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7.现代设计方法的前沿7.1创新设计技术西南科技大学网络教育系列课程西南科技大学网络教育系列课程7.1创新设计技术7.1.1概述7.1.2创新及其设计思维西南科技大学网络教育系列课程7.1.1概述一、创新设计的重要性创新是设计的本质,也是设计活动的最终指标。创新设计是产品适应新的市场形势的最好途径，创新产品能满足甚至创造出新的需求，因而必然有较强的市场竞争力。二、产品创新的类型1、技术上创新2、管理上的创新3、销售上的创新4、售后服务上的创新等西南科技大学网络教育系列课程7.1.1概述三、在制造业中，产品技术上的创新分为以下两种1、无重要新技术，但在形式上翻新。比如：生产不同色的自行车，其虽然在生产管理上有所创新，但是自行车的性能并无重要变化，其中也没有融入多少新技术。2、含有（开发）重要新技术，使产品竞争力有重要提高，或形成新竞争力的制高点。比如：电动汽车，如果谁在设计和制造出远远超过现在的长寿命电池，就是一种新的竞争力制高点。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维一、创新思维的形式1、直觉思维是指一种在下意识状态下，对事物内在复杂关系突发式的领悟过程，具有创造灵感忽然降临的色彩。2、逻辑思维是一种把创造目标展开、分解和综合，寻求各层分目标的解，然后找出最终整体解，用主动的可按部就班的工作方式向目标逼近的一种思维方式。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维实际上，大量的创造过程是这两种思维方式交叉和综合。比如：对自己提出一个创造目标，这个目标本身可能就是一个创造灵感，但是为了实现这个目标，必须一步步进行分析推理。二、创新思维法则创造学建立起促发创造思维的一些法则，作为外部因素的有：1、激发创造激情①创造激情促成的因素有：市场压力或诱惑等经济因素、科学家的崇高事业心、政治需要。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维②创造激情的激励手段：精神鼓励、经济剌激、政治动员、民族感情。2、增强信息获取方式现在，信息的快速获取是创造发明的关键因素。3、促进知识融合创造各种条件让不同学科的人频繁交流，也是促进科学创新的重要手段。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维三、在技术性的创新设计中，常用的几种思维方式—创新思维法则如下：1、分析与综合思维分析与综合思维是一种逻辑性很强的思维过程。是最基本的创新思维过程，由它们构成一个创造过程的思维框架。(1)分析思维：对问题的提法有清晰而明确的描述，然后去伪存真，由表及里，把本质和非本质的问题加以区别。分析是把思维对象的整体分解成各个部分，方面或要素，并对它们分别加以研究，考察的一种思维方法。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维(2)综合思维：其是分析的反向过程，在求得各子问题的解之后，必须通过建立联结，构成总体，实现最终需要的总体功能。综合就是把已有的关于研究对象的各个部分，方面或要素联合成整体，从而进行整体认识的思维方法。在整个思维过程中，综合与分析又是不可分割的，没有分析便没有综合。综合是以分析为基本的综合，分析又是在综合指导下的分析，二者相互依存，西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维2、收敛与发散式思维(1)收敛式思维：先确定一个原始解，然后以它为目标，寻求凡是想得出或可能的，通向这个目标的途径，对每一条通向目标的途径进行论证，最后找到一条最好的途径，它使目标成为可实现的解。收敛性思维又称集中思维、辐集思维、求同思维。它是在大量创造性设想的基础上，通过分析、综合、比较、判断、选择最有价值的设想的一种思维方法。关键问题：一是提出一个理想的目标。受到认识的限制。二是提出通向目标的途径。受到技术的限制。创造正是这两点的突破。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维收敛性思维一般具有同一性、程序性、比较性三个特点。①同一性是指求同性的思维，它总是从过去的知识经验中引出解决问题的办法，希望用老办法寻求解决问题的答案。②程序性是指同一性在严格性上的表现，由于聚合思维总是从同一性方面考虑问题，所以对这一过程也就赋予了严格的程序度，先做什么，再做什么，一步接一步，使问题的解决有章可循。③比较性是指它以一个目标为其归宿，即在现存的几种途径、方案、措施、寻求其最佳方案。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维隐形飞机的研制，便是运用收敛性思维的结果。这种飞机，机身和机翼造型独特，包覆隐身材料，加装红外挡板等，以减弱雷达反射波和红外辐射，使其不易被探测设备发现，从而达到“隐形”的目的。明代科学家徐光启，搜集了自战国以来2000多年有关蝗灾的情况资料，统计了我国历史上记载的111次蝗灾发生的时间，并通过深入实地调查，在纷繁的背景中，利用收敛性思维，找出了苏北蝗灾产生的地理原因和蝗虫的生活规律，撰写了《除蝗疏》，提出了有效治理蝗灾的方法。(2)发散式思维：已经掌握了一个原始解，以其为出发点，去寻找更多更好的解，这些解不一定是原始解的变异，它可能是在保证系统功能前提下一种新的原理和系统。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维发散思维之所以能够具有很大的创造性，就是因为它可以使人在遇到问题时使思维迅速而灵活地朝着多个角度、多个层次发散开来，从给定的信息中获得多个新颖性的答案。那么如何对自己的发散性思维品质进行培养呢，这里应循序渐进着力于三个层次的自我培养：①流畅性。流畅性是发散思维的第一层次，即培养自己的思维速度，使其在短时间内表达较多的概念，枚举较多的解决问题方案，探索较多的可能性。例自己在短时间内写出包含“木”的所有的汉字，每个人写出的个数的不同，这就是一个人流畅性的区别。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维②变通性。变通性是较多层次的发散特征，即培养自已从不同的角度灵活考虑问题的良好品质。例如在自己所写出的包含“木”字的汉字中有上下结构、左右结构、独体字、包含结构、半包含结构，如果所有结构的汉字都存在说明一个人的变通性较好。③新颖性。是发散思维的最高层次，也是求异的本质所在。新颖性是指一个人提出的观点和产生的想法的创新性。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维发散与收敛思维是互补的，不能光强调一种而忽视另一种。一般来说，发散思维中想象和联想力自由驰骋，收敛思维使想象和联想回到现实。没有发散思维，就很难达到新颖、独特，而没有收敛思维任何新颖独特的设想也难以具有现实性的品格。因此，为了达到一种平衡，创造性解决问题应训练发散与收敛思维并举。对机器的创新设计，发散通常是机器结构的各种演化、变换或排列组合，产生大量的设计方案。收敛则是通过对各种设计方案的评价，确定出较好的可行设计方案。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维3、对应与联想式思维(1)对应：是指作为类比的对象，它距离人们常规的思维范畴越远，越容易激发新的思路，实现创新与发明。(2)联想：把类比对象的某些特征引导到现实的创造任务中。联想思维是一种重要的思维方式，它具有流畅性、多端性、灵活性、新颖性和精细性等特点。联想思维是根据已有的信息，从不同角度、不同方向思考，从多方面寻求多样性答案的一种展开性的思维方式。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维许多人成功的事实充分表明，他们往往能抓住生活中的偶发事件，产生丰富的联想，构筑艺术作品或进行科学技术发明等，如托尔斯泰的《安娜·卡列尼娜》就源于一件女子卧轨的新闻事件。魏格纳从看到世界地图联想到大陆漂移说。贝尔从听到吉他声想到改装电话机……等等，可见这些联想的力量是何等的惊人。联想成功的事例很多：诸如阿凡提的旅馆献策，蒙格飞兄弟的飞天联想，斯文顿发明坦克、威廉德尔曼教授饼与鞋的联想，中松义郎冻出的“念头”等都是展开了联想的翅膀后所产生的结果。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维怎样才能展开联想的翅膀呢？①激活创造性想象，启动想象的翅膀。首先是“敢想”，敢于异想天开，不怕胡思乱想。第二是“善于想”。打破常规，跳出框框，向外发散，朝四面八方想开去。②大胆设想，举一反三地想。如此联想，会美妙感觉，开阔思路，放飞意念，激发幻觉，产生灵感。③采用适当的联想的方法，在生活中进行联想。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维①自由式联想。自由联想就是从一个想法中产生另一个想法，它与有约束的反应不同，自由联想就是放松对思想的控制，任其自由驰骋。②相似式联想。相似联想思维法是指根据事物之间的形式、结构、性质、作用等某一方面或几个方面的相似之处进行联想，并将两种不同事物间某些相似的特征进行比较。俄罗斯生理学家马格里奇说：“独创性常常在于发现两个或两个以上研究对象或设想之间的联系相似之处，而原来的这些对象或设想彼此没有关系”。常有形式联想和意义联想等。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维③特征式联想。特征联想是对事物外部的表面特征进行相似联想。这种想法简便易行，因为事物的表面特征比较容易为人们所发现。其方法有：形状的对比，特征的对比和本质的特征的对比。④伴生式联想。所谓伴生联想思维法是指根据事物在空间或时间上彼此相近之处进行联想。古希腊学者亚里斯多德曾经说过：“我们的思维是从与正在寻找的事物相类似的事物、相反的事物、或者与它相接近的事物开始进行的……由此产生联想。”世界事物并不是孤立的，它们总是在空间或时间上存在着丝丝缕缕的联系。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维思考者常把空间或时间上相接近的事物联系在一起。由此及彼此地展开联想。其方法是：①对空间上的位置相近的事物进行联想。②对时间上的彼此相近的事物进行联想。③从地球到月球进行联想。④用伴生联想进行记忆。⑤对比式联想。所谓对比联想思维法是指通过事物之间的相互矛盾的关系进行联想。客观世界普遍存在着对立的现象，世界上任何事物的内部都包含着相对立的两个方面。对比式联想正是应用和反映了事物之间以及事物内部存在的对应关系或矛盾关系。由于客观上有这样的关系存在，所以我们可以由一个事物而联想到相对的另一个事物，由事物的一个方面而联想到相对的另一个方面。其方法常有：①黑白对比。②时间对比。③记忆对比等。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维⑥飞跃式的联想。飞跃式的联想思维法是指在一些从现象上看毫无联系的事物之间进行联想。比起其它的联想思维起来，飞跃式联想思维法可以在更广阔的思维范围内进行，思维的跨度更大，自由度更高。⑦减缩式联想。减缩式联想也是一种常用的思维法。它和组合思维法从某种意义上唱反调。有人称此法为“减一减”思维法，其基本思路是将原有事物分解减缩，压缩、微处理等。具体操作有减除分离、效果分离、收获分离等。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维4、离散与组合式思维(1)离散思维就是根据需要，将不同的事物分开，从而创造出新的事物的方法。(2)组合思维就是根据需要，将不同的事物组合在一起，从而创造出新的事物的方法。1）组合思维法有以下特点：①发散性。组合思维的思维方向，可以正向、逆向、纵向、横向，更多的是三维立体思维和多维空间思维。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维②选择性。组合思维法考虑问题时，并不是将两个事物原封不动、不加选择地捏合在一起，而是选择二者具有独特价值的部分，按其内在联系将它们有机地组合在一起。③综合性。组合思维重在怎么“合”，因而就要对组合对象进行深入分析，把握它们的个性特点，再从这些特点中概括出规律，综合起来，最后形成设计方案，从而进入组合的实施过程。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创新及其设计思维2）运用组合思维法注意下列几点：①在进行组合思考的时候，不能拘泥于一个方面，局限于某一事物，而应从多方面、多个事物中去寻找组合物。②在进行组合思考的时候，要把握住组合的方向。思维是有方向性的，即事物之间的组合点，只有把握住组合点，才能进行有效的组合。总的来说，组合是任意的，各种各样的事物要素都可以进组合。西南科技大学网络教育系列课程7.1.2创