创新思维与方法是最有价值的知识.doc

创新思维与方法是最有价值的知识创新需要人才，而人才需要培养，培养具有创新意识和创造潜能的高素质人才，是落实科教兴国、人才强国战略和建设创新型国家、构建和谐社会的前提。其实在现实生活中，人人都具有创造潜能，人人都能够创新，关键在于如何发掘和发挥这种潜能。创新的过程，概括起来有两个步骤；一是发现问题。发现问题是创新的起点，对培养创新思维至关重要。有了发现问题的能力，才能有创新成果。二是形成新概念或提出新设想。如果说发现问题是创新的起点，那么提出新设想则是解决问题的关键，尤其是在新概念的理论指引下，采取正确的方法，创新才能成功。本文仅就创新思维和创新方法的基础知识做一简单介绍，旨在为广大读者提供一把开启发明创造大门的“金钥匙”。创新思维：比知识更重要人们考虑问题时，都会寻找一条正确的思路，以有利于寻找、发现、分析、解决问题。然而，一般情况下，人们通常总是试图采用过去的办法来解决新问题即按照固定思维进行思考。发明创造活动中除了有常规的逻辑思维外，还有一些与人们日常思维有异的特殊思维方式，即创新思维。值得一提的是，创新思维并非是少数发明家、天才人物才具有的素质，而是任何一个正常人都具备的一种思维方式。常见的创新思维方式有逆向思维、侧向思维、求异思维、类比思维、综合（集中）思维、发散（扩散）思维、顿悟（灵感）思维等。（1）逆向思维所谓逆向思维，就是指有突破常规考虑问题的固定思维模式，采用与一般习惯相反的方向进行思考、分析的思维方式。通俗地讲，就是倒过来想问题。比如，圆珠笔漏油一直是难以解决的问题。人们认为这是由于钢珠的磨损造成的，因而许多科学家、发明家都在强化钢珠硬度、耐磨性上花费了极大精力，但处于当时的条件，材料难以获得突破。难道除了提高钢珠硬度、耐磨性之外就别无他法了吗？日本一位发明家的思路与常人不同，如果钢珠磨损后笔管中已没有油可漏，那这个问题不就解决了吗？因此，他买来大量圆珠笔，反复试验，寻找出圆珠笔漏油的规律，再用在管中定量灌油的方法，解决了圆珠笔漏油的问题。不从强化钢珠的方向思考，而是在笔油上动脑筋，使难题得以解决，这就是逆向思维。再比如，“司马光砸缸”的故事中，要救出落入水缸的小孩，常规方法是把人拉出水面。把一个小孩拉出水缸，对大人不成问题，但对还是少年的司马光来说，却不是一件易事，弄不好自己还可能被拉下水缸。因此，司马光想的不是“人离开水就能活”，而是“水远离人，人也能活”，最终他砸破水缸救出小孩，这也是一种逆向思维。在日常生活中，有许多用具的缺点往往是大家“主攻”的目标，但在不同的使用场合，这些缺点有可能成为优点。想方设法扩大缺点，使之逆用，这也是逆向思维。例如，德国一家工厂生产的一种纸因严重吸水无法使用，按常规办法只能打架返工。但一位工程师却考虑：能否专门用这种纸来吸水呢？经过进一步“扩大缺点”后，它们被制成了专用吸水纸，并申请了专利。这种 “缺点逆用法”也是逆向思维的成果。 (2)侧向思维一位心理学家做过这样一个实验：把一只狗和一只鸡关在两堵短墙之间，在狗和鸡的前面用铁丝网隔开，放了一盆饲料，鸡一看到饲料马上直冲过去，结果左冲右突就是吃不到；狗先是蹲在那儿看着食物和铁丝网，又看看周围的墙，然后转身往后跑，绕过墙来到铁丝网的另一边，结果吃到了食物。其实，人们在考虑某个问题时也会出现类似的现象，有人总是死抱正面进攻的方法一味蛮干，丝毫不能解决问题；而有人则采用迂回战术，用意想不到的方法，轻而易举地获得成功。这就是侧向思维。侧向思维与逆向思维一样，都是相对常规思维活动而言的。侧向思维的关键是，能否摆脱他人常规的思维方式或习惯思维（思维定势）的束缚，换一种新的角度去思考，主动寻求 “柳暗花明又一村”。例如，要剪一圆纸板，通常先在纸板上画出一个相应直径的国，再用剪刀仔细剪下，花费时间较长。有同学想到用圆规画圆，把圆规的笔尖改装为小刀片，则成为一个很好的切圆片专用工具，不同方法解决了同一问题，还节省了时间。（3）求异思维求异思维的关键在于，人们不受任何框架、模式的约束，突破、跳出传统观念和习惯势力的禁锢，从新的角度认识问题以新的思路、方法创造更美好的东西。可以说，求异就是使“圆变方、纵变横，平面变立体，飞机入水，船上天”大家日常所说的“出奇制胜”，就是种求异思维。在工业或商业竞争中，这样的例子不胜枚举决。例如，可当帽子用的雨伞，分脚趾的袜子，别出心裁的文化衫，冷冻室在下方的冰箱等，都是求异的结果。1981年，英国王子查尔斯和戴安娜王纪在伦敦举办耗资10亿英磅的世纪婚典，商家在包装盒上印上了王子和王纪的照片在各类产品上设计、印制了许多纪念图案大发其财。而这其中最出色的应首推一家经营望远镜的公司。盛典之际、人山人海，当后排的人们正为无法看到王妃的风采而着急时，该公司及时推来一车“观礼潜望镜”，人们蜂拥而上，不一会就抢购一空。按理说，婚礼与望远镜之间并没有什么直接联系，但精明的商人硬是从中找到了两者的内在联系，从而获取了丰厚的利润。这就是“求异”带来的成果。 (4）类比思维类比思维是一种或然性极大的逻辑思维方式，是在发明创造活动中，人们能够通过类比已有事物开启创造未知事物的发明思路，其中隐含有触类旁通的涵义。发明创造中的类比思维不受通常的推理模式的束缚、具有很大灵活性和多样性。常见的类比思维形式有；形式类比、功能类比和幻想类比等。形式类比包括形象特征、结构特征和运动特征等几方面的类比，不论哪个形式都依赖于创造目标与某一装置或客体在某些方面的相似关系。如飞机与蜻蜓。飞机高速飞行时机翼产生强烈振动，有人根据蜻蜓羽翅的减振结构设计了飞机的减振装置；天津一名学生根据小狗爬楼的运动方式，发明了狗爬式上楼车等。功能类比是根据人们的某种愿望或需要类比某种自然物或人工物的功能，提出创造具有近似功能的新装置的发明方案，这种方法特别在仿生学研究上有广泛应用，例如各种机械手、鳄鱼夹等。根据幻想中的某种形象、作用、运动装置进行发明创造，这种思维是幻想类比。例如海底两万里的作者幻想了一种能长时间在海底活动的潜艇，绎过几十年的努力后制成的现代潜艇即是这种幻想的实施。当然，一项成功的发明也可以是以上多种类比的综合，如各种机器人的出现，绝非是一种单纯的创造性思维所能奏效的。（5）综合思维日常生活中经常会遇到这样的情况：由两个或更多的人拉一辆车或划一条船，尽管各人用力的方向不同，但车或船往往能向正确的方向即合力的方向前进。在发明创造中，同样可以把几个不同的主意重新组合起来，以便解决某个难题或完成某件作品这就是综合思维，又称集中思维。通常所讲的“诸葛亮会议”、“三个臭皮匠抵个诸葛亮”等就是这个道理。例如，普通门锁锁舌前部是一个斜面，关门时能自动锁上，但在防撬方面却不那么如意，若再加一方舌门锁，锁上后有一定的防撬作用，但关门时必须锁两次，很麻烦。能否把两个看似矛盾的方法综合一下，去除双方的弊端取其所长重新设计呢？由此诞生了一种新型防盗门锁，上部有一斜舌，下部有一方舌，两者合一，锁门时只要操作一次即可。 （6）发散思维通常人们考虑问题，由起点（提出问题）到终点（解决问题）总喜欢按一条思路进行，走不通就停住，也许换个思路，从多个不同角度去考虑，很容易就能解决问题。这种围绕一个问题，突破常规思维的束缚，沿不同方向去思考、探索，寻求解决途径，由一点到多点的思维形式就是发散思维。发明活动中发散思维的常用操作方式有以下三类：一是材料发散。以某种材料为基点，设想它的多种用途，并对材料的各种专用特性进行研究、改进，达到要求的目标，如纸可写字、包装、制作玩具、引火等。二是功能扩散。以某种事物（品）功能为扩散中心，设想这种功能的其他用途。如灯可以发热、发光、取暖、烘烤、印相、发信号等。三是形态扩散。以某种事物形态（颜色、形状、声音、气味等）为扩散中心设想出能被利用的各种可能性。如钉子可钉木板（把两种材料连结，挂物，体）、钉墙面（水泥钉）、钉塑料（热固化材料，补洞等用）、钉鞋（防滑）、做钉耙（工具）等。创新方法：比创新更重要“方法”是发明创造活动中的各种规则、技巧、做法的总结，是发明思路和发明方法的具体体现，是已经程序化了的方法，具有一定的可操作性，更是一种在发明创造活动中规范化了的思维运动形式和捕捉技巧。只有把握好一种或几种发明创造方法，才能在创新活动中产生灵感，由平时积累的创新思维和方法中顿悟，发现和解决问题，提出新颖、实用、科学的发明方案。常用的发明创造方法主要有稽核问题表法、列举分解法、组合创造法、联想类比法、智力激励法、信息发明法等。（1）稽核问题表法该法是根据需要解决的问题或研究对象列出有关问题，然后逐个检核、以探求解决问题的新观念，实现解决问题的目的。比较有名的是奥斯本的稽核问题表法、美国陆军的“5W-1H”法和中国“12个聪明的办法”。这里仅对“12个聪明的办法”进行简单介绍。 “12个聪明的办法”是我国研究人员对奥斯本的稽核问题表法进行深人研究、改造和发展而形成的：1) 加一加：能否通过把一件物品加大一点、加长一点、加重一点、功能加多一点等，使物品在形态、功能、尺寸上有所变化，更有利于使用。如把普通雨伞加大一点成为沙滩伞，把橡皮和铅笔加一起成为橡皮头铅笔等。2) 减一减：把原物减小一点，减轻一点，能否使其形态、价值、功能、成本等明显优化。如电子管晶体管集成电路，电子设备体积、材耗、能耗明显减少，性能更稳定、可靠，使用更方便；近视眼镜减小为隐形眼镜，方便了近视眼患者；音乐带中减去歌声只剩下伴奏，便成为卡拉OK带，增加了参与者的乐趣。3) 扩一扩：把原物体放宽一点，扩大一点，使它功能产生明显的变化。如放大镜、显微镜、大屏幕电视、投影电视、围棋和象棋比赛用的演示挂盘等。4) 缩一缩：把现有产品体积缩小一些，给使用者带来方便。如锅炉内部有许多水管用以增加水的吸热面积，从而提高热效率。有人根据这个原理设计了“火管式水壶”，在水壶内装一螺旋管，一段焊接在壶底开口处，一段焊在壶顶部成为缩小了的火管式锅炉。5) 改一改：改进物品原来的形状、性能、结构，使其产生新的形态、功能、特性，使产品更简单、轻便、省力、多功能、高效率、有特色。例如，雨伞由普通伞改为折叠伞、自动伞；白炽灯罩改用彩色玻璃、乳白玻璃；电话机由拨盘式改成按键式、有线改无线等。6) 变一变：通过改变原产品的形状、尺寸、颜色等，使人产一种新的感觉。例如，服装的面料、颜色、图案、款式的变化；铅笔杆由圆形变成六角形、三角形、扁形等。7) 并一并：把一个物体与另一个物体并起来，例如，多种规律和多种功能合并。瑞士有名的多功能军用刀就是把刀、剪、柑、开瓶器等合并起来，成为大受欢迎的世界著名产品。8) 学一学：通过学习、模仿别的产品、物体的形状、结构、色彩、性能、现格、功能、动作等来实现新的创作。例如，美国科学家研究、模仿蜘蛛的动作，制造了8条腿的机器人，能在火山口复杂的地形环境中行走自如。9) 代一代：材料、方法、工具、商品等能否用其他的代替。例如以塑代钢，以纸代木，以半导体代电子管等。10) 搬一搬：能否把某事物或其中某一部件的制作工艺、原理、方法搬动一下，产生一种新物品，这也是发明者常用的技法。例如，电视机拉杆天线搬到圆珠笔上去，制成“教鞭圆珠笔”深受广大教师喜欢。11) 反一反：把某事物的形态、性质、功能、结构反一反，或者把上与下、里与外、前与后、横与竖、方与圆、左与右、导电与绝缘、热与冷等矛盾的两个方面倒一倒，产生新的产品、功能、用途。例如，电转化为磁，可做成电动机；反过来，由磁转化为电则制成发电机。12) 定一定：在解决某一问题，改进某一物品时，能否先有一个约定的标准或大家都能接受的规定，使工作效率更高、更方便、更准确。例如，以前测定温度只能通过人的感觉，既不方便，又难统一。瑞典科学家摄尔休斯想出了在水的冰点与沸点间划100等分，把每一等分定为1度的方法，统一了温度测量。（2）列举分解法列举分解法有缺点列举法和希望列举法两种。缺点列举法就是以现实事物为对象，吹毛求疵，找出其在功能、工艺、外观、结构、材料、原理等方面的缺点，逐一罗列成一览表，找到矛盾和本质方面有较大改进价值的，甚至可把某缺点扩大进而逆用。例如，普通的白炽灯泡始终不肯退出照明舞台，它具有简单、实用、廉价等优点，但其效率低、易损坏因而人们开发了日光灯、卤素灯、节能灯等许多新光源。希望列举法是根据人们的希望、意愿，提出各种帮助目的达成的设想，发明制作出新产品的方法。它与缺点列举法相反，完全不受现有产品范围的约束是一种主动型的创造技法。例如，上世纪80年代，上海市一位年轻的纺织女工每天骑自行车接送孩子，路上与小孩有说有笑，母子俩十分快乐。可是一到下雨，宝宝只能闷在雨衣里，年轻的母亲十分心疼。一次，她带一着孩子去动物园，看到小袋鼠在妈妈的胸前探头探脑的很有趣，她由此大受启发，回到家，便在雨衣前开了一条口子，再装上帽沿，制成了第一件“袋鼠式”母子雨衣。后来这种雨衣很快被厂家开发出来，成为十分畅销的产品。（3）组合创造法组合创造法是指用一定的技术原理、功能、目的，将两个或两个以上的技术、物质、方法、产品进行合理的组合，形成新产品；也可把原产品分割，重新排列组合成新产品。组合创造法是最常用的创造方法之一，它可以是最简单的铅笔和橡皮的组合，也可以是高科技的电脑和机床的组合；既可以是自然科学中的发明技法，又可以是文学艺术上的创作技巧。例如，羊毛与涤纶组合成毛涤，棉花与涤纶组合成棉涤；杯子与保温瓶胆组合成保温瓶；集粉碎、洗桨、烧 煮于一体的豆浆机等。 (4)联想类比法联想类比法是通过联想类比，把看起来风马牛不相及的物品或技术联系起来，组合在一起，创造出有价值的发明。比如，虎和猫时而奔跑如飞，时而突然止步，人们从它们的脚掌结构得到启发，发明出带打子的跑鞋；通过观察蜘蛛在两棵树之间结网，联想、发明出横跨峡谷的吊桥；借助对蝙蝠的研究，人们发明了超声波探测仪，可以用来测量海洋深度、探测鱼群、追踪潜艇、诊断疾病、工业探伤等。爱因斯坦说过：想象力比知识更重要。因为知识是有限的，而想象力是无限的。因此，联想、类比、想象越多，发明与成功的机会也就越大。 (5)智力激励法智力激励法是1941年美国的奥斯本总结提出的、适合小集体使用的发明创造法，借助于集体的智慧来解决问题。因此，为了获得足够多的想法、方便大家畅所欲言，奥斯本规定了4条规则：严禁批评，不作结论；鼓励自由想象，提倡自由奔放，讲求新、奇的