创新基础与新思

创新是引领发展的动力,是建设现代化经济体系的战略支撑。为 加快建设创新型国家,党的十九大报告进一步明确了创新在引领经济社会 发展中的重要地位,标志着创新驱动作为一项基本国策,在新时代中国发展的行程上,将发挥越来越显著的战略支撑作用。

近些年,我国着重实施创新驱动战略,在创新型国家的建设中,天宫遨 游、蛟龙潜海、天眼望星、悟空探测、墨子通信等一大批重大科技成果相继问世,这是我国创新成果的新纪录。这些超越了自己、实现了突破、代表了前 沿或领先于国际的科技成果,使我们能够从一个长期以来在科技领域处于 追赶者的中青角色逐渐转化为与先进国家并驾齐驱甚至在某些领域开始处于领跑者的角色,推动着以高铁、核电等为代表的中国制造将先进产能输送 出去,促进了中国经济向中高端迈进。

创新是国家持续发展的动力源泉。创新对个人来说,也同样十分重要。 因此,需要科学理论的指导、循序渐进的培养、融合专业的实践。在国务院《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》中,明确要求建立健全 集创新创业课程教学、自主学习、结合实践、指导帮扶、文化引领于一体的高校创新创业教育体系,实现人才培养质量显著提升。

多年来,河南工学院一直将大学生“创新基础”“创新思维训练”课程作为本科大一新生的必修课,本书就是为适应本科学生创新思维培养而编写 的。本书着重从应用型本科院校学生的特点和需求着手,引入大量创新方 法和贴近学生专业的应用案例,增强学生对创新思维和创新方法的理解和 掌握,达到激发学生潜在创新能力的目的。

本书由刘莉莉担任主编,董作霖、刘刚、杨雪莲担任副主编,李发闯、璩晶磊、迟明路、郭朝博、毛强、常帅兵为参编。具体分工如下:刘刚编写第1 章,杨雪莲编写第2章,李发闯编写第3章,璩晶磊编写第4章,迟明路编写第5章,郭朝博编写第6章,毛强编写第7章,常帅兵编写第8章。

本书在编写过程中,借鉴了大量国内外学者的研究成果,在此,我们向 有关专家学者、作者致以衷心的感谢! 由于编者水平有限,书中不当和疏漏之处在所难免,恳请学术同仁与广 大读者批评指正。

编 者

2021年9月于新乡

本书是一门理论指导实践,方法性比较强的创新课教材,注重原理与方法的融合,强调理论与案 例相合,对大学生开展创新实践具有很强的指导作用。本书前4章是创新基础部分,主要介绍创新的本质和途径、创新方法的类型、思维导图、创新设计思维及“互联网 ”思维等内容,顺应“大众创业、万众创新”的时代潮流,有助于学生参与各类创新创业大赛;后4章是创新思维训练部分,主要讲述发明问题解决理论(TRIZ)的基本创新原理与方法,重点阐释了40个发明原理、技术矛盾和物理矛盾及其解决原理、TRIZ创新思维与方法及因果链分析,让学生了解运用 TRIZ 基本方法开展创新活动的基本步骤和流程,培养学生的发明创造与技术创新的思维与能力。通过该课程的学习,可以提高学生运用创新方法发现、分析并解决实际问题的能力,有助于学生打开创新之门,帮助大学生提升自身的发明创新素质。

本书可作为大学本科生、研究生教材,也可供企业工程技术人员、研发人员、管理人员、MBA 学生参考。

刘莉莉，教授，博士生导师，“百千万人才工程人选”、“国务院政府特殊津贴专家”、“河南省高层次B类人才”、“河南省优秀专家”，高校教学评估专家，河南省机械类专业指导委员会副主任，河南省高校职称评审专家委员等。长期以来从事教学科研及管理工作，主持完成省教育科学“十三五”规划重点课题、省教育综合改革重点项目、省高等教育改革研究与实践项目等10余项，获省教学成果奖、省教育信息化优秀成果等6项；主持完成省教学质量工程项目4项，出版著作教材6部。

第1章 创新的本质与创新途径/ 1

1.1 创新创业教育 / 1

1.1.1 创新创业概述 / 1

1.1.2 创新创业的关系 / 2

1.1.3 当前国内外创新创业教育情况 / 3

1.1.4 “大众创业、万众创新”下的创新创业教育/ 4

1.1.5 创新方法和创新思维在大学创新创业教育中的作用 / 5

1.2 创新能力的含义及培养 / 6

1.2.1 创新能力的含义 / 6

1.2.2 创新能力的培养 / 6

1.3 创新的特征与类型 / 8

1.3.1 创新的特征 / 8

1.3.2 创新的类型 / 9

1.4 创新思维的含义、特征和思维定势 / 10

1.4.1 思 维/ 10

1.4.2 创新思维/ 10

1.4.3 创新思维的特征/ 13

1.4.4 思维定势/ 15

1.5 方向性思维/ 16

1.5.1 发散思维与收敛思维/ 16

1.5.2 正向思维与逆向思维/ 20

1.5.3 横向思维与纵向思维/ 22

1.6 形象思维/ 26

1.6.1 想象思维/ 27

1.6.2 联想思维/ 31

1.6.3 直觉思维/ 33

第2章 创新方法的类型 / 36

2.1 创新方法概述/ 36

2.1.1 创新方法的含义/ 36

2.1.2 创新方法的三个发展阶段/ 36

1创新基础与创新思维

2.2 头脑风暴法/ 37

2.2.1 头脑风暴法原理/ 37

2.2.2 实施流程/ 38

2.3 设问法// 39

2.3.1 奥斯本检核表法/ 39

2.3.2 和田十二法/ 46

2.4 类比法// 53

2.4.1 形态类比/ 53

2.4.2 结构类比/ 54

2.4.3 功能类比/ 54

2.5 组合分解法/ 55

2.5.1 形态分析法/ 56

2.5.2 信息交合法/ 58

2.5.3 主体附加法/ 60

2.5.4 分解法/ 61

第3章 思维导图与六顶思考帽 / 64

3.1 思维导图/ 64

3.1.1 什么是思维导图/ 64

3.1.2 思维导图的特点/ 65

3.1.3 思维导图的绘制流程、注意事项及应用 / 68

3.2 六顶思考帽/ 74

3.2.1 六顶思考帽概述/ 74

3.2.2 六顶思考帽的原理/ 77

3.2.3 六顶思考帽的应用/ 81

第4章 创新设计思维 / 84

4.1 设计思维的概念/ 84

4.1.1 设计思维的定义/ 84

4.1.2 设计思维的发展历史/ 85

4.1.3 设计思维的学科基础/ 87

4.2 创新设计思维/ 88

4.2.1 创新设计思维模式/ 88

4.2.2 创新设计思维的目标/ 90

4.2.3 创新设计思维的三要素/ 90

4.2.4 创新设计思维与设计思维的区别/ 91

4.3 形成创新设计思维的方法:因素分解法 / 91

2目 录

4.4 创新设计思维工具/ 93

4.4.1 5W2H 深度追问法 / 93

4.4.2 鱼骨图法/ 96

4.5 创新设计思维的步骤 / 100

4.6 互联网思维 / 101

4.6.1 互联网思维的定义和内涵 / 101

4.6.2 互联网思维模式 / 102

4.7 “互联网 ”及其应用 / 106

4.7.1 “互联网 ”的概念 / 106

4.7.2 “互联网 ”的主要特征 / 107

4.7.3 “互联网 ”和“ 互联网”的区别 / 107

4.7.4 “互联网 ”的主要应用 / 108

4.7.5 “互联网 ”大学生创新创业 / 112

第5章 TRIZ创新方法概论 / 117

5.1 TRIZ的起源与发展 / 117

5.1.1 TRIZ的发展历史 / 119

5.1.2 TRIZ未来的发展 / 122

5.2 TRIZ的体系结构 / 124

5.3 发明问题等级划分 / 127

5.3.1 发明的创新水平 / 127

5.3.2 发明问题等级划分的方法与 TRIZ的适用范围 / 129

5.3.3 发明问题等级划分的意义 / 132

5.4 TRIZ的应用 / 133

第6章 40个发明原理 / 136

6.1 发明原理概述 / 136

6.2 40个发明原理详解 / 137

第7章 技术矛盾与物理矛盾/ 173

7.1 矛盾及其分类 / 173

7.1.1 技术矛盾 / 173

7.1.2 物理矛盾 / 176

7.2 通用工程参数 / 177

7.3 技术矛盾解决原理及案例分析 / 180

7.3.1 矛盾矩阵 / 180

7.3.2 运用矛盾矩阵解决技术矛盾的步骤 / 191

3创新基础与创新思维

7.3.3 案例分析 / 192

7.4 物理矛盾解决原理及案例分析 / 193

7.4.1 分离原理 / 193

7.4.2 运用分离原理解决物理矛盾的步骤 / 195

7.4.3 案例分析 / 196

7.5 技术矛盾与物理矛盾的关系 / 196

第8章 TRIZ创新思维方法 / 198

8.1 九屏幕法 / 198

8.1.1 系统思维 / 198

8.1.2 “时间”轴和“空间”轴 / 199

8.1.3 系统思维方式 / 199

8.1.4 分析方式 / 199

8.2 金鱼法 / 201

8.2.1 分析方式 / 201

8.2.2 解题流程 / 202

8.3 STC算子法 / 204

8.3.1 目 的 / 205

8.3.2 分析过程 / 205

8.3.3 技 巧 / 206

8.3.4 使用STC算子法思考问题时经常出现的错误/ 206

8.3.5 STC算子法的作用 / 209

8.4 资源分析法 / 209

资源分析/ 210

8.5 小人法 / 211

8.5.1 应用目的及步骤 / 212

8.5.2 应用时的作用及常见错误 / 212

8.6 IFR法 / 216

8.6.1 理想化和理想度 / 217

8.6.2 理想化的两种方法 / 218

8.6.3 IFR法的流程 / 219

8.7 因果分析法 / 221

8.7.1 因果链分析法 / 221

8.7.2 5W 分析法 / 222

8.7.3 鱼骨图分析法 / 223

8.7.4 要因的确定方法 / 223

参考文献/ 226