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第9章 教案精选(3)

俄国科学家奥尔科夫斯基对未来的宇宙航行进行了大胆的设想.设想建立地球卫星和火箭式飞机,令人惊叹的是这些想象是在飞机、火箭未问世的情况下作出的,而今都已实现了。

1)相似联想相似联想是指从对某一事物的感知、认识或回忆而引起与它在性质上接近或相似事物的感知和认识。

自然界的事物千姿百态,它们之间存在着各种各样的联系,其中有一种较为普遍的联系,就是相似关系。

独创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或相似之点。

几何相似、结构相似、原理相似、功能相似、运动相似……

可口可乐瓶子的由来:由紧腿裙子的几何形状——联想——类似裙子几何形状的可口可乐瓶。

2)对立联想法由对某一事物的感知、认识或回忆而引起与它性质或特征相反的事物的感知和认识。

从对立的、相反的方向或角度去思考问题。

天——地;冷——热;软——

硬;大——小;光滑——粗糙。

3)对比联想(逆向联想法)

通过事物A对比联想到事物B,从而进行创造发明。

蜘蛛网——吊桥的发明。

对比联想的特点:逆向性:天空——陆地:高山——海洋。

挑战性:巨石载船。

反常性:科学家、工程师、艺术家三人测量教堂。

7.类比思维方法例:将两个或多个同类或不同类事物的性质进行比较,从而推断和估价某一事物特性及状况的思维形式。

甲壳虫钻树——河底隧道的构盾法:烟花爆竹的释放原理——

火箭的诞生。

共性类比法将两种不同的事物进行对比分析。找出它们在某一方面的相同点或相似处,利用对其中一种事物的某种特性的了解和认识,来推断、认识和改造另一事物的思维方法。

·形式相同类比着重对两种不同的事物的外观、结构或表象进行对比分析,找出它们的相同点,利用对已知事物的了解和认识,来研究另一事物的思维模式。

棍子接棍子——人造地球卫星的发射:人体的血液循环——田熊式锅炉;

大千世界,各种各样事物都有着千丝万缕的联系,只是表现出的方式和内容不同而已。

只要我们认识到这一点,注意对事物的观察和思考,总是能够找出某一方面的相同点或相似点。

·现象相同类比根据发明目标的需要将两类不同的事物发生或将会发生的现象、过程进行对比分析,找出它们的相同点,找出有影响的相关因素,并利用对已知事物的了解和认识,来研究另一事物的思维方式。

8.想象思维人类失去联想。世界将会怎样?

联想思维是指人们在脑海中将此事物的形象本质与彼事物的形象本质联系起来.进而创造性地捕捉它们之间共同的或类似的、接近的内存规律,从而达到把握问题实质的思维方法。

爱因斯坦说:想像力比知识更重要,因为知识是有限的,而想像力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。严格地说,想像力是科学家思维之间的实在因素。

爱因斯坦又说:提出问题往往比解决一个问题更重要。

因为解决一个问题也许仅是一个数学上的或实验上的技巧而已。而提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看旧问题,却需要有创造性的想像力,而且标志着科学的真正进步。

知识与想像力思维之间的关系。指出了想象思维比知识更重要:指出了想象思维能力是科学研究的实在因素。

同理,在发明创造活动过程中。想象思维的能力就比知识更重要。而且也是发明创造活动中的实在因素。

“新的问题”、“新的可能性”

是需要创造性想象思维能力的。

山重水覆疑无路,柳暗花明又一村。

没有想象,就没有科学,就没有发明创造。

贝弗里奇在“科学研究的艺术”一书中指出:牛顿从落下的苹果想到月亮的坠落问题,这是有准备的想像力的一种行动。

道尔顿富于建设性的想像力形成了原子理论。

对于法拉弟来说.他在全部实验之前和实验之中,想像力都不断作用和指导着他的全部实验。

作为一个发明家,他的力量和多产,在很大程度上应归功于想像力给他的激励。

因此,实验也需要有丰富的想象思维能力来指导,指导其设计实验,指导其采取何种实验操作。

发明家取得的成果,应在很大程度上归功于想象思维的能力。

所以我们应当自觉地重视和强化自己的想象思维能力。

案例:

把石头掷到地球外面去抛石块、力、地球、月亮等思维对象进行理想化的改造和重组。

这种重组和改造,既不是当时的常规习见所有,又没有足够的理论依据可作为逻辑推理的通道,这是属于想象思维。

正是这种想象思维,为后来建立发射地球卫星的理论开拓了方向。

想象思维,指的是在信息加工中,摒弃常规习见的约束,摆脱严格逻辑推理的桎梏,舍弃需要充分依据的要求,理论化地对思维对象进行任意的改造和重新组合的思维活动过程。

想像力。指的是运用想象思维构想出事物的新联系、新形象。从而提出新问题、新设想、新方案的思维活动能力。

想象思维在表现为想像力时,就成为科学研究和发明创造中的实在因素。

幻想,指的是与某种愿望相结合。并且是指向未来的一种想象思维。

猜想,指的是与求解问题的结合,并且是指向解决问题的设想的一种想象思维。

对于发明创造来说。幻想往往是与构想发明课题相结合,猜想则常和寻找解决发明课题的方案相结合。

幻想和猜想往往是交融在一起的。

例:康宝洗衣粉:“既能消毒杀菌又能洗净的洗衣粉。”

一无合理的逻辑推论,二无什么充足的事实依据:常规习见的是“消毒药水、肥皂两分开”。

运用想象思维把消毒药水和肥皂两个思维对象加以任意组合,并把它改造成“既能消毒杀菌又能洗净的洗衣粉”。

值得说明的是,由想象思维而开拓出来的发明设想,它的充分事实依据,不是在提出设想之时所能具有的,发明创造的过程是一个建构它的充分事实依据的过程。

发明成功了。产品制造出来了,相关的理论建立起来了.充分的事实依据也就有了。所提出的问题也就可以解答了。

所以,充分的事实依据以及其逻辑通路。是在发明创造成功之后才有,而不是在提出发明设想之时所能具备。

例:电话机的发明.是想象思维所建立的奇功。

电报只能传递电码,不能传递人的声音。

人们幻想着:“用电来传递人的声音。”

这一幻想。一无充分事实依据,二无逻辑推理,是在摆脱逻辑推理的桎梏。舍弃需要充分依据的情况下,理想化地把电报技术系统任意加以改造.硬性地用“声音”去置换“电码”.把声音强行组合到电报技术系统之中。这就是一种典型的想象思维。

贝尔意外地发现一种现象。

将这种现象与“用电来传递声音”产生联想。并提出一种大胆的设想:如果能把说话时的空气振动变成电流的流动.用电流强度的变化来模拟声波的变化。用导线把电波传送出去,再把电波还原为声波,那么用电传送语言不就可以实现了吗?

贝尔将语音、电流、电波、声波、电流强度等任意地加以重新组合,一无逻辑推理,二无充分的事实依据,但这种想象和设想,为“用电传递声音”

提出了一个新的可能性,开辟了一个新的途径与方法,为贝尔后来构思电话提供了一个很好的思路。

想象思维的特点与功能1)解除三约束解除常规习见的约束;解除严格逻辑推理的约束;解除充分事实依据的约束。

2)具备三特性理想性、任意性、重组性。

想象思维的特点是围绕发明创造的需要.敢于解除三约束、运用三特性,无拘无束,自由奔放,想入非非。

3)想象思维概括着世界上的一切,开拓新的研究方向想象思维的突出作用。在于它的开拓性。

想象思维具有无拘无束的极大自由性及沟通性,它可以把分散、孤立的知识与经验贯穿起来,形成新的组合,然后再思考其机理。

因此。想象思维特别有利于为发明创造活动开拓新方向、新思路、新设想、新课题,为新的跃迁发挥着开路先锋的重大作用。

例:蒸汽机发明的联想:水蒸气——冲开壶盖——

蒸气具有压力——与水壶相似的蒸汽机。

例:水泥肥料:硅酸钙使酸性土地得到了改良。

例:由鲜美的汤联想到了谷氨酸——味精。

三、思维基本置换功能山穷水覆疑无路,柳暗花明又一村。

八种基本思维与六种基本变换功能=十四计扩散思维置换变换逆向思维分解变换重新定义增加变换联想思维删除变换类比思维扩大变换想象思维缩小变换移植思维

组合思维

1.置换变换1)置换变换“是指从一个思维对象跃迁到另一思维对象的一种思维活动,它表现了思维的灵活性和变通性。”

例:把“植物根系”置换成“铁丝”,只保留盘根错节的结构;“米糠”置换成了“米糠滤液”:通过结构置换,使杆秤更新为磅秤,又通过把“杠杆原理”置换成“电讯号原理”.从而发明了电子磅秤。

内燃机在发明之初,其能源是燃烧煤气的,后来分别置换成汽油、柴油。

每一个置换都相应地开发出新产品,如燃烧汽油的汽车.燃烧柴油的拖拉机,等等。

塑料代替钢材:用液压传动代替齿轮传动:用气态代替液态:用彩色电视代替黑白电视等等。

功能置换、状态置换、材料置换、结构置换、原理置换等等.是发明创造中常用的置换变换。

2)置换变换在提出发明课题中的应用由置换变换而提出发明课题.常常是取得重大发明创造成果的重要方法。

例:无线电广播的发明——把无线电电报传送电码的功能置换成传送声音,当无线电电报事业发展起来后,美国发明家费尔登运用他的高度想象思维,幻想把无线电电报传送莫尔斯电码的功能,置换成传送人的声音。

这一置换思想,为他提出了一个很好的发明课题。

3)置换变换在求解发明课题中的应用例:抛光光学玻璃技术矛盾的解决

——状态置换解决了发明课题中的矛盾,把水和磨料组合在一起,并把它冻成冰。用这样的冰块去置换用树脂所制成的抛光模,从而解决了课题的技术矛盾。

2.分解变换“将一个事物分解成它的各个组成部分的活动过程。”

用分解变换来观察一个产品,去洞察它的缺点,对缺点再进行分解变换,分析缺点产生的根源,用想象思维去谋划克服缺点的途径与手段,就能构成发明的思路。

将物质信息分解成物理性能、化学性能、几何性能、概念含义、结构功能,等等。

例:活字印刷术的发明——分解、组合变换的应用1)捕捉信息雕版印刷——每印一页书,刻一块版;将整页书分解为单个字来看待。

2)希望萌生刻成单个字,用组合排版的方法印书,省时省力省钱。

3)探求实施思路(寻求组合沟通技术原型)

如何才能将活字组合成版,而且又能进行分解变换?

利用蜡、松香具有热了熔解,凉了凝固的性质做固着剂。

4)技术提升:木活字沾水后膨胀变形——

泥活字一锡活字一……

例:煤焦油原是污染环境的废物,经分解变换后,可获得硝基苯和苯胺等化工原料。

苯胺紫染料及各种合成染料、香料、杀虫剂。

分解变换常常是变废为宝的有效途径。

例:鹅的身价——分解变换带来的增值。

3.增加变换“以某事物为主体,给其附加上它本身原来所没有的某种东西的活动过程。”

例:

1)带有照片的名片;2)在化肥生产中增加少许钴和铜,使化肥产量增加50%—75%:3)电视机加遥控器;4)在食品中加入营养成分;5)在积压的儿童背心上加上图像使其畅销:6)提高钢的硬度:AL+NALN(氮化铝)。

4.删除变换“从事物中删去某些组成部分的活动过程。”

将产品的功能和结构加以简化,去除某些功能和结构.以及去除产品中的某些不利因素,均属于删除变换。

例:商务通;论文;新农药:吊桥……

5.扩大变换“对事物的某些因素从量值上进行扩大的一种活动过程。”

如:能延长产品的使用寿命吗?

能扩大产品的适用范围吗?

能扩大产品的容积吗?

能扩大产品的功率吗?

例1:通过将传统的电感性抗阻整流器变换成电子整流器,使荧光灯的使用寿命提高并节电30%。

例2:五轴机床:扩大了加工工件的长度和机床的功能。

例3:通过扩大洗衣机的功率和桶的容量,使洗衣机从家用到商用。

6.缩小变换对事物中的某些要素从量值上进行缩小的一种活动过程。

例:

缩小产品的体积;减少产品的重量;缩小产品的功率:降低产品的成本;减少用户的使用成本……

“变换”就是第一种思维因子。

所谓变换.就是当牵涉到与思维有关的各个方面时,经常采用灵活多样的变化。

这些方面包括:思维者、思维对象、思维领域、思维方式、思维问题本身,等等。

变:变化、变换、变通、变迁、变动……

换:置换、互换、交换、转换……

例:

“转换”:问题转换、对象要素转换、视点转换、思维方式转换、思维者角色转换、思维领域转换、表述方式转换、问题特性转换、思维起点转换、立论前提转换、思维目标转换,等等。

思维方式为什么必须变换?

世界是普遍联系且不断变化的,思维也必须适应这种需要;中国百经之首是“易经”,“易”:变易。

“孙子兵法”有云:“山无常势,水无常形,能因敌变化者胜也。”

变:能够时刻掌握胜利的主动权和创造机会;不变:主动转被动、由盛转衰、由胜转败。

成功者的思维:具有超凡的开放、灵活、创造。

“变换”,就是为了保证开放、灵活、创造的需要。

人的思维,假如不经常学会变换,就很容易僵化。

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