第三章-逆向思维法辅导电子教案.doc

同学们：大家好，本文档是对第三章到第五章内容的辅导，包括每章的重点和难点问题的分析和辅导，最后附有第三章到第五章内容的整体练习。祝大家学习愉快！第三章 逆向思维法辅导一、重点难点分析重点掌握什么是逆向思维以及逆向思维法在创造实践中的运用。二、重点难点辅导什么是逆向思维法所谓逆向思维法，就是为了实现创新过程中的某项目标，通过逆向思考，运用背逆常规的逻辑推导和技术以实现创造发明的思维法。逆向思维的实质逆向思维的实质是“思维倒转”。心理学的研究表明，一般人思考问题，往往按照以往经验，因袭老办法，按照事物的先后顺序进行 “正向思维”。“正向思维”无疑是解决问题的一种有效思路，然而，如若把这种思路凝固化、绝对化，使之成为一种套路，形成思维定势，就会阻碍创新。在科技史上，一些专家受正向思维定势的束缚，因循守旧，从而窒息自己思维的例子不少。如德国物理学家普朗克早在1900年就提出能量子的假说，提出了能量不连续的新概念，依据这一想法，本可在经典物理学上有所突破。然而，由于受经典物理学固有思路的束缚，他在理论上徘徊不前，最终末能跨出关键的一步。相反，爱因斯坦突破了原有思路的束缚，超越传统观念，沿着与传统观念迥然不同的思路寻求解决问题的方法，提出了光量子假说。可见，思维创新的一个重要前提是突破惯常的思维定势。逆向思维正是这样一种克服思维定势，另辟溪径的行之有效的创新思维法。逆向思维法有其客观基础。逆向思维法有其客观基础。客观事物的联系无不具有正反两个方面，具有可逆性。当人们对事物的一面习以为常时，思维倒转反过来理解事物的另一面，往往会产生出新的认识成果。在科技史上，由于采用 “逆向思维法”而取得硕果的，不乏其例。例如，19世纪以前，人们一直以为电和磁相互独立，毫不相干。丹麦物理学家奥斯特却反其道思之，相信自然界的各种力量是统一的，因而冲破僵化的思维定势，深入研究电和磁的关系，终于第一次发现了电流能够产生磁场的电磁效应。以后，人们又反过来思考，提出磁是否能产生电的问题，这一问题导致法拉第发现了电磁感应现象。逆向思维法在创造实践中的运用，往往通过以下具体途径：功能型反转构思法。指从已有事物的相反功能去设想新的技术或寻求解决问题的新思路。如反画面电视机的发明，正是功能反转的结果。日本索尼公司名誉董事长井琛大在理发时从镜子里看到的是电视的反画面，受此启发，他发明了反画面电视机。反画面电视机有着特殊的用途，如可供病人躺在病床上看，可供乒乓球训练用，可供理发者观看用等。结构性反转构思法。指从已有事物的相反结构形式去设想新技术、新思路等。如把通常热源在下面的煎鱼锅颠倒一下位置，把电热源安装在煎鱼锅的盖子上，采用上热源加热方式，从而发明一种新型无烟煎鱼锅。这种新型煎鱼锅的发明，正是突破了“热源一定在下面”的思维定势，对常见的热源在下的煎鱼锅的结构性反转。因果关系反转构思法。指通过倒转已有事物的因果关系来引发新的创造性设想和解决问题的新思路。例如，水力发电机输人的是水力产生的是机械能，输出的是电能;鼓风机输入的是电能，输出的是气体流动产生的机械能;两者结构原理等价，只不过因果关系互换。电磁感应原理也是因果关系的倒转。缺点逆用构思法。指不是以克服事物的缺点为目标，而是巧妙地利用事物的缺点，化弊为利，形成创新思维，发明新技术。例如，金属腐蚀本是一件坏事，但人们却用腐蚀原理发明了刻蚀和电化学加工工艺的方法。工业材料，尤其是金属材料具有脆性的缺点，现代科学技术巧妙地利用这一缺点制造出各种金属粉末。第四章 置换思维法辅导一、重点难点分析重点掌握什么是置换思维，以及置换思维的几种模式。二、重点难点辅导什么是置换思维法置换思维法是将几个不同的元素从一种排列变成另一种排列，或用其他元素替代某个元素，从而变成新的组合的思维方法。例如，火车发明之初，车轮和车轨都有齿，严重影响了车速。英国的一位火车司炉工斯蒂芬森为改进车速，提出取消“牙齿”，改车轮与车轨都是平的大胆设想，经试验，果然灵验，大大提高了车速。在此，斯蒂芬森的创新就运用了置换思维法把火车的齿轮与齿轨转换为平轮与平轨。这一置换，使火车发生质的飞跃。许多产品的升级换代，都同产品中某些元素的置换有关。置换思维模式置换思维法借用了数学和化学中的 “置换”概念，把不同元素的置换或元素排列的置换用于创新思维，产生奇特效果。置换思维模式有4种:斯蒂芬森把齿轮、齿轨换为平轮、平轨的思维法属“替换”模式。属“倒换”模式的如美国工程技术人员使用的“反求工程法”。一般对工程技术的研究程序是:需要(a)设计(b)制造(c)成品(d)。而反求工程法的程序却是:成品(d)拆开(了解制造技术、部件c)分析(设计方案b)需要(a)。属 “轮换”模式的如文艺创作中的情节变换。小说和剧本都有情节，包括开端(a)、发展(b)、高潮(c)、结局(d)等。如果将元素排列换成dabC或Cabd，就是将小说和剧本的结局或高潮放在前面，以引起悬念，增强作品的感染力。巧妙运用置换思维法可以简化复杂问题，以简单的方法解决看来用常规方法无法解决的问题。中国人妇孺皆知的“曹冲秤象”的故事就是一例。如何把大象这个庞然大物的体重秤出来，在曹冲主持的带有智力竞赛的场合下，试图找出一杆当时无法制造的巨秤是愚蠢的。曹冲的过人之处在于:把秤盘这个元素换成了浮在水面上的大木船，把秤花(刻度)换成船帮上标志大象体重的刻度线，把一块块代替重量的秩码换成同等份量的一堆石头，总共换了三个元素，就轻而易举地 “造”出了一杆巨秤，完成了秤大象这一任务。置换思维法具有发散性特点，但又借助逻辑“置换”原则，并符合事物序变引起质变的辩证法，因而具有普遍有效性，在人类创造活动中占有重要位置。第五章 移植思维法辅导一、重点难点分析重点掌握什么是移植思维法和移植思维法的分类。二、重点难点辅导什么是移植思维法移植思维法指把某一学科领域的科学概念或科学技术成果运用到其他领域从而导致创新的思维技法。例如，美国的斯廷豪斯把开凿阿尔卑斯铁路隧道时运用的压缩空气新技术移植于火车动力制动装置，发明了火车的空气制动器。法国化学家巴斯德在解决啤酒发酸问题时，发现腐烂是由细菌引起的，这一发现被美国外科医生李斯特移植到医疗技术中，从而改进了外科手术的消毒方法。据统计，从20世纪30年代以来，由技术移植而导致的创造性成果惊人，阿波罗飞船总负责人韦伯声称他的飞船没有一项新的技术发明，而仅仅是把原来己有的技术加以巧妙地移植组合，从而第一次把人送上月球。移植法可分为三类:一是科学概念的移植。即把一学科领域的基本概念引人其他学科，导致其他学科的理论突破，如把生物学概念引人地质学 根据古生物学的进化顺序确定地层的先后顺序;把力学概念引入地质学，创立新兴的地质力学理论体系。二是技术手段的移植。即把一个领域中的技术手段移植到另一个技术领域，根据新的技术要求进行变换和组合，从而导致新的技术发明。例如，第二次世界大战以后，航空技术中的喷气式发动机纷纷取代活塞式内燃机。技术专家把淘汰下来的内燃机技术移植到火车和轮船上，从而使内燃机机车取代了蒸汽机机车，使活塞式内燃机获得了广阔的发展前景。三是技术功能的移植。即把一些通用技术所具有的独特功能以某种形式移植于其他技术领域，从而导致技术功能应用领域的拓展，并实现新的技术创造。如把激光技术移植到工业加工部门，研制出激光打孔机;把激光技术移植到精密测量技术部门，出现了激光定向仪、激光测厚仪、激光全身照相术等;移植到环保部门，发明出激光测污雷达;移植到医疗技术领域，形成了全新的激光医疗技术等。实际上，移植思维法是不同学科、技术领域间科学理论和科学技术的交叉和渗透，这种交叉和渗透的客观基础在于各研究对象之间的统一性、相通性和综合性。在运用移植思维法时，必须尊重这一客观基础，以研究各领域的相关性为大前提。练习题1逆向思维法在创造实践中的运用，往往通过哪些具体途径？2. 什么是置换思维？置换思维的模式有哪些？3什么是移植思维法？移植思维法的分类有哪些？