高等学校创新思维与应用规划教材:创新思维与方法

第1章 科技创新与知识创新.......................................................................1

1.1发明与创新...................................................................................................1

1.1.1科学和技术.......................................................................................1

1.1.2发现与发明.......................................................................................1

1.1.3创造及创新.......................................................................................2

1.1.4典型问题和非典型问题....................................................................4

1.2什么是科技创新...........................................................................................4

1.2.1科技创新体系...................................................................................5

1.2.2创新文化与环境...............................................................................5

1.2.3创新发展...........................................................................................6

1.3知识创新的内涵...........................................................................................6

1.3.1知识创新的特征...............................................................................7

1.3.2形式与能力.......................................................................................7

1.3.3知识创新是提升竞争力的源泉........................................................ 8

1.4管理创新及其四个阶段................................................................................8

1.4.1管理创新的内容...............................................................................9

1.4.2管理创新的四个阶段........................................................................9

1.4.3基本条件.........................................................................................10

1.4.4知识创新、技术创新与管理创新................................................... 11

1.5国家标准：创新方法应用能力等级规范................................................... 12

【脑洞大开】在第二届世界互联网大会开幕式上的讲话................................. 12

【实验与思考】熟悉科技创新与知识创新........................................................ 15

第2章 创新驱动发展...............................................................................19

2.1现代化建设“三步走”战略......................................................................19

2.1.1党的十三大提出的“三步走”战略............................................... 19

2.1.2党的十五大提出的“三步走”战略............................................... 20

2.2创新驱动发展“三步走”战略..................................................................21

2.2.1创新驱动发展的国际经验.............................................................. 21

2.2.2创新驱动发展架构顶层设计.......................................................... 21

2.2.3“三步走”战略与现代化建设相呼应........................................... 22

2.2.4具体落实八大任务..........................................................................23

【脑洞大开】中国“独角兽”城市排行榜：北上深杭哪家强.......................... 24

【实验与思考】熟悉“三步走”，了解创新驱动发展战略............................. 33

第3章“互联网 ”行动计划.....................................................................36

3.1“互联网＋”纳入国家行动计划............................................................... 36

3.1.1什么是“互联网 ”........................................................................36

3.1.2怎么理解“ ”...............................................................................37

3.1.3为什么“ ”...................................................................................37

3.1.4 “互联网 ”与新常态......................................................................38

3.1.5全球创新指数.................................................................................39

3.1.6全球连接指数.................................................................................40

3.1.7国家智力资本是连接世界的核心能力........................................... 41

3.1.8中国制造2025................................................................................42

3.2 “互联网 ”时代的特征..............................................................................42

3.2.1跨界融合.........................................................................................42

3.2.2创新驱动.........................................................................................43

3.2.3重塑结构.........................................................................................44

3.2.4尊重人性.........................................................................................44

3.2.5开放生态.........................................................................................45

3.2.6连接一切.........................................................................................46

3.3“互联网 ”行动的指导意见....................................................................46

3.3.1关于互联网的再认识......................................................................47

3.3.2新常态、新思维、新经济.............................................................. 49

3.3.3新观察：跨界、联盟与融合.......................................................... 50

【脑洞大开】“ 互联网”VS“互联网 ”....................................................... 51

【实验与思考】熟悉“ 互联网”与“互联网 ”............................................ 57

第4章 大数据时代的思维变革.................................................................61

4.1什么是大数据.............................................................................................61

4.1.1天文学——信息爆炸的起源........................................................... 61

4.1.2大数据的定义.................................................................................62

4.1.3用 3V 描述大数据特征...................................................................63

4.1.4大数据的结构类型..........................................................................65

4.2思维变革之一：样本=总体........................................................................66

4.2.1小数据时代的随机采样..................................................................67

4.2.2大数据与乔布斯的癌症治疗.......................................................... 69

4.2.3全数据模式：样本=总体................................................................ 70

4.3思维变革之二：接受数据的混杂性........................................................... 71

4.3.1允许不精确.....................................................................................71

4.3.2大数据的简单算法与小数据的复杂算法....................................... 72

4.3.3纷繁的数据越多越好......................................................................73

4.3.45%的数字数据与 95%的非结构化数据.......................................... 74

4.4思维变革之三：数据的相关关系............................................................... 75

4.4.1关联物——预测的关键..................................................................75

4.4.2 “是什么”而不是“为什么”.........................................................76

4.4.3通过相关关系了解世界..................................................................77

【脑洞大开】亚马逊推荐系统...........................................................................78

【实验与思考】深入理解大数据时代................................................................ 79

第5章 发明问题的传统方法.....................................................................82

5.1试错法.........................................................................................................82

5.2头脑风暴法.................................................................................................83

5.2.1头脑风暴法的基本规则..................................................................84

5.2.2头脑风暴小组的成员......................................................................85

5.2.3头脑风暴法的实施..........................................................................86

5.2.4头脑风暴法使用技巧......................................................................87

5.2.5头脑风暴法的优点及其局限性 ...................................................... 88

5.3形态分析法.................................................................................................89

5.3.1形态分析法的特点..........................................................................89

5.3.2实施步骤.........................................................................................89

5.3.3形态分析法的优、缺点..................................................................90

5.4和田十二法.................................................................................................91

【脑洞大开】无人驾驶和拼车会革了传统汽车商的命吗................................. 93

【实验与思考】实践头脑风暴法.......................................................................95

第6章 创新思维与技法............................................................................97

6.1思维定势.....................................................................................................97

6.2创造性思维方式.........................................................................................99

6.2.1发散思维与收敛思维......................................................................99

6.2.2横向思维与纵向思维.....................................................................101

6.2.3正向思维与逆向思维.....................................................................103

6.2.4求同思维与求异思维.....................................................................103

6.3创造性思维技法........................................................................................105

6.3.1整体思考法....................................................................................105

6.3.2多屏幕法........................................................................................106

6.3.3金鱼法............................................................................................110

6.4因果分析法................................................................................................112

6.4.1五个“为什么”............................................................................112

6.4.2鱼骨图分析....................................................................................113

6.5资源分析法 ................................................................................................115

6.5.1资源的分类....................................................................................115

6.5.2资源分析方法................................................................................116

【脑洞大开】中国“互联网 ”与美国“新硬件时代”..................................119

【实验与思考】创造性思维技法的实践...........................................................122

第7章TRIZ创新方法基础.....................................................................127

7.1TRIZ创新方法的起源与发展....................................................................127

7.1.1经典TRIZ的理论体系结构...........................................................127

7.1.2发展历程........................................................................................128

7.1.3TRIZ的未来发展...........................................................................130

7.2发明的五个级别........................................................................................131

7.2.1发明的创新水平............................................................................131

7.2.2发明级别的划分............................................................................133

7.2.3发明级别划分的意义.....................................................................135

7.3TRIZ的重要概念.......................................................................................136

7.3.1核心思想........................................................................................136

7.3.2技术系统........................................................................................137

7.3.3功能................................................................................................138

7.3.4矛盾与冲突....................................................................................138

7.3.5理想度、理想系统与最终理想解..................................................139

7.4理想化方法的应用.....................................................................................142

【脑洞大开】虚拟时代已来，手环手表求稳...................................................144

【实验与思考】熟悉TRIZ 以及五个发明级别.................................................148

第8章 技术系统的进化..........................................................................151

8.1技术系统进化规律的由来.........................................................................151

8.2S曲线及其作用.........................................................................................152

8.2.1S曲线.............................................................................................152

8.2.2技术预测........................................................................................154

8.3技术系统进化法则.....................................................................................155

8.3.13 条生存法则.................................................................................155

8.3.25 条发展法则.................................................................................158

8.3.3进化法则的本质和作用.................................................................164

8.4裁剪............................................................................................................164

8.4.1裁剪原理和过程............................................................................166

8.4.2裁剪对象选择................................................................................167

8.4.3基于裁剪的产品创新设计过程模型..............................................168

【脑洞大开】从“山寨”到创新，中国用了 15年时间..................................168

【实验与思考】用最终理想解启迪创造性思维................................................171

第9章 发明原理与应用..........................................................................176

9.1发明原理的由来........................................................................................176

9.2原理1：分割.............................................................................................179

9.3原理2：抽取.............................................................................................180

9.4原理 10：预先作用....................................................................................181

9.5原理 13：反向作用....................................................................................183

9.6原理 15：动态特性....................................................................................184

9.7原理 18：机械振动....................................................................................185

9.8原理 19：周期性作用................................................................................187

9.9原理 28：机械系统替代 ............................................................................188

9.10原理 32：颜色改变（改变颜色、拟态）...............................................189

9.11原理 35：物理或化学参数改变...............................................................190

【脑洞大开】万物互联需要高速移动网络支持................................................191

【实验与思考】熟悉与应用嵌套（套娃）原理................................................193

第10章 技术矛盾与矛盾矩阵.................................................................198

10.1技术矛盾..................................................................................................198

10.239 个通用工程参数..................................................................................199

10.3矛盾矩阵..................................................................................................203

10.4利用矛盾矩阵求解技术矛盾...................................................................204

10.4.1分析技术系统..............................................................................204

10.4.2定义技术矛盾..............................................................................206

10.4.3解决技术矛盾..............................................................................206

10.5矛盾矩阵的发展.......................................................................................209

【脑洞大开】收购阿朗推动诺基亚创新...........................................................211

【实验与思考】应用矛盾矩阵获取问题解决方案............................................213

第11章 物理矛盾与分离方法.................................................................217

11.1物理矛盾..................................................................................................217

11.1.1定义物理矛盾..............................................................................218

11.1.2物理矛盾的定义步骤...................................................................219

11.1.3技术矛盾与物理矛盾的关系 .......................................................220

11.2四种分离方法..........................................................................................220

11.2.1时间分离......................................................................................221

11.2.2空间分离......................................................................................222

11.2.3条件分离......................................................................................223

11.2.4系统级别上的分离.......................................................................224

11.3利用分离方法求解物理矛盾...................................................................225

11.3.1分析技术系统..............................................................................226

11.3.2定义物理矛盾..............................................................................227

11.3.3解决物理矛盾..............................................................................227

11.4将技术矛盾转化为物理矛盾...................................................................227

11.5分离方法与发明原理的对应关系............................................................228

【脑洞大开】行李箱终于被颠覆式创新...........................................................230

【实验与思考】用分离方法解决物理矛盾.......................................................232

第12章 科学效应与应用........................................................................234

12.1效应与社会效应.......................................................................................234

12.1.1羊群效应......................................................................................234

12.1.2蝴蝶效应......................................................................................235

12.1.3青蛙效应 ......................................................................................236

12.1.4木桶效应......................................................................................237

12.1.5酒与污水定律..............................................................................237

12.1.6蘑菇管理......................................................................................237

12.1.780/20效率法则............................................................................238

12.2科学效应及其作用...................................................................................238

12.3TRIZ 理论中的科学效应..........................................................................240

12.4应用科学效应解决创新问题...................................................................248

【脑洞大开】全球首创超级无轨电车宁波下线................................................250

【实验与思考】科学效应应用实践...................................................................251

第13章 用TRIZ解决发明问题..............................................................255

13.1破坏性创新方法.......................................................................................255

13.1.1大公司的黑洞：破坏性创新.......................................................256

13.1.2产品破坏性创新...........................................................................257

13.1.3市场破坏性创新...........................................................................258

13.2航空燃气涡轮发动机的技术进化............................................................259

13.3飞机机翼的进化.......................................................................................261

13.4提高智能吸尘器的清洁效果...................................................................263

13.5宝马汽车的外形设计...............................................................................265

13.6课程实验总结..........................................................................................267

13.6.1实验的基本内容...........................................................................267

13.6.2实验的基本评价...........................................................................269

13.6.3课程学习能力测评.......................................................................269

13.6.4创新思维与方法实验总结...........................................................270

13.6.5实验总结评价（教师）...............................................................271

附录.........................................................................................................272

附录 A 40 个发明原理.....................................................................................272

附录 B 39×39 矛盾矩阵............................................................（见书末插页）

附录 C 物理效应..............................................................................................288

附录 D 化学效应..............................................................................................290

附录 E 几何效应..............................................................................................292

附录 F 部分参考答案和解决方法...................................................................293

2015/2016第二学期“创新思维与创新方法”课程学习总结

（摘录10例20160618）..............................................................................300

参考文献..................................................................................................304