创造学与创新能力开发.ppt

创造学与创新能力开发 段卫民北师大珠海分校工程技术学院 第四章创造技法 创造技法的定义 创造技法是人们在实践中总结出来的 开展创造活动普遍适用的 程序化 规范化的方法与技法 创造技法的分类 1 组合法2 类比法3 设问法4 列举法 创造技法实施后的设想处理 应用创造技法的直接结果是产生大量设想 往往包含创造性设想 然而 以产生的设想是否能变成具有社会效益和经济效益的成果 关键在于能否对设想进行适当处理 设想处理的步骤 一般性设想 指内容一般化 无新意的普通设想 包括重复性 别人已提出过的 设想 对于一般性设想要舍弃 实用性设想 指在当前的科学 技术 经济条件下具有实用价值 可以立即实施或有可能尽快实施的设想 实用性设想要实施 奇特性设想 指构思新颖奇特 可能在当前的科学 技术 经济条件下无法实现或脱离现实可能性的设想 先储存 待条件具备再开发为实用性设想 4 1组合法 组合法 是指从两种或两种以上事物或产品中抽取合适的要素重新组织 构成新的事物或新的产品的创造技法 即将多个独立的技术要素 现象 原理 材料 工艺 方法 物品 零部件等 进行重新组合 以获得新产品 新材料 新工艺等 或使原有产品的功能更全面 工艺更先进 如橡皮和铅笔的组合 有了带橡皮的铅笔 火箭和飞机的组合 产生了航天飞机 组合就是创造 组合 在辞海中解释为 组织成整体 在数学中 组合 是从m个不同的元素中任取n个成一组 即成为一个组合 创造学中组合型创造技法 是指利用创造性思维将已知的若干事物合并成一个新的事物 使其在性能和服务功能等方面发生变化 以产生出新的价值 人类的许多创造成果来源于组合 正如一位哲学家所说 组织得好的石头能成为建筑 组织得好的词汇能成为漂亮文章 组织得好的想象和激情能成为优美的诗篇 事实上 任何美术作品都是色彩和图案的组合 任何音乐也都是若干音符的组合 任何一部电影都是大量的镜头的有机组合 同样 发明创造也离不开现有技术 材料的组合 在一定意义上 组合就是创造 案例 记者发明了坦克 20世纪初发生第一次世界大战时 有一名叫斯文顿的英国记者随军去前线采访 他亲眼看见英法联军向德军的阵地发动攻击时 牢牢守着阵地的德国士兵用密集的排枪将进攻的英法士兵成片地扫倒 斯文顿非常痛心 他清醒看到 肉体是挡不住子弹的 冥思苦想之后 他向指挥官们建议用铁皮将 福斯特公司 生产的履带式拖拉机 包装 起来 留出适当的枪眼让士兵射击 然后让士兵们乘坐它冲向敌军 他的建议很快被采纳 履带式拖拉机穿上盔甲之后径直冲向敌人 英法士兵的伤亡大大减少 德国人望车披靡 兵败如山倒 坦克为英法联军战胜德军立下汗马功劳 成为第一次世界大战中最有影响的发明 点评 显然 坦克就是履带拖拉机与枪炮的组合 组合法的分类 常用的组合法有 1 同类组合2 材料组合3 原件组合4 方法组合5 技术原理与手段组合6 现象组合7 重组组合8 综合9 形态分析法10 信息交合法 1 同类组合 同类组合 将若干相同或相近事物的组合 又称同物组合 组合目的 在保持事物原有功能或原有意义的前提下 通过数量的增加来弥补功能的不足或产生新的功能 同类组合往往具有对称性 如 双体船 双人自行车 发射人造卫星的多级火箭 400个易拉罐组成的救生筏等 同类组合 任何事物都可以同类组合 其关键是选择哪些事物进行组合能产生新的价值 我们从以下三个方面考虑 一是在我们周围 哪些事物是处于单独状态使用的 这需要观察 二是原来单独使用的事物组合后能否产生新的意义和新的需求 这需要思考 三是组合能否实现 怎样实现 这需要想象 案例 个人电脑组合成超级计算机 随着现代科技的不断发展 运算速度达到每秒数十亿次乃至成百上千亿次的超级计算机越来越显示巨大的威力 特别是气象预报 股市行情预测等 但是 超级计算机价格十分昂贵 日本科学家北野红明领导的一个科研小组利用同物组合法把33台个人电脑连接起来 使用美国阿尔贡国家实验室开发的并行计算用的操作系统 构成运算能力可与超级计算机相匹敌的廉价超级并行计算机 其运算速度可达每秒68亿次 案例 无线耳机的组合 电视给千家万户带来最新的信息 视听享受和无穷的欢乐 但是也给许多家庭带来烦恼 电视伴音往往使孩子无法静心学习 使老人无法入睡 甚至由于兴趣不同引起夫妻反目 于是有人发明了无线耳机 只要把发射器装在音频输出插孔上 把电视声音关掉 头戴无线耳机 就能清晰地听到电视伴音 完全不影响别人 但是 由于购买时每套无线耳机总是一个发射机配一副耳机 一般三口之家如一人要学习或睡觉 另两人中就只有一人能利用耳机看电视 如果再买一套将多出一个发射机造成浪费 广东某厂家就推出一个发射机配两付无线耳机的包装 使销售量大大增加 2 材料组合 材料组合 就是利用各种化学 物理原理 将不同的材料组合起来 获得新材料的方法 组合目的 组合成的新材料较原材料表现的出更好的强度 轻度 成本等优异特性 材料组合能解决许多对材料性能相互矛盾的需求 如 钢芯铜线电缆 由于交流电主要沿导体的外表面流动 故导电性能没有降低 又具有较高的强度 如铅字印刷中 为克服铅热胀冷缩易变形的缺点 在铅中加入锑 保证了印刷质量 案例 碳纤维增强混凝土 现代建筑业对混凝土要求越来越高 不仅要求强度高 还要求质轻 流动性好 扩散性强以及成形后表面质量优 如何选择附加物来实现上述附加目的 日本有两家公司采用以合成聚合物为基本原料的碳纤维 共同开发出碳纤维增强型混凝土 CFRC 若与1 2 的砂浆混合 则抗张强度与挠度将增加2 5倍 用CFRC制隔墙 比普通混凝土薄1 2 1 3重量轻1 2 1 3 还加快了施工速度 3 元件组合 元件组合 元件是具有某种功能的器件或物品 元件组合是把具有相互独立功能的两种或两种以上的东西以适当的方式结为一体的方法 组合目的 使组合后的事物具有多种功能 在现代创新发明中 元件组合占有很大的比重 如 随身听 复读机 音乐卡 音乐玩具 具有收音机 电视机 万用表 计算器功能的手表 带微型电扇的太阳帽等 机电一体化 微生物电子技术 纳米技术 信息技术等都是元件组合的产物 案例 电子黑板的产生 电子黑板是由日本电气工业株式会社的几个 臭皮匠 集思广益而产生的 他们的思路是 在讲习会或其他会议上 听讲者总要一个字一个字地对着黑板抄笔记 真麻烦 不如把黑板和复印机组合在一起就好了 于是 他们就将两者组合起来 发明了 电子黑板 这种黑板上写的内容 只要按一下右方的电钮 便全部复印成一页页 发给听讲者作为笔记 方便极了 难怪很快风靡全日本 成为畅销产品 案例 瑞士军刀 被世界各国视为珍品的瑞士军刀 恐怕是迄今为止最精彩的组合发明 其中被称为 瑞士冠军 的款式最为难得 它由大刀 小刀 木塞拔 开罐器 螺丝刀 开瓶器 电线剥皮器 钻孔锥 剪刀 钩子 木锯 鱼鳞刮 凿子 钳子 放大镜 圆珠笔等31种工具组合而成 携刀一把等于带了一个工具箱 但整件长只有9厘米 重185克 完美得令人难以置信 正因为如此 素以苛求著称的美国现代艺术博物馆也收藏一把作为军刀中的极品 美国前总统约翰逊 里根 布什都特地订购瑞士军刀 作为赠送国宾的礼品 点评 世界上最精彩的组合发明 瑞士军刀 4 方法的组合 方法组合 是指在生产工艺和加工处理 以及组织管理中 把两种以上的方法组合起来使用 产生新的效果 方法组合还体现在组织团队的管理实践中 公司或企业采用多种方法实现对资金 物流 人力等资源等有效管理 如 在许多企业中 项目管理技术 ERP CRM ISO国际质量标准等管理方法并存 创造出有自己特色的管理方法和模式 如ABC管理模式和海尔管理模式 案例 世界首台自动洗澡机问世 世界首台自动洗澡机由日本美容器材和化妆品制造商AVANT所开发 机内装有13个喷嘴 可自动喷出温水 发出红外线和暖风 并有洗净露 沐浴泡沫和润肤乳 除脸部和头发外 全身上下均可清洗 全程18分钟 收费1000日元 公司总共花了两年时间 100万美元才制造了10台 当时售价相当于5辆轿车价格 5 技术原理与技术手段组合 把已有的技术原理和技术手段结合起来 创造出新产品 例如 弗兰克 怀特把喷气推进理论与燃气轮机组组合 发明了喷气式发动机 英国生物学家艾伦 克鲁克把衍射原理与电子显微镜组合在一起 发明了晶体电子显微镜 西北工业大学教师熊小伟 把中医的经络理论与现代电子技术结合 发明了 速效止痛治疗仪 被誉为 魔针 再如电子降压仪 频谱治疗仪等产品 案例 磁化杯的发明 杯子是日常生活用品 其基本用途就是用来盛水 饮水 那么杯子能革新吗 一位工程师用主体附加法发明了磁化杯 在杯底及杯盖上各加一块磁铁 当旋转杯盖时 两磁块产生相对运动 使磁场发生变化 经磁化处理过的水 其溶解度和溶解氧均有所提高 这种微小的物理变化 造成水与其他物质的浸润性和渗透性加强 当人饮用磁化水后 有利于体内各循环系统障碍物的溶解和排出 促成人体新陈代谢 从而具有保健功能 磁化杯的发明人在申请专利后 利用一万元贷款 10平方米的 厂房 办起哈尔滨磁化器厂 工厂迅速发展终于成为全国闻名的企业 6 现象组合 现象组合 是把某些自然现象或物理 化学现象进行组合 从而创造出新产品 新方法以及发现新的原理 例如 日本磁半导体的发明就是将霍尔效应与磁阻效应两个物理效应组合后研制的 目前广范应用于无接触电位器 无接触开关等 案例 消除人体结石的新方法 德国科学家结合了两种现象 发明了一种不用手术清除肾结石的方法 一个现象是 如果水中两个电极进行高压放电 产生巨大的冲击力可以击碎坚硬的宝石 另一现象是 在椭圆球面上的一个焦点发出声波经过反射后在另一焦点汇集 利用这两种现象 科学家设计了一个水槽 让患者躺在其中 使其胆石处于椭圆球的一个焦点上 在另一个焦点上设置电极 经过几分钟的放电 冲击波通过人体就可以把大部分结石击碎 7 重组组合 重组组合 又称为分解组合法 是指在事物的不同层次上分解原来的组合 然后再根据新的目的进行重新组合 特点 在同一事物上进行 不增加新事物 主要是改变事物各组成部分间的相互关系 如儿童玩具 变形金刚 分体组合家具 万能自行车 等 重组组合 重组组合能引起事物属性的变化 例如 在电影剪辑技术中 如果把镜头的次序改变 很可能产生完全不同的效果 请看以下三个镜头 一个人在笑 枪口对准了他 他一脸恐惧按上述顺序放映 观众看到的将是一个懦夫的形象 如果将三个镜头重组 按照 的顺序放映 观众得到却是有人在开一场玩笑的印象 如果按照 的顺序重组 观众看到的将是一个面对枪口哈哈大笑的勇士 案例 手套的分解 手套是非常简单的生活用品 将手套再分解能得到什么呢 江苏镇江的一位工程师心血来潮 把普通的薄型白手套的指套部分剪去 再在手套的背面印上五笔字型的指法和字根规则 成为专利产品 电脑上机手套 这样 初学者戴上手套上机就十分方便 忘记了规则看一下手套的背面立即可知 西安有一位大学教师与其相反 把手套的指套部分分解出来 成为单独的产品 卫生指套 用无菌塑料薄膜做成的指套附在食品包装中 在食用前将指套套上手指 以防手指上的细菌污染食品 特别适合旅行时使用 也获得了专利 案例 用重组组合法设计出头尾倒换的飞机 自从螺旋桨飞机发明以来 螺旋桨都是设计在机首 两翼从机身伸出 尾部安装稳定翼 美国著名飞机设计专家卡里格 卡图按照空气的浮力和气流推动原理 将螺旋桨放在了机尾 即像轮船一样推动飞机前进 把稳定翼放在机头处 设计出世界上第一架头尾倒换的飞机 重组后的飞机 有尖端悬浮系统 更趋合理化的流线型机体形状 这不仅提高了飞行速度 而且排除了失速和旋冲的可能性 提高了安全性 点评 可见 重组组合也能创造出杰出的成果 案例 神奇的 温泉宝 经常洗温泉浴可以治疗皮肤病和关节炎 但是到温泉浴场洗温泉浴很不方便 能不能在家里也能洗上温泉浴呢 日本一家公司对著名温泉的成分进行分析 用化学方法配制出 温泉宝 只要把 温泉宝 按一定的比例加入洗澡水中 就能达到洗温泉浴的目的 爆了大冷门 显然 如果把温泉水通过净水机分解 过滤 不就既可以得到纯净水又能得到浓缩温泉水 温泉宝 了么 案例 爱立信的新型手机 手机的发明给人们带来极大的方便 随着芯片和电池体积的减小 手机也越来越小 但是 手机产生的电磁波对人的大脑有害 有人想到用加防辐射网的办法 但效果不明显 有人用外接耳机的办法 又太麻烦 爱立信公司推出的带无线耳机的新型手机 可以使用户不握住手机也能打电话 发明者实际上使用了分解创造法 8 综合 综合 是将不同领域 不同方面 不同类型的事务以某种目的为中心通过一定的方法手段有机地组合在一起 特点 综合是一种更为高层次的组合 综合方法在科技发明中应用的越来越广泛 如 中西医的结合就是综合 综合万有引力理论和狭义相对论 形成了广义相对论 案例 阿波罗登月飞行 1969年7月16日 美国的阿波罗11号宇宙飞船点火升空 经77小时的飞行到达月球附近 开始绕月球飞行 7月21日格林尼治时间2时56分 飞船指挥长尼尔 阿姆斯特朗第一个离开登月舱踏上月球 他所说的 这一步 对于一个人来说 是很小一步 但对整个人类来说 是一个巨大的飞跃 已成为宇航史的名言 为了实现阿波罗登月计划 飞船的全部构件有300多万个 调动了两万家企业 120所大学实验室的42万多研究人员 经历了11年的工作 才把三名宇航员送到月球并返回大地 其关键是什么呢 阿波罗登月总指挥韦伯说 阿波罗飞船计划中 没有一项是突破性的新技术 关键在于综合 点评 综合实际上就是高水平的多元组合 案例 综合就是创造 在经济上创造出奇迹的日本人 就提出 综合就是创造 的口号 有资料表明 在20世纪全世界的重大发明创造中 日本一项也没有 但它善于在别国先进技术的基础上搞综合 因而能够创造出许多世界上第一流的新技术和新产品 日本曾先后引进了奥地利的氧气顶吹转炉炼钢法 法国的高炉吹重油技术 美苏的高温高压技术 德国的炼铁脱氧技术 瑞士的连续铸钢技术 美国的进钢轧制技术 并加以综合 从而使日本成为炼钢大国 发明案例 你相信这是椅子吗 发明案例 休闲沙发 看上去很搞怪 坐上去很舒服 发明案例 镂空的椅子 看似弱不禁风 实则坚不可摧 发明案例 杏仁壳塑料玩具面世 2008年 月 日电西班牙 数码报 日前报道 西班牙玩玩具技术研究所发发明一项新技术 可将杏仁壳加入塑料材料中 生产出无毒可生物降解的玩具 研究人员说 通过这项技术可以使用常规方法加工含有杏仁壳的塑料制品 其中杏仁壳在塑料中所占重量达到 由杏仁壳塑料制成的玩具可以回收 因为它们很容易进行生物降解 又不会散发或残留有毒物质 据介绍 杏仁壳塑料玩具外观形似木头玩具 但它又像塑料那样可以弯折 这赋予玩具设计更大的灵活性以及玩具生产的快速性 厂家无需更换生产线和目前使用的材料 专家指出 杏仁壳是可更新的天然物质 把它加入塑料材料配方中 有助于更好地解决环境问题 此外 杏仁壳的价格比塑料便宜很多 从而降低了产品的成本 发明案例 日本老汉用废弃一次性筷子造出一艘独木舟 小川原平 是一位有着丰富经验的造船工匠 他用了2年时间收集了大量废弃的一次性筷子 最终用7382根筷子造出了一艘独木舟 这艘独木舟重约64斤 长4米 比一般的雪松制独木舟略重一些 为了保持美观 小川原平在独木舟外表涂了一层聚酯树脂 使船体看起来明透光滑 发明案例 鸟巢安保人员将用上智能代步车 奥运场馆的一辆名为 思维 的两轮代步车非常吸引眼球 它的外形虽然看上去非常简单 但却是个智能的代步工具 可以和使用者 心有灵犀 比如使用者站在车上 身体稍微倾斜 它就会向前加速 骑起来不像普通自行车那样用力 非常轻盈 现场的工作人员介绍 代步车的最快时速能达到20公里 而一般人步行的时速是3至5公里 由于车子内安装了平衡系统和感应系统 使用起来非常安全 发明案例 重庆市民发明 滑水雪橇 日前 56岁的重庆市民张亚平踏着自己发明的 滑水雪橇 在江面上漂行来去自如 据张亚平介绍 经过上百次试验 他制作出了第一个 滑水雪橇 2007年2月 他的发明获得国家专利局的实用新型专利 张亚平自行设计制造的 滑水雪橇 制作简单 两根竹片将1米多长的泡沫垫连接在一起 外面包裹树脂和玻璃纤维 组合后长3 1米 宽1 1米 厚20厘米 总重近20公斤 塑料尾部装有滑槽 滑杆通过滑槽将动力传到水中的推水伞 从而滑水而行 发明案例 藤制 摩托车 现身柏林 2008年3月25日 一名妇女搬走摆在德国柏林街头的藤制小型摩托车 这种纯手工编织而成的 交通工具 不需使用燃料 售价约为350欧元 发明案例 美研制出新型水上行走工具 水上跳跃者 一家公司日前研制出一种水上代步工具 水上跳跃者 它可以使你在蹦蹦跳跳之间在水面上往来穿梭 行走自如 这种水上交通工具极有可能在今夏成为众人纷纷抢购的 大玩具 这种 小玩意儿 是由航空级铝材和玻璃纤维制成 长1 83米 重量仅为11 78公斤 人们在 驾驭 它前行时会产生出一种介乎于骑脚踏车和踩高跷之间的奇妙感觉 它在水面上的前进速度可以达到27 35公里 时 水上跳跃者 的各部件说明 水上跳跃者 极易拆卸 安装 方便携带 同时因为整个 船 体没有小型机械部件 对它的日常保养也极为简单 人们需要花上一段时间才能真正搞清这东西到底是怎么一回事 不过一旦你熟练使用后 它将带给你无穷的乐趣 水上跳跃者 本身是不会下沉的 但要想让它浮在水面并继续前进 就必须不停跳动 发明案例 牛奶拉丝做枕头睡觉也能美白除皱 近日 深圳国际家纺展在广东举行 创新科技 引领品牌时尚 成为本次家纺展的主旋律 其中 北京拉舍尔国际科技发展有限公司参展的最新科研成果 UO平皱牛奶面膜枕 正是采用新面料 新工艺的典范 据悉 UO平皱牛奶面膜枕是美国国家自然科学研究院和法国巴黎美容工业协会联合研制的 它采用牛奶食品制作成枕面面料 将化妆品除皱技术和高密度纺织技术实现完美嫁接 既美容又舒适 标志着第一款美容枕诞生 实现了美容技术在纺织领域的突破性应用 已经于2008年3月由北京拉舍尔国际科技发展有限公司引入中国 发明案例 韩国推广家庭垃圾处理器 家住韩国首尔崇仁洞的主妇黄善英过去经常因为收拾食物垃圾而犯愁 不仅垃圾味道难闻 而且往外拿时不小心还会有水流出来 现在 她再也不用为这个问题发愁了 据韩联网3月21日报道 利用韩国新研发的 暖风干燥型 食物垃圾处理器 LOOFEN 卢芬 可以在家中将食物垃圾进行环保处理 并且不会产生任何异味和噪音 已向数十个国家申请专利 并于上月在韩国最先获得专利 现在 卢芬 已经席卷了韩国公共住宅建筑市场 10家建筑商中有9家是该产品的客户 在新建住宅的厨柜中预装 卢芬 其系列产品包括家用型和公司用两种 其中家用型产品每台售价在20万 30万韩元左右 约合200 300美元 发明案例 多功能清洁机器人 日前 哈尔滨工程大学机电学院的大学生研制出了多功能家居清洁机器人 据了解 该机器人具有高效吸尘除灰的功能 可遥控也可自主运作 能转向 躲避障碍物 有很高的实用价值 可对家居 厂矿企业等地面进行清洁 帮助人们从繁杂的劳动中解放出来 发明案例 UFO似的夜光马桶 使用理由 起夜时怕灯光刺眼 懒得开灯 夜晚容易在家里迷路 像UFO 以上理由可以成为马桶夜光条存在的意义 生活中小小的改变常常能让我们保持心情愉悦 即使不怎么实用 坐在UFO似的马桶上不也一样很酷 发明案例 杜拜那可分层 度旋转的摩天大楼 这不是矿泉水广告 也不是什么电子产品推广而是杜拜即将建起来摩天大楼Burjal Taqa 不止设计的错落 而且它真的可以旋转的说 每一层都采取了独特的结构设计 而且每一层都可以独自旋转 度 整栋大楼在跳舞的感觉 整栋大楼不同时间 不用顺序的旋转产生的不同的视觉差 只有两个字来形容 绝倒 资料显示 这栋大楼整体可由风力来提供能源 还蛮环保的概念 预计今年六个月后即开始兴建 9 形态分析法 形态分析法 是以系统分析和综合为基础 用集合理论对研究对象相关形态要素的分解排列和重新组合 得出所有可能的总体方案 最后通过评价进行选择 是美籍瑞士科学家莰维基于1942年提出的 形态 指构成事物的内外相关因素 不仅指事物的形状或表现 例如事物的体积 外观形状 颜色 质地等 还包括其内部构造 组成机理等内在因素 案例 火箭的组成要素及形态分析表 形态分析法的实施步骤 1 选择和确定创造对象例如 机器设备 机器内部工作系统 工作活动 剧本 乐曲 新产品的包装方案 库存管理软件等主要包括功能 性能要求 可靠性要求 时间要求 成本要求 体积外观等方面 2 要素分析 尽可能全面 关键因素不遗漏 在功能上或逻辑上应相互独立 数量适当 一般3 7个为宜 3 确定形态运用发散思维 列出的形态越多越好 范围越广越好 4 形态组合组合数目 N 要素的形态数的乘积 5 评价筛选 组合方案 专项训练 创造对象 简易运输车 要素分析思路1 驱动方式 制动方式 轮子数量 要素分析思路2 驾驶室位置 坐垫形状 外观 请问 1 思路1和思路2 哪个更合理一些 简述理由 2 列出简易运输车要素形态表 案例 简易运输车要素形态表 案例 饮料包装容器的创造方案 创造对象 饮料包装容器 要求 携带方便 外观透明 成本低廉等 组成要素 材料 容器 形状 开启方式 要素形态表 形态组合 从表中可知 共有4 5 4 80种方案 评价筛选 组合方案 考虑到携带方便 外观透明 成本低的要求 宜采用圆柱 500ml装的塑料容器 若再考虑开启方式等 其方案数将达到几百种 案例 饮料包装容器形态表 专项训练 创造对象 公园游船 请设想一下组成要素有哪些 参考思路 外形 动力 材料 要求 1 列出要素形态表2 评价筛选 组合出方案 10 信息交合法 信息交合法的原理 一切创造活动都是信息的运算 交合 复制和繁殖的活动 公理1 不同信息的交合可以产生新的信息 公理2 不同联系的交合可以产生新的联系 信息交合法的步骤 第一步 定中心确定所研究的信息及联系的上下维序的时间点和空间点 也就是零坐标 第二步 划标线用矢量标串起信息序列 第三步 注标点在信息标上注明有关信息点 第四步 相交合以一标线上的信息为母本 以另一标线上的信息为父本 相交和后可产生新信息 案例 笔的发明 第一步 定中心 第二步 划标线 第三步 注标点 第四步 相交合 案例 校园 选题 案例 肠 类新产品开发图示 案例 工艺笔架的制作 案例 工艺笔架 4 2类比法 类比法 是指人们在创造活动中 将创造对象与熟悉的对象比较进行分析 从中推出这两个对象在某些方面的相同或相近之处 进而产生新设想或新成果的方法 类比法的基础是比较 机理是异中求同或同中求异 例如 有人观察到西方人和东方人的差异 想到一个发财的点子 即把喝咖啡的杯子做成带缺口的 西方人高鼻子就能把杯子里的东西喝的一干二净 这样的杯子也就成了畅销品 案例 牧童的智慧 在美国加利福尼亚州有个牧童叫杰福斯 每天早晨把羊赶到牧场监视羊群不让羊群越过牧场的铁丝到相邻的菜园吃菜 有一天 杰夫斯在牧场上不知不觉地睡着了 不知过了多长时间 被老板的骂声惊醒了 你这个没用的东西 菜园已被羊搅得一塌糊涂了 你还不知道 事情发生后 杰夫斯便想 应该做个羊无法越过的栅栏 后来他发现有玫瑰花的地方羊不敢越过 应为玫瑰花有刺拦住了羊 由此他受到启发 如果在铁丝上做个刺是不是可以挡住羊群呢 于是他先将铁丝用钳子剪成5厘米一段 把它结在铁丝上做个刺 不到5天他就把全部栅栏都做成了带刺的铁丝 他再放羊时 有些羊被刺疼后惊恐地站在一边 发出 咪咪咪 的叫声 再也不敢越过栅栏 半年后 杰夫斯申请的这项专利被批准了 不久 带刺的铁丝网便风行世界 案例点评 本例中的发明者想发明的是一种能挡住羊的栅栏 玫瑰花由于有刺使羊不敢越过 可以使栅栏具有和玫瑰花一样地特点 带刺 所以带刺是二者的相同点 这是异中求同的过程 带刺的铁丝网的发明就是这一过程的结果 典型的类比法 常用类比法有 综摄法原型启示法移植法仿生法等价变换法等 1 综摄法 综摄法的概念 是指从已知的事物出发 将毫无联系的 不同的知识要素结合起来 从不同角度分析未知的事物 使理想中的未知事物成为现实的过程 特点 1 是以类比为纽带进行联想的 2 是一种适用于集体创造的专业性技法 3 是针对已有问题进行的 目的性较强 案例 静电喷漆工艺的发明 发明人哈罗德 兰斯伯格使用空气喷枪在给甜饼罐喷漆时 油漆乱飞 浪费严重 如何才能使油漆不乱飞呢 他想起了上中学时的静电吸附实验 于是想到如果采用一定的装置使漆带上静电 而待喷漆的金属物品与地线连通 这样就利用已知的静电吸附知识发明了静电喷漆工艺 点评 如何使甜饼罐和漆粒间有吸引力呢 将熟悉的静电吸附实验与其类比 发明了新的工艺 是变陌生为熟悉的过程 案例 西堀队长的灵感 日本南极探险队第一次准备在南极过冬 当时南极越冬队队员正在设法用输送船把汽油运到越冬基地 因为是初到南极过冬 实施操作时才发现输送管的长度根本不够 又没有备用的管子 队员们都惊呆了 这时 队长西堀荣三郎突然提出一个很奇怪的的设想 他说 我们用冰来做管子吧 因为南极很冷 可以说是滴水成冰 但问题是怎样使冰形成管状而且在中途不会断裂 西堀队长很快又有了灵感 我们不是有医疗有的绷带吗 把它缠在铁管上 上面在再淋上水让它结冰 然后拔出铁管 不就成了冰管子了吗 用这种方法作冰管子 再把它一截一截连接起来 要多长就有多长 点评 西堀队长的构想中 在于通过已知的东西作媒介 通过类比找到事物的连接点 把它们综合在一起 再创造出新的产品 使越冬输油管的难题得到了解决 是变熟悉为陌生的过程 综摄法的实施程序 1 确定综摄法小组的成员一般由5 7人组成 其中一人担任主持人 2 提出问题由主持人宣读 而小组成员事先并不知晓 3 分析问题专家对问题进行解释和陈述 小组成员了解问题的背景等信息 4 净化问题小组成员围绕问题进行类比设想 尽可能多的提出解决的方法 5 灵活运用类比把问题从我们熟悉的领域转到远离问题的领域 6 方案的确定与改进专家对方案反复论证和改进 直到满意的结果 专项训练 1 请运用综摄法分析城市垃圾资源化过程中的障碍 并提出解决该问题的方案 2 大学生创新活动日益普及与重要 请用综摄法分析在校大学生如何突破思维障碍 投身于创新活动中 2 仿生法 仿生法 是指通过模拟生物的结构 功能或原理等进行发明创造的方法 仿生法研究的对象不断扩大 电子仿生 控制仿生 机械仿生 化学仿生 医学仿生 建筑仿生等 例如 1 人们发现名为 独角仙 的动物有这样一种能力 当看到在地面爬行的物体时 能测知它在地面移动的速度 通过对 独角仙 感觉器官的研究 人们发明了飞机用的速度计 2 人们发现金枪鱼和电鳗能发出功率强达几千瓦的电力 能使体内的发电器官工作 并在自身周围产生电场 如电场中出现绝缘体与导体 都会引起电场紊乱 鱼就感受到这些现象 于是利用这一原理 人们研制出一种探测潜水艇位置的仪器 人们还可以利用这种原理探矿 仿生法要点 1 明确发明创造物的功能 2 选择模仿的对象 根据自然界的生物学知识 通过类比联想 寻找与目标功能相似的生物体 有目的的选择模拟对象 3 研究生物体的结构 功能等 4 将研究所得的生物学资料 采用机械 电子 化学等手段制成可进行工程技术实验的实物模型 案例 我国首台蛇形机器人的研制 目的是制造生物机器人 能够在有辐射 有粉尘 有毒环境下及战场上执行侦察任务 在地震 塌方及火灾后的废墟中寻找伤员 在狭小和危险环境中探测和疏通管道等 在一次 动物世界 栏目播放的介绍蛇的节目中研究人员对蛇的特殊生理结构和运动方式长生了兴趣 有了模拟蛇的想法 随后潜心钻研有关蛇的书籍 研究蛇的运动方式 利用机械学知识设计蛇形机器人的机械结构 用电子学知识设计硬件电路和软件程序 用数学知识进行数学建模和动力学分析 经过反复试验 终于成功地发明了蛇形机器人 案例 尼龙搭扣 的发明 1948年 一位名叫乔治 特拉尔的工程师发现 他每次打猎回来 总有一种大蓟花植物粘在他的裤子上 有一天 他好奇地用显微镜观看残留在裤子上的植物 发现每朵小花上都长满了小钩钩 他明白了这些小东西为什么紧紧钩住衣服 当他解开衣服扣子时 一个新设想冒了出来 能不能仿造大蓟花的结构发明一种 新扣子 呢 进过一段时间的研制 他终于设计出可以代替扣子 拉链或系带的一种 尼龙搭扣 并获得了许多国家的专利权 案例 极地越野汽车的发明 在冰天雪地的南极 普通车辆难以通行 要解决南极交通问题 就得创造适应冰雪条件的车辆 前苏联科学院动物研究所的科学家注意到了企鹅是南极古老的动物 它们在那里生活了1500万到2000万年 适应了极地生活 在水下 企鹅游动的速度可达36km h 在陆地上 它们通常是蹒跚而行 一旦遇到危险却能以30km h速度在雪地上飞跑 原来企鹅飞跑时扑倒在地 用肚子贴在雪地表面 然后蹬动双腿 俨如使用雪杖的滑雪运动员 在雪地上快速地滑行 在企鹅的启发下 他们设计了一种新型汽车 企鹅 牌极地越野汽车 这种汽车宽宽的底部直接贴在雪面上 用轮勺撑动着前进 行驶速度可达50km h 专项训练 1 昆虫学家对昆虫的研究表明昆虫的特性有向光性 雌昆虫能分泌一种特殊化学激素吸引雄昆虫等 根据昆虫的这些特性 你能否发明一种灭虫装置 2 寻找自己生活中的一个难题 试用仿生法提出解决该难题的设想 4 2设问法 设问法 是通过提问的形式去发现事物的症结所在并继而进行发明创造的一种技法 特点 1 以提问的方式寻找发明途径 2 多角度 多方面设问 突破思维定势 设问法主要有 检核表法 5W2H法 和田12动词法设问法原理 1 组合创造原理2 逆反创造原理 原理逆反 特性逆反 方向逆反 大小逆反等 案例 水下作业的破冰船 破冰船的破冰原理一般都是使船在冰面上航行 通过船自身的重量把冰压破 因此 破冰船都采用坚硬的材料 而且设计很笨重 前苏联科学家想到了原理逆反 即从冰下破冰 船潜入水中 依靠浮力 用强硬坚实的 巨齿背脊 顶冰 遇到较厚冰层 破冰船就像海豚那样 上下起伏 不断撞击冰层 这种水下破冰船具有自重轻 体积小 船速快的特点 被认为是最有前途的破冰船 案例点评 将事物的基本原理 如机械工作原理 自然现象规律 事物发展变化的顺序等有意识地颠倒过来 往往会产生新的原理 新的方法 新的认识和新的成果 应用原理逆反时要在自己熟悉的事物上进行 对逆反的结果要作全面分析和试验 还要同逆反前的事物进行各方面对比 客观地论证逆反原理的创造性 科学性和可行性 案例 高尔夫球的诞生 曾经有个日本人 很喜欢打高尔夫球 可在家里练习又没有草坪 如果在地板上打 球会不停地滚 于是 他想到买地毯铺在地上 可地毯到价钱较贵 能否设法少花点钱呢 他想到 地毯上有毛 如果反过来 把毛安在球上不照样可以产生摩擦力吗 于是长毛的高尔夫球诞生了 点评 高尔夫球的表面特征是球面平滑 使用时需要借助有一定摩擦力的介质 这样 可以进行特性置换 让球上长毛 则可两全其美 案例 体温计的诞生 300多年前 人们已经发现一般情况下 生病的人体温会升高 但如何准确地测出体温 仍无办法 伽利略决心解决这个问题 有一次 伽利略给学生上实验课 他边操作边讲解 并提问学生 当水温升高特别是沸腾的时候 水为什么能在容器内上升呢 学生答 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 通过提问 伽利略受到启发 水的温度发生变化 体积也随之变化 反过来 根据水的体积的变化 不就测出温度的变化了吗 他在一试管里装上水 排除空气加以密封 并在试管上刻上刻度 创造出世界上第一支温度计 点评 方向逆反也包括思路上的逆反 奥斯本检核表法 检核表法 是美国BBDO广告公司的副董事长A F 奥斯本提出的创造技法 被人称为 创造学之父 特点 从9个方向的不同角度启发我们提出和思考问题 使思路向正向 侧向 逆向 合向发散开来 它的核心是启发 发挥复杂联想的力量 检核表法的基本内容 围绕一个主题 将有可能涉及的各有关方面罗列出来 设计成表格 或问题清单 逐项检查核对 并从中选择重点 深入诱发创造性设想 实施步骤 确定对象列表检核选择重点研究解决 列表检核 能否改变能否引入能否改造能否增加能否缩小能否替代能否更换能否颠倒能否组合 1 能否改变 能否改变现有事物的形 色 声 味等 例如 1 小号上的消音器 2 当灌装液体时 圆形漏斗下端会阻碍瓶内空气的流动 液体不宜下流 把漏斗下端变成方形 插入瓶口时便留出了空隙 瓶内空气能顺利溢出 使液体下流顺畅 2 能否转移 现有事物的原理 方法 功能能否移植至其他领域 例如 电吹风 被褥烘干机 3 能否引入 现有事物能否引入其他设想 是否可以模仿 能否产生系列成果 例如 1 火柴 防风 长效 保险等 2 医学上的微爆破技术 就是模仿了城市高楼爆破技术 为肾结石病人带来了福音 4 能否改造 能否改进现有事物 其使用价值 例如 自行车链条罩 5 能否增加 能否增加事物的使用时间 频率 尺寸 强度 性能 能否扩大或夸张 例如 某日本牙膏厂发明在牙膏中加入特殊物质 当刷牙时间超过3分钟以上时 该物质会使口内牙膏由白变黑 以此提醒人们已达到了必要的刷牙时间 因为只有刷牙时间达到3分钟时 才能消灭牙周细菌 6 能否缩小 能否使现有事物缩小 减轻 分割 能否变成流水线 例如 铁路工字型铁轨 7 能否替代 能否用其他材料代替现有材料 成本 功能 能源 成分 过程等 例如 1 纸杆铅笔2 日本人中松义郎在飞机场观察飞机起飞时 空中飞来的沙子迷了他的眼 他想到沙子是从地上被卷起来的 如果把沙子换成农药 农药粉末就会从下往上飞起 使得被喷洒的农药不在叶子上面 而在叶子背面 大大提高了对虫子的杀伤率 于是他设计了农药喷洒装置 将其附加在直升机上 从而发明了喷洒农药专业飞机 8 能否更换 能否更改变化现有事物的程序 模式 操作工序 因果关系 速度 频率 工作规范等 例如 非同步化上班大学非同步放假 9 能否颠倒 能否使现有原理 功能 位置 工艺颠倒过来 例如 1 电动机 发动机2 富士写真胶卷公司开发出新式照相机 降低了胶卷的报废率 10 能否组合 能否使若干事物 部分 组合 产生更大功能 效果 例如 大炮 堡垒 机动车 坦克 和田12动词法 基本内容 根据12个动词提供的方向去设问 诱发创造性的设想 是上海和田路小学首次使用 来源于检核表法 12个动词是 加 减 扩 缩 变 改 联 学 代 搬 反 定 1 加 加 加一加是在进行创造活动中 可以考虑在这件事物上还可以添加什么 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 例如 伽利略发明的望运镜就是 加一加 的典型例子 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 惊讶地发现运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 后来 人们又在此基础上研制成了天文望远镜 用它来观察天象 发现了许多人们从未见过的宇宙天体 使天文学研究翻开了崭新的一页 2 减 减 减一减是将现有事物能减去 简化 些什么 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 例如 简化汉字 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 扩一扩是将现有物品在功能 结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 如把一般望远镜扩成又长又大的天文望远镜 这种望远镜就像大炮 般 有的口径就达1米 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 缩一缩是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 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 名人诗句等 成为一件件的珍品 生活中的袖珍字典 微型录音机 照相机 浓缩味精 浓缩洗衣剂等都是 缩一缩 的结果 5 变一变 变一变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 变一变 技巧带有主动性 表现在发明者要主动对它进行各方面的变动 使事物能保持常新 6 改一改 改一改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 改一改 技巧则带有被动型 它常常是事物缺点巳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 改一改 技巧对于不善于发现问题的人更适合 因为这一方法使人更容易发现问题和寻找创造对象 改一改 技巧的应用范围很广 如拔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 联一联是考查现有事物与其他事物有何联系或能进行何种组合 例如 澳大利亚有人发现一片甘蔗地里的甘蔗产量提高了50 这是由于种甘蔗的前一个月 有一些水泥洒落在田里 科学家认为水泥中的硅酸钙改良了土壤的酸性 导致甘蔗增产 这种结果与原因联系起来使人们研制出了 水泥肥料 8 学一学 学一学是对现有事物的模仿和学习 例如 汽车自发明时起 给人一个固定的功用 拉 拉人 拉货 但人们想到汽车也可以像机车那样 推 着货物 于是便有了推土机 在汽车的前面加一个大铁板 9 代一代 代一代是用其他事物来替代原有事物 如塑料 陶瓷等材料替换 10 搬一搬 搬一搬是将现有事物移植到别的场合去应用 如哨子搬成鸽哨 11 反一反 反一反是将现在事物原理 方法 结构 用途等的颠倒 如吹尘器反成吸尘器 12 定一定 定一定是对现有事物数量或程度变化的量化 如噪声显示器 专题训练 1 在仪器金属壳上只有一个孔 孔中压入一个小球 过一段时间必须把小球取出 但很困难 因为它压得很紧 不允许采用可拆卸的结构 怎么办 用奥斯本检核表法或和田12法的思路 4 4列举法 列举法 人为地按某种规则列举出创造对象的要素分别加以分析研究 以探求创造的落点和方案 这类技法叫做列举型创造技法 内涵 列举法是一种借助于某一具体事物的特定对象 如特点 优缺点等 从逻辑上进行分析并将其本质内容罗列出来 经过批评 比较 选优等手段 挖掘创造主题新意的创造技法 分类 缺点列举法 希望点列举法 特征点列举法等 列举法操作步骤 确定某一改革 革新对象 课题宜小不宜大 列举这一对象的特性或缺点或希望点 将众多的特性 缺点和希望点进行归类整理 对所列的特性 缺点和希望点进行分析 看看能否改革 克服 改进和逆用 然后通过检验 评价 挑选出经济效益高 行之有效的设想 1 缺点列举法 缺点列举法原理 缺点列举法就是有意识地列举现有事物的缺点 分析原因并进行改进 从而创造出新事物的创造技法 缺点列举法就是找出事物的所有缺点 将其一一列举出来 然后再从中选出最容易实现 最有经济价值的对象作为创新主题 缺点列举法要点 创造学认为 当今世界上一切都不是完美的 都可以通过创造使它更完美 人类社会的发展 技术的进步突出体现了上述基本思想 事实上 我们仔细观察任何产品 一定能发现它总是或多或少地存在着一些缺点和不足之处 如不顺手 不方便 不省力 不节能 不美观 不耐用 不轻巧 不省料 不安全 不省时 不便宜 寿命短等等 只要不断地对现有事物的缺点 不足之处加以改进 推陈出新 吐故纳新 就能创造出许许多多新的产品来 案例 李政道的发明 诺贝尔物理学奖获得者李政道教授曾经这样说过 你们要想在科学研究工作中赶上 超过人家吗 你一定要模清楚在别人的工作里 哪些地方是他们不懂的 看准了这一点 钻下去 一定会有所突破 你就能超过人家 跑到前头去了 一次 李政道听一位同事演讲 知道非线性方程有一种叫孤子的解 他花了一周的时间找来了几乎所有关于孤子的文献 专门挑剔别人有哪些弱点 发现这些文献都是研究一维空间的孤子的 而在物理学中 有广泛意义的是三维空间 这显然是一个弱点 他看准了这个弱点 潜心研究下去 仅花了几个月 很快就找到了一种新的孤子理论 用它来处理三维空间的亚原子过程 得到了许多新的科研成果 案例 凹底篮球鞋的发明 30多年前 日本人鬼冢八郎听他的朋友说 今后体育大发展 运动鞋是不可缺少的 他受到这些话的启发 决定跨入生产运动鞋这一行业 他想 要在运动鞋制造业中打开局面 一定要做出其他厂家没能作出的新型运动鞋来 然而 他一无研究人员 二无资金 不能像大企业那样投入大量人力和资金研制新产品 但是他想 任何商品都不会是完美无缺的 如果能抓住哪怕针眼大的缺点 进行改革 也能研究出新的商品来 所以 他买了一些篮球运动鞋进行研究 他先访问了优秀的篮球运动员 听他们谈篮球鞋存在的缺点 几乎所有的篮球运动员都说 现在的球鞋容易打滑 止步不稳 影响投篮的准确性 他和运动员一起打篮球 亲身体验到这一缺点 有一天他在吃鱿鱼时忽然看到鱿鱼的触足上长着一个个吸盘 他想 如果把运动鞋底做成吸盘状 不就可以防止打滑了吗 于是 他便把运动鞋的平底改成为凹底 试验结果证明 这种凹底篮球鞋比平底鞋在止步时要稳得多 案例 弯柄雨伞的缺点 伞太长 不便于携带 弯柄太大 在拥挤的地方会钩住别人的口袋 打开和收拢不方便 伞尖容易伤人 伞面透水 下大雨时里面会弹出水珠 伞面遮挡视线 容易发生事故 钢丝与伞布的连接容易脱落 抗风能力差 刮大风时会向上开口成喇叭形 骑自行车时打伞容易出事故 伞布上的雨水难以排除 长时间打伞走路太无聊 夜间使用看不见路 两个人使用时挡不住雨 色彩单调容易拿错 手中东西多时 无法打伞 无法收拢 夏天太阳下打伞太热 针对以上缺点 伞厂已研制出各种新伞 折叠伞 可自动打开的伞 可自动打开并可自动收拢的伞 透明的塑料布面伞 戴在头上的伞 可插在背上的伞 加装集水器的伞 伞杆夜间可发光的伞 防紫外线辐射的伞等等 有人还提出有窗户的伞 带有微型电筒的伞 带微型风扇的伞 带有微型收音机的伞 带密码锁的伞 伞头戴反光套的伞 可以直接固定在自行车上的伞 适合两个人使用的情侣伞等等 缺点列举法运用要点 1 做好心理准备 2 列举缺点的方法 用户意见法 开会列举法 对比分析法 3 缺点的分析和鉴别 做好心理准备 缺点列举法的应用基础就是发现事物的缺点 找出事物的毛病 在列举缺点之前必须先解决思想障碍 以 追求完美 的动机对待一切事物 用户意见法 对于已投放市场的产品 采用适当的形式 让用户这个 上帝 充分提意见 对于改进企业产品或提出产品概念最有参考价值 适当形式可以是印制用户调查表随产品发给用户 可以电话调查 可以登门调查 也可以通过媒体宣传采用有奖征求改进意见等等 开会列举法 所谓缺点列举会 是一种专挑某事物毛病的定向分析会 召开缺点列举会 是充分揭露事物缺点的有效方法 特点就是可以互相启发 产生连锁反应 出席人员应为该产品