第三讲创造性设计

第三讲创造性设计第1页，课件共16页，创作于2023年2月HarbinEngineeringUniversity创造性设计创造性设计创造性思维方法逻辑、类比、矛盾创造性思维习题，寻求体验让学生考虑学校生活中某一产品、某一方面的做法，强调树立创新意识第2页，课件共16页，创作于2023年2月第1节概述1.创造性定义2.创造性成果具有社会价值

3.创造性过程的特殊性

第3页，课件共16页，创作于2023年2月1.常规性思维与创造性思维1）常规思维主要特点：(1)常规性(2)单向性(3)单一性(4)逻辑性

2）创造性思维主要特点：(1)独特性(2)多向发散性(3)连动性(4)非逻辑性(5)综合性第2节创造性思维分析第4页，课件共16页，创作于2023年2月2.发散性思维与收敛性思维

1）发散性思维特征：（1）流畅性（2）变通性（3）独特性思维方式：（1）多向思维：发散思维的重要方式，要求尽可能多的方面来考虑问题。例1：例2：（2）逆向思维：一种从相反方向考虑问题的思维方式例1：例2：例3：（3）侧向思维：跳出本领域，与其它学科交叉，而从其它领域得到启发。例1：例2：第5页，课件共16页，创作于2023年2月2）收敛性思维（定向思维、集中思维）把发散思维引向目标，运用推理等方法获得最佳结果。（引导程序）来自各方面的知识都指向同一问题，通过相关知识和不同方案的分析、比较、综合推理，从中找出答案。3）关系发散性思维与收敛性思维是思维活动中对立统一的两种具体形式，对设计人员来讲“一发而不可收”，“钻牛角尖”都是有害的。适当掌握发散与收敛的尺度。考虑该做什么？怎么做？评价各种构思，对比与目标的接近程度。第6页，课件共16页，创作于2023年2月第3节创造性技法1.创造性设计的三个思维模式1）逻辑型创新构思2）类比型创新构思3）矛盾型创新构思2.逻辑型创新构思系统地进行自觉思考、按照形式逻辑，由此及彼，连动思维。1）逻辑思维（1）纵向连动思维：由表及里，引向深入。（2）横向思维：联系相似或相关事务，向相关领域移植。例：（3）逆向思维：从相反方向另辟蹊径。例1：例2：例3：

第7页，课件共16页，创作于2023年2月2）逻辑思维要搞清楚的问题（1）事物的显性质和常规功能（2）概念的隶属关系（3）事物的潜性质和非常规功能3）逻辑型创新构思的工作程序（1）工作程序

①明确任务要求，即功能要求，约束条件。（设计的出发点）②抽象化，从一般科学技术原理上寻求更广泛有创新价值的解（普遍性）③从一般原理转向寻求结构解答（个体性-特殊性）这一过程简述：功能要求-科技原理-结构（2）两个层次的问题举例1：举例2：第8页，课件共16页，创作于2023年2月4）组合创新法1）组合方式（1）主体附和例：（2）异类组合例：（3）同物组合例：（4）重组组合例：（5）分解例：2）相似变换（1）放大（2）缩小3）置换（1）形态变换例：（2）材料变换例：第9页，课件共16页，创作于2023年2月（3）逆反变换：运动关系的变换例1：车床-立式、卧式例2：工作台带工件转动-刀具转动例3：振荡式压路机通常依靠自身重量和机身的振荡增强碾压效果，图a所示的方案中机身沿垂直方向振荡，振荡对驾驶员的影响较大。图b所示方案将机身的振荡改在水平方向，既减小了震荡对驾驶员的影响，又增强了碾压效果。第10页，课件共16页，创作于2023年2月3.类比型创新构思系统地进行自觉思考、按照形式逻辑，由此及彼，连动思维。1）事物的相似关系

2）类比型创新思维的过程（1）明确设计任务的各项要求（特殊性）（2）联系各种“类比模型”（个体性）（3）探索类比模型的科技原理（普遍性）（4）构思初步方案3）从原理和功能方面进行类比例：4）类比推理形式逻辑的推理形式：演绎推理、归纳推理和类比推理。类比推理：是指由某些食物具有某种特质，而推论类似的事物可能具有同样的特质。即：

第11页，课件共16页，创作于2023年2月（1）形式类比：根据形式上的相似进行类比例：物理学家欧姆将电与热从流动特征考虑进行直接类比，把电势比作温度，把电流总量比作一定的热量，终了首先提出了著名的欧姆定律。（2）因果类比：根据一事物的因果关系推出另一事物的因果关系的思维方法，称为因果类比法。例：某药品公司通过研究发现，牛黄生成的机理是因为混进胆囊内的异物刺激胆囊分泌物增多，日积月累形成胆结石。他们联想到河蚌育珠的过程，由此作因果类比，在牛的胆囊内植入异物，果然形成胆结石——牛黄。（3）结构类比例：从锯齿状草叶到锯子。例：苍蝇和蜻蜓是复眼结构，即在每一个小六角形的单眼中，都有一小块可单独成像的角膜。在复眼前边，即使只放一个目标，但通过一块块小角膜，看到的却是许多个相同的影像。人们仿照这种结构，把许多光学小透镜排列组合起来，制成复眼透镜照相机，一次就可拍出许多张相同的影像。例：加入发泡剂的合成树脂，其中充满微小孔洞，具有省料、轻巧、隔热、隔音等良好性能。运用因果类比，联想到在水泥中加入发泡剂，结果发明了一种具有同样优良性能的新型建筑材料——汽泡混凝土。（4）作业：设计一种连续分离非金属颗粒与非磁性金属颗粒（如：铜、银）的装置？

第12页，课件共16页，创作于2023年2月4）类比创新技法（1）触发词法：回忆一系列相近的动词，从而触发头脑。例：（2）移情法：把设计者包括在设计项目之中，进入角色，从亲身体验中，悟出前所未有的思想。（3）仿生法：对生物的运动、结构、原理等进行模仿创新，只是近似的。例：3.矛盾型创新构思1）矛盾问题

2）矛盾型创新思维的导向程序（1）揭示矛盾（2）查明物理矛盾（3）探索理想事物（4）解决矛盾：采取介开、置换、利用中介等措施寻找变换条件，解决这些冲突，整个思路的核心是分析矛盾，寻找转化条件。

第13页，课件共16页，创作于2023年2月3）解决矛盾的方法（1）分开①在空间上分开②在时间上分开③利用过渡状态（2）置换①事物置换②数量置换③性质置换（3）利用中介4.解决矛盾方法举例（1）分开例1：预应力钢丝，加热到700以下，性能下降-加辅助钢棒，利用过渡状态。例2：研究高温、高压下，腐蚀性液体对合金块表面的作用。常规：腐蚀性液体充满容器-容器材料需要更昂贵的金属来制造。第一步：矛盾分析：矛盾冲突在（合金块-液体、液体-合金块）第二步：明显的物理矛盾：接触-腐蚀第三步：理想体系：液体对合金块，对容器不存在腐蚀第四步：实验液体要不断作用于试块，故不可分开，该矛盾只能想办法将冲突在空间上分开。

第14页，课件共16页，创作于2023年2月第五步：方案选择：把合金块制成“杯子”形状内盛腐蚀液体，容器与杯子就不接触了。例3：回水弯-从时间上分开（2）置换物元变换是物元分析的重要组成部分。三个基本元素：事物M、事物特征C、关于事物特征的量值X，记作：R=（M，C，X），对给定物元的某些要素进行变换，称为物元变换。例：曹冲称象：物元大象可描述成（大象、重量、X斤）物元称可描述成（小称、重量、0---x斤）初看起来小称称大象无法解决矛盾，先把物元大象置换成石头，则：物元石头可描述成（石头、重量、X斤）同理物元小称可描述成（船、标量、Y斤）（