第二章 机械创新设计的思维基础

1、准备期 发现问题，提出创造性课题，并
搜集与课题有关的知识材料，对材料进 行整理加工。
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2、酝酿期 在第一阶段搜集材料、加工整理
的基础上，对问题作试探性解决，提出 各种试探方案。
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3、明朗期 经过第二阶段的试探，提出新的认识成
果，产生新的观念、新的思想。这是创新思 维最关键的阶段。正是在这一阶段，思维主 体得以摆脱旧经验、旧观念的束缚，新思想 脱颖而出，从而产生质的飞跃。
“反一反”就是将某一事物的形态、性质、功能及其正 反、里外、横竖、上下、左右、前后等加以颠倒，从而产 生新的事物。
11）定一定
“定一定” 是指对某些发明或产品定出新的标准、型 号、顺序，或者为改进某种东西，为提高学习和工作效率 及防止可能发生的不良后果做出的一些新规定，从而进行 创新的一种思路。
12）学一学
一、创造性思维的形成过程 创造性思维的形成大致可分为三个阶段：
1、酝酿准备阶段 2、潜心加工阶段
3、顿悟阶段
五、 创新思维的基本过程
准备期
酝酿期
1926年英国心理学家 G.Wallas 提出创新思维 的四阶段结构模式
明朗期
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验证期
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• 理解的第二层：祖国山河之美、国土 之圣，岂容侵略者践踏、蹂躏；
• 理解的第三层：正因如此，水生踊跃 参军，水生嫂全力支持就有了思想基 础。
• 苹果——万有引力
三、思维的自觉性和创造性
思维的自觉性也称为灵感思维。其最大的特征是爆发性与瞬 间性，只有善于捕捉这一短暂的灵感思维，才会发生量变到质变的 创造成果。
顿悟是思维自觉运行的结果，是思维过程中出现质量上的飞 跃。
爱迪生：“勤奋+灵感=天才”
第二节 思维的类型
一、形象思维 形象思维又称为具体思维或具体形象的思维。它是人脑对客观事物或
现象的外部特点和具体形象的反映活动。
表现形式
表象（印象） 联想（回忆） 想象（新表象）
二、抽象思维 抽象思维又称为逻辑思维。它是凭借概念、判断、推理而进行的反映
思考：
发泡方法还可以移植到 哪些方面呢？
功能结构移植
它是将某产品的功能或结构移用到待发明的产品上，从 而产生新的设计、新的发明。
案例分析： 机床的滑动导轨滚动导轨。 液压远距离传动技术 纳米机器人技术应用于医学疾病治疗 活性污泥处理法——污水处理技术
10）反一反
动态思维的模式为： 收集新资料——制定新方案——实施——反馈——调整新方案
六、有序思维 有序思维是一种按一定规则和秩序进行的有目的的思维方式，它是许
多创造方法的基础。
十二变通法、归纳法、逻辑演绎法、信息交合法、场-场分析法
“十二变通法” 即指人们在观察、认识一个事物时，可以考虑是否可以 (1)加一加；(2)减一减；(3)扩一扩；(4)缩一缩；(5)变一变；(6)改一改 ；(7)联一联；(8)学一学；(9)代一代；(10)搬一搬；(11)反一反；(12)定 一定等等，以便引出新观念、新想法，获得创造性的成果。
1）加一加：
在进行某种创造活动过程中，可以考虑在这件事物上 还可以添加什么？把这件事物加长、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，伽利略发明的望远镜就是“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，惊讶地发现远处的景物可以移到 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。
3）扩一扩
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？
例如，大家知道吹风机是吹头发的。但在日本，有人想利 用吹风机去烘潮湿的被褥，扩展了它的用途。后来在此基 础上发明了一种被褥烘干机。
如把一般望远镜扩成又长又大的天文望远镜。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。
十、灵感思维 灵感思维是一种特殊的思维现象，是一个人长时间思考某个问题得不到
答案，中断了对它的思考以后，却又会在某个场合突然产生对这个问题的解 答的顿悟。
灵感有如下的种类： （1）自发灵感（灵光乍现） （2）诱发灵感 （3）触发灵感 （4）逼发灵感（情急能生智）
七步诗
第三节 创造性思维的形成与发展
5）变一变
它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。它也可以从内部结构上，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。
原理技术移植
把宇宙飞船上的再循环水系统移植到农业技术领域，从而发明 了一种既简便又经济的地面污水净化系统。
红外辐射：探测、遥感、诊断、治疗、夜视、测距、军事设施 伪装、响尾蛇导弹……
方法工艺移植
它是将某一领域的研制方法及产品的制造工艺应用于其它领域的研制 工作或产品的制造。
现代管理方法：心理学企业管理 案例分析：发泡方法的移植。
4）缩一缩
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，成为一件件价值连城的珍品。生活中的袖珍 词典、微型录音机、照相机、浓缩味精、浓缩洗衣剂（粉） 等都是 “缩一缩” 的结果。
九、质疑思维 用怀疑和批判的眼光看待一切事物，既敢于否定。提出疑问，是许多新
事物新观念产生的开端，质疑是人类思维的精髓，也是创新思维的最基本方 式之一。
当年哥伦布看出了“地心说”的问题，才有“日心说”的产生 爱因斯坦找出了牛顿力学的局限性才诱发了“相对论”的思考
提出问题和发现问题比解决问题更重要！凡是多问几个为什么！要从质 疑日常所见所闻、质疑所学知识等。
容器——（装酒、装油、盛蜡烛） 滚压工具——（擀饺子皮、碾药片） 装饰品——（作花瓶） 乐器——（敲击成音）
武器——（自卫）
四、收敛思维
收敛思维又称集中思维、求同思维等。是一种寻求某种正确答案的思
维形式。它以某种研究对象为中心，将众多的思路和信息汇集于这一中心
的思维过程。
（1）请说出家中既发光又发热的东西。找出它们的共同点。 （2）请写出海水与江水的共同之处，越多越好。 （3）鸽子、蝴蝶、蜜蜂与苍蝇有什么相同之处？ （4）铜、铁、铝、不锈钢等金属有什么共同的属性？ 参考答案 （1）家里既发光又发热的东西是存在的，如白炽灯、日光灯、红外线 取暖器等等，它们的共同点是：都用电。 （2）都是水；都会蒸发；都可养鱼；都可造福人类。 （3）会飞、吃东西…… （4）传热、导电……
客观现实的思维活动。 三、发散思维
发散思维又称辐射思维、扩散思维、开放思维等。它是以少求多的思维 形式，其特点是从给定的信息输入中产生出众多的信息输出。
思维过程：以要解决的问题为中心，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，并从许多答案中寻求最佳值，以便有效地解决问题。
不要一根筋 素关系的分析和谈判目标的设想。面对这种情况，我们就应该迅速的调整思维，考虑有补偿
贸易改为现汇贸易的可能性（有无外汇支付能力），对我方的利与弊，如果可能，应考虑我 们在新的支付条件下应该考虑哪些因素（货币的币种，外汇的汇率等），各因素之间的关系 和目标等。如果我们仍然抱着补偿贸易条件对各因素和关系的分析不放，不研究新的问题， 在谈判过程中势必会吃亏。
例如，企业经营要创新就离不开一个“变”字，如果冷饮食品厂 不注重产品的花样翻新，就无法开发出形状、颜色、味道各不相 同的新产品，也就无法使企业发展壮大，如果企业不拘现状而不 断开发新产品，那么企业就会充满生机和活力。
6）改一改
“改一改”技巧带有被动型，它常常是事物缺点已暴露出 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。因此，“变 一变” 对于思维灵活、善于创新的人较适合；“改一改” 技巧对于初学者或较保守、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。
五、动态思维 动态思维是一种运动的、不断调整的、不断优化的思维活动。 其特点是根据不断变化的环境、条件来不断改变自己的思维秩序、思
维方向，对事物进行调整、控制，从而达到优化的思维目标。
例如：在一家设备进口谈判中，原先我方与对方一直在补偿贸易的基础上进行谈判，但随着
谈判的深入，各方面的情况逐步展开，对方突然提出因产品销售有困难，希望我方用现汇的 方式进行支付，即由补偿贸易改为现汇贸易。这一要求的提出，必然打乱我方对原有谈判因
8）代一代 它是指用其他的事物或方法来代替现有的事物，从而进
行创新的一种思路。
例如，曹冲称象可以说是“代一代”典型事例。又如， 用各种快餐盒代替传统的饭盒，用复合材料代替木材、 钢铁等。
9）搬一搬 将原事物或原设想、技术移至别处，使之产生新的事
物、新的设想和新的技术。（移植）
（英）爱德华·琴纳：发现挤奶女工手上长了脓包后，便不再得 天花这一免疫规律后，变把这种发现移植到临床医学，发明了 牛痘接种预防天花法，并获得了成功。
2）减一减：
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，隐形眼镜就是将镜片减薄、减小，并减去了镜
架而发明的。
学习模仿别的物品的原理、形状、结构、颜色、性能、 规格、动作、方法等，以求创新。
七、直接思维 基于有限的信息，调动已有的知识积累，摆脱惯常的思维规律，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。
八、创造性思维 创造性思维是一种最高层次的思维活动。 其特点是：综合性、跳跃性、新颖性、潜意识中的自觉性和顿悟性。
• 《荷花淀》中景物描写：
• “要问白洋淀有多少苇地，不知道， 每年出多少苇子，也不知道。只晓得 每年芦花飘飞苇叶黄的时候，全淀的 芦苇收割，垛起垛来，在白洋淀周围 的广场上，就成了一条苇子的长城”
• 理解的第一层：两个否定句“不知道” 正是为了后文的“只晓得”，突出了 苇地的宽广、芦苇的茂密，白洋淀的 美丽富饶；
例：考古人员通过观察化石推测历史 警察通过观察脚印等推测罪犯身体特征
思维的概括性指的是它能够去除不同类型事物的具体差异， 而抽取其共同的本质或特征加以反映。
例： 鲸不是鱼 冰块，水蒸气都是水
二、思维的多层性
• 思维有高级和低级，简单和复杂之分，也就是说，思维具有层次性。 同一事物，不同人有不同看法。
“改一改”技巧的应用范围很广，如拨盘式电话机改为琴 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
某一事物Βιβλιοθήκη Baidu哪些因素有联系呢？利用它们之间的联系， 通过联一联看可否能产生新的功能，开发新的产品？
例如，用手机可以发短信，一直以来都是通过按键输入 的，将其与手写信息联系起来，通过联一联开发出了可 以手写输入的手机，方便的手机用户。
第2章 机械创新设计的思维基础
第一节 思维概述 第二节 思维的类型 第三节 创造性思维的形成与发展 第四节 思维方式与创新方法
第一节 思维概述
思维——人脑对所接受和已存储的来自客观世界的信 息进行有意识或无意识、直接或间接的加工，从而产 生新信息的过程。
思维有如下特性：
一、思维的间接性和概括性
思维的间接性指的是凭借其它信息的触发，借助于已有的知 识和信息，去认识那些没有直接感知过的或根本不能感知的事物， 以及预见和推知事物的发展过程。