机械创新设计第三章PPT课件

-,1,第3章创造性思维从“盖茨”、“印度软件”谈创造性思维3.1创造性思维及类型3.2创造性思维的特征3.3创造性思维的激发,-,2,从“盖茨”、“印度软件”谈创造性思维盖茨自我更新的思维实质他的个人奋斗经历成为了美国创新精神的新证据。微软的成功，关键在于盖茨抓住了面向未来的发展机遇，以其非凡的洞察力看到了信息时代的社会发展需求所在，不断更新自我，创造时代所需的新产品。网络已成为一种推动创新，创造奇迹，改变人类思维方式的力量。,-,3,印度软件业发展的思维分析印度信息产业飞速发展，成为软件出口大国。在世界软件市场的份额几乎达到了20，印度仅次于美国居世界第二位。印度崛起主要是：由于拥有大量相对廉价的人才，很大的价格优势；印度人有很强的思考能力，一向注重教育；英语是印度的官方语言；很多印度技术人员在硅谷工作，接触到了美国最尖端的软件。,-,4,印度软件人才培养按照印度的教学法，Basic已不存，直接学习C+，学习正使用的网络软件，针对性、应用性非常强，一般人可以具备编程能力。优点是起点低，针对性强，可以为企业有效地降低软件编程人员的培养成本。此外，对于缺乏一技之长的学生而言，可以很快地掌握编程技术。,-,5,教育的核心是将最新的工具软件使用方法教给学生，以应用性、标准性和针对性为主。学生成为合格的软件工程师，可以负责任何一个大型软件的某个具体环节工作。将软件开发交给几千人同时进行，一个大型软件就会在短时期内开发出来。在IT人才的培养方面，印度不是采取按部就班的方式，而是采取了一种不循常规的方式，即一种实用的、创新的方式，实际上是一种创造性思维的方法。,-,6,中国如何？国内软件盗版现象十分猖獗，使得我国研究开发成本高，产品市场小。我们的IT教育的症结在于教育远远跟不上企业现实的需求，Basic语言的阻碍了计算机语言学习，太多的基础教育往往窒息了人才的发展空间，同时也妨碍了更多的人步入这个行业。,-,7,3.1创造性思维及类型3.1.1创造性思维的概述3.1.2形象思维和抽象思维3.1.3收敛思维和发散思维3.1.4直觉思维和灵感思维3.1.5有序思维和异向思维,-,8,3.1.1创造性思维的概述从广义上说，创造性思维是指在创造过程中发挥作用的一切形式的思维活动之总和。从狭义上说，创造性思维是在创造实践中由已知探求未知，从而获得有价值的新观念、新方法和新技术的思维活动，也是指想象、直觉、灵感等的思维活动，是人类创造实践的灵魂和核心。爱迪生和“电”打了一辈子交道，并亲自激发了电子，而且抓住了电子飞逸产生的效应，却没能发现电子，直到汤姆逊发现电子，他才追悔莫及，其原因是因为他对这个问题，缺乏由概括上升为理论的思维。,-,9,过去承办奥运会简直是一场经济灾难，而第23届奥运会，在洛杉矶政府不提供任何资金的情况下，要亏损5亿美元，但经组织者彼得尤伯罗斯一番“神机妙算”后，结果盈利近2亿美元，令全世界为之惊叹。其实他取得非凡成功的诀窍，是因为他于1975年在佛罗里达州参加了英国学者得波诺开设的“年轻总裁训练班”。他运用了许多行之有效的新观念和新创意，特别是他创造性地运用了“水平思维法”的技巧。可见，创造性思维的学习是一种“一本万利”和增值无限的智慧生存的手段。人脑是巨大的能源，思维是开采这种能源的科学方法。创造性思维的学习不是教你“创新”，而是教你“如何去创新”。因为“创新”本身是无法教的，勉强教出来的只能算“模仿”，真正的创新是与众不同的。,-,10,创造性思维的产生和作用同社会环境密切相关，是在实践基础上探索未知的一种特殊的思维活动，其目的在于改造外部世界。创造性思维在科学创造中，有助于对客观现象及其规律认识和发现，在技术创造中有助于运用科学规律改造客观世界，作出新的发明，研制新的产品。创造性思维能产生新颖的、独创的、有社会价值的思维效果，这是衡量是否是创造性思维的实践标准。,-,11,3.1.2形象思维和抽象思维形象思维也称具体思维，是人脑对客观事物或现象的外在特点和具体形象的反映活动。这种思维形式表现为表象、联想和想像。表象是单个形体的形状、颜色、特征在大脑中的印记。联想是将不同的表象联接起来。想像则是将一系列的有关表象融合起来，构成一幅新表象的过程，是创造思维的重要组成。,-,12,运用形象思维，可以激发人们的想象力和联想、类比能力。例如，美国工程师道立安看到用喷雾器往身上喷洒香水形成均匀雾状的形态，想到了使液体和空气均匀混合的方法，用于汽油与空气均匀混合使汽油在气缸中的燃烧效率提高，从而发明了汽车化油器。,-,13,抽象思维又叫逻辑思维，是凭借概念、判断、推理而进行的反映客观现实的思维活动。思维材料侧重于语言、思维推理、数字、符号等。概念是客观事物本质属性的反映，是一类具有共同特性的事物或现象的总称，它是单个存在的。判断是两个或几个概念的联系。推理则是两个或几个判断的联系例滑动轴承。例如，任何满足动压三条件的运动副都会产生动压(判断)，滑动轴承满足动压三条件(判断)，所以滑动轴承也会产生动压(判断)，这就是一种推理。,-,14,进行抽象思维，是从事科学创新活动的最基本的手段。,-,15,按照现代脑科学的研究成果，形象思维和抽象思维是人脑不同部位对客观实体的反映活动，左半脑是抽象思维中枢，右半脑是形象思维中枢，两个半脑之间有数亿条排列有序的神经纤维，每秒钟之间可以在两半脑之间往返传输数亿个神经冲动，共同完成思维活动.因此形象思维和抽象思维是认识过程中不可分开的两方面，彼此互相联系，互相渗透。,-,16,3.1.3发散思维和收敛思维发散思维是一种求出多种答案的思维形式。,-,17,特点是：从给定的信息中产生众多的信息输出；看到一样，想到多样；看到一样，想到异样；并由此导致思路的转移和跃进。过程是：以欲解决的问题为中心，运用横向、纵向、逆向、分合、颠倒、质疑、对称等思维方法，考虑所有因素的后果，找出尽可能多的答案，从诸多的答案中，寻找出最佳的一种，以便最有效地解决问题。,-,18,例如发电,-,19,-,20,-,21,-,22,-,23,-,24,-,25,-,26,-,27,-,28,发散思维的三个特征：流畅、灵活和独特流畅，就是在思维中反应敏捷，能在较短的时间内想出多种答案。例如渡河灵活，是指在思维时能触类旁通，随机应变，不受心理定势的消极影响，转换角度，把经验应用到新的情境之中，提出新构想、新观念。独特，是指所提出的解决方案或方法打破常规，有特色。三个特征可以衡量一个人发散思维能力的大小。,-,29,发散思维对产品开发有重要作用运用发散思维可以多侧面、多角度、多领域、多场合地对同一技术原理的应用途径进行设想。根据画出的辐射组合图，逐一对各项组合内容进行深入的分析和研究，分析的重点是尚未开发、并且有发明价值和可行性的组合项目。集中精力研究那些价值大、比较有把握的项目。对已经开发且无多大改进可能的项目及尚未开发但条件还不成熟的项目暂不要涉足。,-,30,比较成熟的熔解，超声波熔解技术已在实验中广泛地应用，特别是在比重不同的金属熔解中更为有效。像把铝和铅制成合金，将超声波熔解技术用于制备这种合金取得了很好的效果。,-,31,切削，是把超声波加到切削用的刀具或切割用的锯刃上进行操作的技术。它既可以防止材料被拉断，又可以防止锯刃上粘附金属屑，还可以防止锯刃上熔着金属，破坏锯刃的形状。钎焊，是英国姆拉托公司研制成功的，把烙铁上端固定在超声波装置的焊锡(锡80，锌20)中，由于超声波引起的小爆炸，使铝板表面稳定的氧化铝膜被破坏，从而将金属表面暴露出来，使铝的钎焊容易进行。烧结，是由东京工业大学的实吉教授研制成功的。在用粉末冶金法进行烧结时，如果在要烧结的物件上加上超声波，可以减少烧结时间。,-,32,新近应用清洗，中国万宝集团于1991年，最新推出了超声波洗碗机，它既可以洗碗碟、蔬菜、瓜果、米、豆等，还可以清：洗金银首饰、眼镜、手表带及花瓶等日用器皿。最近有人把洗衣机与超声波技术组合起来，发明设计出超声波洗衣机。门铃，将超声波与门铃进行辐射组合，在一定范围内形成的超声波场里，当小偷进报警范围或移动什么东西时，原有的超声波场受到干扰破坏就会引起警报。,-,33,发泡功能，是人们从日常的食品面包的膨胀松现象得到启发，借助于发散思维的不断联想、发问，一步步地扩展应用起来。,-,34,橡胶，在橡胶中掺入发泡剂，制成了橡胶海绵，产品一问世，迅速得到了推广和应用。塑料，德国的PVC制造者发明了合成树脂发泡的方法，由于其质薄、柔软并具有透气性，颜色与肤色相同，这种商品命名为OoitPlan的发泡塑料，被妇女们当作纱布使用。几年前日本购入其专利权，现在已在许多方面得到了广泛应用。水泥，日本的铃木信一博士制造出了气泡混凝土，这是一种内含气泡质轻而坚固，并可用于绝热隔音用途的理想材料，地下电路、播音室的墙壁等都要用到它。玻璃，气泡玻璃用作冰箱或液化气体的隔热容器材料。从上面的事例，完全可以预言，发泡这一奇妙功能还会在很多方面得到组合应用。,-,35,低共熔结晶，将两种不同的金属A和B，按一定的比例混合，当达到某一比例时，其熔点变得极低。这种现象是金属学中的基础知识。焊锡便是低共熔结晶，铅和锡的熔点分别为327和232C，然而铅和锡混合后即生成了熔点为183的合金。,-,36,低共熔结晶熔接法，是在一块铜板上立一根铝棒，下面用喷灯加热，尽管铜板的熔融温度为1083，铝的熔融温度为660C，铜板和铝棒接触处只需548就可以熔化，熔接部位的强度较钎焊法和电弧法要高得多。美国发明了该技术，并为此建立了尤特克劳德公司。它生产的焊条以尤特克劳德的商品名称在市场上销售。这种技术的优点是不需要电焊时所用的高价设备。日本在第二次世界大战后从美国引进该技术，现在已广泛应用于自行车车架的制造等方面，为日本赚取了大量外汇。最近，日本又把低共熔结晶应用于金属的雕刻上，发明了低共熔结晶雕刻法。,-,37,磁性材料，把它作为辐射中心就可以与各种事物进行组合，而完成一些创造发明。磁化杯，把磁铁与水杯结合制成的，有很多种疗效。改锥，磁性材料与改锥结合的，将小螺钉吸住进行操作。象棋，旅行象棋和大型演示象棋。,-,38,影响发散思维能力的因素知识广博程度，知识是思维的材料，知识面越宽，涉猎的领域越多样化，才能提供更丰富的素材；改善知识存储方式和活化知识结构，人们易形成习惯性思维，活化知识是将知识重新组合。,-,39,发散性思维是众多创造原理和创造技法的基础变性创造原理移植和综合创造原理联想类比创造技法转向创造技法组合创新法,-,40,收敛思维是一种寻求正确答案的思维形式。将众多的思路和信息汇集于研究对象中心，通过比较、筛选、组合、论证，得出解决问题的最佳方案。收敛思维的常用方法有目标识别法、间接法、由表及里法、聚焦法等。在创造过程中，仅有发散思维并不能有效的解决问题，因为最终结果只需少数或唯一的，所以发散思维之后尚需进行收敛思维，这两种思维的有效结合组成了创造活动的一个循环过程。,-,41,相传，公元前215前212年间，罗马人大举入侵希腊，在罗马船队准备攻打阿基米德的家乡叙拉古城时，阿基米德向国王献计，让守城的人在海岸列队，每人各执一面“魔镜”，把阳光向罗马战船反射过去，结果使船队起火烧毁，莫名其妙地吃了败仗。其实“魔镜”就是由一个个小面镜组成的大凹面镜。,-,42,收敛思维是一种寻求正确答案的思维形式。将众多的思路和信息汇集于研究对象中心，通过比较、筛选、组合、论证，得出解决问题的最佳方案。收敛思维的常用方法有目标识别法、间接法、由表及里法、聚焦法等。在创造过程中，仅有发散思维并不能有效的解决问题，因为最终结果只需少数或唯一的，所以发散思维之后尚需进行收敛思维，这两种思维的有效结合组成了创造活动的一个循环过程。,-,43,形态分析法是发散与收敛思维有效结合的具体应用之一。原理是将技术课题分解为相互无关的基本参数，找出解决每个参数问题的全部可能方案，然后加以组合，得到的总方案数量是各参数方案的组合数。确定其中哪些方案是可行的，并对所有可行的方案进行研究，找出最佳方案。,-,44,3.1.4直觉思维和灵感思维直觉思维是一种非逻辑抽象思维，是人脑基于有限的信息，调动已有的知识积累，摆脱惯常的逻辑思维规律，对新事物、新现象、新问题进行的一种直接、迅速、敏锐的洞察和跳跃式的判断。在创造活动中，常常要用到直觉思维的形式。事实上，许多伟大的发现都是由猜测得出的，使用了直觉思维的方式。,-,45,灵感思维是人们对某一问题在长时间苦苦思索而不得其解的时候，从纷繁复杂的现象中顿悟到了事情的关键和本质，人们把这种突然降临的顿悟现象称作灵感。（1）灵感的产生（2）灵感的激发（3）灵感的捕获,-,46,3.1.5有序思维和异向思维有序思维是指通过寻找合乎逻辑的、成熟的，并且与目标一致的方法或途径，循序渐近地认识或推断事物，最终达到目标的思维模式。由于它的基本思路是从相同于发明目标方向的途径上寻找解决问题的具体办法，比较偏重于常规的、成熟的和渐近式的思考方式，思路明确指向发明目标，且按着“稳扎稳打，步步为营”的策略思索，因此在发明创造过程后期的“检验”阶段，是一个十分必要的思维方法。,-,47,钢材自动夹紧切断机构,-,48,刹车机构,曲继方等著.机构创新原理.科学出版社，2001，p35,-,49,求异思维表现为对司空见惯的现象和已有的权威性理论持怀疑的、分析的、批判的态度而不是盲从和轻信。只有善于求异思维，才能发现事物的不足，引起不满，产生创造革新的愿望；如果不善于求异思维，就会处处认为现存的事物是十全十美的，会因安于现状而毫无创造性可言。求异思维的实质就在于怀疑和创新。这种思维的最大特点是创造视野开阔，不循规蹈矩，摆脱各种束缚。,-,50,例如，日本江崎教授发明二极管就是运用了逆向思维。例如，日本的中田藤三郎对圆珠笔的改进也是运用了逆向思维。这个例子非常深刻地说明了逆向思维在遇到难以逾越的障碍时所发挥的作用。受此启发，人们后来发明了许多的“一次性”商品，如一次性打火机、一次性饭盒、一次性牙刷等。,-,51,解决某类问题的过程中各种因素的顺序及相对位置关系形成固定的认识，将某些已被人们普遍接受的顺序或相对位置关系颠倒，有时可以收到意想不到的效果。在适当的条件下，这种新方法可能解决常规方法不能解决的问题。,无烟煎鱼锅,一般鱼锅,鱼油滴到热源上产生烟,鱼在上热源在下（锅底）,热源在上（锅底）鱼在下,热源上无油无烟,例1,-,52,长毛高尔夫球日本一位发明者，为了满足众多的业余高尔夫球爱好者练习打高尔夫球的需要，发明了一种新式高尔夫球，这种球浑身长满了长毛，即使在光滑的地面上练球也同样像在草坪上打球一样。这样就解决了在普通场地即可练球的需要，使业余爱好者节省了费用。,草坪（相当于长毛）,长毛高尔夫球,一般高尔夫球,光滑地面,-,53,在问题求解的过程中，由于某种原因使人们习惯向某一个方向努力，但实际上问题的解却可能位于相反的方向上，意识到这种可能性，在求解问题时及时变换求解方向，有时可以使很困难的问题得到解决。有污染的汽油燃料无污染的氢、重氢燃料同汽油相比重量相等的氢在燃烧后产生的能量多，氢气在空气中燃烧的速度比汽油要快十倍以上。比氢更好的燃料是氢的孪生兄弟重氢。每50吨水可电解产生5吨氢，其中有1公斤是重氢，它在发生核反应时，能产生1.8亿千瓦的能量，假如人工能够控制重氢的核反应，那么重氢便是取之不尽用之不竭的永久能源。,-,54,有电阻无电阻（超导）飞机落地架打不开机场安全着落装置圆珠笔漏油限制漏油出现抽真空灯泡充气灯泡克服惯性力：直线往复活塞旋转活塞解决密封问题：较硬的气缸衬较软的耐磨气缸衬凸模硬凹模软，使模具的磨损自动得到补偿,-,55,3.2创造性思维的特征1思维结果的新颖性、独特性它指思维结果的首创性，思维的结果是过去未曾有过的。也是对知识、经验和思维材料进行新颖的综合分析、抽象概括，以致达到人类思维的高级形态，其思维结果包含着新的因素。,半轮自行车,-,56,2思维方法的多样灵活性、开放性表现出勇于突破思维定势，善于从不同的角度思考问题，善于提出多种解决方案；能根据条件的发展变化，及时改变先前的思维过程，寻找解决问题的新途径。灵活、开放性也含有跳跃性的因果关系。,-,57,并联机构,串联机构,-,58,蝇鼻到气体分析仪蝇鼻即头部的一对触角，每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通，内含上百个嗅觉神经细胞。有气味进入“鼻孔”，这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲，送往大脑，大脑区别气味。,灭害枪,-,59,3.3创造性思维的激发创造性思维是艰苦思维的结果，是建立在知识、信息积累之上的高层次思维。一、突破思维定势,-,60,五杆送料机构简图及动画,曲继方等著.机构创新原理.科学出版社，2001，p34,曲柄滑块四杆机构,