創(chuàng)新學原理及其應用

創(chuàng)新學原理及其應用Madebyme第一章、概述1、完整的創(chuàng)新過程準備期：發(fā)現(xiàn)問題，收集有關資料，參考別人或前人的有關知識，經驗并從中獲得一定的啟示。醞釀期：冥思苦想，對問題進行各種試探性解決。明朗期：在上一階段醞釀成熟的基礎上豁然開朗，產生了靈感或頓悟。驗證期：對得到的新想法進行驗證和檢驗。2、想創(chuàng)新就必須有堅定不移的創(chuàng)新目標，在大腦中形成潛意識或者創(chuàng)新欲，只有這樣才能形成強烈的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新欲望，對事物或現(xiàn)象有特殊的敏感，用創(chuàng)新的眼光去看人們司空見慣，熟視無睹或新奇陌生甚至不起眼的小東西。3、創(chuàng)新性研究的方法：觀察法實驗法傳記法比較研究法創(chuàng)新案例研究法第二章、創(chuàng)新思維基本方法一、邏輯思維1、有步驟的對事物進行分析，或依據(jù)已有的知識進行推理，從而形成新的認識。2、特點：周密嚴謹不能出格3、形式邏輯思維：包括演繹，歸納，類比，它嚴格借助于概念，判斷和推理來進行。辯證邏輯思維4、強化方法：世界上的各種事物不但具有無限的復雜性，更重要的還表現(xiàn)在他們具有多層次性。要深刻的認識事物，透過直接的現(xiàn)象看出事物的本質，分析事物內部深層次的矛盾。在創(chuàng)新活動中，經常會遇到困難，發(fā)現(xiàn)不了主要問題，或者是提供不出解決問題的有效方案，也就是出現(xiàn)了僵局。辯證思維可以從“事物是普遍聯(lián)系的，是發(fā)展變化的”認識出發(fā)，從正反兩個方面切入，分析事物內部矛盾雙方對立統(tǒng)一的關系，抓住主要矛盾來解決問題。由淺到深，由感性認識到理性認識，多進行總結概括。認識到同一原因可以引起不同結果，同一結果也可由不同原因引起。二、發(fā)散性思維1、突破思維的廣度，不要局限于一個圈子，多維。2、沿著不同的方向，不同角度思考問題，從多方面尋找解決問題的途徑。3、從多方面來考慮同一問題，即可發(fā)揮思維的活力與創(chuàng)造性。4、側向思維:從其他領域，其他專業(yè)尋找答案。5、特點：流暢性：能夠舉一反三，迅速沿著一個方向發(fā)散出去，如在考慮石頭的作用時，可以想到石頭可以用來做建筑材料，可以做茶幾….由此聯(lián)想開來。獨特性：形成自己與眾不同的見解，這需要大量的知識與經驗。變通性：克服人們頭腦中自己設置僵化的思維框架和陳舊的觀念，按照新的方向來思索。6、強化方法:拓展思維廣度，在數(shù)量上增加思維的結果，增加思維的對象。功能擴散：以某種事物的功能為擴散點設想出獲得該功能的各種可能性。如：盡可能多的想出使臟衣服去污的方法。結構擴散：以某種事物的結構為擴散點，設想出利用該結構的各種可能性。如：盡可能多的列舉出具有“立方體”結構的事物。形態(tài)擴散：以某事物的形狀，顏色，音響，味道，明暗等為擴散點，設想出利用某種形態(tài)的可能性。如：盡可能多的設想出利用紅光或辣味可以做什么或解決什么問題。方法擴散：以解決問題或制造物品的某種方法為擴散點，設想出利用該方法的各種可能性。如：盡可能多的想出利用“鉆”或“爆炸”的方法可以解決哪些問題。三、逆向思維1、從正反兩個方面認識事物。如：人上樓梯，走樓梯是人走樓梯不動，而反過來坐電梯是人不動，電梯走而已。2、方式過程逆向：將事物的作用過程進行顛倒，使得人們對它的態(tài)度和認識產生改變。條件逆向：事物和問題都依賴于一定的內外條件，其中某個重要的條件一旦逆轉，必將引起事物和問題發(fā)生相應的改變，這樣就有可能獲得對事物的新認識，想出解決問題的新方法。如：處理污水時本是使懸浮物沉淀，但逆向處理是使懸浮物上浮后處理掉。方式逆向：事物都有自己的作用方式，如果從其中出發(fā)，采取一定的措施，使某一事物起作用的方式進行逆向，就可能引起使該事物的性質特點或作用相應的發(fā)生改變。如:火箭倒發(fā)即成為“鉆地火箭”，可用于挖洞等。結果逆向：對具有因果關系的事物之間，從作為結果的事物乙出發(fā)，倒回去思考作為原因的事物甲，以及事物乙產生發(fā)展的過程。3、在眾多的創(chuàng)新技法中，有一條共同的基本技法，就是將將見到的大的東西反過來想想，把它變小會怎樣？見到長的東西反過來想想，把它變短怎么樣？見到空心的東西反過來想想，把它變成實心的怎么樣？如：戴維根據(jù)化學能可以轉變?yōu)殡娔艿脑?，認為電能也能轉化為化學能。4、強化方法：向傳統(tǒng)宣戰(zhàn)，異想天開，別出心裁，打破常規(guī)，甚至倒行逆施。四、靈感思維1、具有突發(fā)性，一般突然產生。2、瞬時性，隨身攜帶小本子和筆，隨時捕捉靈感。3、誘發(fā)靈感的方式：臥床思索，散步，聽音樂，閱讀，與人交談。4、把握靈感思維的條件：需要有能進行創(chuàng)新思考的課題；積累必要的知識和經驗；要對問題進行長時間的思考并且思考受阻；強烈的解決問題的欲望。5、長期積累，偶而得之。五、聯(lián)想思維1、分類：相似聯(lián)想：指聯(lián)想物與觸發(fā)物之間存在著一種或多種相同而有明顯屬性的聯(lián)想。如：仿生學創(chuàng)造。對比聯(lián)想：指聯(lián)想物與觸發(fā)物之間具有明顯相反性質的聯(lián)想。如：看到白色想到黑色。接近聯(lián)想：指聯(lián)想物與觸發(fā)物之間存在很大關聯(lián)或關系極為密切的聯(lián)想。如：看到教室可以聯(lián)想到黑板，桌子，課本等。2、強化方法：要養(yǎng)成想問題的習慣，聯(lián)想的范圍要廣，深度要大。如：從落地扇具有可調節(jié)性而聯(lián)想發(fā)明了升降籃球架。六、幻想思維幻想從現(xiàn)實出發(fā)而又超越現(xiàn)實，可以使人思路開闊，思想奔放。如：古人幻想：飛天，千里眼，順風耳等現(xiàn)在都在一一實現(xiàn)。第三章、創(chuàng)新思維技法通過對創(chuàng)新發(fā)明案例的分析，總結而對創(chuàng)新規(guī)律總結與認識。一、智力激勵法一般以會議的形式，讓所有參與者圍繞一個中心問題在輕松愉快的氣氛當中，大膽設想，無所顧忌地提出自己的意見，自由討論，借此達到互相啟迪，互相激勵，互相修正的目的。使各種創(chuàng)造性的設想產生共鳴，進而誘發(fā)出更多新見解，新觀點，最終獲得具有可行性的創(chuàng)造性設想。如：用此法討論如何改進碗。二、題目問答法1、設問的方法很多，5W2H法最為實用。即：為什么需要革新（why）？革新的對象是什么（what）？從什么地方著手（where）？什么人來承擔任務（who）？什么時間完成（when）？怎樣實施（how）？達到怎樣的水平（how）？2、設問法的種類較多，最具代表性的就是“檢核表法”。這是針對創(chuàng)造性目標從多方面用一覽表列出一系列思考問題，然后逐個加以討論，分析和判斷，從而獲得解決問題的最好方案?，F(xiàn)有發(fā)明成果有無其他更多的用途？或者稍加改變之后有無別的用途？如：有人把電吹風用于烘干被子，結果發(fā)明了一種新型的被褥烘干機。這一設問要求人們對現(xiàn)在事物的固定功能進行懷疑或遐想，只要突破“功能固定”論，就有可能產生新的創(chuàng)造。過去有無類似的東西？有什么東西可以模仿？能否在現(xiàn)有發(fā)明中引入其他創(chuàng)造性設想？如：從普通火柴發(fā)明了磁性火柴，保險火柴等?，F(xiàn)有發(fā)明能否改變形狀、顏色、聲音、味道或制造方法？如：一位制鏡商將平面鏡的形狀改變成多種曲面，制成了哈哈鏡?，F(xiàn)有東西能否擴大使用范圍、增加功能、延長壽命？能否添加部件、增加長度、提高強度？如：在牙膏中加入藥草即可治療某些口腔疾病。能否將現(xiàn)有東西縮小體積、減輕重量？能否省略一些部件？能否進一步細分？如：有的紙廠把大包的紙巾改成小包的便于攜帶，這種“縮小”也打開了商路。能否用其他產品、材料或生產工藝、加工方法替代原有的產品或發(fā)明？如：用于替換的人造大理石。能否將現(xiàn)有的發(fā)明更換一下型號或更換一下順序？如:城市建設的合理布局將會更完美。能否將現(xiàn)有發(fā)明、產品或工藝顛倒一下？上下顛倒、內外顛倒、正反顛倒等都有可能產生新的效果。如：大炮向地上打出去便可以打洞?？煞駥追N發(fā)明或產品結合到一起？如：把幾種材料合在一起變成復合材料。實例：鐵錘、鉸鉗、扳手是電工常用的工具，但是工人在高空作業(yè)時如果全部帶上會麻煩而且繁重，于是有人把三者結合而發(fā)明了多功能的鐵錘鉗。三：聯(lián)想創(chuàng)新技法1、概論聯(lián)想是由一個事物想到另一個事物的心理過程，即由此及彼的過程。柏拉圖三大定律：相似率、對比率、接近率。八大聯(lián)想方式：接近聯(lián)想、相似聯(lián)想、對比聯(lián)想、因果聯(lián)想、強制聯(lián)想、離奇聯(lián)想、質疑聯(lián)想、審美聯(lián)想。2、幾種聯(lián)想創(chuàng)新法類似聯(lián)想創(chuàng)新法運用物與物之間的類似點進行聯(lián)想，開發(fā)性地重新組合既有設計，能夠根據(jù)實際情況和具體需要加以調整、改造、完善，構成一種嶄新的創(chuàng)新設計。類似聯(lián)想的步驟可以如下：01任意選擇一種實物，如一幅圖、一種植物或者一種動物，你所選擇的項目與你要解決的問題相差越遠，激發(fā)出創(chuàng)新觀念或獨特見解的可能性也就越大。02詳細列出你所選擇的項目屬性。03想出你的問題與你任意選擇的項目屬性之間的相似之處，用新觀念、新見解去打開禁錮頭腦創(chuàng)造力的枷鎖。注意：要全面分解和綜合不同事物之間的種種聯(lián)系和區(qū)別，找出相近或相似之處；要從實際出發(fā)或以異質同化為主，或把異質同化和同質異化結合起來；運用矩陣排列組合，優(yōu)化各種類似聯(lián)想設計方案。類比聯(lián)想創(chuàng)新法借助兩個事物之間構成的具體對象的某種同構關系，直接從一個對象的已知屬性，推導出另一個對象對應的未知屬性。在這里，它只是涉及兩個同構事物組成元素以及它們所包含的基本關系之間并列的對應關系。例子：01:某同學在上體育課時看到班上很多同學共用一個籃球架練習，于是想設計一個同時可供多個同學訓練的籃球架，他從吃飯的桌子上得到靈感，設計了一個四面的籃球架。02：由海綿的多孔狀結構聯(lián)想到類似材料從而發(fā)明了泡沫塑料。03:模仿手捏成拳頭發(fā)明了錘子。常用的類比聯(lián)想的方法：01：直接類比法：在自然界或已有的成果中尋找與創(chuàng)新對象相似的東西。如利用仿生學原理設計飛機外殼。02:擬人類比法：從人體本身得到想法。如機器人的設計。對比聯(lián)想創(chuàng)新法對比聯(lián)想是指在頭腦中可以依據(jù)事物之間在形狀、結構、性質、作用方面存在著的互不相同或彼此相反的情況進行聯(lián)想，從而引發(fā)出某種新的設想。在客觀事物間，普遍存在著相對或相反的關系，事物的內部普遍存在著既統(tǒng)一又對立的兩個方面，利用客觀事物之間的這種相對或相反關系進行聯(lián)想，可以幫助人們由一個事物，很快的想到與之相對或相反的另一個方面。例如，由大想到小，由長想到短，由黑暗想到光明，由寬想到窄，由手想到腳。由金屬想到非金屬。例子：銅的氫脆現(xiàn)象使銅器件產生裂紋，令人討厭。都想克服這一問題?？墒怯腥藚s偏偏往相反的方向想，于是發(fā)明了制造銅粉的技術。三、組合創(chuàng)新法1、概述：就是把兩種或者兩種以上的產品或技術進行適當?shù)慕Y合，形成新的產品或者技術。組合是任意的，各種各樣的要素都可以進行組合。例如，不同的功能或目的可以進行組合，不同的組織或系統(tǒng)可以進行組合，不同的機構或結構可以進行組合，不同的物品可以組合，不同的材料可以組合，不同的技術或原理可以進行組合，不同的方法或步驟可以進行組合，不同的顏色、形狀、聲音或味道可以進行組合，不同的狀態(tài)可以進行組合。組合的類型大致分為五類：主體附加。在原有物體的基礎上加一個附件，從而補充、完善和擴大原有物品的功能。如：在冰箱殼上附設出水裝置，可以直接取用冰箱內的飲料。同物組合。將相同的事物進行組合。如：雙膽保溫瓶，多屏幕電視接收機等。異類組合。兩種或兩種以上的不同物品進行有機結合，產生新的物品。仿形組合。模仿一種東西的外形，并加以組合。重新組合。先將某種物品進行分解，然后根據(jù)新的意圖進行重新組合。比如講機械，電器，玩具等產品拆散，研究零件之間的聯(lián)系，然后重新組合成新的東西。2、主體附加法常常采用兩種方式：不改變主題要素與結構，采用純粹的附加方法。如：在自行車上加入里程表，后視鏡，車筐等。附加前主體內部結構要適當?shù)丶右愿淖?，以便使主體與附加物之間更加協(xié)調緊湊。如：對普通手杖進行改裝，利用主體附加，使其具有照明，按摩，健身等功能。例子：將電蚊香器與臺燈結合，發(fā)明了可驅蚊臺燈。3、同物組合將同一種功能或結構在一種產品上重復組合，以滿足人們對此功能的更高要求，這是一種常用的創(chuàng)新方法。如使用多個氣缸的汽車、多個發(fā)動機的飛機、多節(jié)火箭，都是為了獲得更大的動力。4、異類組合指兩種或兩種以上不同領域中的技術思想或物質產品的組合，例如日歷圓珠筆。有些不同的產品具有一些相同的成分，將這些不同的產品加以組合，使其共同具有這些共同成分，可以是整體結構更簡單，價格更便宜，使用更方便。例子：英國人將電子裝置與沖鋒槍結合，以此來調節(jié)射速，同時使槍的構造更簡單，準確性提高。5、仿形組合法就是模仿一種東西的外形，并加以組合，以達到創(chuàng)新的目的。6、重新組合指將一個事物在不同層次上分解后，將分解的結果按新的方式重新組合。例子：螺旋槳飛機的螺旋槳一般在機首，穩(wěn)定翼在機尾。

美國設計師對飛機進行了重新組合設計，將螺旋槳放在機尾，

而將穩(wěn)定翼放在機首。這樣大大提高了飛機的安全性與速度。四、列舉法列舉法是一種發(fā)明創(chuàng)造技法，是以列舉的方式把問題展開，用強制性的分析方法去尋找創(chuàng)造發(fā)明的目標與途徑。屬性列舉法屬性列舉法是由美國創(chuàng)造學家克勞福德總結出來的一種創(chuàng)新技法。運用該技法時先要對發(fā)明創(chuàng)新對象的主要屬性進行詳細分析（即將屬性逐一列出），之后再探討能否進行改革或創(chuàng)新。一般來說，要著手解決的問題范圍越小越容易成功。例如，要革新自行車，即便是采用智力激勵法也難以得出全新的設想，原因是自行車涉及的東西太多難以把握。如果將自行車分解成若干部分（如車胎、鋼圈、鋼絲、軸承、鏈條、齒輪、車身、把手、剎車等）予以分別研究，那么，只要革新其中一個或幾個部分就可能導致自行車整體性能的改變，這樣便容易革新成功。運用克勞福德屬性列舉法的一般步驟如下：選擇一個比較明確的課題，課題宜小不宜大，大課題應該分解成若干個小課題，課題選定后，首先要列舉出發(fā)明或創(chuàng)新對象的屬性。它一般包括三個方面：名詞屬性：性質、材料、整體、部分、制造方法；等；形容詞屬性:顏色、形狀、大小等；動詞屬性：有關功能和作用性質，特別是那些使事物具有存在意義的功能。從各個屬性出發(fā)，通過提問誘發(fā)出用于革新的新方案（這時也可以參考使用奧斯本的檢核表法）。例如：要改革一只燒水用的水壺。第一步，列出屬性。名詞屬性----整體：水壺；部分：壺嘴、壺柄、壺身、壺底、氣孔；材料：鋁、鐵皮、銅皮、搪瓷等；制造方法：沖壓、焊接。形容詞屬性---顏色：黃色、白色、灰色；體重：輕、重；形狀：方、圓、橢圓等。動詞屬性---裝水、燒水、倒水、保溫等。第二步，提問分析。如從名詞屬性可以提出：壺嘴是否太長？壺柄能否改成塑膠？壺蓋能否用沖壓法以免焊接的麻煩？怎樣使焊接處更牢固？可否用其他更廉價的材料？也可以從動詞屬性下功夫，如：怎樣倒水更方便？怎樣燒水更節(jié)約能源？缺點列舉法指積極的尋找并抓住、有時甚至需要去挖掘（因為許多缺點是不明顯的）各種事物的不方便、不得勁、不美觀、不實用、不省料、不輕巧、不便宜、不安全、不省力等的各種缺點或不足之處，從而確定創(chuàng)造發(fā)明目標。缺點列舉法是指通過發(fā)掘現(xiàn)有事物的缺陷，把事物的缺點一一列舉出來，然后提出新的整改方案。缺點列舉法沒有嚴格的程序，一般可按照以下步驟進行：①確定某一改革、革新的目標。盡量列舉這一對象事物的缺點和不足（可用智力激勵法，也可進行廣泛的調查研究、對比分析和征求意見）。將眾多的缺點加以歸類整理（可以依照屬性列舉法列出各種屬性的缺點）。針對每一缺點進行分析、改進，或采用缺點逆用法發(fā)明出新的產品。例子：對一雙普通的長簡雨靴，可以列出以下一些缺點----材料方面:鞋面彎折處易開裂，鞋后跟容易磨損……；外觀方面：顏色單調，樣式千篇一律……；功能方面：春寒時穿上凍腳，夏天有雨時穿上悶腳，走路不跟腳，襪子容易掉.....。只要針對上述某一缺點進行改進，就可能創(chuàng)造出更好的產品。五、逆向發(fā)明法逆向思考法是可獲得創(chuàng)造性構想的一種思考方法。它不同于常規(guī)的思維方法，區(qū)別于人們通常的順向習慣，而沿著事物的相反方向，用反向探求的思維方式來解決問題。逆向思維利用事物的可逆性。事物具有可逆性，可以從反方向著手，尋找常規(guī)的分支，并沿著分支繼續(xù)思考，運用邏輯推理去尋找新的方法或方案。逆向思維一般有以下幾種類型：原理逆反。將事物的基本原理，如機械的工作原理、自然現(xiàn)象規(guī)律、事物發(fā)展變化的順序等有意識地顛倒過來，往往會產生新的原理、新的方法、新的認識與成果。比如電影原理一直都是觀眾不動而是電影片的畫面在屏幕上移動，從而形成了影片的連續(xù)動作。若把這一原理反過來，就變成了電影畫面不動而觀眾迅速移動，這似乎很荒唐，看似也難以實現(xiàn)。然而，有很多發(fā)明創(chuàng)新在剛問世時則常常是遭人非議的。自行車，電視機等發(fā)明在最初都曾讓人感到莫名其妙。原理逆向有一定的使用范圍。屬性逆反一個事物的屬性是豐富多彩的，有許多屬性是彼此對立或者成對的，比如軟和硬、滑與澀、干與濕、柔與剛、空心與實心等等。屬性逆反就是有意識的用于某一屬性相反的屬性去代替已有的屬性，進行創(chuàng)造活動。如有一項發(fā)明是便攜式多功能啞鈴，它把普通啞鈴加以改造，使其中心變成空心的，使用者可以通過一個小孔來加沙子來增加重量。方式逆反由完全顛倒已有事物的構成順序、排列順序或安裝方向、操縱方向、旋轉方向以及完全顛倒處理問題的方法等而產生新穎結果的創(chuàng)造，都屬于逆反創(chuàng)造原理方式逆反的范圍。例子：逆反電風扇的葉片安裝方向可使電風扇變成排氣扇。大小逆反對現(xiàn)有事物或產品，即使是單純的進行大小尺寸上的擴大或縮小，其結果亦常常會導致其性能、用途等發(fā)生變化或轉移，從而實現(xiàn)某種意義上的創(chuàng)新。六、模仿創(chuàng)新法模仿創(chuàng)新法是發(fā)明創(chuàng)新的一個重要方法，它具有研制周期短、成本低、見效快的優(yōu)點，這是由于它不需要從頭研制起，而是在別人研究的基礎上，或者已經有的產品基礎上進行第二次創(chuàng)新。1、移植模仿創(chuàng)新法移植模仿創(chuàng)新法就是將用于某一產品設計中的技術移植到新的產品中，它是指將被模仿產品的新原理、新技術、新方法或其他結構移植到目標物上。利用移植創(chuàng)新方法有以下幾種方法：原理移植創(chuàng)新將某種事物的工作原理轉移到別的事物上。如一個音樂家看到有人用兩張紙片一上一下地貼在木梳上，把木梳放在唇邊能夠吹出聲音，他將這一原理移植到樂器上，綜合了古箏的發(fā)