技术创新方法课程(刘小伟)

技术创新方法与TRIZ理论2、第一部分形势与任务第二部分创造性人才第三部分创新的理论和工具3第一部分、形势与任务4“掌握基本的科学方法，树立正确的科学思想，崇尚崇高的科学精神，提高创新能力。”胡锦涛在纪念中国科协50周年大会上指出：、5一、创新能力建设已成我国发展的当务之急2007年三月，三位老科学家向温总理写信，温总理批示“自主创新,方法先行。”6《孙子兵法》总结集成了打仗的谋略、技巧和套路，是集军事方法之大成的杰出成果。科学重大发现与科技进步也蕴涵着丰富的谋略、技巧与套路，即“创新方法”—科学思维、科学方法、科学工具。科技部刘燕华部长指出7我国创新方法存在的问题•刘燕华部长指出：•科学思维培育不够•科学方法研究与应用不够•具有自主知识产权的科学仪器设备匮乏•创新政策环境还不完善8科学诺贝尔奖获奖人次排行榜排名国籍物理学奖化学奖生理学或医学奖合计合计1841541925301美国8463902732英国202327703德国233016694法国12810305瑞典438156瑞士366157荷兰832138俄罗斯912129日本7411210奥地利314811丹麦35812意大利3126913澳大利亚6614加拿大231615比利时14516阿根廷12317匈牙利11218以色列2219巴基斯坦1120芬兰1121捷克1122南非1123挪威1124葡萄牙1125爱尔兰1126苏格兰1127西班牙1128印度1110犹太人成功之谜自1901到2000年，华人获诺贝尔奖的只有8人，其中获诺贝尔科学奖的6人；但犹太人获诺贝尔奖的人数超过250人，是世界各民族平均数的28倍，是华人获奖人数的40倍。”2004年十名诺贝尔奖获得者中有三名犹太人。各种数据表明，全世界最有钱的企业家中犹太人占近一半，福布斯美国富豪榜前40名中有18名是犹太人，美国名牌大学中1/5的教授是犹太人，犹太人几乎在所有的领域都取得了令人瞩目并改变世界的成就。112005年8月8日美国商业周刊：知识经济时代创新经济时代创造性思维创新方法创新工具（CAI)创意的想象力创新力（创造力）主宰世界经济潮流时代特征应对办法12制造前端研发、咨询生产制造制造后端售后服务效益微笑曲线21世纪创新经济20世纪90年代知识经济20世纪60～70年代工业经济资源消耗环境污染资源消耗环境污染13制造前端研发、咨询生产制造制造后端售后服务效益微笑曲线21世纪创新经济资源消耗环境污染资源消耗环境污染向价值链的高端和低污染、少投入的方向发展14第二部分创造性人才15我们能创新吗？•创新是人人都有的一种能力人的创新能力在12~14岁达到顶峰，因受应试教育的摧残，后天被逐渐埋没•创新是可以激发和提升的一种能力•应试教育将早慧的高智商儿童培养成低创造力的考试机器，并让众多的具有创造潜力的儿童成为低考分的失败者，严重影响中华民族的创造力。16人脑的创造创新能力9-11大脑是人的智慧之府，是人的创造创新之源。人脑类似由100~140亿台微型计算机所组成的庞大的电子计算机信息网络处理系统。一个正常人的大脑可储存1000万亿信息单位，相当于一般电子计算机储量的100万倍，如果全部用来储备知识，人脑的记忆容量相当于5亿本书籍的知识总量。人脑的功能非常强大，俄罗斯学者伊.尹尔菲莫夫研究指出：人的大脑可以同时学习40种语言，默记一套大英百科全书所容纳的全部内容，还可以有余力去完成十门大学课程的教研活动。17日本学者春山茂雄认为：•左脑是自身脑，只储存个人毕生经验；而右脑是祖先脑，储存了人类500万年在进化中所积累的智慧，赋予人以直觉、创意等，右脑的信息量为左脑的十万、百万乃至千万倍以上，是人思维的“基础软件”。当前的应试教育只是以考核左脑的能力为主，忽视了功能强大的右脑的能力，既不公平，更不科学。•因此，注重开发儿童右脑潜力是促进中华民族创造力走向世界前列的关键！！！18创造性人才和创造力•创造性人才：具有高度创造力的人才•创造力(创意、创造性）：产生新创意/想法（Idea)或构想创造新产品（作品）的能力具有发现问题、分析问题、和创造性解决问题的能力19新1－9创造力培训与提升创造力关系示意图经培训，创造力可提高70％～300%；顶峰向右上方转移20知识水平和创造力•科学发现对已有知识具有依赖性，适当的知识可以促进科学发现。世界科学大师牛顿：“如果说我看得远，那是由于我站在巨人们的肩上”。•知识水平越高，创新思维越加活跃，创造力就越强，知识和创造力之间呈正比关系。•高水平发明问题的解决需要知识，而这些知识又超过了发明者所拥有的专业领域的界限21、•解决高水平课题要求人们具有技术、物理、化学和几何效应知识，但是一个人的知识却不到人类知识总量的几百万分之一，在解决课题时，人们需要善于正确“重构”知识和信息，以有效地为创造发明服务。22创新技能与创造力•创新技能包括观察能力、注意力、记忆力、理解力、发现问题能力、开发选题能力、抓住机遇能力、操作能力、工程能力、智能技术运用能力、破译黑箱能力、系统分析和系统决策能力及信息的获取和利用能力等。其中信息能力和操作能力尤其应予以关注。对于我国的大学生和科技人员，实际操作能力偏弱，应加强锻炼。•创新技能与创新的关系，犹如摩天大楼与坚固地基的关系一样，创新者应努力学习和开发自己的创新技能，为创新奠定坚实的基础。23良好个性品质（1）-追求卓越的奉献精神•立志奉献予事业、社会•意志坚强•勇往直前，百折不绕•永不半途而废•管好自己的情感，不断自我激励。•胡锦涛总书记提出的“八荣八耻”是奉献精神的高度概括24良好个性品质（2）科学理性的独立精神、•不盲从•敢怀疑•不迷信•思维上的独立性将导致行为上的独立25良好个性品质（3）热情洋溢的合作精神树立正确、积极、主动的沟通意识：•宽容他人•注意赞美•保持微笑•尊重他人•以“诚”待人26良好个性品质（4）坚持不懈的学习精神•用勤奋的精神致力于学习，持续地提高创造者能力27良好个性品质（5）创造性人才的心理特性•希望打破“常规”的创造意识•深究事物机理的强烈好奇心•多视角认识问题和解决问题的灵活性•不怕批评，不怕失败，敢于坚持，敢于冒险坚持到底的精神•心理特性主要在14岁以前形成。28创造性人才的能力结构•感情智力（EmotionalIntelligenceEI)人的一生20%由智商决定，80%由感情智力主宰，职位越高，EI的作用越显著，高达85%。始终保持善待他人，严于律己。•超越对手着眼于已知领域，更着眼于未知领域加大思维的“前进跨度”、“联想跨度”，超越对手。29智商与创造力关系图高智商是高创造力的必要条件，但不是充分条件，高智商的人也可能是低创造力。人的一生的成就，20%由智商决定，80%由感情智力主宰。职位越高，EI的作用就愈加显著，几乎能达到85%30创新思维的涵义思维是反映事物本质属性和内、外有机联系，并能引导与促进创新的心理活动。创新思维是技术创新取得突破性、革命性进展的先决条件，是一切科学研究的起点，且始终贯穿于技术创新的全过程，是创新的灵魂。创新思维的目标锁定在“能够成为什么？”、“还能更好吗？”、“如何开辟一条往前的路？”31、、、创新思维基本特性突破性新颖性突发性多向性深刻性独立性敏捷性风险性非逻辑性创新思维的基本特性32逻辑思维逻辑思维亦称抽象思维，是人们在认识过程中运用已掌握的各种知识、原理、规律基础上形成的概念，并以此判断、推理、反映现实的一种思维形式，它能使我们更深刻、准确和完整地反映客观面貌。阿奇舒勒认为：思维应遵循系统，受控于系统，只有如此，思维才是天才的。33、•从统计数字看：•20世纪以前的重大发明构思，多数是由天才发明家在逻辑思维的基础上发挥非逻辑思维的作用而获得；•进入20世纪50年代后，利用逻辑思维和专业知识的发明逐步占了上风；•到了20世纪90年代，TRIZ理论方法中的知识库和独特的思维方法的运用主导了发明创造的大趋势，出现了一批专业咨询发明公司。34直觉思维•直觉源于人们的“第一感觉和第六感觉”，它属于非逻辑思维。直觉是人脑基于有限资料和事实，对新事物、新问题、新现象进行的一种直接的、迅速的、跃进的、敏锐的判断。其功能只是从宏观上把握事物，不需要进行系统的逐步分析，而能对问题的答案做出科学的猜测、设想，是一种跳跃式思维形式。•爱因斯坦对科学认识曾说过：“真正可贵的因素是直觉”他认为科学创造的过程应是经验-直觉-概念-逻辑思维-理论的过程。35“逻辑思维压缩论”●“逻辑思维压缩论”认为直觉虽然表现为瞬间的顿悟，实际上它也是运用逻辑思维的结果。因为：•在直觉的背后“隐藏”着一系列逻辑推理链，而直觉思维只是在一瞬间就进行和完成了复杂的推理过程，因而让人感到头脑中似乎并没有经过逻辑思维，思维过程已在头脑中完全“自动化”；•在得出了直觉判断之后，还需实施逻辑推理过程，以检验其所得出的直觉判断的合理性。所以，直觉思维只不过是逻辑思维的“压缩”（或称为“简化”、“浓缩”、“内化”等）。36灵感思维心理学家对灵感思维的描述是：•灵感思维的闪现来自于突然的顿悟，是人们在艰苦创造过程中发散思维和收敛思维多次迭加，逻辑思维和非逻辑思维反复作用，突然间把隐藏在人们潜意识中有关信息进入激发状态；•灵感常常为发明带来思路、线索、设想和启示，但灵感的出现，具有随机性、瞬时性和模糊性，创造者要觉察灵感、把握灵感和利用灵感有一定的难度。•灵感产生的条件：一是对解决问题有浓厚的兴趣和强烈欲望，二是对问题和相关资料进行了长时间的思考，甚至达到了思维的“饱和”状态。37幻想思维•根据主体主观愿望进行的超前设想，幻想往往是科学发明的先导。18世纪著名科幻作家凡尔纳：“人类的幻想在不久的将来一定会成为现实”。•阿里多夫先生用好几年时间把分散在成千上万本书中的幻想进行搜集和分类结果表明：离奇幻想的发展过程也有着可循的客观规律，可用它来催生新的发明创造。•应在正确理念指导下，使幻想成为创造发明的理想，而不致成为脱离客观规律的空想。•以奇异幻想开路，吸引人们去探索未知，并促使人们产生创造的欲望。一些科学中大的发现往往是如此•在有些发达国家，为了发挥幻想在科技发明中的积极作用，为学生开设“幻想课”，旨在从小培养人的创造才干•由于幻想超前性，暂时脱离现实，在我国常常会被人贬低，幻想成为一种贬义词。38幻想打造出发明作者作品中幻想创意的总数创意的命运实现了或很快将实现的原则上被证实可行性的证明是错误的或者不可行的数量％数量％数量％凡尔纳威尔斯别利亚耶夫10886506459576621423432202326521099113639想象思维•想象是人们在原有感性认识的基础上，在头脑中对各种表象（组成形象的基本单元）进行改造、设想，重组出新形象的思维过程•爱因斯坦：“想象力比知识更重要、可贵。知识是有限的，而想象是无限的。正是有了想象，人们才能不断地创造世界上前所未有的新事物“。•法国心理学家Ribot认为：发明家最主要的源头是想象。40联想思维将已掌握的知识与某种思维对象联系起来，从其相关性得到创造性启示进而获得创造性设想的思维形式。联想有多种形式：（1）相似联想例如看到鸟想到飞机；看到下雨想到潮湿；（2）对比联想例如在黑暗中想到光明；（3）接近联想例如看到蝌蚪会联想到青蛙，因为它们在空间上接近，看到猫就会想到老虎，因为两者形态相似；（4）关系联想部分与整体的关系例如文具和铅笔；因果关系例如冰和凉、雷电和暴雨等。41类比思维•类比法是根据两个（或两类）对象之间在某些方面的相似或相同而推出它们在其他方面也能相似或相同的一种逻辑方法。•在创新过程中，借助于类比法，启迪思路，提供线索，触类旁通，实现变未知为已知。•正如康德在《宇宙发展史概论》所说：“每当理智缺乏可靠论证的思路时，类比法往往能指引我们前进”。42类比思维与小矮人法•类比法主要有：直接类比、拟人类比、象征类比、综摄类比、仿生类比、幻想类比、对称类比和综合类比等。•TRIZ的思维方法中的小矮人法是拟人类比法的发展，因为人不能接受切割、粉碎和在酸碱溶液中溶解。•假定解决课题