高等学校创新思维与应用规划教材:创新思维与方法 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

建设创新型国家，核心是要增强自主创新能力。要增强自主创新能力，方法必须先行。本书

共13章，从科技创新与知识创新、创新驱动发展战略、“互联网 ”行动计划、大数据思维变革、创新思维与技法、TRIZ（发明问题解决理论）创新方法的教育与培训出发，全面讲述了创新思维及方法。

本书各章都精心安排了实验与思考环节，实操性强，把创新方法的概念、理论和技术知识融入到实践中，帮助读者加深对学习的认识和理解，熟悉创新方法的实际应用。作为学习辅助，书后附录中还提供了部分问题的参考答案。

本书是有关科技创新、创新思维、TRIZ创新方法的一本理论与实践相结合的优秀教材，可作为高等院校各个专业学习创新思维与科技创新、TRIZ创新方法的应用型教材，也可供科技工作者和工程技术人员参考或作为继续教育的教材。

第1章  科技创新与知识创新.......................................................................1

1.1  

发明与创新...................................................................................................

1

1.1.1  

科学和技术.......................................................................................

1

1.1.2  

发现与发明.......................................................................................

1

1.1.3  

创造及创新.......................................................................................

2

1.1.4  

典型问题和非典型问题....................................................................

4

1.2  

什么是科技创新...........................................................................................

4

1.2.1  

科技创新体系...................................................................................

5

1.2.2  

创新文化与环境...............................................................................

5

1.2.3  

创新发展...........................................................................................

6

1.3  

知识创新的内涵...........................................................................................

6

1.3.1  

知识创新的特征...............................................................................

7

1.3.2  

形式与能力.......................................................................................

7

1.3.3  

知识创新是提升竞争力的源泉........................................................ 8

1.4  

管理创新及其四个阶段................................................................................

8

1.4.1  

管理创新的内容...............................................................................

9

1.4.2  

管理创新的四个阶段........................................................................

9

1.4.3  

基本条件.........................................................................................

10

1.4.4  

知识创新、技术创新与管理创新................................................... 11

1.5  

国家标准：创新方法应用能力等级规范................................................... 12

【脑洞大开】在第二届世界互联网大会开幕式上的讲话................................. 12

【实验与思考】熟悉科技创新与知识创新........................................................ 15

第2章  创新驱动发展...............................................................................19

2.1  

现代化建设“三步走”战略......................................................................

19

2.1.1  

党的十三大提出的“三步走”战略............................................... 19

2.1.2  

党的十五大提出的“三步走”战略............................................... 20

2.2  

创新驱动发展“三步走”战略..................................................................

21

2.2.1  

创新驱动发展的国际经验.............................................................. 21

2.2.2  

创新驱动发展架构顶层设计.......................................................... 21

2.2.3  

“三步走”战略与现代化建设相呼应........................................... 22

2.2.4  

具体落实八大任务..........................................................................

23

【脑洞大开】中国“独角兽”城市排行榜：北上深杭哪家强.......................... 24

【实验与思考】熟悉“三步走”，了解创新驱动发展战略............................. 33

第3章

“互联网 ”行动计划.....................................................................36

3.1  

“互联网＋”纳入国家行动计划............................................................... 36

3.1.1  

什么是“互联网 ”........................................................................

36

3.1.2  

怎么理解“ ”...............................................................................

37

3.1.3  

为什么“ ”...................................................................................

37

3.1.4 “互联网 ”与新常态......................................................................

38

3.1.5  

全球创新指数.................................................................................

39

3.1.6  

全球连接指数.................................................................................

40

3.1.7  

国家智力资本是连接世界的核心能力........................................... 41

3.1.8  

中国制造

2025................................................................................

42

3.2  “互联网 ”时代的特征..............................................................................

42

3.2.1  

跨界融合.........................................................................................

42

3.2.2  

创新驱动.........................................................................................

43

3.2.3  

重塑结构.........................................................................................

44

3.2.4  

尊重人性.........................................................................................

44

3.2.5  

开放生态.........................................................................................

45

3.2.6  

连接一切.........................................................................................

46

3.3  

“互联网 ”行动的指导意见....................................................................

46

3.3.1  

关于互联网的再认识......................................................................

47

3.3.2  

新常态、新思维、新经济.............................................................. 49

3.3.3  

新观察：跨界、联盟与融合.......................................................... 50

【脑洞大开】“ 互联网”VS“互联网 ”....................................................... 51

【实验与思考】熟悉“ 互联网”与“互联网 ”............................................ 57

第4章  大数据时代的思维变革.................................................................61

4.1  

什么是大数据.............................................................................................

61

4.1.1  

天文学——信息爆炸的起源........................................................... 61

4.1.2  

大数据的定义.................................................................................

62

4.1.3  

用 3V 描述大数据特征...................................................................

63

4.1.4  

大数据的结构类型..........................................................................

65

4.2  

思维变革之一：样本=总体........................................................................

66

4.2.1  

小数据时代的随机采样..................................................................

67

4.2.2  

大数据与乔布斯的癌症治疗.......................................................... 69

4.2.3  

全数据模式：样本=总体................................................................ 70

4.3  

思维变革之二：接受数据的混杂性........................................................... 71

4.3.1  

允许不精确.....................................................................................

71

4.3.2  

大数据的简单算法与小数据的复杂算法....................................... 72

4.3.3  

纷繁的数据越多越好......................................................................

73

4.3.4  

5%的数字数据与 95%的非结构化数据.......................................... 74

4.4  

思维变革之三：数据的相关关系............................................................... 75

4.4.1  

关联物——预测的关键..................................................................

75

4.4.2 “是什么”而不是“为什么”.........................................................

76

4.4.3  

通过相关关系了解世界..................................................................

77

【脑洞大开】亚马逊推荐系统...........................................................................

78

【实验与思考】深入理解大数据时代................................................................ 79

第5章  发明问题的传统方法.....................................................................82

5.1  

试错法.........................................................................................................

82

5.2  

头脑风暴法

.................................................................................................

83

5.2.1  

头脑风暴法的基本规则..................................................................

84

5.2.2  

头脑风暴小组的成员......................................................................

85

5.2.3  

头脑风暴法的实施..........................................................................

86

5.2.4  

头脑风暴法使用技巧......................................................................

87

5.2.5  

头脑风暴法的优点及其局限性 ...................................................... 88

5.3  

形态分析法

.................................................................................................

89

5.3.1  

形态分析法的特点..........................................................................

89

5.3.2  

实施步骤.........................................................................................

89

5.3.3  

形态分析法的优、缺点..................................................................

90

5.4  

和田十二法

.................................................................................................

91

【脑洞大开】无人驾驶和拼车会革了传统汽车商的命吗................................. 93

【实验与思考】实践头脑风暴法

.......................................................................

95

第6章  创新思维与技法............................................................................97

6.1  

思维定势.....................................................................................................

97

6.2  

创造性思维方式.........................................................................................

99

6.2.1  

发散思维与收敛思维......................................................................

99

6.2.2  

横向思维与纵向思维.....................................................................101

6.2.3  

正向思维与逆向思维.....................................................................103

6.2.4  

求同思维与求异思维.....................................................................103

6.3  

创造性思维技法........................................................................................105

6.3.1  

整体思考法....................................................................................105

6.3.2  

多屏幕法........................................................................................106

6.3.3  

金鱼法............................................................................................110

6.4  

因果分析法

................................................................................................112

6.4.1  

五个“为什么”............................................................................112

6.4.2  

鱼骨图分析....................................................................................113

6.5  

资源分析法 ................................................................................................115

6.5.1  

资源的分类

....................................................................................115

6.5.2  

资源分析方法

................................................................................116

【脑洞大开】中国“互联网 ”与美国“新硬件时代”..................................119

【实验与思考】创造性思维技法的实践...........................................................122

第7章TRIZ创新方法基础.....................................................................

127

7.1  

TRIZ创新方法的起源与发展....................................................................127

7.1.1  

经典TRIZ的理论体系结构...........................................................127

7.1.2  

发展历程........................................................................................128

7.1.3  

TRIZ的未来发展

...........................................................................130

7.2  

发明的五个级别........................................................................................131

7.2.1  

发明的创新水平............................................................................131

7.2.2  

发明级别的划分............................................................................133

7.2.3  

发明级别划分的意义.....................................................................135

7.3  

TRIZ的重要概念.......................................................................................136

7.3.1  

核心思想........................................................................................136

7.3.2  

技术系统........................................................................................137

7.3.3  

功能................................................................................................138

7.3.4  

矛盾与冲突....................................................................................138

7.3.5  

理想度、理想系统与终理想解..................................................139

7.4  

理想化方法的应用.....................................................................................142

【脑洞大开】虚拟时代已来，手环手表求稳...................................................144

【实验与思考】熟悉TRIZ 以及五个发明级别.................................................148

第8章  技术系统的进化..........................................................................

151

8.1  

技术系统进化规律的由来.........................................................................151

8.2  

S曲线及其作用

.........................................................................................152

8.2.1  

S曲线.............................................................................................152

8.2.2  

技术预测........................................................................................154

8.3  

技术系统进化法则.....................................................................................155

8.3.1  

3 条生存法则.................................................................................155

8.3.2  

5 条发展法则.................................................................................158

8.3.3  

进化法则的本质和作用.................................................................164

8.4  

裁剪............................................................................................................164

8.4.1  

裁剪原理和过程............................................................................166

8.4.2  

裁剪对象选择................................................................................167

8.4.3  

基于裁剪的产品创新设计过程模型..............................................168

【脑洞大开】从“山寨”到创新，中国用了 15年时间..................................168

【实验与思考】用终理想解启迪创造性思维................................................171

第9章  发明原理与应用..........................................................................

176

9.1  

发明原理的由来........................................................................................176

9.2  

原理1：分割.............................................................................................179

9.3  

原理2：抽取.............................................................................................180

9.4  

原理 10：预先作用....................................................................................181

9.5  

原理 13：反向作用....................................................................................183

9.6  

原理 15：动态特性....................................................................................184

9.7  

原理 18：机械振动....................................................................................185

9.8  

原理 19：周期性作用................................................................................187

9.9  

原理 28：机械系统替代 ............................................................................188

9.10  

原理 32：颜色改变（改变颜色、拟态）...............................................189

9.11  

原理 35：物理或化学参数改变...............................................................190

【脑洞大开】万物互联需要高速移动网络支持................................................191

【实验与思考】熟悉与应用嵌套（套娃）原理................................................193

第10章  技术矛盾与矛盾矩阵.................................................................

198

10.1  

技术矛盾..................................................................................................198

10.2  

39 个通用工程参数..................................................................................199

10.3  

矛盾矩阵..................................................................................................203

10.4  

利用矛盾矩阵求解技术矛盾...................................................................204

10.4.1  

分析技术系统..............................................................................204

10.4.2  

定义技术矛盾..............................................................................206

10.4.3  

解决技术矛盾..............................................................................206

10.5  

矛盾矩阵的发展.......................................................................................209

【脑洞大开】收购阿朗推动诺基亚创新...........................................................211

【实验与思考】应用矛盾矩阵获取问题解决方案............................................213

第11章  物理矛盾与分离方法.................................................................

217

11.1  

物理矛盾..................................................................................................217

11.1.1  

定义物理矛盾..............................................................................218

11.1.2  

物理矛盾的定义步骤...................................................................219

11.1.3  

技术矛盾与物理矛盾的关系 .......................................................220

11.2  

四种分离方法

..........................................................................................220

11.2.1  

时间分离......................................................................................221

11.2.2  

空间分离......................................................................................222

11.2.3  

条件分离......................................................................................223

11.2.4  

系统级别上的分离.......................................................................224

11.3  

利用分离方法求解物理矛盾...................................................................225

11.3.1  

分析技术系统..............................................................................226

11.3.2  

定义物理矛盾..............................................................................227

11.3.3  

解决物理矛盾..............................................................................227

11.4  

将技术矛盾转化为物理矛盾...................................................................227

11.5  

分离方法与发明原理的对应关系............................................................228

【脑洞大开】行李箱终于被颠覆式创新...........................................................230

【实验与思考】用分离方法解决物理矛盾.......................................................232

第12章  科学效应与应用........................................................................

234

12.1  

效应与社会效应.......................................................................................234

12.1.1  

羊群效应

......................................................................................234

12.1.2  

蝴蝶效应

......................................................................................235

12.1.3  

青蛙效应 ......................................................................................236

12.1.4  

木桶效应......................................................................................237

12.1.5  

酒与污水定律..............................................................................237

12.1.6  

蘑菇管理......................................................................................237

12.1.7  

80/20效率法则............................................................................238

12.2  

科学效应及其作用...................................................................................238

12.3  

TRIZ 理论中的科学效应..........................................................................240

12.4  

应用科学效应解决创新问题...................................................................248

【脑洞大开】全球首创超级无轨电车宁波下线................................................250

【实验与思考】科学效应应用实践...................................................................251

第13章  用TRIZ解决发明问题..............................................................

255

13.1  

破坏性创新方法.......................................................................................255

13.1.1  

大公司的黑洞：破坏性创新.......................................................256

13.1.2  

产品破坏性创新...........................................................................257

13.1.3  

市场破坏性创新...........................................................................258

13.2  

航空燃气涡轮发动机的技术进化............................................................259

13.3  

飞机机翼的进化.......................................................................................261

13.4  

提高智能吸尘器的清洁效果...................................................................263

13.5  

宝马汽车的外形设计...............................................................................265

13.6  

课程实验总结..........................................................................................267

13.6.1  

实验的基本内容...........................................................................267

13.6.2  

实验的基本评价...........................................................................269

13.6.3  

课程学习能力测评.......................................................................269

13.6.4  

创新思维与方法实验总结...........................................................270

13.6.5  

实验总结评价（教师）...............................................................271

附录.........................................................................................................

272

附录 A   40 个发明原理.....................................................................................272

附录 B   39×39 矛盾矩阵............................................................

（见书末插页）

附录 C   物理效应..............................................................................................288

附录 D   化学效应..............................................................................................290

附录 E   几何效应..............................................................................................292

附录 F   部分参考答案和解决方法...................................................................293

2015/2016第二学期“创新思维与创新方法”课程学结

（摘录10例20160618）..............................................................................

300

参考文献..................................................................................................

304

    周苏，浙江大学城市学院教授，国家科学技术部认证的创新工程师，创新培训师。高校计算机基础教育、计算机专业教育经验丰富，著作等身，是浙江省创新方法推广教师团队的核心成员。

    目前主要从事计算机专业教育以及创新思维与创新方法教育、大数据技术与应用教育。近期在多家出版社连续出版《创新思维与创新方法》高校教材多部。正在积极探索创新思维、创新方法和计算机教育的结合。主讲课程：《创新思维与创新方法》、《大数据导论》、《大数据可视化技术》以及计算机专业教育的多门课程。

    王硕苹，浙江大学城市学院副教授，硕士生导师，信息管理与信息系统系副主任。浙江省科技创新团队成员，2014年美国阿拉巴马大学计算机系访问学者。近年来主要研究方向为智能交通、海量数据交换、无线车载网等。

     近年来主持和主参省部级项目科技项目3项，负责企业委托项目多项，完成科研经费200余万元，参与编写出版教材多本。主讲课程：《管理信息系统》、《大数据导论》以及计算机专业教育的多门课程。

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编辑推荐

      万众创新时代，创新思维与方法必不可少，创新思维不是与生俱来的天赋，后天锻炼养成十分重要。本书详细介绍了各种创新思维与科技创新的思维技法，创新从这本书开始。

前言

科技创新是原创性科学研究和技术创新的总称，是指创造和应用新知识、新技术和新工艺，采用新的生产方式和经营管理模式，开发新产品，提高产品质量，提供新服务的过程。科技创新可以被分成三种类型：知识创新、技术创新和现代科技引领的管理创新。

研究表明，创新的先锋团队——众多的诺贝尔奖获得者的成功途径，一是科学发现，二是科学仪器，三是科学方法。其中科学方法的核心是创新方法，接近三分之一的诺贝尔奖获得者是靠科学的创新方法实现了研究的突破性进展，可见创新方法对于科学研究的重要性。建设创新型国家，核心是要增强自主创新能力。自主创新，方法必须先行。

1946 年，前苏联科学家根里奇·阿奇舒勒（1926—1998）开始了“发明问题解决理论”（TRIZ）的研究工作。在以后的数十年中，这位发明家投入其毕生精力，致力于创新研究。在他的带领下，前苏联的几十家学校、研究部门和企业，组成专门机构，他们先后分析了世界的几十万份发明专利，总结出了技术进化所遵循的普遍规律，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾时采用的创新法则，创建了一种由解决技术问题、实现技术创新的各种方法组成的理论体系——TRIZ。

为了落实国家中长期科技规划纲要，从源头推进我国的自主创新，2008 年，国家科学技术部、发展与改革委员会、*、科学技术协会四部委联合颁布了《关于加强创新方法工作的若干意见》，文件中明确指出要“推进 TRIZ 等国际先进技术创新方法与中国本土需求融合……特别是推动 TRIZ 中成熟方法的培训……”。

作为一种技术与经济相关联的活动，不管是发明、创造还是革新，终都应该转化成生产力，产生经济效益，才能称得上是创新。阿奇舒勒所提出的“发明问题解决理论”，强调通过发明来解决实际问题，实现发明的实用化，这符合创新的基本定义。

实践表明，运用 TRIZ 创新，能够帮助我们突破思维定势，从不同角度分析问题，进行理性的逻辑思维，揭示问题的本质，确定问题的进一步探索方向，能根据技术进化规律，预测未来的发展趋势，终抓住机会来彻底解决问题，并开发出富有竞争力的创新产品。

本书的内容包括科技创新与知识创新的基本概念，国家创新驱动发展战略纲要、互联网 行动计划、大数据时代的思维变革、创新思维技法、TRIZ 原理和工具的介绍及运用TRIZ原理来解决创新问题的一些实践案例，是开展创新教育，学习国家创新方针、“互联网 ”行动计划、大数据思维变革、创新思维与技法、TRIZ 创新方法的一本理论与实践相结合的优秀教材。

本书是浙江省高等教育学会 2015年度高等教育研究课题“KT2015041 大学生创新方法人才培养体系的构建与应用示范”的研究成果之一，得到了“2013IM020900浙江省创新方法应用推广与示范”“2014F30031浙江省创新方法推广应用于服务基地建设（一期）”“2014F30008浙江省科技人才教育培训课程体系建设研究”项目支持。

本书的编写工作还得到浙江省科技人才教育中心、浙江大学城市学院、浙江商业职业技术学院、浙江安防职业技术学院等单位的支持。王文、张健、禇赟、张丽娜、孙曙迎等参加了本书的部分编写工作。欢迎教师索取为本书配套的丰富教学资料并交流，E-mail：zhousu@qq.com，QQ：81505050，个人博客：http://blog.sina.com.cn/zhousu58。