干机、干衣机、干洗机 洗涤剂（专用高效衣粉、专门洗衣粉容器）洗衣机 消毒作用洗衣粉 节水型洗衣机 小型洗衣机35发动机发动机翅膀翅膀航天技术航天技术4.1.4 4.1.4 预测需求创新法预测需求创新法 预测需求创新法：根据消费者需求，预测消费者将来需求。预测需求创新法的途径：1)采用三维立体效应揣摩、迎合和引导消费者，使自己的产品具有超前性，公
12、司决策具有预测性；（“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”）例1：今天的样品可以尝试，明天的可以定购，后天的公开出售！美国食品公司雇佣42位食品设计师、配方师，每周要设计出10多种新食品。例2：一次性雨伞！台商到美国，见美国人出门就汽车，雨天也极少用伞，只是非得步行时才偶尔用之。再一问，美国没有伞厂，全用进口货。此情景，使台商来了创意：为美国人专门设计“用即扔”低档雨伞，很快占领了市场，独占该国雨伞进口量的60。364.2 4.2 群体集智法群体集智法 4.2.1 智力激励法智力激励法(美国创造学家奥斯本提出美国创造学家奥斯本提出)1.智力激励法的原则1)自由思考；2)延迟评判；3)以量求质；4)
13、综合改善（三个臭皮匠，顶个诸葛亮）2.智力激励法的运用程序1)准备：选择会议主持人、确定会议主题、确定参加会议人选、提前下达会议通知；2)热身活动：如将创新的小故事、出智力题等；3)明确问题：主持人介绍问题；4)自有畅谈5)加工整理37例：电缆线积雪问题2022-8-120082008年大雪年大雪几种设想：(1)人工除雪（2）采用专用电缆清雪机（3）采用电热化解积雪（4）采用震荡技术清除积雪（5）巡线机器人除雪（6）例：电缆线积雪问题例：电缆线积雪问题几种设想：（1）采用专用电缆清雪机（2）采用电热化解积雪（3）采用震荡技术清除积雪（4）巡线机器人除雪（5）例：电缆线积雪问题几种设想：（1）采
14、用专用电缆清雪机（2）采用电热化解积雪（3）采用震荡技术清除积雪（4）巡线机器人除雪（5）除雪飞机+特种螺旋桨4.2 4.2 群体集智法群体集智法42几种设想：（1）采用专用电缆清雪机（2）采用电热化解积雪（3）采用震荡技术清除积雪（4）巡线机器人除雪（5）除雪飞机+特种螺旋桨4.2.2 4.2.2 书面集智法书面集智法“635635法法”：每次会议请6人参加，每人在卡片上写3个设想，每轮5分钟。实施程序：1)会议准备：选择主持人，确定会议议题，邀请6名与会者参加；2)进行轮番默写激智：每轮5分钟后，将卡片传递给右邻的与会者，在卡上填写3个新的设想，如此传递几次。3)筛选有价值的新设想：收集设
15、想卡，筛选。434.2.3 4.2.3 函询集智法函询集智法 德尔菲法德尔菲法1.函询集智法的基本原理：借助信息反馈，反复征求专家书面意见来获得新的创意；2.函询集智法的基本做法：就某一课题选择若干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，即可得到许多有价值的新设想；3.函询集智法的特点：1）匿名性；2）可信度4.函询集智法的运用程序：专家选聘，函询调查表的编制，函询调
16、查的组织，设想的加工整理。44例：家用电器新产品开发课题的策划！例：家用电器新产品开发课题的策划！1）根据开发研究要求，选聘国内外30位专家担任函询对象；2）制定“家用电器新产品开发课题函询表”。表中列出家用电器基本类别，划分出“重点考虑”、“一般考虑”、“暂不考虑”等级别，并对其做出相应说明。3）进行轮间反馈。第一轮函询表，收到150个家电产品新设想，经归纳整理成80个新设想再次进行函询。第二轮函询表收回后，专家们设想集中到重点考虑的课题45个。经第三轮函询后，专家把急需开发的重点家用电器产品集中到6类20种。4）最后根据专家反馈的设想，制定出家用电器产品重点研究开发计划。452022-8-
17、1n例：例：金属磨损问题金属磨损问题 问题：机械设备失效70%是由于金属磨损引起的。美国曾统计，每年因磨损造成的国民生产总值的4%。我国GDP占世界4%，消耗了世界30%以上的钢材。每年经济损失1000亿人民币以上。仅磨料磨损每年要消耗300多万吨钢。n典型案例典型案例1.提高材料表面硬度；2.合理选用配对的摩擦副，提高减摩性；3.加强摩擦副间的润滑；（1）开发效果更好的润滑剂；（2）研制添加剂，提高润滑油的性能 （3）加强机械装置润滑与密封结构的设计2022-8-1应用智力激励法，提出了多种解决途径与方案：应用智力激励法，提出了多种解决途径与方案：2022-8-1 2002 2002年年9
18、9月月1818日，国家经贸委会同国防科工委日，国家经贸委会同国防科工委、铁道部、交通部、教育部、国家环保总局等有、铁道部、交通部、教育部、国家环保总局等有关部门在哈尔滨主持召开了关部门在哈尔滨主持召开了“金属磨损自修复材金属磨损自修复材料料”产品鉴定会。由徐滨士院士、钟群鹏院士、产品鉴定会。由徐滨士院士、钟群鹏院士、丁传贤院士、张福泽院士等丁传贤院士、张福泽院士等1717位专家组成的鉴定位专家组成的鉴定委 员 会 一 致 同 意 该 项 目 通 过 鉴 定：委 员 会 一 致 同 意 该 项 目 通 过 鉴 定：“金属磨损自修复材料是一项具有自主知识产金属磨损自修复材料是一项具有自主知识产权的
19、的高科技产品，具有世界先进水平权的的高科技产品，具有世界先进水平”。n金属磨损自修复技术金属磨损自修复技术(ART(ART技术技术)n(Auto-estorationTechnologyofWear ofMetals)(Auto-estorationTechnologyofWear ofMetals)2022-8-1n金属磨损自修复技术金属磨损自修复技术(ART(ART技术技术)n(Auto-estorationTechnologyofWear ofMetals)(Auto-estorationTechnologyofWear ofMetals)n ARTART采用发明专利采用发明专利“一种矿
20、石粉体润滑组合一种矿石粉体润滑组合物物”（粒度不大于（粒度不大于10m10m），添加到油品和润滑脂），添加到油品和润滑脂中使用，不与油品发生化学反应，不改变油的粘中使用，不与油品发生化学反应，不改变油的粘度和性质，使用中无毒副作用，对环境和人体无度和性质，使用中无毒副作用，对环境和人体无害。用害。用ARTART处理机械零件可以在其摩擦表面上生成处理机械零件可以在其摩擦表面上生成耐磨保护层耐磨保护层。n 1 1改变机械零件摩擦表面和表层的晶格结构，使其更改变机械零件摩擦表面和表层的晶格结构，使其更均质和能量更稳定。均质和能量更稳定。2 2显著改善接触和摩擦表面的物理显著改善接触和摩擦表面的物理-
21、化学和力学性能。化学和力学性能。3 3选择性的补偿磨损表面，使摩擦副的间隙最佳化。选择性的补偿磨损表面，使摩擦副的间隙最佳化。4 4降低机械损耗。降低机械损耗。2022-8-1n超细粉体微粒铁谱照片（超细粉体微粒铁谱照片（10m10m）n内燃机缸套金属陶瓷保护层的光学显微镜像内燃机缸套金属陶瓷保护层的光学显微镜像n北京邮电大学化学防北京邮电大学化学防护研究所所长彭道儒护研究所所长彭道儒教授教授823823保护剂保护剂2022-8-1nFALEXFALEX试样试样BX60BX60型光学显微镜像型光学显微镜像4.3 4.3 系统分析法系统分析法 系统分析法五种模式：设问探求法、缺点列举法、希望点列
22、举法、特性列举法、形态分析法。4.3.1 4.3.1 设问探求法设问探求法1.设问探求的工具：1)有无其他用途？2)能否借用？3)能否改变？4)能否扩大？5)能否缩小？6)能否代用？7)能否从新调整？8)能否颠倒过来？9)能否组合？2.设问探求法的特点：“创造技法之母”，适合各种类型和场合的创造性思考；原因在于1)设问探求法是一种强制性思考，有利于突破不愿提问的心理障碍；2)设问探求是一种多角度发散性思考过程；3)设问探求提供了创造活动最基本的思路。524.3.1 4.3.1 设问探求法设问探求法3.设问探求法运用要点1)创造对象的分析：如分析产品的功能、性能及所处市场环境，产品的现状和发展趋
23、势、消费者的愿望、同类产品的竞争情况等信息做到心中有数。2)探求思考的要求：(1)对每一条提问项目视为单独的一种创造技法，如“能否颠倒”视为“逆反思考法”；(2)结合其它创造技法运用，如“能否改变”克杰和缺点列举法改变事物的缺点；(3)对设想进行可行性分析，尽可能的探求出有价值的新构思。53例：自行车的新创意！自行车的新创意！544.3.2 4.3.2 缺点列举法缺点列举法 金无足赤，人无完人！1.运用缺点列举法的基础：任何事物都有缺点+人们期望至善至美！2.掌握系统列举缺点的方法1)用户意见法：用户就是“上帝”；2)对比分析法：功能、性能、质量、价格等技术经济方面比较；3)设会列举法：专挑毛
24、病定向分析会；554.3.2 4.3.2 缺点列举法缺点列举法 金无足赤，人无完人！3.缺点的分析和鉴别：1)从影响程度入手：如电动工具的绝缘性能差比其重量偏重、外观欠佳影响大得多；2)从表现方式入手：显在缺点、潜在缺点，如有人发现洗衣机存在病毒感染的缺点，提出了开发具有消毒功能的洗衣粉的新建议，针对洗衣机不能分类洗涤衣物的缺点，开发出具有分析特点的三缸洗衣机。56例：列举电冰箱的潜伏式缺点并提出若干创意！例：列举电冰箱的潜伏式缺点并提出若干创意！1.列举潜伏式缺点1)使用氟利昂(freon,压缩式冰箱的致冷剂)，产生环境污染；2)如何抗菌？3)患有高血压的人不能给电冰箱除霜，因为冰水容易造成
25、“寒冷加压”。2.提出改进缺点的新设想1)现在已有活在研制的多种无氟冰箱，如化学冰箱、电磁振动冰箱、半导体冰箱、太阳能冰箱、绝热去磁制冷冰箱等；2)研制冰箱灭菌器或使用抗菌材料；3)从自动定时除霜、无霜和方便除霜等角度改进冰箱性能。574.3.3 4.3.3 希望点列举法希望点列举法希望列举法：设计者从社会需要或个人愿望出发，通过列举希望来形成创造目标或课题的创新技法。例：绿色食品和生态产品的诞生！（环境污染 绿色消费）1.希望点列举法的特点：1)希望列举法和缺点列举法形式上相识，都是讲思维收敛于某“点”而后发散思考，最后聚焦于某种创意，但前者的思维基点比后者更宽，涉及目标更广；2)两者都依靠
26、联想法推动列举活动，但希望列举法更侧重自由联想，是一种主动创造方式。584.3.3 4.3.3 希望点列举法希望点列举法2.社会需要分析社会需要分析 社会需要：是一种社会心理状态，使人们各种心理欲望的集合，使人们为了自身的生存和维持社会的发展而对政治、经济、教育、文化、科技等方面产生的追求。社会需要的分类：1)按需要对象不同，分为物质需要和精神需要；2)按需要的用途差别，分为消费需要和生产需要；3)按需要产生的时差不同，分为现实需要和潜在需要。社会需要的特点：复杂化、不止境、动态性、关联性。社会需要与创造的联系：产生需要 创造 满足需要。594.3.3 4.3.3 希望点列举法希望点列举法3.
27、希望的鉴别希望的鉴别1)表面希望和内心希望的鉴别 医疗工程师，为了满足残肢人的希望，构思了一种具有套叠伸缩和连续旋转功能的假臂，而残肢人看到此先进的多功能假臂方案之后，竟扬长而去。？2)现实希望和潜在希望的鉴别 创新设计对于现实希望要审视度势，兵贵神速（如防盗锁）对于潜在希望要高瞻远瞩，暗渡陈仓！（家用保险柜）3)一般希望和特殊希望的鉴别 一般希望是大多数人的希望（如小型家用轿车），特殊希望是少数人的希望！（如超豪华总统座车）604.3.4 4.3.4 特性列举法特性列举法 特性列举法：由美国创造学家克拉福德教授提出，是一种给予任何事物都有其特性，将问题加以化整为零，有利于产生创造性设想等基本
28、原理而提出的创新技法。1.事物的三种特性名词特性整体、部分、材料、制造方法；形容词特性性能；动词特性功能；2.特性列举法运用程序1)确定创造对象并加以分析：分析了解事物现状，熟悉其基本结构、工作原理及使用场合等；2)列举特性并进行归类整理：按三种特性进行特性列举，重复的合并、矛盾的协调统一；3)依据特性项目进行创造性思考61例：运用特性列举法提出电风扇创新设计新设运用特性列举法提出电风扇创新设计新设想！想！(1)分析现有电风扇观察待改进的电风扇，搞清其基本组成、工作原理、性能及外观等特点。(2)对电风扇进行特性列举1)名词特性整体：落地式电风扇；部件：电机、扇叶、网罩、立柱、底座、控制器；材料
29、：钢、铝合金、铸铁；制造方法：铸造、机加工、手工装配；2)形容词特性性能：风量、转速、转角范围；外观：圆形网罩、圆形截面立柱、圆形底座；颜色：浅蓝、米黄；3)动词特性功能：扇风、调速、摇头、升降；62例：运用特性列举法提出电风扇创新设计新设例：运用特性列举法提出电风扇创新设计新设想！想！(3)提出改进新设想1)针对名词特性进行思考设想A：扇叶能否再增加一个，组成双叶电风扇？设想B：扇叶的材料是否改变，制成“保健风扇”？设想C：调节风速大小和转速高低的控制按钮能否改进？改成遥控式电扇）？能不能加上微电脑，智能电扇？2)针对形容词特性进行思考设想A：能否将有级调速改为无级调速？设想B：网罩的外形是
30、否多样化？克服清一色的圆形有无可能？如椭圆形、方形、菱形、动物造型等？设想C：电风扇的外表涂色能否多样化？单色变彩色？变色材料？63例：运用特性列举法提出电风扇创新设计新设例：运用特性列举法提出电风扇创新设计新设想！想！3)针对动词特性进行思考设想A：电风扇具有驱赶蚊子的功能？设想B：冷热两用电风扇，夏凉冬热？设想C：消毒电风扇，定时喷洒空气净化剂？设想D：理疗风扇，具有保健按摩理疗功能？644.3.5 4.3.5 形态分析法形态分析法1.形态分析法的特点 形态分析法：一种系统搜索和程序化求解的创新技法，是对创造对象进行因素分解和形态综合的过程。因素：构成事物的特性因子；形态：应的实现各功能的
31、技术手段；2.形态分析法的运用程序1)因素分析：确定因素时应满足3个基本条件，一是各因素在逻辑上彼此独立，二是在本质上是重要的，三是在数量上是全面的；2)形态分析：按照创造对象对因素所要求的功能属性，列出多因素可能的全部形态(技术手段)发散思维；3)方案综合：可以采取形态学矩阵或综合表的形式进行方案综合；4)方案评选：先制定选优标准，一般用新颖性、先进性和实用性三条标准进行初审，再用技术经济指标进行综合评价，好中选优。65例：运用形态分析法探索新型单缸洗衣机的创例：运用形态分析法探索新型单缸洗衣机的创意！意！1)因素分析洗涤衣物 盛装衣物、分离赃物和控制洗涤 洗衣机形态学洗衣机形态学矩阵矩阵2
32、)形态分析3)列形态学矩阵并进行方案综合4)方案评选方案1：A1-B1-C1是一种最原始的洗衣机；方案2：A1-B1-C2是最简单的普及型单缸洗衣机；方案3：A2-B3-C1是一种结构简单的热胀增压式洗衣机；方案4：A1-B2-C2是一种利用电磁振荡原理进行分析脏物的洗衣机；方案5：A1-B4-C2是超声波洗衣机的设想；4.4 4.4 联想类比法联想类比法 4.4.1 联想法1.相似联想 从某一丝为对象想到它具有某些相似特征(形态、功能、时间或空间上)的另一思维对象的思维方式。联想是创造之母，是思维大厦的基础！例1：火星上一定有水！火星上一定有水！1)大气层和水是生命存在的条件；2)科学家观测
33、火星上有大气层；3)人们想象如果火星上有水或曾有水，那么火星上可能存在或存在过生命；4)2004年元月，美国“勇气号”、“机遇号”火星车登陆火星，基本确定火星上存在生命。“机遇号机遇号”发现名为发现名为“最后的机最后的机会会”的岩石，证明火星曾存在盐的岩石，证明火星曾存在盐海海 山谷和溪流曾经有水？山谷和溪流曾经有水？2004年年1月月25号号“机遇号机遇号”火星火星探测器成功登陆，全长探测器成功登陆，全长1.6米、宽米、宽2.3米、高米、高1.5米，重米，重174千克千克 2.接近联想 从某一思维对象想到与之相接近的(时间、空间、功能、结构、形态上接近)思维对象上去的联想思维。69例例1：最
34、后一个被发现的金属元素最后一个被发现的金属元素铼！铼！1)201)20世纪世纪3030年代，随着电气工业的迅速发展，需要一种比钨更理想的金属年代，随着电气工业的迅速发展，需要一种比钨更理想的金属来做灯丝材料；来做灯丝材料；2)2)俄国化学家门捷列夫俄国化学家门捷列夫18961896年宣布元素周期律，预言空缺位置有新元素未年宣布元素周期律，预言空缺位置有新元素未发现，并预言它们的基本性质，其中在钨旁边有一个空格发现，并预言它们的基本性质，其中在钨旁边有一个空格(75(75号未知元素号未知元素)；3)19253)1925年德国化学家诺达克和塔克，花了年德国化学家诺达克和塔克，花了3 3年多时间，终
35、于在铂矿中发现这年多时间，终于在铂矿中发现这个元素个元素铼）。铼）。例2：磁悬浮列车！磁悬浮列车！1)人们希望列车能与导轨脱离接触，以解除因轮轨车辆振动与磨损带来的烦恼；2)1869年法国巴黎试验了世界上第一个气垫车(通过压缩空气使车体与地面脱离接触)；3)随着固体电子学的出现，使原来庞大的控制设备变得十分轻巧，从而给磁悬浮列车技术提供了实现的可能；4)1929年德国工程师赫尔曼肯佩尔首次考虑电磁悬浮铁路，1934年获得制造磁悬浮铁路的基本专利，1935年运用试验模型证实了磁悬浮，1953年写成科学报告电子悬浮导向的电力驱动铁路机车车辆；5)1969年德国牵引机车公司的马法伊研制出小型磁悬浮列
36、车系统模型(TR01)，1972年又研制成TR02型，该车时速为165km，磁悬浮列车发展的第一个里程碑；6)2003年12月2日，日本线性感应电动机驱动的磁悬浮列车时速达581公里，创列车载人运行世界最快纪录；7)2001年3月1日，世界上首条商业运行的上海磁悬浮列车投资89亿，上海至浦东机场30公里只需7分钟，设计时速505公里，运行时速430公里，票价75元。2003-9，时速，时速400公里的公里的上海磁悬浮列车上海磁悬浮列车2003-12日本线性感应日本线性感应电动机驱动的磁悬浮列电动机驱动的磁悬浮列车时速车时速581公里公里3.对比联想1)水能灭火，冰是水的低温结晶，也是与火不相容
37、的物质；2)自然界可能存在可以燃烧的冰吗？你相信吗？3)科学家发现，“可燃冰”是一种天然气水合物的新型矿物，是在低温、高压条件下，由碳氢化合物气体与水分子组成的一种类冰结晶化合物的固体物质。(透明无色、外形似冰、可以燃烧)4)性能：能量密度高，杂质少、无污染，分布广、资源丰富，有望成为石油之后人类的又一支柱能源。71 指在头脑中根据事物之间，在形状、结构、性质、作用等某个方面存指在头脑中根据事物之间，在形状、结构、性质、作用等某个方面存在着的互不相同或彼此相反的情况进行联想，从而引发出某种新的设想来。在着的互不相同或彼此相反的情况进行联想，从而引发出某种新的设想来。例：例：寻找可以燃烧的冰！寻
38、找可以燃烧的冰！4.强制联想1)特异功能的表演者可以隔墙猜物，你认为可能吗？为什么？2)照相机和摄像机可能隔墙摄像吗？3)欧洲航天局(European Space Agency)发明了一种能以兆兆赫波段拍摄图像的新工艺，并且看到了它在航天、航空、医学和制药学领域中的应用前景。处于红外线和超高频之间的电磁波(频率从1011-1012Hz)的辐射具有自己邻近光谱段的特性能穿透障碍物和能像光线一样聚焦建立图像。72将完全无关或关系相当偏远的多个事物或想法牵强附会的联系起来，将完全无关或关系相当偏远的多个事物或想法牵强附会的联系起来，进行非逻辑型的联想，以次达到创造目的的创新技法。进行非逻辑型的联想，
39、以次达到创造目的的创新技法。例：例：特异功能与隔墙摄像机！特异功能与隔墙摄像机！4.强制联想73将完全无关或关系相当偏远的多个事物或想法牵强附会的联系起来，将完全无关或关系相当偏远的多个事物或想法牵强附会的联系起来，进行非逻辑型的联想，以次达到创造目的的创新技法。进行非逻辑型的联想，以次达到创造目的的创新技法。例：例：特异功能与隔墙摄像机！特异功能与隔墙摄像机！相机可以发射出极短的高强相机可以发射出极短的高强度镭射光束来照亮一个场景，度镭射光束来照亮一个场景，然后通过收集反射回来的光然后通过收集反射回来的光线构建出整个场景的画面线构建出整个场景的画面包括隐藏在角落里的，并包括隐藏在角落里的，并
40、非直接看到的东西。非直接看到的东西。美国著名的美国著名的MITMIT（麻省理工学院）开发穿墙可见的超级数码摄像机（麻省理工学院）开发穿墙可见的超级数码摄像机强制联想：可不可以用脚操纵鼠标？可不可以用手指操纵鼠标？可不可以用臂肘操纵鼠标？2022-8-1常规鼠标强制联想：可不可以用肘部操纵鼠标？2022-8-1可用肘部可用肘部、脚操纵的脚操纵的2022-8-1手指操纵手指操纵的的脚脚操纵的操纵的4.4.2 类比法 “它山之石，可以攻玉它山之石，可以攻玉”将人设想为创造对象的某因素，设身处地想象，从而得到有益启示。德国人发明一种新型垃圾桶，当德国人发明一种新型垃圾桶，当游客把垃圾扔进垃圾桶时，它会
41、说游客把垃圾扔进垃圾桶时，它会说“谢谢！谢谢！”，因此引起游客的兴趣，因此引起游客的兴趣，不自觉地起到增强保护环境卫生的作不自觉地起到增强保护环境卫生的作用。用。例：例：会说话的垃圾桶！会说话的垃圾桶！类比法：比较分析两个事物之间的某些相同或相似之处，从类比法：比较分析两个事物之间的某些相同或相似之处，从中找出解决问题的方法。按照比较对象的不同，分为四类。中找出解决问题的方法。按照比较对象的不同，分为四类。1.拟人类比拟人类比2.直接类比1)著名物理学家欧姆在研究电子运动规律时，一直苦于没有适当的物理量来表达；2)受天气冷热变化时气流变化的启发，欧姆将电与热进行类比；3)电势比作温度，电流总量
42、比作一定的热量，首先提出了奠定电学基础的基本定律之一 欧姆定律。78将创造对象直接与相类似的事物或现象作比较。将创造对象直接与相类似的事物或现象作比较。例：例：热与电的类比！热与电的类比！3.象征类比例：玫瑰花喻爱情、绿色喻春天、火炬于光明、日出喻新生！79借助事物形象和象征符号来比喻某种抽象的概念或思维借助事物形象和象征符号来比喻某种抽象的概念或思维感情，是直觉感知，并使问题关键显现、简化，文学作品、感情，是直觉感知，并使问题关键显现、简化，文学作品、建筑设计多用此法。建筑设计多用此法。每位同学列举一个？每位同学列举一个？4.因果类比1)爱迪生发明电灯白炽灯（钨丝等金属丝+电流发光）；2)荧
43、光灯惰性气体作为通电介质；3)以上灯具效率太低，只有5%电能转化为光能；4)能否发明更高效率的灯具？5)早在40年前，科学家通过实验发现半导体晶体在电流作用下会发光，但只能发出微弱光线；6)经过近半个世纪的不懈探索，半导体材料不断改进，发光强度出现重大突变。因此，半导体技术引发微电子革命后，又孕育一场新的产业革命照明革命；7)半导体晶体二极管灯具节能、长寿命、安全、免维护、环保等优点。在同样亮度下，耗电为普通白炽灯的1/10，寿命可延长100倍；现在我国一年照明耗电量为2000亿kwh，光源替代后，每年可节约近800亿kwh，相当于2各三峡电站。一个半导体灯具正常可以使用50年，长命百岁的人一
44、生最多也只用2只灯。80根据一事物的因果关系推出另一事物的因果关系的思维根据一事物的因果关系推出另一事物的因果关系的思维方法。方法。例：例：革命性的新光源！革命性的新光源！4.4.3 仿生法师法自然1)在太平洋战争期间，美国国防委曾试图用蝙蝠携带炸弹火烧日本，并为此计划耗费巨资，但因为种种原因，这些“生物战士”最终未能出击；2)蝙蝠用超声波辨别物体原理：飞行过程中，蝙蝠喉内产生一种超声波，通过嘴或鼻孔发射出来，遇到物体时，超声波便被反射回来，由蝙蝠的耳朵接收回来，判定目标和距离。根据回声探测目标的方法“回声定位”；3)利用这种超声波探测原理，可以用于测量海底地貌、探测鱼群、寻找潜艇、探测物体内
45、部缺陷、为盲人指路等。81仿生法仿生法：从自然界获得创造灵感，甚至直接仿照生物原型进行创造发明，是：从自然界获得创造灵感，甚至直接仿照生物原型进行创造发明，是将模仿与现代科技有机结合起来，设计出具有新功能的仿生系统，实现对自然将模仿与现代科技有机结合起来，设计出具有新功能的仿生系统，实现对自然的超越，包括：原理仿生、结构仿生、外形仿生、信息仿生、拟人仿生等。的超越，包括：原理仿生、结构仿生、外形仿生、信息仿生、拟人仿生等。1.原理仿生原理仿生例：例：蝙蝠的蝙蝠的“眼睛眼睛”！例：驱蚊仪！驱蚊仪！蚊子叮人吸血是不是所有蚊子都是“吸血鬼”？只有交配后怀卵的雌蚊才叮人为什么？怀卵后的雌蚊厌恶雄蚊靠近
46、，一旦雄蚊飞来，就立即飞逃而去怎么利用这个原理？研制一种能产生与雄蚊飞翔时翼声的频率相似的装置，就可以驱蚊加拿大率先在蒙特利尔市建立了一座“驱蚊电台”，发射特殊的电波，经收音机接受播放，变为一种驱蚊信号驱蚊仪！2.结构仿生1)苍蝇长着5只眼睛。头顶上的3只较小，是一种“单眼”，只能感觉光的强弱。两侧的眼睛才是苍蝇的主要视觉器官，是一种半球形的“复眼”。这两只复眼，是由成千上万只小眼排列在曲面上组成的。2)根据苍蝇复眼结构的原理，人类发明了复印机；印刷机的复眼透镜；“蝇眼照相机”一次就能照出几十、几百、几千张相同或不同的照片，对军事和科研有着特殊的用途；还有能使导弹系统的命中精度大大提高的“蝇眼
47、制导系统”；可以监视整个天空高能宇宙射线的“空气簇射探测器”等；科学家们目前正在深入探索苍蝇的视觉系统，以寻求研制新型的智能计算机的新途径。3)思考：思考：苍蝇与其他创新？苍蝇与其他创新？脚、鼻子、翅膀脚、鼻子、翅膀例：例：苍蝇的苍蝇的“眼睛眼睛”！直升飞机84 中国人苏州巧匠徐正明于公元中国人苏州巧匠徐正明于公元1717世纪发明了直升飞机。世纪发明了直升飞机。公元前公元前500500年，中国人制成了会飞的直升竹蜻蜓，这是直升飞机的起源。年，中国人制成了会飞的直升竹蜻蜓，这是直升飞机的起源。竹蜻蜓是一种儿童玩具，它以一根小棍作轴，轴顶有螺旋桨翼片（有时羽竹蜻蜓是一种儿童玩具，它以一根小棍作轴，
48、轴顶有螺旋桨翼片（有时羽毛），用手把小棍一搓，就向上飞升，作用像有螺旋。旋转运动产生气流，毛），用手把小棍一搓，就向上飞升，作用像有螺旋。旋转运动产生气流，旋转达的翼片切入气流，产生升力。这就是直升飞机的原理。旋转达的翼片切入气流，产生升力。这就是直升飞机的原理。徐正明，整天琢磨小孩玩的竹蜻蜓，想制造一个类似蜻蜓的直升飞机，徐正明，整天琢磨小孩玩的竹蜻蜓，想制造一个类似蜻蜓的直升飞机，并且想把人也带上天空。经过十多年的钻研，他造出了一架直升飞机。它并且想把人也带上天空。经过十多年的钻研，他造出了一架直升飞机。它有像竹蜻蜓一样的螺旋桨，架驶座像一把圈椅，依靠脚踏板通过转动机构有像竹蜻蜓一样的螺旋
49、桨，架驶座像一把圈椅，依靠脚踏板通过转动机构来带动螺旋桨转动，试飞时候，它居然飞离地面一尺多高，还飞过一一条来带动螺旋桨转动，试飞时候，它居然飞离地面一尺多高，还飞过一一条小河沟，然后落下来。小河沟，然后落下来。直升飞机8517841784年法国机械师比恩沃尼制成了有两套旋转翼的模型直升飞机。年法国机械师比恩沃尼制成了有两套旋转翼的模型直升飞机。17961796年英国的克雷设计了四叶式直升飞机。年英国的克雷设计了四叶式直升飞机。18491849年英国的菲利普斯制造了一架年英国的菲利普斯制造了一架模特直飞升机（蒸汽马力）。模特直飞升机（蒸汽马力）。19671967年法国工程师路易士年法国工程师路
50、易士佰雷发明了现代佰雷发明了现代化的直升飞机。化的直升飞机。19321932年德国的福克教授设计出了一架直升飞机。并且在柏年德国的福克教授设计出了一架直升飞机。并且在柏林博览会上进行了表演。可垂直起飞，飞到几米高空停住，再向前或向后林博览会上进行了表演。可垂直起飞，飞到几米高空停住，再向前或向后飞行，还可向左向右飞行，也可飞行，还可向左向右飞行，也可360360转变飞行，最后垂直落后。转变飞行，最后垂直落后。19461946年年作为交通工具直升飞机开始使用。寿命达作为交通工具直升飞机开始使用。寿命达600600小时。速度达每小时小时。速度达每小时200200公里。公里。19601960年前苏联
