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第一节创造与发明并不神秘第二节创新需要勇气和毅力第三节创新人才的培养第一章引言第四节机械创新设计第四节机械创新设计•设计是人类改造自然的一种基本活动，设计是复杂的思维过程，设计的本质是创新。•设计的目的是将预定的目标，经过分析痛决策，通过一定的信息（文字、数据、图形）而形成设计方案，并通过制造、实施使设计成为产品，造福人类。通过设计，不断为社会提供新颖、优质高效、价廉物美的产品，提高产品的竞争力和经济效益。第四节机械创新设计二、设计思路和设计过程设计过程是指从明确设计任务到编制技术文件所进行的整个工作流程、机械设计的过程，一般分为产品规划、原理方案设计、技术方案设计、改进设计等四个阶段。第四节机械创新设计1.产品规划阶段——明确设计任务和要求，提出设计任务书这一阶段的中心任务是，在市场调查的基础上，进行产品需求分析、市场预测、可行性分析，确定设计目标、主要参数和约束条件，最后提出设计任务书，作为设计、评价、决策的依据。第四节机械创新设计2.原理方案设计阶段——确定工作原理，分解子系统，绘制方案简图实现产品功能的工作原理可以是多种多样的，方案设计就是在功能分析的基础上，通过多方案比较，优化筛选出比较理想的工作原理方案，并对产品的原动系统、传动系统、执行系统、测控系统等子系统分解，将总功能分解为子功能和功能元，并作方案性设计，绘制有关机械机构、电气液方案简图。第四节机械创新设计3.技术方案设计——进行总体设计和结构设计，完成产品全部生产图纸，编制设计说明书、工艺卡等技术文件总体设计要树立全局观念、首先要考虑各子系统的分解。按照执行系统、传动系统、操纵系统、支承形式的顺序找出实现各功能的作用原理，再考虑实现系统总功能的要求，将各分功能的作用原理进行合理的组合，在众多的原理方案中选择几个，然后进行综合评价，如对可靠性、成本、寿命、适用性等比较选优。第四节机械创新设计4.改进设计上述设计完成后，制造出样机（产品），根据样机检测数据、用户使用以及在鉴定中所出现的问题，进一步改进，作出相应的技术完善工作，提高产品的设计质量。第四节机械创新设计第一节人类的思维第二节创造性特征第三节影响创造能力的非智力因素第二章如何培养创造能力第四节影响创造能力的智力因素第二章如何培养创造能力•人类的发展史实际上是人类创造的历史，而创造的源泉则来自于人类的思维，人类的创造性思维产生了各种各样的创造发明。我们需要对创造性思维的特点、本质、形成过程、与其他思维的关系胡所掌握和认识，这才能指导我们进行创新思维，增强创新能力。第一节人类的思维思维是人脑对客观现实的反映，是发生在人脑中的信息交流。它不仅能揭示客观事物的本质或内部联系，还可能使人脑机能产生新的信息和新的客观实体，如文学艺术的新创作、科学和自然规律的新发现、技术新成果等等。第一节人类的思维人类的思维方式可以归纳为如下几种：1.形象思维与抽象思维形象思维也称为具体思维，是人脑对客观事物和现象的具体形象的反映。例如，设计一个零件或一台机器时，设计者在头脑中想象出零件或机器的形状、颜色等外部特征，在头脑中对想象出的零件或机器进行分解、组装、设计等思维活动，就属于形象思维。第一节人类的思维抽象思维是以抽象的概念、判断和推论为形式的思维方式，概念是客观事物本质属性的反映，判断是两个概念的联系，推论则是两个以上判断的联系。第一节人类的思维2.发散思维与收敛思维发散思维又叫分散思维、求异思维、开放思维等。它是根据提供的信息，多方位寻求问题的答案的思维方式。如例举某一物品的多种用途，从一物思万物，不满足于现成原理和答案，而去寻找尽可能多的作案等。第一节人类的思维收敛思维也叫集中思维、求同思维等。是一种在大量设想或多方案的基础上寻求某种最佳答案的思维方式。第一节人类的思维3.逻辑思维与非逻辑思维逻辑思维是抽象思维方式。它是严格遵循逻辑规则按部就班、有条不紊进行的思维。它的主要方法是分析、归纳、综合与演绎。非逻辑思维是一种不严格遵循逻辑，突破常规，通过想象、直觉、灵感等方式进行的自由思维方式。第一节人类的思维4.直达思维与旁通思维直达思维始终围绕需要解决的问题进行思考，旁通思维则将问题转化为另一个问题，间接分析求解。旁通思维后要返照到直达思维，才能较好地解决提出的问题。如美国的莫尔斯受到马车到驿站要换马的启示，采用设立放大站的方法。解决了信号远距离传递衰减的问题，就是旁通思维的例子。第二节创造性思维的特征创造性思维是一种人类高层次的思维，它有以下特征。1.思维结果的新颖性独特性指思维结果的首创性，具备与前人、众人不同的独特见解，思维的结果是过去未曾过的。例如，20世纪50年代在研究晶体管材料时，人们都只考虑将锗提纯的方法，但未能成功；而日本科学家在对锗多次提纯试验失败后，他们采用求异探索法，不再提纯，而是一点一点加入少量杂质，结果发现当锗的纯度降低为原来一半时，会形成一种优越的电晶体，此项成果轰动世界，并获得诺贝尔奖。第二节创造性思维的特征2.思维方法的多样灵活性、开放性指对于客观事物或问题，表面出勇于突破思维定势，善于从不同的角度思考问题，善于提出多种解决方案；能根据条件的发展变化，及时改变先前的思维过程，寻找解决问题的新途径。、开放性也含有跳跃性因果关系。苍蝇是人类憎恶的东西，可科学家们的创造性思维却跳出了死板的框框，经过对苍蝇与蛆的研究发现，这些人人痛恨的东西却饱含着丰富的蛋白质，可以用来造福人类。将风马牛不相及的事连到一起。这正是思维跳跃性的结果。第二节创造性思维的特征3.思维过程的潜意识自觉性创造性思维的产生，离不开紧张的思维和认真努力为解决问题所作的准备工作，但其出现的时机却往往是思维主体处于一种长期紧张之后的暂时松弛状态，如散步、听音乐、睡觉中。这就说明了创造性思维具有潜意识的自觉性一，是因为人在积极思维时，信息在神经元之间的流动按思考的方向进行有规律的流动。第二节创造性思维的特征4.顿悟性创造性思维是长期实践和思考活动的结果，经过反复探索，思维运动发展到一定关节点时，或由外界偶然机遇所引发，或由大脑内部积淀的潜意识所触动，就产生一种质的飞跃。如同一道划破天空的闪电，使问题突然得到解决，这就是思维的顿悟性。一生有一千项发明创造的爱迪生，从小有个习惯，就是把各种闪过脑际的想法记下来，这是一条重要的经验；先记下来再说，无论是睡觉还是休闲，心记不如笔记，切记此经验。第三节影响创造能力的非智力因素发明创造是人类的一种复杂的活动，它需要人们充分发挥自己的创造力。然而人的创造力不是天生的，而是逐步培养起来的。影响创造能力的非智力因素主要包含下面几个方面的基本素质。第三节影响创造能力的非智力因素1.兴趣和好奇心好奇心是一种对自己还不了解的周围事物能够自觉地集中注意力、想把它弄清楚的心理倾向。一般都是通过“看一看、听一听”引起惊奇感，再通过“问一问”的方式把它的来龙去脉搞清楚。第三节影响创造能力的非智力因素要想训练保持自己的好奇心，最有效的方法就是保持或恢复童心。因为咿呀洪福齐天的孩子是最富有好奇心的，他们对世界上的一切都感到非常新鲜，总是爱寻根究底地问个不停。随着年龄的增长，儿时的好奇心渐弱；至成人后，对未知的东西更加不感兴趣了。事实证明，始终保持着儿童般好奇心的人，往往能干出一番惊人的业绩。第三节影响创造能力的非智力因素2.进取心进取心是指那种不满足于现状，坚持不懈地向新的目标追求的心理状态。进取心是极为可贵的。人类如果没有进取心，社会就不可能前进，一个人如果没有进取心，那分终生将会碌碌无为。甚至可以说，有无进取心，是区别有所建树者与无所作为才的根本标志。第三节影响创造能力的非智力因素要培养自己的进取心，首先得学点辩证法，务必使算自己懂得：世界上一切事物都充满着矛盾，旧矛盾解决了，新的矛盾又会产生。人类改造世界的过程就是解决各种矛盾的过程，这个过程永远还会终结。第三节影响创造能力的非智力因素3.自信心自信心就是在对自己的能力作出正确估价后，认定自己能实现某种追求、达到即定目标的信心。自信心对于从事创造性劳动的人们尤为重要。常言道：信心是事业的立足点。在发明的攻坚战中，丢失了自信心这块阵地，应意味着整个战线的崩溃。所以著名科学家居里夫人告诫人们：应该有恒心，尤其要有自信心。第三节影响创造能力的非智力因素4.勇气勇气就是少有畏惧和无所畏惧的非凡气概。搞发明一定要有勇气。因为任何发明创造都是搞人家没有搞过的东西，走人家没有走过的路。这条道路上总是坎坷不平，荆棘丛生，没有勇气和冒险精神是不敢迈步的。第三节影响创造能力的非智力因素5.组织能力组织能力是指对杂乱的局面或事物进行妥善安排，合理调配的指挥运筹能力。第四节影响创造能力的智力因素我们要培养自己的创造能力，就应该注重上述这些非智力训练，除此之外，搞创造发明还必需具有一定的知识，知识就是力量，现代社会已经进入了知识经济的时代，没有知识必将一事无成。第四节影响创造能力的智力因素影响创造能力的智力因素包含：1.想象力2.洞察力3.动手能力4.智能和知识因素5.创造性思维与创造技法第三章创新基本原理创新和创造是人类一种胡目的的探索活动，创新原理是人们在长期创造实践活动的理论归纳，同时它也能指导人们开展创新实践。第一节综合创新原理综合是将研究的对象的各个方面、各个部分和各种因素联系起来加以考虑，从而从整体上把握事物的本质和规律。综合创新，是运用综合法则的创新功能去寻求新的创造。其基本模式如图：第一节综合创新原理综合不是将对象各个构成要素的简单相加，而是按其内在联系合理组合起来，使综合后的整体作用导致创造性的新发现。机械创新设计实践中，随处可发现综合创新的实例。第一节综合创新原理图3-2为一种小型车、钻、铣三功能机床。它是适应小型企业、修理服务行业加工修配小型零件运用综合原理开发设计出来的小型多功能机床。安的设计特点是：以车床为基础，综合钻床、铣床主要箱而成的。第一节综合创新原理从大量的创新实践中可知，综合就是创造。第一节综合创新原理（1）综合已有的不同科学原理可以创造出新的原理。如牛顿综合开普勒的天体运行定理和伽利略运动定律，创建了经典力学体系。（2）综合已有的事实材料可以发现新规律。如门捷列夫综合已知元素的原子属性与原子量、原子价的关系的事实和特点，终于发现了元素周期律。第一节综合创新原理（3）综合已有的不同科学方法创造出新方法。如：笛卡尔引进了坐标系、综合几何学方法和代数方法，创立了解析几何。（4）综合不同学科能创造出新学科。如信息科学、生物科学、材料科学、能源科学、空间科学、海洋科学等都属于综合性学科。（5）综合已有的不同技术创造出新的技术。如：原子能、电子计算机、激光、遗传、自动化、航天技术等等。第一节综合创新原理因此综合创造有以下基本特征：（1）综合能发掘已有事物的潜力，并且在综合过程中产生新的价值；（2）综合不是将研究对象的各个要素进行简单的叠加或组合，而是通过创造性的综合使综合体的性能产生质的飞跃。（3）综合创新比起开发创新在技术上更具有可行性，是一种实用创新思路。第一节综合创新原理案例：激光的发明激光是综合近代光学与电子学的产物，它是一种具有优异特性的新光源，是20世纪60年代出现的重大科技成就之一，它具有高亮度、高方向性、高单色性、高相干性等特点，已得到广泛的应用。第一节综合创新原理激光器是能发射激光的装置。激光是指通过受激辐射扩大的光，而激光器是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大或振荡发射的器件。1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围。有气体激光器、半导体激光器、固体激光器、染料激光器、光纤激光器等。第一节综合创新原理启示：（1）激光器的发明，充分显示了科学理论对技术发明的预见性。（2）激光器的发明，也显示了技术发明对科学理论的促进作用。（3）技术发明也要求有一定的技术条件和社会需要、（4）学科的交叉和综合是创新的摇篮。（5）目标明确，主动猎取。第二节分离创新原理分离是与综合相对应的、思路相反的一种创新原理。它是把某个创造对象分解或离散为有限个简