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创新思维与发明创造 第一章 一 创新思维有一个笑话 说某人因为吃了冤枉官司 为了还自己一个清白 花了几年时间上告 但没有如愿却弄得一贫如洗 他想继续上告 苦于没有经济势力 于是便将自己的可怜情况写了多封求助信 邮寄给有钱人请求施舍资助 信末落款谦称为Beggar 但没有收到一分钱 后来有人给他出了一个既简单但又十分有效的主意 仅将信末的落款改为BeggarCom 结果就得到了许多汇款 为何仅将信末落款的三个字改一下便得到了截然不同的结果 这可能是接信人因为搞不清这个 乞丐公司 的来头 为了求平安或别的缘故便给他寄款 这虽然是一个笑话 但其中所说的 主意 却体现了一种创新思维 而且由此也可看到创新思维的作用 创新思维 或说创造性思维 一般指的是认识领域内的一种开拓性的思维 简单地说 创新思维就是一种具有创见性的思维 它是人们在已有经验的基础上 从某些事实中更进一步找出解决某问题的新方法的一种新思路 这种新思路习惯上人们也将其叫做 新点子 显然 这种新点子不仅能用在新产品的开发上 而且还可用在其他任何领域内来解决一些实际问题 创新思维与常规的逻辑思维不同 它突破了逻辑思维的局限性 因而具有新颖性和独创性 逻辑思维一般难以突破传统 故很少有新思想产生 而创造性思维恰恰是在逻辑思维看来不合逻辑的地方有所突破 故容易产生新的东西 创新思维至少有下面三种作用 一是能够进行创造发明 二是能够为解决某些问题出一些好的主意或点子 三是可以创业 例如 我们课题组看到别人采用尿素分解法进行均匀沉淀制备纳米颗粒材料得到启示 通过生成配合物来进行均匀沉淀 创新 结果取得很好的效果 见后图 通过创新思维进行创造发明的例子1 配位均匀沉淀法制备纳米材料 在国外发表的相关论文 1 Newmethodsynthesizesscarletpigmentsatlowtemperature Americanceramicbulletin 2006 3 2 PreparationandElectrochemicalPerformanceofNano scaleNickelHydroxidewithDifferentShapes Materialsletters 2007 3 3 PreparationandphotocatalyticperformanceofAg ZnOnano composites MaterialsScienceinSemiconductorProcessing 10 2007 90 96 23July2007另有两篇已经录用 将在2008年发表 通过创新思维进行创造发明的例子2 台湾盐业公司为国营企业 连年亏损 2002年政府任命一新董事长 此人为外行 但有创新头脑 上任之初 在员工大会上作报告时 将 台盐 读成 台糖 业内人士估计这样的外行来当家 当年将要亏损3亿台币 但他却说要赢利5个亿 因此被人称之为 说大话的外行人 而恰恰是这个 外行人 具有非凡的创新力 将盐堆成 盐山 作旅游点 将盐水作成一个不沉的 游泳池 供人游玩 另外还开发了系列护肤品 结果实现了赢利5 2亿的目标 成为引人注目的人物 通过创新思维进行创造发明的例子3 山东寿光一农民从牛奶富含营养联想到用牛奶浇灌他的大棚茄子 于是他花100元钱在附近的奶牛场买了50公斤牛奶 浇他的茄子 每半个月浇灌一次 结果浇牛奶的茄子不仅个大 颜色鲜艳 而且味道甜美 可以生吃 同样大小的棚 浇牛奶的与不浇牛奶但施其他复合肥料的茄子比较 前者产300公斤 而后者只有150公斤 该农民对成本进行了比较 浇牛奶50公斤 100元 不浇牛奶的需要复合肥料4袋 每袋60元 共240元 比浇牛奶的还要高100多元 因此其他农民都仿效浇牛奶 不久全村40多户农民都改成了浇牛奶的大棚茄子 他们准备下一步浇西红柿等其他蔬菜 例如我国有两个音乐家 王晓京和张铁军 于1995年产生了一个好点子 招募一些音乐学院学民族乐器的的女生 创办一家 女子乐坊 后来王晓京独自创办了 女子十二乐坊 创办之初还没有什么影响 但从1999年开始 女子十二乐坊 便在国内外红起来 到2004年更是大红大紫 由于这个点子使王名利双收 由于张没有得到多少好处 结果于2004年引发一场创新 点子 属于谁的知识产权官司 一个好的创新思维的价值可能比某项好技术的价值还要高 一个创新思维能创一个好业 二 创新思维的特点和形式 一 创新思维的特点1 积极的求异性创造性思维是一种求异思维 所谓求异思维 是指人们在认识事物的过程中 特别关注客观事物间的不同性与特殊性 特别关注现象与本质 形式与内容之间的不一致性 它常常表现为对司空见惯的现象和已有的权威结论持怀疑和批判的态度 而不是盲从和轻信 创造性思维的求异性主要是以发散性思维方式来表现的 所谓发散性思维 其特点是从某一点开始 向四面八方作尽可能多地发散 即从所给的已知信息中产生新的信息与新的想法 发散思维不拘泥于常规 它充分发挥想象能力 从多方面探求问题的答案 例如小孩切苹果又例如 一个废弃的24米高 直径大约5米的圆柱形军用设施 你能开发它的用途吗 2 敏锐的洞察能力创造性思维需要以其敏锐的洞察力去观察客观事物 发现问题 不断地将事物与已知的知识联系起来 予以思考 科学地把事物之间的相似性 重复性及特异性加以比较 以尽可能求得为以后的创造过程提供完全真实可靠的论据 因此 创造性思维还要特别留心意外的现象 通过意外现象的观察来探索未知领域的新线索 以导致创造发明或解决问题的最佳途径 例意大利生物学家加阀尼解剖青蛙 引出伏打发明电池 又例1894年 瑞利测量氮气的密度时 他分别测量从空气和从硝酸盐得到的氮气时 发现其氮气密度分别为1 257克 升和1 251克 升 英国物理学家拉姆塞不放过这第三位小数上的差别 重复了瑞利的实验 获得了同样的结果 拉姆塞敏锐地洞察到 空气中可能存在某种未知物质 于是着手对大气进行光谱分析 他发现 在大气光谱中除了已知的氮谱线外还清楚地观察到了不属于任何一种已知元素的一组红色与绿色光谱线 毫无疑问 在大气氮中含有某种未知元素 他和瑞利经过艰苦的工作 终于在空气中分离出了一种密度比氮气要大得多的气体 他们将该新气体命名为氩 英文为argon 其希腊文原意是 不活泼的 惰性的 他为此而得到了1904年的诺贝尔化学奖 拉姆赛简介 拉姆赛 WillimasRamsay 英国化学家 1852年10月生于格拉斯歌市 1866年进入格拉斯歌大学文学系学习文学 17岁时曾担任过分析化学助手 从此对化学产生浓厚兴趣 1870年留学德国 在迪平根大学做有机化学家菲笛希教授的研究生 1872年 获得博士学位 当时年几仅19岁 1880年28岁的拉姆赛被聘为伦敦大学教授 一直工作达25年之久 他主要在有机化学 液体和气体的临界状态 稀有气体和放射性物质等方面的研究取得重要成果 他还是结实布郎运动现象的第一位科学家 由于他对人类突出的贡献 1888年被选为以内各国皇家学会主席 1895年获得戴维奖章 1902年英国授予他爵士称号 1904年 他成为第四位获得诺贝尔化学奖的化学家 拉姆赛不仅是一位科学家 而且还是一位语言文学家 他既精通英语 也能纯熟地用德语演讲 他既可用法语侃侃而谈 也可用意大利语交往 拉姆赛于1912年退休 但仍然在家中进行科学研究 直到1916年7月23日在英国的白金汉郡病逝 享年64岁 3 创造性想象想象是创造性思维的重要特征 是一般思维 尤其是逻辑思维所难以相比的 爱因斯坦说 想象力比知识更为重要 因为知识是有限的 而想象却包括世界上的一切 据说爱因斯坦是从 如果一个人以光的速度运动将会如何 这一想象出发 最后建立了相对论 想象是人类去探索自然 认识自然的重要思维形式 没有想象就难以有创造 美国莱特 疯子兄弟 更是富有想象力 将一个钢铁制成的机器飞上天 结果成功地发明了飞机 山东农民将牛奶喂蔬菜 也是一种难得的创造性的想象 4 灵感灵感是一种综合性的突发性心理现象 是在创造性思维与其他心理因素的协同活动中的一种最佳心理状态 处于灵感状态之中的创造性思维 反映了人的注意力高度集中 想象骤然活跃 思维特别敏锐和情绪的异常激动 灵感的特点是往往是突发性的 有如火花一闪 过后容易忘记 因此 一旦有灵感产生 要立即将其记录下来 例如某些诗人与文学家 灵感来了 半夜起来写作 又例如 据说浮力里定律是阿基米德洗澡时来了灵感而发现的 灵感能创新 也能创业例 许昌一个叫王金欣的人 从黄豆制品都要煮熟才能吃 联想到当前的方便面 突然来了灵感 能否将黄豆作成一种类似方便面一样的速食食品 基于这一灵感 他利用某工厂的一台能将黄豆压成薄皮的废旧机器 发明了一种 一品三吃 的黄豆食品 黄豆皮一可以当饭吃 二可以当菜吃 用开水泡后变成了豆奶吃 例1937年 英格兰的麦当劳二兄弟在美国加州买下了一间小餐厅 开始经营以汉堡包 炸鸡 饮料为主的方便快餐厅 很受打工族和汽车司机们的欢迎 因而生意十分兴隆 发展到了十家餐厅后 他们满足现状 未再进一步扩展业务 七年后 一位拌奶器推销商雷 克拉克对麦当劳快餐店进行了认真的研究和市场调查 发现它有无限的生机 克拉克说服麦当劳同意他在美国任何地方都可以利用麦氏的经营模式来开以 麦当劳 为名的快餐店 作为回报是向麦当劳兄弟交一定的保证金 合约签署后不久 双方发生了争执 影响了麦当劳的发展 急红了眼的克拉克干脆把麦当劳完全买下来独立经营 1 超前思维未来的社会是竞争的社会 立足的根本是 超前思维 二 创新思维的形式 克拉克买下麦当劳后采用了一个战略 疯狂地扩张 赶在别人之前占领全美国的市场 其办法是建立自己的经营模式 制式化的食品制作过程和相同的餐厅装饰与服务 然后就象复印机一样 呼呼呼 地在全美复制出一堆麦当劳快餐连锁店来 使自己成为了该行业的领袖 最初由于新的连锁店开得太多 资金收不回来 克拉克面临破产的危险 但克拉克看准了前景 靠借高利率贷来发展 最终获得成功 这就叫超前思维 而麦当劳兄弟却没有这种意识 他们看不到其中蕴藏着的巨大商机 坐失了成为世界快餐业巨头的机会 试问 当时有谁能想到一个卖汉堡包的企业可以发展到那么大的规模 谁又敢于冒着破产的风险拼命地扩张这样的企业 只有克拉克看到了他的 麦当劳 今后的光辉前景 2 直观思维逻辑思维是建立在人类理性认识 概念 判断及推理等 上的一种思维 而直观思维是建立在人类直观感觉之上 即通过人的感觉 视觉 听觉 触觉等 而进行的一种思维活动 是人们不经过逐步的分析而迅速对问题的答案做出合理的猜测 设想的一种跃进式思维 青年数学家阿普顿曾经去爱迪生公司求职 爱迪生为了检验其思维能力 要求他对一个电灯泡的容积进行计算 如果是你 请问 如何尽快得到计算结果 阿普顿的计算才能与逻辑思维能力无疑是令人钦佩的 然而在这个问题上所缺少的恰恰是象爱迪生那样的直观思维能力 直观思维是一种完全不同于逻辑思维的创造性思维 它虽然能在创造中起很大的作用 但由于它是一种跃进式的思维 其整个思维过程只是在极快的时间内完成 以至难以用逻辑思维来逐步分析 因此 直观思维往往带有一定的局限性与主观片面性 由此也常常导致一些错误的结论 3 联想思维所谓联想思维 就是人们通过一种事情触发而想到另外一些事情上的思维 联想能将两个或多个在意义上完全不一样或差距很大的概念 在另一种意义上联结起来 由此而产生一些新的思想 对于创造性来说 更加提倡思想奔放 毫无拘束的联想 例如 前面所说的山东农民由牛奶富含营养 而大胆地联想到将其浇灌蔬菜 联想能力的大小首先决定于一个人的知识积累和经验丰富的程度 一般来说 知识越多 见识越广的人联想的可能性也越大 一个研究生学位点进行开题报告时 某研究生报告了他所做的一种新的高效阻燃剂硼酸锌 使聚丙烯在400多度只能炭化而不燃烧 一位研究电化学的教授立即联想到自己的工作 能否利用这一成果多孔炭电极的制备 结果大获成功 联想能力的大小还与一个人是否具有良好思考问题的习惯有关 即与一个人是否肯开动脑筋有关 有的人虽然知识很丰富又见多识广 但由于不愿多动脑筋 因而不善于联想 整天无所事事 故也难以有发明创造 2005年以前 茅侃侃经过一系列的跳槽 他曾干过技术 销售 管理 包装和推广等工作 由于手快 他负责的工作通常会比别人早完成 Majoy的创业点子来源于茅一次出差收到的短信 四川移动通信欢迎您 这条很多人都会收到的短信 使他突然联想起 如果将传统的电脑网络游戏或者单机游戏方式挪到现实中 把手机或者PDA之类的移动终端和各种通讯方式的后台技术整合起来 不是能制造另一种更数字化的真人实景游戏方式么 返回北京后 茅挨个咨询所认识的人 调研后 他认为 将网游搬到现实场地中 由真人扮演角色 通过大量移动终端 PDA和手机 和电子化道具 来掌控游戏是一个既基于传统娱乐形式又突破传统娱乐形式的创新模式 至2006年底 80年代出生的茅侃侃资产达到一个亿 成为我国最年轻的亿万富翁 4 幻想思维所谓幻想思维 是带有某种主观愿望性的 脱离当前现实的一种想象 其主要特点是 脱离现实性 幻想思维在人们的发明创造中起着重要的作用 曾经被认为是纯粹 脱离实际的与毫无科学根据 的幻想 飞机发明的成功就是一个很好的例子 最初 著名的法国科学家勒让德认为 要制造一种比空气重的装置去飞行是不可能的 稍后 德国大发明家西门子也发表了类似的看法 后来 能量守恒定律发现者之一 著名的德国物理学家赫姆露茨从物理学的 科学角度 论证了笨重的机械装置要飞上天纯属空想 之后 美国天文学家纽康又根据各种数据做了大量的计算 也 证明 了飞机根本就无法离开地面 但首次将飞机送上天空的却是没有上过大学的 名不见经传的美国人莱特兄弟 他们凭借思想活跃 富于幻想 刻苦自学及勇敢探索未知领域的大无畏精神 这对当时被人们称为 疯子 的兄弟 于1903年终于获得成功 一个叫斯塔舍夫斯基的小孩 不但爱梦想 还能让梦想成真 1995年 10岁的他眼着父母去夏威夷度假 在潜水时 他发现了一只大海龟 想让爸爸也看看 但无论怎么喊 爸爸都没听见 当时他非常恼火 他由这次恼火产生了一个自己认为 很疯狂的想法 发明一个能在水中说话的东西 回到加利福尼亚的家中 他便潜心研究水中对讲机 有时整天泡在浴缸里 两个星期后 水中对讲机 诞生了 新发明一经诞生 便吸引了众人的眼球 一家大型玩具公司一次订购了5万件 有这么大的市场 斯塔舍夫斯基成立了一家公司 后来 他又有8项此类发明 现在赚钱对于斯塔舍夫斯基来说非常简单 此前的那些发明已为他带来100多万美元的收益 上述例子说明 不能过分迷信权威 要敢于向传统挑战 幻想虽然具有 脱离实际 的特点 但幻想却有科学依据 只是这种科学依据暂时还未被发现而已 完全违背科学的幻想是一种空想 例如曾经有人提出通过加入一种添加剂就能使水变成油的技术 这就是一种空想 因为水为氢和氧的化合物 其中不含油所必须有的碳元素 所以无论如何也不可能将没有碳的水分子变成有碳的油来 5 灵感思维灵感思维是人们在创造过程中达到高潮阶段以后出现的一种最富有创造性的思维突破 灵感思维常常以 一闪念 的形式出现 并往往使人的创造活动进入到一个质的转折点 有一天他给学生上实验课 他提问一个学生 当水的温度升高时 水为什么在容器内上升 学生回答说 因为水加热 体积会膨胀 水冷却 体积会缩小 所以会在容器中上升或下降 据说伽利略由此得到灵感 从而有了发明的冲动 如果是你 试问 你能从中得到何启发 能进行什么发明创造 学生的正确回答一下启发了伽利略 他心里突然一亮 来了灵感 马上联想到 水的温度发生变化 体积就发生变化 那么反过来 根据水体积的变化 不也就能测量出水的温度变化吗 他在一根细玻璃管里装上水 排出空气加以密封 在玻璃管上刻上刻度 就这样创造出了世界上第一只温度计 大量的研究表明 灵感思维是由人们潜意识思维与显意识思维多次迭加而形成的 是人们长期创造性思维活动达到的一个必然阶段 很多创造性成果都是通过灵感思维而最后完成的 前面已经说过的阿基米德发现浮力定律的例子 我们的 配位均匀沉淀法制备纳米材料 是看到别人用 均匀沉淀法制备纳米材料 时 突发的灵感而产生的想法 灵感尽管是人们所向往和追求的目标 但是灵感的得来却不是容易的 它需要经过大量的 艰苦的劳动和思索 爱迪生评价自己时说 天才是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水 6 发散性思维逻辑性思维往往沿着一条直线方向固定地向前进 其目的常常在于找到一个正确的答案 与此相反 发散性思维没有固定的方向 它既可以是相同方向或相反方向的直线思维 也可以是在平面内的二维思维 或三维空间的立体思维 它是一种开放性思维 任意发散 既无方向又无范围 发散性思维能够产生许多创造性设想和比逻辑思维多得多的答案 如果采用常规的逻辑思维 以上例子都不能得到解决 但采用发散性思维 就可立即得到满意的答案 因此 发散性思维可以使人思路活跃 思维敏捷 办法多 解决的方法新颖 考虑问题周全 能够提出许多可供选择的方案 办法与建议 特别能提出一些完全出乎人们意料之外的见解 使问题得到奇迹般的解决 下面有两个检验你发散性能思维情况的例子 例1 如何将四根火柴摆成一个田字 例2 请用三个5和一个1 只能用加 减 乘 除运算 如何运算才能使结果等于24 5 1 5 5 24 7 逆向思维所谓逆向思维是与传统的 逻辑的或群体的思维方式相反 即与一般的思维方向相反的一种思维 因为逆向思维经常摆脱传统思维的习惯 从反常规的角度来思考问题 故常常能得到出其不意的效果 例如 有一个化学博士经过数年的努力研究一种强力胶粘剂 结果合成的产物胶粘力很差而被公司老板解雇 但这位博士并不为失败而放弃一切 而是反过来考虑胶粘力差的胶是否有其他用途 结果发明了不干胶 自己办起了公司 并且很快就成了富翁 我们开商店做生意 总是取一个好听或吉利的商店名 但逆向思维者则反其道 取一个难听的店名或商标 结果却收到极好的效果 例如 狗不理包子 傻子瓜子 王麻子剪刀 等都成了闻名全国的名牌 8 侧向思维 交叉思维 侧向思维是既不与一般思维方向相同也不是正好相反 而是从旁侧开拓出另外思路的一种思维 在创造中 侧向思维往往表现在吸取 借用某一个研究对象的概念 原理 方法及其他方面的成果 作为另外一个研究对象的基本思想 基本方法和基本手段 从而达到成功的 因此侧向思维往往是通过横向或纵向渗透的方式 经过联想与组合而达到解决问题的目的 美国西部发现金矿后 人们蜂拥而去淘金 但小农夫亚默尔不去淘金而是找水卖给淘金者 结果大发其财 这就是侧向思维的的运用 又例如 美国的穷画家海曼非常勤奋 整天用铅笔在画画板上画素描 但无论他怎样努力 水平总上不去 后来他决定寻找当画家以外的出路 他由画画联想到了在铅笔上做文章 发明了带橡皮头的铅笔 申请了专利 后成为了富翁 海曼不是停留在当画家是否成功这一定式思维上 而是考虑了当画家外的其他路 故而获得成功 三 利用创新思维进行发明创造的技法 一 集思广益 智力激励 法在生活或生产中 我们看到为了解决某难题 常常广泛征求意见 然后从中选择最佳的方法或方案或技术路线 一个小小的创新建议往往会起到意想不到的作用 例如有以前有一牙膏公司为改变公司产品销售量下降的局面 出重金征求扩大公司产品销量的办法 智力激励 一普通职员提出了一个好象与解决该问题无关的点子 将牙膏的口子扩宽1毫米 他的解释是 人们刷牙时习惯于挤一定长度的牙膏 如果将牙膏口子扩宽1毫米 所耗牙膏增加 需求量也就会增加 他因此而得到公司的大奖 智力激励法也称集思广益 集体思考 互激设想 头脑风暴或头脑震荡法 具体的方法有多种 最常见的有 1 奥斯本法这是奥斯本于1936年创立的一种方法 其基本原理是 为了解决某一问题 通过会议或其他形式 使许多人解决该问题的设想相互进行交流 再产生更多好的解决问题的创造性设想 假设有两个人对某问题都一个解决的设想 将设想交换后 这两个人的设想都变成了两个 其中的任何一个人都有可能受到别人设想的启发而产生更多的心得设想 如果是多个人参加 设想交换的人就多 每个人具有的设想就会越多 从中受到的启发作用就越大 在集体设想的过程中 每个人既受到别人提出的设想激发 启迪自己的设想 同时又以自己提出的设想激发别人产生新设想 形成连锁设想 1 会议式智力激励法针对某一问题 召开一个不超过10人的会议 时间限定在1小时内 要求大家围绕课题大胆说出自己的想法 为了让大家充分进行创造性的设想 订立8条规定 一是绝对不允许批评和指责别人的设想 当场对任何设想不评价 二是自我控制 节约时间 不说废话 三是不允许集体提出意见 以防抑制个人的创造性思维 四是参加会议人员身份一律平等 五是会上不允许私下交谈 以免影响其他人的思维 六是每人发表的意见都要针对目标 不能离题 七是要能综合他人的设想 提出自己的新设想 八是对所有参加会议人员提出的设想 不加选择 全部记录下来 这种会议能够创造一种紧张的特殊环境来激发灵感 而且每个人的好见解和独创性的设想都不会受到压抑 这种特殊会议的关键是要调动每个人的积极性和创造性 要创造活跃而热烈的气氛 要讲求高效率 该技法的成功与否 在很大程度上取决于主持者掌握会议的方法 因而主持人不仅应该具有组织才能 而且还要善于鼓动 善于启发 在会议结束时 主持人要善于延长5分钟 经验说明 在这5分钟里 人们往往容易提出最好的设想 如果一次会议不能解决问题 可以再来第二或三次会议 2 默写式智力激励法该法是由德国创造学家荷立肯根据德国的特点 改进奥斯本法而创立的 他认为会议法发言时 人声鼎沸 对个人的思维受到影响 故改用卡片填写 就可以避免该问题 该方法一般限定6人参加 要求在5分钟内提出3个设想 故也称635法 3 三菱式智力激励法日本三菱公司对该法进行了改进 创造了一种新的三菱式智力激励法 简称为MBS法 具体做法是首先提出主题 然后由参加会议的人在各自的纸上填写1 5个设想 限定时间10分钟 尔后按次序轮流发表自己的设想 别人可以根据你的发言 修正或重新提出新的设想 接下来将设想写成正式提案 并进行必要的说明 进行相互质询 进一步修订设想 最后将所有人的设想写公布 让到会者进一步讨论 获得最佳方案 635法的具体做法是 参加会议为6人左右 每人发3张卡 填卡前由主持人提出课题 填卡开始后 在第一个5分钟内 参加会议的人必须在3张卡片上各写一条设想 5分钟一到 每个人都要把填写好的3张卡片传递给右边的参加者 在第二个5分钟 各人再分别在传递给自己的卡片上再各填写1个设想 这样的新设想已经受到已填设想的激励 不允许与已填写的设想重复 这样每隔5分钟传递一次 30分钟为一个循环 如果是6个人参加 共能得到108条设想 4 菲力普斯式智力激励法该法是由美国密执安洲希尔斯达尔大学的菲力普斯发明 他将一个大集体划分为每组6人的小组 并且只进行6分钟的讨论 故也称菲力普斯66法 该法具体做法是 先决定主题 划分小组 每组也可以是其他数目的人数 例如5人或8人 各小组设一主持人兼记录 讨论6分钟 5 10分钟也可 各小组得出结果 对全体人员提出报告 再又全体人员进行讨论或对设想进行评论 下面是一个利用智力激励法解决问题的有趣例子 美国北方冬季严寒 在大雪纷飞的日子里 电线容易被积满的冰雪压断而造成事故 电力部门组织有关人员召开了一个智力激励会 会上大家从不同专业和技术角度 提出了各种设想 但都不理想 每当大雪过后 立即出动直升飞机沿着电线飞行 依靠螺旋桨的风力将积雪从电线上扇落下来 这一简单高效但又可行的方法解决了这一长期以来没有解决的难题 课堂练习 请用66法 或55法 讨论解决自习没有位子的问题 后来有人提出 坐上直升飞机带上一把大扫帚去扫电线上的雪 提出的这一设想看来似乎滑稽 但正因为这一看按理是笑话的设想 激发了专家们的新设想 美国宇航局 NASA 曾经遇到过一个大难题 如何制造出一种供宇航员在失重的情况下使用自来水笔 这个问题确实难倒了NASA的专家 于是他们采用智力激励法向全国征集发明方案 但遗憾的是 在所收集到的许许多多可谓五花八门的方案中 没有一例可行 这使专家们到了绝望的境地 你能解决吗 后来有一个小学生听到这件事情 他想出了一个很简单而又可行的方案 使用铅笔 这位小学生的方案让那些大科学家们羞愧不已 二 检核表法根据需要解决的问题 或需要创造发明的对象 找出有关的因素 列出一张思考表 然后逐个地去思考和研究 即检核 由此激发联想 使创造力得到充分发挥 从而实现创造发明或解决问题的目的 由于这种方法几乎适用于任何类型和场合的创造发明活动 因而有 创造技法之母 的美称 检核表法有多种 其中最受欢迎的是奥斯本法 其次有思路提示检核表法 设问法 分项检查法 对照表法等 1 奥斯本检核法奥斯本检核法主要有表4 1所列的9条内容 表4 1奥斯本检核表序号检核内容1现有的发明有无其他用途 稍加改变有无其他用途 2现有发明能否引入到其他的创造性设想或创造发明中 3现有发明能否作一些改变 如形状 颜色 音响 味道 型号等等 4现有发明能否扩大应用范围 或延长寿命 添加一些功能 提高价值 5现有发明是否可以缩小体积 减轻重量 降低高度 减少工序 6现有发明有无代用品和生产的新方法或工艺 7现有发明能否更换一下型号和顺序 8现有发明能否颠倒过来使用 如上下 左右 前后 正反 里外等 9现有一些发明是否可以组合在一起 按照奥斯本检核法 可以引发人们的创造性设想 例如将塑料代替金属与木材 将报废客车做流动餐馆 将废客船改造后做水上旅馆或水上餐馆 将电子表与钢笔和为一体等等 2 思路提示检核表法这是我国上海创造学者们在奥斯本法基础上改进的一种方法 因在上海和田路小学进行试验 故又称 和田技法 思路提示法有12个提示内容 表4 2思路检核提示表序号主题检核内容加一加在这件东西上加高 加厚 添加一些东西 会怎样 减一减将该物减少一点东西 降低一点 会怎样 扩一扩将该物扩大会怎样 缩一缩将该物压缩会怎样 变一变将该物改变一下颜色 形状 顺序等会怎样 改一改将该物的缺点改一改 会怎样 联一联该物的用途或原理等与其他物品是否有关联 8学一学学一学该物的原理与技术 能否用于其他地方 9代一代其他东西能否代替该物否 10搬一搬该物搬到其他地方有其他用处吗 其原理是否也能搬 反一反如果把该物颠倒 有何用处 其原理颠倒呢 定一定使用该物需要一些规定吗 改一改例子 2000年某地有一个中学生 发明了一个双层活动书架 里层是一个固定的书架 外层有一个可以转动的活动书架 在需要取里层书架上的书的时候 将外层书架打开就可以取书 取完后将外层书架又象关门一样复位就可以 该发明将书架的空间最大限度地利用起来了 代一代 老丝瓜的纤维一般被用来作洗碗用的抹布 但有人将它用来代替聚丙烯塑料作防震动的材料 这种材料可以被细菌分解 不给环境带来污染 变一变 将抹布作成手套形状 抹东西十分方便 联一联 自行车座凳下放一个打气筒 可随时打气 减一减 将鞋底做成中空 与脚底接触的上部有孔相通 当人走路时对鞋的压缩 就会使空气不断更新 3 5W2H检核表法 设问法 5W2H检核表法又称设问法 是改造老产品 老工艺 老装备 老方法等的一种有效的方法 其检核表见下表 表4 35W2H检核表序号检核内容为什么需要革新 Why 革新的对象是什么 What 从什么地方开始 Where 革新任务由什么人承担 Who 什么时候完成 When 怎样实施 How 达到什么水平 Howmuch 某航空公司在机场侯机楼二楼设了一小卖部 但生意十分清淡 经理运用5W2H法研究其原因 发现是在Who Where When上出了问题 Who 谁是顾客 原来旅客的侯机和出入境都在一楼 一般都不上二楼 在二楼一般都是送旅客的亲友 他们通常不会在这里买东西 因此 其顾客的对象错了 Where 小卖部应该设在什么地方 既然旅客都是在一楼出入和侯机 一般都不上二楼 小卖部设在没有顾客的二楼 哪会有生意 When 什么时候购物 出境的旅客只有将行李交付航空公司托运后 才有空闲去购物 但机场原来规定只有在临上飞机前才能办理行李托运手续 故旅客没有购物的时间 经理针对上述情况进行了改进 将小卖部改在一楼 将行李托运时间提前 结果 该小卖部的生意马上就改观了 设问法也可针对某一具体问题进行提问 单项设问 以寻求解决的办法 单项设问一般是先提出问题 然后一步步思考与寻求解决的办法 例如 公共场所的洗手处的自来水常常是长流水 提出如何解决这一问题 结果就有人发明利用光线进行自动开关的水龙头 常见的单项设问有 1 在现有发明的基础上 设问可否进一步发明 或稍加改进后有无其他的用途 例如能否将电烫斗改进成新型的方便的烙饼机 能否将电吹风改进成新型的被褥烘干机 问 试以电烫斗和电吹风为基础 进一步进行其他发明 2 设问其他行业领域的发明创造是否可以借用 例如能否将爆破技术用于破碎人体内的结石 结果泌尿科医生就借用了微爆破技术和超声波技术发明了破碎肾或尿道结石的仪器 问 请举一个利用某行业发明在另一行业中进行发明的例子 3 设问利用某些科学原理 可否进行发明创造 例如物理学家发现了全反射后 有人便设问 光的全反射原理能否应用于实际 结果发明了光缆通信 又例如生石灰吸水后产生膨胀 其力量十分大 设问 能否利用这一原理用来发明 结果发明了以生石灰为主要原料的静态爆炸方法 4 设问对不成功的发明 可否还有其他的用途或新的发明 技术失误失出来的亿万财富江西南昌一女工徐桂芬1994年做酱鸭的小本经营生意 有一次 她店里烤鸭子时 烤过了头 将鸭子烤焦了 外观形状不好看 由于没有好的看相 这一炉鸭子就卖不出去了 对于小本经营来说 亏得她十分心痛 怎么对待这样的失败 有两种选择 一是放弃 认倒霉 二是总结 看失败里面没有新的东西 她选择第二种方式 发现这烤焦了的鸭子味道比原来的要好 于是 它将这些鸭子剁成小条 免费给顾客品尝 她这一举措 使她没有想到的是 由于这味道很好又特别 第二天一早就在她店子门前排起了长队来买她的烤鸭子 而且每天都供不应求 使她很快就发达起来了 正是由于这次技术失误 却给她这个具有创新意识的人带来了无限的生机和巨大财富 徐女士创新意识强 她将原来用煤进行酱卤的方式 改革为用蒸汽 改革前 别人都认为会使烤鸭子的风味不好 结果 其风味比较没有变差 而且大大提高了效率 扩大了生产 到2004年 她已经拥有了100余家连锁店 并投资了1亿多元 建了一个占地300亩的现代化新基地 三 联想法联想技法是运用联想思维的一种方法 它是最具创造力的技法之一 联想技法归纳起来 主要有六种 1 自由联想法自由联想是对事物不受限制地联想 其特点是没有什么规则 任凭思想自由发挥 任意想象 常常是看到某一物品 从其用途上 或从其使用上 或从其应用范围上等 联想到作其他新的用途 增加新的功能等等 例如烧煤炭会产生环境污染 根据煤炭的汽化技术联想到 能否在地下将煤炭汽化成天然气 又例如人类已经能够作太空旅行 能否在太空建一个太空渡假村 再例如卡拉OK总要用电视机 上网总要用电脑 有人便联想能否开发一种集卡拉OK 录放像 上网和电视于一身的新型电视机 2 类比联想法对要发明创造的客体与某一有共同点的事物进行类比 对照 通过联想获得启示而进行的发明创造 类比联想也叫相似联想 常见的有原理相似 结构相似和功能相似等几种 1 原理相似任何发明创造都建立在特定的原理上 而这些原理常常带有普遍性 能够被其他事物所采用 这就必然导致创造发明向纵深发展和向横向扩展 例如科学家通过对小孩玩的竹蜻蜓得到启示 从而发明了直升飞机 这是因为竹蜻蜓与直升飞机飞行的原理一样 例如科学家采用与氢气球相似的原理 发明创造出飞艇 2 结构相似结构与原理的含义不同 但却相互关联得十分紧密 一个原理可以用于不同的发明创造 而原理的实现主要依靠结构的变化 例如理由惯性原理 可以作为玩具汽车的动力 冲床的飞轮 发动机的调速器 汽车的储能器等 它们的结构全然不同 一个原理即使在同一目的的创造发明上 其结构也有多种多样 例如打气筒 其原理都是一样 却有普通打气筒 袖珍打气筒 伸缩打气筒 脚踏打气筒等 3 功能相似旧事物的功能始终不能满足人类发展的需要 因此当人们萌生了新的功能的希望时 就会去发明全新功能的物品或对就物品进行功能上的改进或联想到发明创造其他东西 例如从火柴的用途联想到打火机 由盾牌的功能联想到装甲车 又由装甲车联想到坦克 3 控制联想法该法是指对事物的有限制的联想创造方法 其限制包括由同义到反义 由部分到部分 由部分到整体等 例如由钢笔联想到发明圆珠笔 由部分到部分 例如由方便面或面包联想到食品机械的开发生产 由部分到整体 例如由发电机联想到电动机 由同义到反义 4 对比联想法该法是指对性质和特点相反的事物进行联想的创造发明方法 客观事物中的对立统一关系是形成对比联想的基础 例如火法冶金是冶金最常见的方法 由对比联想到能否进行湿法冶金 结果研究开发出了许多湿法冶金的方法 例如一些金属氧化物常用酸进行浸取 称为酸法浸取 根据对比联想 能否用碱进行浸取 结果也研究出了许多碱法浸取的方法 美国加州洛杉矶东北部帕萨迪纳市有一家名为 烘烤冰 的冷饮店 老板卡米尔 温布什是一个14岁的女孩子 冰火本不相容 但她大胆联想 将两者结合 发明了她的 冰祺淋三明治 用刚烘制出来的点心和冰祺淋制成 2003年她以这个发明创业当了一个小老板 结果 她的产品大受欢迎 冷饮店第一年就为她带来了12万美元的利润 5 因果联想法该法是指对有因果关系的事物联想而进行的发明创造 例如因为冷冻可以保鲜而联想到发明电冰箱 因为天气炎热或寒冷而联想到发明空调 因为走路辛苦而联想到发明代步的牛车 马车到现在的轿车 长沙沙湖桥小学三年级学生苏航看到妈妈做黄瓜小菜时 每条黄瓜要切7 8刀 还要去掉中间的瓜子 很是费工夫 他因为想要减轻妈妈切黄瓜的劳动强度 联想到要去发明一个切黄瓜的刀 经过他的努力 终于获得成功 这把刀由内外两圈不锈钢筒组成 中间焊有8块锋利的刀片 将黄瓜从一头推过去 在另一头就变成了8条均匀的黄瓜条和一条黄瓜籽 既快又省力 这位10岁小朋友的发明获得了2007年第17届全国发明展览会金奖和第22届全国青少年科技创新大赛 少年牛顿科学实验奖 据说贝尔就是通过联想发明电话的 贝尔在一次实验中 发现把音叉放在带磁铁芯的线圈前面震动 线圈就会产生感应电流 将感应电流用导线送至另一同样的线圈时 线圈前面的音叉也会震动 并且发出与那边音叉一样的声音 他立刻联想到 能否用铁片代替音叉 他还进一步联想 人在铁片面前说话时 应该也会产生和音叉一样的震动 如果通过导线传送到另一个相同的带有铁片的线圈 这块铁片也应该会发生和那端铁片一样的震动 也就是能发出讲话的声音 他经过多次实验 最终发明出了改变人类生活质量和文明的电话 四 列举法所谓列举法就是根据人们自己的需要或对某一物品感觉不完善而提出的发明或改进的设想 通常有希望列举和缺点列举法两种 1 希望点列举法由于人们的职业不同 见识不同 想象力不同 围绕同一个目标就可能会提出各种各样的希望 因此 根据实际生活的需要 提出希望有某种产品而进行的发明创造称为希望列举创造法 广义来说 古今中外的许多发明创造均是根据人们的希望而研制发明的 例如人们希望能漂洋过海便发明了船 人们希望能象鸟一样自由飞翔就发明了飞机 人们希望居住的房子能冬暖夏凉而发明了空调等等 可以说 只要你能出希望 就有创造的可能 例如就钢笔来说 对财会人员来说 希望有一只既能够计算 又能够存储数据的笔 对体育教师来说 他希望一只能计时间又能作为口哨用的笔 对画家来说 他希望有一只能既可以变换粗细 又能调整颜色的笔 对医生来说 他希望能有一只能测量人体温和血压的笔 学生希望能有一只既能计算又能显示时间的笔 电工则希望能有一只既能做试电用又能作测量电压用的笔 围绕笔还可以提出许多的希望来 由上述事例可以看出 针对某一个目标 可以提出以上许多些诱人的希望 在这写希望中 有许多都具有开发的价值 因而充满了创造性 课堂练习 请以钢笔 铅笔 台灯或其他物品进行希望点创新发明如何解决在城市中汽车停车难的问题 2 缺点列举法对某产品找出其不足和缺点而进行的发明创造 例如以前的影碟机光盘只有20余首歌曲 换光盘是一件很麻烦的事情 如果能发明一种能将几千甚至上万首歌曲内存于影碟机上的新产品 就能克服这一缺点 不久科技人员就将其变成了现实 又例如锅炉常伴有高压危险 故其缺点是工作时需要时刻有专门技术的人照料 懒汉锅炉的发明就解决了这一问题 又例如原来的照相机要根据不同的季节和阳光的大小来调焦距和光圈 使用起来十分烦琐 于是人们根据这一缺点 开发研制出了自动相机 即被所谓 傻瓜相机 这样使得许多原来畏惧使用相机的人都能运用自如地去拍照片了 再例如 手机没有电了 而充电器又不在身边 这对所有的手机用户来说 是一件经常遇到的麻烦事情 根据这一缺点 加拿大一研究人员于2003年底研制出了一种可以解决此问题的外套 这种外套能把太阳能转化为电能 并能为手机等电子产品提供源源不断的能量 这种外套是由加拿大ICP太阳能技术公司研制成功的 该外套的背部嵌有太阳能光电板片 可以将衣服吸收的太阳能转化为电能 并存储在外套的电池中 外套电池上有一接口 可以将手机或CD等电器与其连接 进行充电 2005年 一个日本中学生研制了一个利用人体运动产生的能量来发电 可以从根本上解决手机等电器充电的问题 五 模仿技法从模仿入手进行再创造是一种常见的技法 例如许多画家就是从临摹大画家的画开始 然后在临摹的基础上进行再创造的 模仿有多种形式 例如有原理模仿 功能模仿 形状模仿 构造模仿 材质模仿 整体模仿 部分模仿 仿生模仿等 原理模仿是利用其基本原理进行再创造的方法 例如前面已经述及的利用小孩玩的竹蜻蜓直线上升的原理 发明研制出直升飞机 例如蝙蝠的飞行不是靠眼睛 而是靠耳朵接收超声波来辨别方向和瘴碍物 人们利用这一原理发明了声纳仪 例如响尾蛇捕晚间捉食物是由于它对红外线的敏锐识别 根据这一原理 人们发明了能够自动跟踪飞机的响尾蛇导弹 在模仿创造发明中 人们对仿生的模仿十分感兴趣 前面列举的两个例子 既是原理或功能模仿 也是一种仿生模仿 例如苍蝇是一种传染疾病的十分令人讨厌的小动物 但它不受细菌感染的本领 令科学家十分感兴趣 有许多生物学家就在研究苍蝇的不被细菌感染的原因 希望找到它的能抵御细菌的蛋白或酶 将其用于人类 例如植物具有一种在常温和常压下能将空气里的氮固定下来 变为植物自身需要的肥料 人们便进行模仿研究 希望能在常温和常压下将氮气和氢气反应生成氨 又例如植物的叶绿素能利用太阳能进行光合作用 制造出多种碳水化合物 人们便希望能够模仿生物这一功能 进行人工光合来生产人们所需要的物质 在形状模仿上 莫过于在小孩玩具的开发上 为了让小孩喜欢 常常将玩具制作成一些动物的形状 又例如 鱼为了减少游泳时的阻力 其形状呈流线型 在制造汽车和火车及飞机时 人们便模仿这一流线型形状 以减少空气对它的阻力 在模仿技法中 不能只一味地去模仿 要仿中有创 仿创结合 只有这样才能突破模仿 达到创新 六 移植法移植法是将某一领域里已见成效的发明原理 方法 结构和材料 部分或全部引进到其他领域 或在同一行业或同一领域中 把某一产品的原理构造 材料 加工工艺和实验方法 引用到新的创造发明中 从而获得新成果的创造发明方法 该法是一种有效而简便的创造发明方法 例如化学家将量子力学移植到化学领域 结果创造了量子化学 又例如医生将理发师的电吹风移植到外科手术 将其作成一个能用来大面积止血的热空气吹风器 又例将X射线移植到医学 结果有了X光机 常见的移植法主要有四种方法 1 原理移植法原理移植是将某事物的基本原理向另一事物移植的方法 它是科学原理在不同领域内的外延或类推 从创造出新的物品 例如中国古代就发明了用于打仗用的火箭 现在的科学家将其移植到发射卫星和太空飞船用的火箭 例如利用气流从一容器的小孔急速喷出 可以将容器中的液体以雾状带出来的原理 制作成了杀虫用喷雾器 喷涂油漆用的喷枪 喷香水用的喷洒瓶等 又例利用聚焦太阳光线的原理 用金属薄箔作成雨伞形状的太阳灶 2 方法移植方法移植是以各种科学技术方法作为移植的对象 方法的移植与推广 往往比科学技术本身的成果更有意义 在某行业或某领域中的工艺或方法 如果移植到另一领域和行业中 有可能给该行业和领域带来革命性的变更 例如用溶胶 凝胶法制备出纳米二氧化硅后 就有许多人将其移植到制备其他纳米氧化物材料上 方法移植的关键是要找出不同领域 不同行业或不同产品之间的联系 并创造出相应的条件 才能逾越领域或行业的障碍而移植过来 例如李嘉诚看到人们想在居室有一种永不凋谢 又不要经常去浇水 治虫和上肥料的美丽 花朵 他便将以前制作纸花的方法 移植到用塑料上 制成塑料花 结果一下便成了世界塑料花大王 3 结构移植结构移植法是把产物的结构部分或全部移植到另产物上 使后者在结构上出现新的用途或功能 例如有人利用尼龙毛料之间能相互咬合的原理而发明了取代纽扣的书包 另一些人受到启发 将其结构移植到鞋子上 则发明了取代鞋带的一种懒人鞋 又例如 医生将拉练结构移植到外科手术中 创造了拉练快速愈合法 代替了以前传统的针线缝合刀口法 4 材料移植材料移植是一种最简便 最常见的方法 许多物品的使用功能和价值 往往也取决于他们的材料 例如在飞机上涂上特种涂料 就变成了雷达探测不到的隐形飞机 将超强吸水剂用到卫生巾上 便发明了尿不湿 将玻璃纤维用到不饱和树脂中 发明了玻璃钢 将纳米氧化锌用到化妆品中 制作成了防晒膏 将纳米材料放至高分子纤维中 能使纤维的强度增强许多倍 七 组合法发明创造常常有二条路可走 一是全新的发现与发明创造 另一条就是将已知的现成技术组合起来成为一种新的技术或发明 后一种方法往往不需要高深的理论基础和非常专门的高级技术 只需要好的创新思维 就能搞出高水平的发明与创造来 例如1979年诺贝尔生理与医学奖获得者豪斯菲尔德 只是一个没有读过大学的普通技术人员 但他将X射线的照相装置与电子计算机组合到一块 从而发明了被誉为二十世纪医学上最重大的发明之一 CT扫描仪 八 利用专利进行发明创造1 通过调查专利进行发明创造通过专利调查 可使自己