创造学与创新能力开发

《创造学与创新能力开发》段卫民北师大珠海分校工程技术学院第四章创造技法创造技法的定义：创造技法是人们在实践中总结出来的，开展创造活动普遍适用的，程序化、规范化的方法与技法。创造技法的分类：1.组合法2.类比法3.设问法4.列举法创造技法实施后的设想处理•应用创造技法的直接结果是产生大量设想，往往包含创造性设想。然而，以产生的设想是否能变成具有社会效益和经济效益的成果，关键在于能否对设想进行适当处理。•设想处理的步骤：一般性设想：指内容一般化、无新意的普通设想，包括重复性（别人已提出过的）设想。对于一般性设想要舍弃。实用性设想：指在当前的科学、技术、经济条件下具有实用价值，可以立即实施或有可能尽快实施的设想。实用性设想要实施。奇特性设想：指构思新颖奇特，可能在当前的科学、技术、经济条件下无法实现或脱离现实可能性的设想。先储存，待条件具备再开发为实用性设想。4.1组合法•组合法：是指从两种或两种以上事物或产品中抽取合适的要素重新组织，构成新的事物或新的产品的创造技法。•即将多个独立的技术要素（现象、原理、材料、工艺、方法、物品、零部件等）进行重新组合，以获得新产品、新材料、新工艺等，或使原有产品的功能更全面、工艺更先进。•如橡皮和铅笔的组合，有了带橡皮的铅笔。火箭和飞机的组合，产生了航天飞机。组合就是创造•“组合”在辞海中解释为“组织成整体”；在数学中“组合”是从m个不同的元素中任取n个成一组，即成为一个组合；创造学中组合型创造技法，是指利用创造性思维将已知的若干事物合并成一个新的事物，使其在性能和服务功能等方面发生变化，以产生出新的价值。•人类的许多创造成果来源于组合。正如一位哲学家所说：“组织得好的石头能成为建筑，组织得好的词汇能成为漂亮文章，组织得好的想象和激情能成为优美的诗篇。”事实上，任何美术作品都是色彩和图案的组合，任何音乐也都是若干音符的组合，任何一部电影都是大量的镜头的有机组合。同样，发明创造也离不开现有技术、材料的组合。•在一定意义上，组合就是创造。【案例】记者发明了坦克•20世纪初发生第一次世界大战时，有一名叫斯文顿的英国记者随军去前线采访。他亲眼看见英法联军向德军的阵地发动攻击时，牢牢守着阵地的德国士兵用密集的排枪将进攻的英法士兵成片地扫倒。斯文顿非常痛心。他清醒看到，肉体是挡不住子弹的。冥思苦想之后，他向指挥官们建议用铁皮将“福斯特公司”生产的履带式拖拉机“包装”起来，留出适当的枪眼让士兵射击，然后让士兵们乘坐它冲向敌军。他的建议很快被采纳。履带式拖拉机穿上盔甲之后径直冲向敌人，英法士兵的伤亡大大减少。德国人望车披靡，兵败如山倒，坦克为英法联军战胜德军立下汗马功劳，成为第一次世界大战中最有影响的发明。•点评：显然，坦克就是履带拖拉机与枪炮的组合。组合法的分类•常用的组合法有：1.同类组合2.材料组合3.原件组合4.方法组合5.技术原理与手段组合6.现象组合7.重组组合8.综合9.形态分析法10.信息交合法1.同类组合•同类组合：将若干相同或相近事物的组合，又称同物组合。•组合目的：在保持事物原有功能或原有意义的前提下，通过数量的增加来弥补功能的不足或产生新的功能。•同类组合往往具有对称性，如：双体船、双人自行车、发射人造卫星的多级火箭、400个易拉罐组成的救生筏等。同类组合•任何事物都可以同类组合，其关键是选择哪些事物进行组合能产生新的价值。•我们从以下三个方面考虑：一是在我们周围，哪些事物是处于单独状态使用的?这需要观察；二是原来单独使用的事物组合后能否产生新的意义和新的需求?这需要思考；三是组合能否实现?怎样实现?这需要想象【案例】个人电脑组合成超级计算机•随着现代科技的不断发展，运算速度达到每秒数十亿次乃至成百上千亿次的超级计算机越来越显示巨大的威力，特别是气象预报、股市行情预测等。但是，超级计算机价格十分昂贵。•日本科学家北野红明领导的一个科研小组利用同物组合法把33台个人电脑连接起来，使用美国阿尔贡国家实验室开发的并行计算用的操作系统，构成运算能力可与超级计算机相匹敌的廉价超级并行计算机，其运算速度可达每秒68亿次。【案例】无线耳机的组合•电视给千家万户带来最新的信息、视听享受和无穷的欢乐，但是也给许多家庭带来烦恼：电视伴音往往使孩子无法静心学习，使老人无法入睡，甚至由于兴趣不同引起夫妻反目。于是有人发明了无线耳机。只要把发射器装在音频输出插孔上，把电视声音关掉，头戴无线耳机，就能清晰地听到电视伴音，完全不影响别人。但是，由于购买时每套无线耳机总是一个发射机配一副耳机，一般三口之家如一人要学习或睡觉，另两人中就只有一人能利用耳机看电视，如果再买一套将多出一个发射机造成浪费。•广东某厂家就推出一个发射机配两付无线耳机的包装，使销售量大大增加。2.材料组合•材料组合：就是利用各种化学、物理原理，将不同的材料组合起来，获得新材料的方法。•组合目的：组合成的新材料较原材料表现的出更好的强度、轻度、成本等优异特性。•材料组合能解决许多对材料性能相互矛盾的需求。如：钢芯铜线电缆，由于交流电主要沿导体的外表面流动，故导电性能没有降低，又具有较高的强度。如铅字印刷中，为克服铅热胀冷缩易变形的缺点，在铅中加入锑，保证了印刷质量。【案例】碳纤维增强混凝土•现代建筑业对混凝土要求越来越高，不仅要求强度高，还要求质轻、流动性好、扩散性强以及成形后表面质量优。如何选择附加物来实现上述附加目的?•日本有两家公司采用以合成聚合物为基本原料的碳纤维，共同开发出碳纤维增强型混凝土（CFRC），若与1％～2％的砂浆混合，则抗张强度与挠度将增加2～5倍，用CFRC制隔墙，比普通混凝土薄1／2～1／3重量轻1／2～1／3，还加快了施工速度。3.元件组合•元件组合：元件是具有某种功能的器件或物品。元件组合是把具有相互独立功能的两种或两种以上的东西以适当的方式结为一体的方法。•组合目的：使组合后的事物具有多种功能。•在现代创新发明中，元件组合占有很大的比重。如：“随身听”、复读机、音乐卡、音乐玩具，具有收音机、电视机、万用表、计算器功能的手表，带微型电扇的太阳帽等。机电一体化、微生物电子技术、纳米技术、信息技术等都是元件组合的产物。【案例】电子黑板的产生•电子黑板是由日本电气工业株式会社的几个“臭皮匠”集思广益而产生的。他们的思路是：“在讲习会或其他会议上，听讲者总要一个字一个字地对着黑板抄笔记，真麻烦。不如把黑板和复印机组合在一起就好了……”于是，他们就将两者组合起来，发明了“电子黑板”。这种黑板上写的内容，只要按一下右方的电钮，便全部复印成一页页，发给听讲者作为笔记，方便极了。难怪很快风靡全日本，成为畅销产品。【案例】瑞士军刀•被世界各国视为珍品的瑞士军刀，恐怕是迄今为止最精彩的组合发明，其中被称为“瑞士冠军”的款式最为难得，它由大刀、小刀、木塞拔、开罐器、螺丝刀、开瓶器、电线剥皮器、钻孔锥、剪刀、钩子、木锯、鱼鳞刮、凿子、钳子、放大镜、圆珠笔等31种工具组合而成。携刀一把等于带了一个工具箱，但整件长只有9厘米，重185克，完美得令人难以置信。正因为如此，素以苛求著称的美国现代艺术博物馆也收藏一把作为军刀中的极品。美国前总统约翰逊、里根、布什都特地订购瑞士军刀，作为赠送国宾的礼品。•点评：世界上最精彩的组合发明。瑞士军刀4.方法的组合•方法组合：是指在生产工艺和加工处理，以及组织管理中，把两种以上的方法组合起来使用，产生新的效果。•方法组合还体现在组织团队的管理实践中。公司或企业采用多种方法实现对资金、物流、人力等资源等有效管理。如：在许多企业中，项目管理技术、ERP&CRM、ISO国际质量标准等管理方法并存，创造出有自己特色的管理方法和模式，如ABC管理模式和海尔管理模式。【案例】世界首台自动洗澡机问世•世界首台自动洗澡机由日本美容器材和化妆品制造商AVANT所开发，机内装有13个喷嘴，可自动喷出温水，发出红外线和暖风，并有洗净露、沐浴泡沫和润肤乳，除脸部和头发外，全身上下均可清洗，全程18分钟，收费1000日元。公司总共花了两年时间、100万美元才制造了10台，当时售价相当于5辆轿车价格。5.技术原理与技术手段组合•把已有的技术原理和技术手段结合起来，创造出新产品。•例如：弗兰克.怀特把喷气推进理论与燃气轮机组组合，发明了喷气式发动机；英国生物学家艾伦.克鲁克把衍射原理与电子显微镜组合在一起，发明了晶体电子显微镜；西北工业大学教师熊小伟，把中医的经络理论与现代电子技术结合，发明了“速效止痛治疗仪”，被誉为“魔针”。再如电子降压仪、频谱治疗仪等产品。【案例】磁化杯的发明•杯子是日常生活用品，其基本用途就是用来盛水、饮水。那么杯子能革新吗?一位工程师用主体附加法发明了磁化杯，在杯底及杯盖上各加一块磁铁，当旋转杯盖时，两磁块产生相对运动，使磁场发生变化，经磁化处理过的水，其溶解度和溶解氧均有所提高。这种微小的物理变化，造成水与其他物质的浸润性和渗透性加强。当人饮用磁化水后，有利于体内各循环系统障碍物的溶解和排出，促成人体新陈代谢，从而具有保健功能。•磁化杯的发明人在申请专利后，利用一万元贷款、10平方米的“厂房”办起哈尔滨磁化器厂，工厂迅速发展终于成为全国闻名的企业。6.现象组合•现象组合：是把某些自然现象或物理、化学现象进行组合，从而创造出新产品、新方法以及发现新的原理。•例如：日本磁半导体的发明就是将霍尔效应与磁阻效应两个物理效应组合后研制的，目前广范应用于无接触电位器、无接触开关等。【案例】消除人体结石的新方法•德国科学家结合了两种现象，发明了一种不用手术清除肾结石的方法。一个现象是：如果水中两个电极进行高压放电，产生巨大的冲击力可以击碎坚硬的宝石；另一现象是：在椭圆球面上的一个焦点发出声波经过反射后在另一焦点汇集。•利用这两种现象，科学家设计了一个水槽，让患者躺在其中，使其胆石处于椭圆球的一个焦点上，在另一个焦点上设置电极。经过几分钟的放电，冲击波通过人体就可以把大部分结石击碎。7.重组组合•重组组合：又称为分解组合法。是指在事物的不同层次上分解原来的组合，然后再根据新的目的进行重新组合。•特点：在同一事物上进行，不增加新事物，主要是改变事物各组成部分间的相互关系。•如儿童玩具“变形金刚”；分体组合家具；“万能自行车”等。重组组合•重组组合能引起事物属性的变化。例如，在电影剪辑技术中，如果把镜头的次序改变，很可能产生完全不同的效果。请看以下三个镜头：①一个人在笑；②枪口对准了他；③他一脸恐惧按上述顺序放映，观众看到的将是一个懦夫的形象。如果将三个镜头重组，按照②、③、①的顺序放映，观众得到却是有人在开一场玩笑的印象。如果按照③、②、①的顺序重组，观众看到的将是一个面对枪口哈哈大笑的勇士。【案例】手套的分解•手套是非常简单的生活用品，将手套再分解能得到什么呢?江苏镇江的一位工程师心血来潮，把普通的薄型白手套的指套部分剪去，再在手套的背面印上五笔字型的指法和字根规则，成为专利产品“电脑上机手套”。这样，初学者戴上手套上机就十分方便，忘记了规则看一下手套的背面立即可知。•西安有一位大学教师与其相反，把手套的指套部分分解出来，成为单独的产品——卫生指套，用无菌塑料薄膜做成的指套附在食品包装中，在食用前将指套套上手指，以防手指上的细菌污染食品，特别适合旅行时使用，也获得了专利。【案例】用重组组合法设计出头尾倒换的飞机•自从螺旋桨飞机发明以来，螺旋桨都是设计在机首，两翼从机身伸出，尾部安装稳定翼。美国著名飞机设计专家卡里格·卡图按照空气的浮力和气流推动原理，将螺旋桨放在了机尾，即像轮船一样推动飞机前进，把稳定翼放在机头处，设计出世界上第一架头尾倒换的飞机。重组后的飞机，有尖端悬浮系统，更趋合理化的流线型机体形状，这不仅提高了飞行速度，而且排除了失速和旋冲的可能性，提高了安全性。•点评：可见，重组组合也能创造出杰出的成果。【案例】神奇的“温泉宝”•经常洗温泉浴可以治疗皮肤病和关节炎，但是到温泉浴场洗温泉浴很不方便，能不能在家里也能洗上温泉浴呢?•日本一家公司对著名温泉的成分进行分析，用化学方法配制出“温泉宝”，只要把“温泉宝”