创造性思维与创新方法PPT课件

1,国家级精品课程创新教育基础与实践国家级精品视频公开课程创造性思维与创新方法,创造性思维与创新方法,冯林教授、博士、院长fenglin84707111QQ:824513174创新实验学院（研教楼728）,批判与创意思考,2,2020/5/24,2,分析：以下三个问式，是什么思维方式？,【X是什么意思？】【X有什么根据？】【就X而言，还有其他的什么意思？】,常规思维,批判性思维,创造性思维,非常规思维,创造力,3,创新教育基础与实践课程体系结构,4,处处是创造之地，天天是创造之时，人人是创造之人。陶行知,不要想我能够做什么，应该想我要干什么？,想到就要做到，做到就要创造！,5,5,困惑与思考,6,Sunday,May24,2020,6,困惑一,为什么中国公民没有得过诺贝尔科学奖？,7,7,美国创造学家阿瑞提考察了从1900年以来获得诺贝尔科学奖的犹太人和犹太人后裔，发现他们获奖者的比例高得不同寻常。据阿瑞提统计，从1901年到1970年的70年中，阿根廷的诺贝尔科学奖得主是世界平均水平的1.3倍，意大利是1.6倍，德国是4.4倍，法国是6.3倍，而犹太人的诺贝尔科学奖获奖比例是世界平均水平的28倍。犹太民族是个富有科学智慧的民族，全世界诺贝尔科学奖金获得者中，犹太人占了15.47%，在美国的诺贝尔科学奖金获得者中，犹太人占了28%。犹太民族是诺贝尔科学奖金获得者的摇篮。,8,Sunday,May24,2020,8,平均数,犹太人,28,意大利人,日尔曼人,法国人,1.6,4.4,6.3,华人,不同民族获得诺贝尔奖的比例,是我们的智商不够高吗？不够“聪明”吗？,9,Sunday,May24,2020,9,林恩认为：东亚人(包括中国人、日本人、朝鲜人)拥有全世界最高的平均智商，平均值为105。而之后排位是欧洲人(100)，爱斯基摩人(91)，东南亚人(87)，美洲本土印第安人(87)，太平洋诸岛土著居民(85)，南亚及北非人(84)，撒哈拉非洲人(67)，澳大利亚原著民(62)。而人种智商最低地区是南非沙漠高原的丛林人和刚果雨林地区的俾格米人，平均智商为54。斯蒂芬霍金160,爱因斯坦的智商则在160左右，,结论：高智商并不等于高创造。,智商140以上者称为天才，智商120-140为最优秀，110、120为优秀，90-100为常才，80-90为次正常，70-80为临界正常，60-70为轻度智力落后，50-60为愚鲁，20-25为痴鲁，25以下为白痴。,英国阿尔斯特大学名誉教授理查德林恩研究结论,10,.,创造力,智商,70,11,Sunday,May24,2020,11,中英青少年科学创造力发展趋势的比较（胡卫平林崇德申继亮）,12,12,困惑二,为什么中国学生却缺乏创造力？,我们的学生学的知识很多，太多了。,13,13,美国教授认为东方学生的创造性差（招收博士为例）一方面，当代一系列重大的科学发现和发明，如汽车、轮船、飞机、火箭、原子弹、计算机等均诞生西方；另一方面，我国的现行教育体制缺乏培养学生的批判性思维、创新性思维和激发学生创造能力的活力。,中美教育哲学比较,14,14,15,15,美国中学教育出来的学生，在国际比赛中，在奥数比赛中，上不了名次，常常倒数第一、第二。近年来，有一种新看法，认为美国之所以今天经济这样成功，正是因为教育出来的中学生考试不行。中国的学生知识丰富，善于考试，但却不善于想象、发挥、批判和创造。万米赛跑和百米赛跑,结论：高知识不等于高创造,16,Sunday,May24,2020,16,李约瑟悖论？李约瑟悖论:近代科学技术为什么未起源于中国？,困惑三,为什么古代中国人发明了指南针、火药、造纸术和印刷术，工业革命却没有发端于中国？而哥伦布、麦哲伦正是依靠指南针发现了世界，用火药打开了中国的大门，用造纸术和印刷术传播了欧洲文明！李约瑟博士的话题虽然引起了全球的广泛探讨，却没有一个统一的标准答案。,造纸术,印刷术,指南针,火药,？,停留在经验的基础上，如火药在炼丹时偶然发现的，没有形成理论，不能指导我们的实践。,17,17,高经验不等于高创造！,结论,18,18,出口售价32美元,交专利费18美元,成本13美元,企业利润1美元,什么是高创造呢？,以中国出口一台DVD利润为例,19,1,800,000,000,来自美国学者的调查显示，“每销售一台iPhone，富士康仅能分到0.5%的利润，iPad为2%，美国却能分到58.5%和30%的利润。”,20,20,缺乏创新型人才是问题所在！钱学森认为:中国没有完全发展起来,一个重要原因是没有一所大学能按照培养科技发明创新人才的模式去办学,没有自己独特的创新的东西,老是冒不出杰出人才。,钱老生前在各种场合不止一次提出的问题：为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？,思考：“钱学森之问”？,大学的责任是什么？开展创新教育，培养创新型人才。,21,什么是创新型人才？就是具有创新精神和创新能力的人才。通常表现出灵活、开放、好奇的个性，具有精力充沛、坚持不懈、注意力集中、想像力丰富以及富于冒险精神等特征。创造人才能够培养吗？怎样培养创新能力呢？从创造学视角谈,22,创造学的两条基本原理是：一、创造力是人人皆有的一种潜在的自然属性，即人人都有创造力，因此都具有开发的创造潜能。在我国古代，孟子就有“人人皆尧舜”的说法，这可谓是“创造力人人皆有的”一种朴素思想。二、人们的创造力可以通过科学的教育和训练而不断被激发出来，转化为显性的创造能力，并不断得到提高。,一、创造学的两条基本原理,23,二、什么是创造？,在辞海中，“创造”一词被解释为“首创前所未有的事物”。在现代汉语辞典里，创造被解释为：“想出新方法、建立新理论、做出新的成绩或东西。”这些，是有关创造的最一般的解释。在学术界，人们对“创造”有83种表述。概括地认为：创造就是首创或改进的形形色色的事物。所谓创造，是指人们首创或改进某种思想、理论、方法、技术和产品的活动。,24,24,人们把创造活动进行了不同的分类，可以按照创造的内容将创造分为物质财富的创造、精神财富的创造和社会组织的创造等。（1）物质财富的创造主要是指创造的成果是物质领域的事物。如研究设计生产一种有形的物质产品，如桥梁、卫星等。（2）精神财富的创造主要是指创造的成果是精神领域的东西，如小说家创作一本小说、剧团导演新的话剧、画家创作一幅新作等。（3）社会组织的创造主要是指人类社会宏观和微观的为了一定目的的组织机构的创造，如不同的社会制度、不同的公司制度等。,1、创造的类型（按创造的内容分类）,25,25,还可以将创造按照创造过程的表现形式划分为科学研究、技术发明和艺术创造等。（1）科学研究科学研究是指人类科学领域的探索，利用科研手段和装备，为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验、试制等一系列的活动。科学研究为创造发明新产品和新技术提供理论依据，它的基本任务就是探索、认识未知，这一切都需要高度的创造性。科学上的创造也称发现。（科学院）1957年，李政道和杨振宁因“发现宇称原理的破坏”而被授予诺贝尔物理学奖。1976年丁肇中因“发现一类新的基本粒子”而获得诺贝尔物理学奖。,2.创造的类型（按创造的过程分类）,26,Sunday,May24,2020,26,（2）技术发明技术发明是指人类技术领域的实践，发明的成果或是提供前所未有的人工自然物模型，或是提供加工制作的新工艺、新方法。机器设备、仪表装备和各种消费用品以及有关制造工艺、生产流程和检测控制方法的创新和改造，均属于技术发明。（工程院）技术发明也同样需要高度的创造性。如2009年诺贝尔物理学奖获奖者为英国华裔科学家高锟等人。高锟获奖理由是在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”做出了突破性成就，而两位科学家的主要成就是发明了半导体成像器件电荷耦合器件（CCD）图像传感器。当然，技术上的创造也有不同层次，按创造性由低到高可分为技术革新、方案设计、发明和技术创新等。,2.创造的类型（按创造的过程分类）,27,Sunday,May24,2020,27,（3）艺术创作在艺术领域中，作家和艺术家依据丰富的生活经验，需要用创造性思维构思作品，揭示人生的哲理和美的规律，从而丰富人的精神生活。艺术领域的创造也称创作或塑造艺术形象。（社科院）如冼星海的黄河大合唱就是最具代表性的艺术创作之一。艺术创作是人类为自身审美需要而进行的精神生产活动，是一种独立的、纯粹的、高级形态的审美创造活动，它是一个复杂的过程，它通常分为生活积累、创作构思、艺术表达三个阶段。如画家列宾在涅瓦河畔路遇一群衣裳褴褛的纤夫，而一下产生创作伏尔加河上的纤夫的灵感。,2.创造的类型（按创造的过程分类）,28,Sunday,May24,2020,28,创造的主体：也称创造者，一般是指进行创造的国家、团体或个人。人们会源于各种不同原因而进行创造。想要一种新的食物而创造一种新的烹饪方法，想要一种新服装而进行服装设计，想写一本小说而进行创造性写作，想开发一种新产品而进行产品创造，想改变目前不良的组织结构而进行组织创新，想克服一个困难要创造一种新的方法，如此等等。归根到底人们的创造活动是为了满足需要的。,创造动因,3.创造的主观动因,29,创新，顾名思义，创造新的事物。广雅：“创，始也”；新，与旧相对。创新一词出现很早，如魏书有“革弊创新”，周书中有“创新改旧”。英语中Innovation(创新)这个词起源于拉丁语，它原意有三层含义：第一，更新，就是对原有的东西进行替换；第二，创造新的东西，就是创造出原来没有的东西；第三，改变，就是对原有的东西进行发展和改造。,4、创造与创新,30,在经济学中，创新概念的起源可追溯到1912年美籍经济学家熊彼特的经济发展理论。熊彼特在其著作中提出：创新是指把一种新的生产要素和生产条件的“新结合”引入生产体系。它包括五种情况，即:引入一种新产品；引入一种新的生产方法；开辟一个新的市场；获得原材料或半成品的一种新的供应来源；实现一种新的工业组织形式。熊彼特的创新概念包含的范围很广，既涉及到技术性变化的创新，也涉及到非技术性变化的组织创新。,31,3D打印技术的发明传统制造技术是“减材制造”，制造一个机械零件，需要对一整块金属原料进行加工，减除多余部分，保留有用部分，不仅浪费原材料，而且加工工艺繁琐，对于复杂形状甚至无法直接加工。如果借助3D打印，你只需要在电脑中绘制一个三维图形，按下“确定”键，稍等一会儿，一个实实在在的零件就可“打印”出来。从复杂的工业零件到日常生活中的锅碗瓢盆，只要有三维数据和相应的材料，无需借助模具或刀具，就可以被“打印”出来。,32,从总体上来说，创造与创新的共同点是二者都具有新颖性这一本质特征，创新与创造还是可以通用、互用的。但二者也有一定的差别。其差别之一是，创造比较强调过程，创新比较强调结果。例如，可以说“他创造了一种新方法，这种方法具有创新价值”。差别之二是，创造强调自身的新颖性，不一定有比较对象，而创新则强调与原有事物相比较。例如，“黑白电视机的问世体现为一种创造成果的诞生，彩色电视机的出现是对黑白电视机的创新。”,创造与创新两者之间关系,33,什么是创新（创意）？将所做的事情做得更好。怎样创新？1.有兴趣；2.提问题；3.敢于否定别人的意见或答案。,我跟所有人一样,开始榜样是盖茨、李嘉诚，后来发现他们不是我的榜样，没法学习，太大太强。真正的榜样一定在你附近，你做小饭馆，榜样就是斜对面的小饭馆。（BY马云）,1创新能力（创造力）的含义创造力是指每个正常人或群体在支持的环境下运用已知的信息，发现新问题，并对问题寻求答案，以及产生出某种新颖而独特、有社会价值或个人价值的物质或精神产品的能力。也可以通俗地解释为发现和解决新问题、提出新设想、创造新事物的能力。,四、什么是创新能力？,创造力开发开发（全脑模式）,全脑是人性及3Q的表现：会做事做人还敢作梦IQ+EQ+CQ3QIQ(智商)、EQ(情商)和CQ(创商)也就是有智慧、有情意，还要有创意。IQ讲的是聪明才智，对知识，理解，记忆，推理，以及判断的能力EQ说的是情感的天地，包括知己励己律己知人睦人，重点是情感的调适与人际关系CQ说的是创意思考,左脑右脑都是创意脑！,赫曼模型：认识大脑优势所造成的A、B、C、D四种思维类型，并藉由了解自已思考模式的偏好，发挥长处、强化短处成为一个能够全脑思维的人。,A理性思維,D概念思維,B细节思维,C感性思维,关羽,张飞,刘备,诸葛亮,适合不同思维模式之工作内容,左脑,右脑,A,C,B,D,38,构建“三基、三创、三新、三动”的创新创业教育体系，提高大学生创新能力“三基”：创新的基础是提出问题、相关的知识储备和必要的物质条件；“三创”：创新的过程是从创意、到创新、再创业的全过程；“三新”：指新想法，新产品和新企业；“三动”：指动脑思考，动手参与和动脚走向社会和市场。,39,我国学者根据创造力与智能的密切关系，提出了如右图所示创造力要素构成图。,隐性知识,创造力的构成,美国创造心理学家格林提出创造力由10个要素构成。即知识、自学能力、好奇心、观察力、记忆力、客观性、怀疑态度、专心致志、恒心、毅力等。我国学者提出一个创造力的表达公式：创造力=K创造性知识量2式中K为一个常量，在式中亦可视为个体的潜在创造力；式中的创造性，主要包括创造者的创造性人格、创造性思维及其所掌握的创造原理和方法的总和。该公式又可表示为：创造力=K(创造人格+创造性思维+批判性思维+创新方法)知识量2,怎样提高创造力？,41,创造性人格,爱迪生发明电灯泡,爱迪生具有很强的创造性人格,创造性人格特征,求知欲强；想象力丰富；强烈的好奇心；自信；兴趣浓厚；坚忍不拔的毅力,非智力因素,爱迪生的创新能力：上学三个月，好奇心，自学能力，创造人格爱迪生试验了1600多种耐热材料和6000种植物纤维，碳丝，45个小时非智力因素起作用,42,五、什么是创造性思维？,1、思维的概念如果将“思维”两字分开来看，“思”字可以从字面上解释为“想”或“思考”，“维”字可以从字面上解释为“序”或“方向”。据此，从字面上来解释，“思维”就是按一定顺序去想，或者是沿着一定方向去思考。,一个成功者和一个失败者之间的差别，并不在于知识和经验，而在于思维方式！美国哈佛大学校长陆登庭,43,2、思维的种类,44,45,46,46,从广义上看，所谓创造性思维是创造者利用已掌握的知识和经验，从某些事物中寻找新关系、新答案，创造新成果的高级的、综合的、复杂的思维活动。第一层涵义是创造性思维的基础是创造者已掌握的知识和经验；第二层涵义是创造性思维的结果是创新，即需要从某些事物中寻找新关系、新答案、创造出新成果；第三层涵义是创造性思维是一种高级的、综合的、复杂的思维活动。,3、创造性思维涵义目前学术界对此尚无统一论定。各方专家已从不同的角度，不同的理解对其有很多的提法和阐释。,47,球童捡球卖给球场雇小伙伴捡球，回收，卖给球场将球分类，卖个更高价钱出租高尔夫球被举报、歇业捡高档次的球免费送给球手结识了很多成功人士提供帮助世界首富,他常说：“做什么并不重要，重要的是怎么做，要自发地培养用不同思维、不同办法做事的习惯。”哪怕是做同一件事，当你发现用不同方法把它越做越好时，你的收获已远大过事情本身。,案例,巴菲特的创新术,48,24个人排成6列，要求每5个人为列，请问该怎么排列好呢?,请栽4棵树,每棵都和其他3个距离相等,怎么栽?在不占用现有道路、不影响通行的情况下，发明一种能够在地面上行走的交通工具。,给你6根火柴，怎样拼成4个三角形?,北京立体快速巴士获得交通类最佳发明,49,49,案例自动摘收番茄问题的解决,农业机械化20世初在发达国家就已经实现。然而，能自动摘收番茄的机器始终是可望而不可及。主要是因为番茄的皮太柔嫩，任何机械都可能抓得过紧而将番茄夹碎。那么，怎样才能实现自动摘收番茄呢?解决这个问题有不同的思维方式。,案例自动摘收番茄问题,第一种方式是致力于研究控制机器的抓力，使其既能抓住番茄又不会将番茄夹碎。但是始终未能成功。第二种方式则是采用了一种从问题的源头解决的办法。即研究如何才能培育出韧性十足、能够承受机器夹摘力的番茄，沿此思路人们成功研制出一种“硬皮番茄”。,51,案例圆珠笔漏油问题,圆珠笔是一种使用很方便的书写工具。它是1938年匈牙利人拉奥丁拜罗发明的，拜罗圆珠笔专利采用的是活塞式笔芯。由于有油墨经常外漏的缺点，曾风行一时的“拜罗笔”在20世纪40年代几乎被消费者所抛弃。,52,案例圆珠笔漏油问题的解决,第一种方式是从分析圆珠笔漏油的原因入手去寻找解决的办法。采用增加圆珠的耐磨性来解决，如用耐磨性能好的宝石和不锈钢材料制造圆珠。此方式的结果并不令人满意。第二种方式是从控制油量方面寻找解决的办法。1950年，日本发明家中田藤三郎发现，圆珠笔一般写到2万个字就漏油，于是产生奇妙的构想，即控制圆珠笔的油量，使之写到15000字左右刚好写完，再换新的笔芯。,53,面对同一个问题，人们采取不同的思维方式，去寻求解决问题的方法。,两例中的前者是大多数人所习惯使用的思维方式；即利用现有信息进行分析、综合、判断、推理而产生解决办法，即将所需解决的问题与头脑中已储存的过去曾经用过的问题作比较，以寻找解决问题的办法，其本质是通过学习、记忆和记忆迁移的方式去思考问题。这种思维被称为再现性思维，也称为习惯性思维。两例中的后者是在已有经验的基础上，寻找另外的途径，从某些事实中探求新思路、发现新关系、创造新方法以解决问题，这就是创造性思维。,两个案例的比较,人们为什么会按习惯性思维解决问题？,54,这是一个坐标轴。首先以坐标轴的零点为中心，画一个正方型。如图所示：,游戏：图形游戏,55,然后，分别在第一、二、三象限距正方形中心1/2处，再画一个正方形。如图红线所示：,56,将小正方形和坐标轴所围成的面积涂上阴影。（如图，红色部分）下面，请将第一项限中非阴影部分的面积用一条直线分为两个部分。要求：被分割出来的图形面积相等，形状相同。（时间5秒）,57,正确答案如图所示OK，现在将第二项限中非阴影部分的面积用两条直线分为三个部分。要求：被分割出来的图形面积相等，形状相同。（时间10秒）,58,正确答案如图所示OK，现在将第三项限中非阴影部分的面积分为四个部分。要求：被分割出来的图形面积相等，形状相同。（时间1分钟）,59,正确答案如图所示OK，现在将第四象限中非阴影部分的面积分为七个部分。要求：被分割出来的图形面积相等，形状相同。（时间3分钟）,60,正确答案如图所示,61,明明很简单的问题，为什么变得难解决了？,我们为什么会把简单的事情复杂化？,人的思维定势有多可怕？,请思考：,62,“思”就是思考，“维”就是方向或次序，也可以理解为沿着一定方向、按照一定次序的思考。客观事物是复杂的，而人的大脑思维有一个特点，就是一旦沿着一定方向、按照一定次序思考，久而久之，就形成了一种惯性。遇到类似的问题或表面看起来相同的问题，不由自主地还是沿着上次思考的方向或次序去解决。叫“思维惯性”。多次以这种惯性思维来对待客观事物，就形成了非常固定的思维模式，我们就叫做“思维定势”。思维惯性和思维定势合起来，称为“思维障碍”。显然，思维障碍阻碍了我们创造性地解决问题，对于创新是非常不利的。我们要进行创新思维，首先必须突破思维障碍。,4、什么是思维定式、障碍？,63,从中选一位来造福全世界,A笃信巫医和占卜家有两个情妇有多年的吸烟史，而且嗜好马提尼酒B曾经两次被赶出办公室每天要到中午才肯起床读大学时曾经吸食鸦片每晚都要喝一夸脱（大约一公升）的白兰地C曾是国家的战斗英雄保持着素食习惯从不吸烟，只偶尔来点啤酒年轻时没有做过什么违法的事,A.富兰克林罗斯福,B.温斯顿丘吉尔,C.阿道夫希特勒,看人不要简单化、公式化！,64,中国人的守旧思维,“白日做梦”、异想开天,万户的白日梦,莱特兄弟的白日梦,65,常见思维障碍,习惯性思维障碍直线型思维障碍权威型思维障碍从众型思维障碍书本型思维障碍经验型思维障碍自我中心型思维障碍自卑型思维障碍麻木型思维障碍偏执型思维障碍,66,思维障碍阻碍了我们创造性地解决问题，对于创新是非常不利的。我们要进行创新思维，首先必须突破思维障碍。,人的思维活动不仅有方向，有次序，还有起点。在起点上，就有切入的角度。实际上，对于创新活动来说，这个起点和切入的角度非常重要。我们把思维开始时的切入角度，就叫做思维视角。转换思维视角、突破思维障碍。,问题,5、怎样培养创造性思维？,（1）转换思维视角、突破思维障碍。,67,一位缺衣少食、无依无靠的妇女，无意救了一个妖怪，妖怪要报答她，让她提三个心愿，但是有一个条件：无论提什么要求，她的仇人将得到她所要的东西的一倍。让我吓的半死。常规视角：什么好处只对这位妇女有利，而对仇人不利转换视角：什么坏处对这位妇女不利，对仇人更不利。人们观察问题的角度就是视角。,转换思维视角案例,要了一笔钱要了一栋房子；要什么？还报了仇,68,（2）培养发散思维,发散思维能力的强弱决定了创新思维能力的强弱。具有流畅性、变通性和独特性三大特点。例如，在回答“红砖头有什么用”A说可以造房子、造围墙、造猪圈、造羊圈、造狗窝、造鸡窝、造兔窝、造鸭窝、铺路、造台阶等，而B说可以造房子、铺路、练气功、练举重、做涂料、写字、做武器、下象棋、防台风和放在汽车轮下防滑等。比较而言，B所涉及的类别较多，A只局限于做建筑材料，故B的发散思维变通性比A强。若有人说“红砖头可以当作多米诺骨牌，作为比赛用具”而与众不同，可以认为该人发散思维独特性较强。,相对收敛思维,大多数人在解决问题时，只要想出一个方法，就停止思考。尽管可能还有其他更好的办法。第一个并不总是最好的，但很多人就此停步，白白放弃了创新的机会。,Think资本公司的合伙创始人蒂姆哈德逊在他的书不换思想就换人中也提到了这点。在他看来，解决问题有三种境界：,第一种境界是轻易满足于已找到的解决办法，就此停步；第二种境界是继续探索，直到找到更好、仍欠创意的方法；第三种境界是不懈努力，直到发现新颖、高效的解决方案，这是最高也最难达到的境界。,70,（3）开发逆向思维,司马光砸缸,愚公移山,给寺庙推销梳子,相对正向思维,71,电影非诚勿扰二,离经叛道举办离婚典礼,人生告别会笑中带泪,新西兰动物园创意大逆转游客进笼“示众”狮群好奇围观,73,发电机的诞生：电能生磁电动机；磁能生电发电机洗衣机的脱水缸的软转轴是软的。脱水缸颤抖、噪音加粗转轴、加硬转轴弃硬换软高速旋转时，却非常平稳，脱水效果很好。电解化学的诞生1800年，意大利物理学家伏特发明了伏特电池，第一次将化学能转换成电能。英国化学家戴维想，电能是否也可以“反过来”转化为化学能呢?他做了电解化学的实验而获得成功。他通过电解各种物质，他一人竟发现了7种元素。,逆向思维案例,依托高精度三维数字扫描系统的逆向工程，结合CAD/CAM/CAPP/RP（快速成型）技术是当前产品设计研发的全新技术之一。涵盖的产业有：汽车业、电子通讯业、玩具业、模具业、家电业、运动器材业、五金业等。制造的产品有：汽车模具外盖件、手机外壳、电器外型、耳机、玩具、文化用品等。这些逆向工程技术都大大的节省了产品开发的时间和成本。,逆向工程,传统设计思想：图纸设计改进设计新的产品逆向工程技术改变了传统的设计思维方向产品图纸改进设计新的产品通过采用逆向思维方式进行设计，缩短了产品的研究周期，减少了产品的研究经费，为推动科学技术的发展提供了有力的支持。,75,有一家公司新搬入一幢摩天大楼，不久就遇到了一个难题。由于当初楼内安装的电梯过少，员工上下班时经常要等很长时间，为此怨声不断。公司老总于是把各部门负责人召集到一起，请大家出谋划策解决电梯不足的问题。经过一番讨论，大家提出了4种解决方案：第一种：提高电梯上下速度；或者在上下班高峰时段，让电梯只在人多的楼层停。第二种：各部门上下班时间错开，减少电梯同时使用几率。第三种：装一部新电梯。第四种：在所有的电梯门口装上镜子。如果是你，会想到哪种方案？这几种方案有什么不同？,先来看下面一个案例：,（4）培养横向思维,？,相对纵向思维,76,如果你想出的是第一、第二或第三种，那么你的思维方式是属于垂直型或传统型的，属于纵向思维。如果你提出的是第四种，那么你的思维方式是水平型的，属于横向思维。纵向思维是一种常规的思考方式，是一种逻辑思维。它是直上直下地思考，解决问题严密但过于狭隘。横向思维是指接收和利用其他事物的功能,特征和性质的启发而产生新思想的思维方式，是一种提高创造力的系统性的手段。它能抛开思维定势，打开一片新的思维空间。,77,请做一个练习：,看到电脑你会想到什么？请写出与电脑相关的词语。,78,蓝色：纵向思维的信号同一家族,电脑,红色：放射性思维的信号实现突破，将想象拉开,绿色：横向思维的信号旁系亲属,79,形象思维是指以具体的形象或图像为思维内容的思维形态，它是人的一种本能思维，每个人从一出生就会以形象思维方式考虑问题。形象思维包括想象思维、联想思维、直觉思维、灵感思维。随着思维的成熟和后天的教育，人们的思维方式才逐渐由形象思维（具体）向抽象思维过渡，并最终由抽象思维取代形象思维的主要地位。但是并不是说形象思维不重要，科学家研究表明，抽象思维到一定程度，尤其是在极度抽象的高、精、尖领域，形象思维的作用更是不可替代的。可惜的是我们的教育只注重抽象思维的培养而忽视了形象思维的训练，导致我们学生形象思维很差。,（5）唤醒形象思维,80,案例冰雪融化之后是什么？案例胰岛素的发现1923年的诺贝尔医学奖颁给了加拿大医生班丁，原因是他和助手一起发现了能控制糖尿病的胰岛素。他的这个发现源于他的一个想象。他在研究中发现糖尿病患者的胰腺暗点比正常人要小的多，于是他就想，这会不会是患者体内糖分成倍增长形成糖尿病的原因呢?,81,乔布斯的创造性思维,奥巴马说：“乔布斯是美国最伟大的创新者之一，思考敢于不同，大胆得足以相信自己可以改变世界，而且聪明得可以做到这一点。”看看乔布斯的人生轨迹，就不难发现一个奇异的现象，个人计算机不是他发明的，MP3播放器不是他发明的，平板电脑不是他发明的，智能手机也不是他发明的，而在这些领域被人们追捧的却是苹果的Mac、iPod、iPad、iPhone。iPhone现象揭示了乔布斯的创新思维非凡的想象力，是科学、艺术的完美结合，发明了如何将互联网、手机、电影、音乐融为一“机”，发现了如何使这样的机器与人保持须臾不分。,82,如果在你的家乡投资建一座核电厂，你会支持还是反对？如果学校出于对安全考虑要对每一位学生进行安全检查，你会高兴还是愤怒？无数专家都说股市要跌、房价要涨，或者激烈地唱着反调，你相信谁？质疑谁？结论是唯一的吗？所有这些问题背后，你自己的观点是什么？你的理由是什么？有确凿的证据来证实吗？,（6）培养批判性思维,83,在一个被泛滥信息包围的时代，假如你想成为一个拥有能力说出：我认为真相是,报纸上说,亲友们说,网络上说,专家们说,电视上说,84,每天都有人试图改变你的认识与信念,主动形成自己观点,被动接受别人观点,85,什么是批判性思维“批判的”（critical）源于希腊文kriticos（提问、理解某物的意义和有能力分析，即“辨明或判断的能力”），该词暗示“基于标准的有辨识能力的判断”。批判性思维（criticalthinking），意味着利用恰当的评估标准确定某物的真实价值，以明确形成有充分根据的判断。,86,改变思维方式,87,学习批判性思维的五项准备,学习新的批判性思维技巧，需要反复练习、不停实践，才能逐步养成批判性思维的习惯。,88,一、正确提问的益处二、论题与结论三、理由是什么？四、哪些词句有歧义？五、什么是价值观假设？六、推理谬误七、证据的可靠性八、是否存在干扰性原因？九、统计数据的骗局十、小心别人故意遗漏了哪些重要信息？十一、什么结论可能是最合理的？,怎样培养批判性思维？,89,创新过程可以看成一个渐变与突变相结合的变革过程；因此，创新在构成上不可能是单一的思维形式，而是若干具有创造功能的思维形式的集成。,创新过程既然是有一定运行机制的多元综合系统，人们就可以通过对创新实践的研究，概括出创新的运行规律，以便对创新全过程有一个清晰的把握。,（7）创新过程,具有突变功能的非逻辑思维形式,90,英国心理学家沃勒斯提出的“准备酝酿明朗验证”的四阶段模式,91,所谓问题，是指对事物产生的疑问、要求回答或需要解释的题目。从对象看：自己懂、知，而别人不懂、不知的是问题；自己不懂、不理解、有不同看法的也是问题。从内容看：包括对书本里、生活中、社会上等一切的一切的提问和质疑。,什么是问题？,93,这种笨问题最常在电视新闻上看到。你会看到记者把麦克风堵到选手的面前，问：或是：“老板娘，开出大乐透的头奖，你有没有很开心？”“妹妹，爸爸妈妈被火烧死，你会不会难过？”“女儿被马踢，你会不会心疼？”什么人容易问这种笨问题？这还用问？当然是笨蛋。,笨问题：如果问题只能有一个答案，没有其他的可能性。,问对问题就会找到答案，问笨问题的人就是笨蛋。,“今天的两支全垒打都是你打的？”“是。”“打出两支全垒打，高不高兴？”“高兴。”,94,发明实例1：信用卡的诞生,来源于问题：银行家拉尔夫夏德尔就餐忘带钱包不能付款。,信用卡起源于20世纪20年代的美国，石油公司允许顾客凭卡购买汽油并且以后付账，没有流行起来。,95,二战期间，有一个美国人埃德文H兰德正在给他的小女儿拍照，小女儿问父亲他们为什么必须等很长时间才能看到照片。女儿直率的问题让他开始认真考虑。他是这样思考的：如果一位顾客买了一条裤子，一辆车，或者其他的商品，他当然希望买到商品后立刻就能用。那么照相机为什么就不一样呢？能否在一个很小的封闭空间内用几秒钟洗出相片呢？而不必在专业的暗房里花费数小时时间。1948年11月26日，第一架60秒拍立得照相机在波士顿上市销售。,问题：为什么必须等很长时间才能看到照片？,发明实例2：拍立得相机的诞生,卡尔逊在纽约专利办公室的工作需要重复打印、复制大量重要文件，这份劳民伤财的苦差事，刺激了卡尔逊，他立志要发明一种设备，只要轻轻一按，就可以将文件复印下来。他非常清楚，如果常规的摄影技术可以应用在日常的文件复制中，那些大公司肯定早就开发出这样的办公设备了。所以他故意避开传统照相技术，在实验室中寻找一切可以应用的其他技术。很快，他就把精力倾注到光电学和光电导性方面。发明了静电复印机。,发明实例3：复印机的诞生,问题：用机器代替重复人工劳动打印？,97,第一个研究发明自动电话的人是一个名叫阿尔蒙.B.史端乔的美国人，他是美国堪萨斯城一家殡仪馆的老板。他发觉，电话局的话务员不知是有意还是无意，常常把他的生意电话接到他的竞争者那里，使他的多笔生意因此丢掉。为此他大力恼火，发誓要发明一种不要话务员接线的自动接线设备。从1889年到1891年，他潜心研究一种能自动接线的交换机，结果他成功了。,发明实例4：自动交换机的发明,问题：不要话务员接线的自动接线设备？,98,问题与创意的关系需求（问题）是发明之母需求（问题）导致创意的机会一些人可能忽视他们一些人可能看到这是个问题但是发明者看到的不只是问题而是机会,那么，我们为什么看不到问题呢？,缺乏好奇心,作业：让学生找问题,99,100,101,调研，需求分析,102,孵化期,103,突破思维框架,104,顿悟期,产生灵感,105,106,107,灵感,汗水,108,汗水+灵感,109,110,111,112,创意,创新,筛选,113,114,创新方法定义,创新方法是创造学家根据创造性思维发展规律和大量成功的创造与创新的实例总结出来的一些原理、技巧和方法。,良好的方法能使我们更好地发挥天赋的才能,而笨拙的方法则可能阻碍才能的发挥。,最有用的知识是关于方法的知识。,贝尔纳,笛卡儿,六、什么是创新方法？,115,对于马车我们有很多东西可以研究，比如研究马的育种、饲养、驯服等等；又如研究轱辘、研究车体结构等等。局限在牵引式思维的思路下，成果再好也不能超出马跑的速度。跳出传统的牵引式思维方式，通过不断创新就有了蒸汽机、火车、飞机、轮船、宇宙飞船等的发明。,案例：交通工具的发明,传统的牵引式思维创新方式,驱动式的思维创新方式,116,中国很早就发现了勾三股四弦五，“商高定律”但是中国人没有总结出来a2+b2=c2这样一个定理（毕达哥拉斯定律）中国很早就发明了火药，但是中国没有制造出现代武器，八国联军拿着我们的发明创造敲开了中国大门；中国很早就发明了指南针，但是中国没有成为海洋大国。,中国是文明古国，曾经为世界科学技术的发展起到了重要的推动作用。但是，如果用创新方法的思想进行反思，就会发现一些问题。,为什么？,117,我国近代教育家蔡元培在评价当时中国的科技状况时说：“中国没有科学的原因在于没有科学的方法”。,还停留在经验的基础上。,118,自近代科学产生，尤其进入20世纪以来，思维、方法和工具的创新与重大科学发现之间的关系更加密切。据统计，从1901年诺贝尔奖设立以来，大约有60%70%是由于科学观念、思维、方法和手段上的创新而取得的。例如，1924年哈勃望远镜的发明与应用揭开了人类对星系研究的序幕，为人类的宇宙观带来新的革命；1941年，“分配色层分析法”的发明，解决了青霉素提纯的关键问题，使医学进入了抗生素防治疾病的新时代上世纪70年代，我国科学家袁隆平提出了将杂交优势用于水稻育种的新思想，并创立了水稻育种的三系配套方法，从而实现了杂交水稻的历史性突破。,119,第一阶段：尝试法如神农氏尝百草，日中70毒第二阶段：试错法如爱迪生在发明灯泡的过程中，曾试用了上千种材料，经历过无数次失败。第三阶段：头脑风暴法它是通过学科交叉，解决创新问题，是多学科方法的集成。,创新方法的三个阶段,120,自主创新，方法先行。创新方法的突破是科技发展和社会进步的重要基础和保证，这已为世界科技史所证明。据统计，从1901年诺贝尔奖设立以来，大约有60%70%的奖项是因科学观念和思路、方法与手段的创新而取得的。在实践创新方法上，中国人是领先的。有充分证据表明，数千年前萃智的萌芽已经产生，我们的祖先早已在生产和生活中大量应用创新思维和方法来解决实际问题，做出了无数在世界领先的发明创造，无意中实践了阿奇舒勒在数千年后才提出的创新原理和法则。在总结创新方法上，中国人是落后的。尽管我们的祖先无数次地实践了创新的方法，但遗憾的是，一直没有中国人把创新的方法明确而系统地总结出来。直到20世纪40年代，这个任务历史性地落到了前苏联发明家阿奇舒勒的肩上。,121,122,123,我们要掌握创新方法。目前创新方法虽然多达数百种。传统创新方法可以分为五大类：智力激励型创新方法设问型创新方法列举型创新方法组分型创新方法类比型创新方法新方法：TRIZ理论,124,倘若你有一个苹果，我也有一个苹果，而我们彼此交换这些苹果，那么，你和我仍然只有一个苹果。但是，倘若你有一种思想，我也有一种思想，而我扪彼此交流这种思想，那么我们每个人将各有两种思想。(英)肖伯纳,（1）头脑风暴法,125,案例,第一，自由思考。第二，延迟评判。第三，以量求质。第四，结合改善（互相启发）。按照这种会议规则，大家七嘴八舌地议论开来。有人提出设计一种专用的电线清雪机；有人想到用电热来化解冰雪；也有人建议用振荡技术来清除积雪；还有人提出能否带上几把大扫帚，乘坐直升机去扫电线上的积雪。对于这种“坐飞机扫雪”的设想，大家心里尽管觉得滑稽可笑，但在会上也无人提出批评。,有一年，美国北方格外严寒，大雪纷飞，电线上积满冰雪，大跨度的电线常被积雪压断，严重影响通信。过去，许多人试图解决这一问题，但都未能如愿以偿。后来，电信公司经理召开了座谈会，参加会议的是不同专业的技术人员，要求他们必须遵守以下原则：,126,相反，有一工程师在百思不得其解时，听到用飞机扫雪的想法后，大脑突然受到冲击，一种简单可行且高效率的清雪方法冒了出来。他想，每当大雪过后，出动直升机沿积雪严重的电线飞行，依靠高速旋转的螺旋桨即可将电线上的积雪迅速扇落。他马上提出“用直升机扇雪”的新设想，顿时又引起其他与会者的联想，有关用飞机除雪的主意一下子又多了七八条。不到一小时，与会的10名技术人员共提出90多条新设想。,127,发明千千万，起点是一问；智者问得巧，愚者问得笨。陶行知创新源于实践，始于问题。“问题”正是创造的源泉和起点，是激发思想火花的导火线。要发明首先要学会设问，善于设问。实践证明能发现问题与提出问题就等于取得了成功的一半。设问法中最为典型的技法是奥斯本检核表法，较常用的引申技法有5W1H法、和田十二法、系统提问法。,（2）设问型创新方法,128,奥斯本的检核表,129,案例：幻灯机创新检核表,130,列举法是在美国内布拉斯加大学教授克劳福特创造的属性列举法基础上形成的，是具体运用发散性思维来克服思维定势的一种创造技法。该技法人为地按某种规律列举出创造对象的要素分别加以分析研究，以探求创造的落脚点和方案。列举法的要点是将研究对象的特点、缺点、希望点罗列出来，提出改进措施，形成有独创性的设想。按照所列举对象的不同，列举法可以分为属性列举法、缺点列举法、希望点列举法、成对列举法和综合列举法。,（3）列举型创新方法,131,缺点列举法就是通过发现、发掘事物的缺陷，把它的具体缺点一一列举出来，然后，针对这些缺点，设想改革方案，进行创造发明。为什么事物总是有缺点呢？（1）局限性；（2）时间性。,132,洗衣机不能洗地瓜,猫眼不能移动,不干胶贴、雪花呢、吸墨纸、王致和臭豆腐、塑料薄膜管道,海尔地瓜洗瓜机,活动猫眼的发明,案例：缺点列举法流程图,海尔能洗地瓜和土豆的洗衣机,荷兰航空在华采购20吨地沟油提炼航空燃油,133,类比法是根据两个或两类对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同的一种思维形式和逻辑方法。类比推理的基本模式为：A对象中有a,b,c,d,B对象中有a,b,c,那么，B对象中可能有d。李四光推断松辽平原有石油我国著名的地质学家李四光在对我国地质结构的长期考察的基础上，发现东北松辽平原的地质构造与中亚细亚的地质构造很相似。中亚细亚有大量的石油蕴藏，于是，他推断松辽平原也可能蕴藏大量石油，经过勘探，发现了大庆油田。,（4）类比型创新方法,134,案例蚂蚁寻食与新电脑计算法,135,遗传算法,PSO算法,蹲式起跑方式,136,类比型创新方法是一种主要的创新方法，古往今来，人类利用这一方法发明创造了无数的生活用品、生产工具、科学仪器等。在科学领域，1678年荷兰物理学家惠更斯将光和声进行类比，从而提出了光的波动说。德国物理学家欧姆把关于电的研究和法国科学家傅立叶关于热的研究加以类比，建立了欧姆定律。在技术领域，20世纪40年代美国数学家维纳等人，通过类比，把人的行为、目的等引入机器，又把通讯工程的信息和自动控制工程的反馈概念引进活的有机体，创立了控制论。日本的创造学先驱之一市川龟久弥曾感慨地说：现代创造理论的主流似乎正在出现类比论的全盛时期。比如医生詹纳发现“种牛痘”可以预防天花，是受到挤牛奶女工感染牛痘而不患天花的启示。,类比法在科学技术领域起十分重要的作用,137,组合法是一种以综合分析为基础，并按照一定的原理或规则对现有的事物或系统进行有效的综合，从而获得新事物、新系统的创新方法。中国古代的“龙”就是以蛇为主体，结合兽脚、马头、鹿角、鱼鳞等其他特征的超现实想象。人面狮身的斯芬克斯和传说中的美人鱼都是人类组合思维的杰作。组合法典型技法：形态分析法。引申技法：信息交合法、焦点法、主体附加法、分解法。,（5）组分型创新方法,138,139,案例神奇的CT,140,141,组合法中的经典方法是形态分析法，是美籍瑞士科学家茨维基于1942年提出的。第二次世界大战期间，美国情报部门探听到德国正在研制一种新型巡航导弹，但费尽心机也难以获得有关技术情报。然而，火箭专家兹维基博士却在自己的研究室里，轻而易举地搜索出法西斯德国正在研制并严加保密的乃是带脉冲发动机的巡航导弹。,142,在研制过程中，茨维基在当时可能的技术水平上，分析了火箭的各主要组成要素及其可能具有的各种形态。,茨维基利用排列组合的原理，在1周