（本科）《大学生创新基础》第五章ppt课件.pptx

课程主讲人：大学生创新基础第五章第五章 方向性思维大学生创新基础34引导案例：微型电冰箱的发明很长时期以来，大型电冰箱为几乎每个家庭都有。后来人们逐步发现，电冰箱除了可以在办公室、家里使用外，还可安装在野营车、娱乐车上，使得全家人外出旅游的舒适程度大大提高。微型电冰箱与家用冰箱在工作原理上没有区别，其差别只是产品所处的环境不同。日本人把冰箱的使用环境由家庭转换到了办公室、汽车等场所，有意识地改变了产品的使用环境，引导和开发了人们潜在的消费需求，从而达到了创造需求、开发新市场的目的。微型冰箱的成功主要归功于人们的思维方式的发散。通过发散的思维，想出了电冰箱所有可能的使用环境，最终发明了微型冰箱，改变了许多人的生活方式。5大学生创新基础第一节 发散思维与收敛思维6第一节 发散思维与收敛思维一、吉尔福特的发散思维与收敛思维吉尔福特的智力结构模式包括五种智力操作过程，其中发散性加工，被定义为“根据自己记忆贮存，以精确的或修正了的形式，加工出许多备择的信息项目，以满足一定的需要。”而将收敛性加工，定义为“从记忆中回忆出某种特定的信息项目，以满足某种需要。”他进一步解释说：“发散性加工是一种记忆的广泛搜寻，而辐合性加工则是一种聚集搜寻。”由此可见，从吉尔福特最初将其作为智力因素来定义之日起，就显示出其间的相反相成的性质：一个是加工“许多备择信息”，一个是加工“特定的信息”；一个是“广泛搜寻”，一个是“聚集搜寻”。但后来有相当多的人，对这一互相对立、但又缺一不可的思维形式的认识有所偏差，而只注意了发散性加工。7第一节 发散思维与收敛思维一、吉尔福特的发散思维与收敛思维【思考与练习5-2】 设计新式帽子 帽子只能用来戴吗（图5-1）？帽子还能用来做什么？如图5-2所示，你看了德国发明家马克斯的设计，是否能启发你设计出新式的帽子呢？ 图5-1 帽子只有一种用途 图5-2 德国发明家设计的多用途帽子8第一节 发散思维与收敛思维二、发散思维的特点和应用1. 发散思维的特点一个人发散思维能力的强弱一定程度上决定了其创意思考能力的强弱。一般说来，发散思维具有流畅性、灵活性和独特性三大特点。2发散思维的训练发散思维可以使人思路活跃、思维敏捷、办法多而新颖，考虑问题周全，能提出许多可供选择的方案、办法及建议。特别能提出一些别出心裁、一语惊人、甚至完全出乎人们意料的见解，使问题奇迹般地得到解决。为了提高发散思维的能力，可以从材料发散、功能发散、结构发散、形态发散、组合发散、方法发散、因果发散、关系发散八个方面进行训练。9第一节 发散思维与收敛思维三、收敛思维的特点和应用 1收敛思维的特点收敛思维具有唯一性、逻辑性和比较性三大特点。2收敛思维的应用评价和选择【案例5-1】 日本人收集大庆油田的情报20世纪60年代勘探、开发的大庆油田，由于政府对外保密，绝大多数中国人都不知道大庆油田在哪，而日本人却借助收敛思维的分析对大庆油田的信息了如指掌。10第一节 发散思维与收敛思维三、收敛思维的特点和应用日本人首先从中国画报刊登的铁人王进喜的大幅相片上推断出大庆油田在东北三省偏北处，因为相片上的王进喜身穿大棉袄，头戴大皮帽，背景遍地积雪。接着，他们又从另一幅肩扛人推的照片，推断出油田离铁路沿线不远。之后，他们从人民日报的一篇报道中看到这么一段话：王进喜到了马家窑，说了一声：“好大的油海啊，我们要把中国石油落后的帽子扔到太平洋里去”。据此，日本人推断，大庆油田的中心就在马家窑。 那么，大庆油田什么时候产油了呢？日本人判断：1964年。因为王进喜在这一年参加了第三届全国人民代表大会。如果不出油，王进喜不会当选为人大代表。11第一节 发散思维与收敛思维三、收敛思维的特点和应用日本人还准确地推算出大庆油田油井的直径大小和大庆油田的产量，依据是人民日报上的一幅钻塔的照片和人民日报刊登的国务院政府工作报告：把当时公布的全国石油产量减去原来的石油产量，便推算出大庆的石油年产量为3000万吨，这与大庆油田的实际年产量几乎完全一致。有了如此多的准确情报，日本人迅速设计出适合大庆油田开采用的石油设备。当我国政府向世界各国征求开采大庆油田的设计方案时，日本人便一举中标。日本人探察大庆油田的过程运用了收敛思维。首先，他们没有采取秘密刺探的手段，而是从中国的官方资料查明和推算出所需的一切情报；其次，他们搜集情报的思维方法与常人大不相同，是沿着由表及里的思路搜集有用的公开情报信息。这种搜集信息的方式虽然简单易行，但却要求信息分析人员具备较高的思维素质和洞察力，能够迅速分辨出哪些信息有用，哪些信息无用；哪些信息是真的，哪些信息是假的。12第一节 发散思维与收敛思维三、收敛思维的特点和应用 【思考与练习5-3】 专业领域科技创新在网上搜集近两年来有关本专业领域最新科技成果的新闻，进行概括和总结，写一篇有关于“专业新进展”的报导，并在网上与同学和老师交流。13第一节 发散思维与收敛思维四、发散思维和收敛思维的结合 从一个相对完整的思考过程的角度来说，发散思维与收敛思维又是创意思考过程中相辅相成的统一体，缺一不可。1解题过程在时间上分开 吉尔福特认为，发散性加工只提出备择的方案，要识别哪些是好的，需要评价的介入。 美国创造学者MJ科顿形象地描述了发散性思维与收敛性思维之间必须在时间上分开，如图5-3所示。如果混在一起，会大大降低思维的效率。运用延迟判断的技巧是将发散思维与收敛思维分开的关键。图5-3 同时发散和收敛等于零14第一节 发散思维与收敛思维四、发散思维和收敛思维的结合 2解题质量相互弥补（1）解题过程的互补 发散思维与收敛思维在思维方向上的互补，以及在思维过程上的互补，都是创造性解决问题所必需的。（2）擅长发散思维的人与擅长收敛思维的人互补 有的人善于使用发散思维，有的人善于使用收敛思维。因此，为了达到一种平衡，在组建小团队时，最好各种思维特点的人组合在一起，彼此互补。15第一节 发散思维与收敛思维【思考与练习5-4】 鼠标的新用途在2012年柏林消费电子展上，出现了很多新奇玩意值得推荐。如图5-4所示，这款带有扫描功能的鼠标可将压在鼠标下的文档或图片经由内置扫描仪扫描后无线上传至电脑，精确度达到1200 dpi。当然，经过设置后也可直接上传至社交网络或在线翻译，方便快捷。你是否还能想到鼠标的新用途？先让思维发散，尽量多地想出主意，不要判断，如读书，吃东西、签字、；半小时过去后再收敛，即对所有设想进行评判，最终选择的方案要像这款具有扫描功能的鼠标一样，自然、合理、可行、有实用价值。图5-4 具有扫描功能的鼠标16大学生创新基础第二节 横向思维与纵向思维17第二节 横向思维与纵向思维【案例5-2】 关于电梯问题的解决方案某工厂的办公楼原是一栋二层楼建筑，占地面积很大。为了有效利用地皮，工厂新建了一幢12层的办公大楼，并预备拆掉旧办公楼。员工搬进了新办公大楼不久，便开始抱怨大楼的电梯不够快、不够多，尤其是在上下班高峰期，他们得花很长时间等电梯。顾问们想出了几个解决方案：1在上下班高峰期，让一部分电梯只在奇数楼层停，另一部分只在偶数楼层停，从而减少那些为了上下一层楼而搭电梯的人；2安装几部室外电梯；3把公司各部门上下班的时间错开，从而避免高峰期拥挤的情况；4在所用电梯旁边的墙面上安装镜子；5搬回旧办公楼。18第二节 横向思维与纵向思维你会选哪一个方案？这家工厂最后采用了第四种方案，并成功地解决了问题。“员工们忙着在镜子前审阅自己，或是偷偷观察别人，”博诺先生解释说，“人们的注意力不再集中于等待电梯上，焦虑的心情得到放松。大楼并不缺电梯。而是人们缺乏耐心。”假如你选了1，2，3，5，那么你用的是“纵向思维”，也就是传统思维。假如选了4，你就是个“横向思维”者，你考虑问题时能跳出思维惯性19第二节 横向思维与纵向思维【思考与练习5-5】 小学生的智慧在常态下，用圆珠笔或者钢笔写字，在任何地方都能写出来。但是如果条件变了，也有写不出字的时候。比如在太空，钢笔、圆珠笔都写不出字，不是没有墨水了，而是因为失去了地心引力。美国宇航局曾经向全世界发布过一个广告，征求一种发明，要求能够在太空中写字。结果有个德国小学生给他们寄了一封信，上面用铅笔写着一句话：“试试铅笔。”铅笔是靠铅和纸张的摩擦留下痕迹来写字的，不受重力的影响，所以既能在地面上写字，也能在太空中写字。20第二节 横向思维与纵向思维一、德波诺的横向思维与纵向思维横向思维（Lateral Thinking）概念由英国学者E德波诺于1976年首次提出，它与纵向思维（Vertical Thinking）概念相对应。“Lateral”也有“侧面的”、“从旁的”、“至侧面的”意思，故“横向思维”也可谓“侧向思维”。在此基础上，他建构了一个培育创造性思维的体系六顶思考帽。从本质上说，横向思维是感知过程与思维过程的结合。横向思维使人们首先通过横向扩大注意力的范围，获得全新的信息，使得信息搜索的过程更富于创造性；再通过自由联想，向主导观念或概念挑战，以及进行想象，提出创造性的方案，最后进行综合性的评价。21第二节 横向思维与纵向思维一、德波诺的横向思维与纵向思维【思考与练习5-6】 怎么让孩子重返校园？ 一个刚刚开发的山区，山上还有很多熊猫、野猴之类的动物，当地人靠给游客兜售地方产品如兽皮、特色服装、山珍等营生。山区开了一所学校，但是很多学龄儿童都去帮父母做生意不来上学，你能运用创造性思维想出一套方案帮助儿童重返学校吗？22第二节 横向思维与纵向思维二、横向思维的特点与运用1横向思维的特点（1）向主导观念挑战横向思维概念所推崇的向主导观念挑战，就是让人先跳出那个主导观念，然后避开它，使思路不再受主导观念左右，从而发现更好的设想。23第二节 横向思维与纵向思维二、横向思维的特点与运用1横向思维的特点（1）向主导观念挑战【案例5-3】 “随时贴”的发明 粘胶，当然是越粘越好。当我们买胶粘剂的时候，总是要挑粘着力最强的粘胶。这便是“粘胶”这个概念给我们的意义。但是，当我们对这个主导观念进行挑战的时候，发现了意想不到的作用。美国3M公司是一个著名的化学品公司，曾经发明过透明胶带等产品。1964年，美国3M公司召开4年一次的“聚合粘胶研究计划”会，研究员史尔华没有拿出超强的粘胶，却研究出一种内聚性较强，附着性较弱，粘不紧的超弱性粘胶，大家都疑惑“不粘的粘胶有什么用”？史尔华却认准不粘的粘胶一定有用。24第二节 横向思维与纵向思维二、横向思维的特点与运用【案例5-3】 “随时贴”的发明直到1974年，史尔华的一位同事佛瑞看到夹在基督教唱诗本中起提示作用的小纸条，经常从书中掉出来，他灵机一动，想到在纸条上粘点超弱粘胶，纸条既掉不下来又不会粘坏书。之后，这种叫“随时贴”的产品在1978年上市，立刻风靡美国市场，像细菌一样，无孔不入，到处都是。3M总裁说：“自从本公司推出透明胶带后，20多年来，还没有一项产品那么简单，用途却那么广。”正是突破了粘剂一定要粘的概念的束缚，才能够风靡全世界。25第二节 横向思维与纵向思维二、横向思维的特点与运用1横向思维的特点（2）间接注意 间接注意的策略是注意力不直接指向目标，而是通过注意与最终目标有关联的间接目标，自然地达到目的。 迂回地解决问题的方法，利用的是事物的联系和矛盾的转化。德波诺的横向思维概念所包括的这种思维技巧，使抽象的哲学原理变成具有可操作性的方法，会使更多的人理解它的奥妙。26第二节 横向思维与纵向思维二、横向思维的特点与运用2横向思维方法的应用：打破惯性思维（1）第一步，针对你要解决的问题，先跳出占据你头脑的那个主导观念。主导观念的主要特征是：当一个问题出来时，思考者不由自主、首先想到的，有时甚至是不假思索地跳出来的解题方法。这种方法可能是常人都能找到的方法；（2）第二步，找出主导观念后，要有意识地避开或者远离主导观念，尽量在头脑中排除它从侧向或其它方向寻找思路和方法，这样找到的设想肯定是与众不同的。27第二节 横向思维与纵向思维二、横向思维的特点与运用【案例5-4】 向传统的缝纫技术挑战，你能得出什么新的设想吗？缝纫技术的根本用途是缝制衣被，这可以说是普通常识。向这主导观念挑战！你能想到它可以缝制飞机吗? 美国国家航空航天局和波音公司，利用已有100年历史的缝纫技术研制出一种新型高速先进缝纫机，这种缝纫机有可能使铝材机翼最终被淘汰。波音公司通过把复杂的碳纤维复合材料缝制成长40英尺、宽8英尺的巨大板材，就可以制造出飞机的翼板结构，从而使每个机翼节省大约8万颗机械金属铆钉。这样，整个商业飞机机翼的重量可减轻25，成本也可降低20。长度为92英尺的先进缝纫机建在一个深21英尺的大坑里，以便桌面系统和支撑设备能够沿长达75英尺的两条并行轨道来回移动。位于缝纫机上面的跨线桥装有计算机和激光器，它们在38条移动轴线上对针脚进行定位，这一切都无需手工操作。28第二节 横向思维与纵向思维二、横向思维的特点与运用【案例5-4】 向传统的缝纫技术挑战，你能得出什么新的设想吗？四个缝纫针头采用长几英寸的现成工业用针，对厚度为15英寸的碳纤维材料进行缝制，缝纫速度为每分钟3200针，缝针密度为每英寸8针。先进缝纫机又在碳纤维材料板上缝上一层加固用的网状材料，以增加强度。最后，复合板材再加上一层常用的环氧树脂以后被送往真空室和压热罐进行处理。波音公司一旦选定了首先应用这种技术的机型以后，将立即向联邦航空局申请批准使用这种新型机翼结构。所有的军用和民用飞机应当都可以采用这种结构。这是对新科技多么奇妙的应用，不对缝纫技术只能缝制衣被这一主导观念挑战，就不会有缝合机翼的新技术。【思考与练习5-7】 “笔”应该什么样？向“笔是书写工具”的主导观念挑战，发明一种有新功能的笔或新式的“笔”。29第二节 横向思维与纵向思维三、 横向思维的方法类型1横向移入 横向移入就是跳出本专业、本行业的范围，摆脱习惯性思考，侧视其他方向，将注意力引向更广阔的领域。或者将其他领域已成熟的、较好的技术方法、原理等直接移植过来加以利用；或者从其他领域事物的特征、属性、机理中得到启发，引发对原来思考问题的创新设想。30第二节 横向思维与纵向思维三、 横向思维的方法类型2横向移出 与横向移入相反，横向移出是将现有的设想、已取得的发明、已有的感兴趣的技术和产品，从现有的使用领域、使用对象中摆脱出来，将其外推到其他意想不到的领域或对象上。3横向转换横向转换并不直接解决问题，而是将问题转换成其他问题。【思考与练习5-8】 如何测量一幢楼的高度？从最高一层放下一根绳子着地，再量一下绳子的长度。只要量一层的高度，再乘以层数。用几何的方法。把房子推倒在地上量。毫无疑问，最后一个答案是最可笑的，但是它却是最别出心裁、超出常规的。 你想到什么好方法了吗？31第二节 横向思维与纵向思维四、纵向思维的特点和应用 1纵向思维的特点（1）专注纵向思维是一种重分析的传统的科学思维。所谓重分析的，就是把研究对象分解成客观存在的各个组成部分，然后分别加以研究。纵向思维可以给我们带来对事物的深入认识，让我们对事物的研究更专注。（2）专业一个人在进行纵向思维时，往往集中于一点，排除一切不相干的东西，而一个人进行横向思维时则欢迎偶然闯入的东西。纵向思维对解决常规问题是有效的、合理的，解决问题的方式比较专业。32第二节 横向思维与纵向思维四、纵向思维的特点和应用 2纵向思维的应用：提供深刻见解在日本丰田汽车公司，曾经流行一种管理方法，叫做“追问到底法”。就是说，对公司新近发生的每一件事都采用追问到底的态度，以便找出最终的原因。一旦找到了最终原因，那么对一连串的问题也就有了深刻的认识。【思考与练习5-9】 哲学家的钟这是一个很古老的逻辑推理题。一个哲学家有一个钟，但是他老是忘了上发条。他没有其他钟表，或者收音机、电视、电话或者其它东西可以告诉他时间。所以每次当他的钟停了，他就会去他的朋友那里（从一家到另一家只是平路而已），住在他朋友家一个晚上，然后他回家就知道正确的时间了。他是怎样做到的？33第二节 横向思维与纵向思维五、横向思维和纵向思维的互补1认知互补 德波诺当初创立横向思维概念，目的就是针对纵向思维的缺陷，提出与之互补的对立的思维方法，而横向与纵向的结合，又确实能使思维变得更加科学。2方法互补 这两种思维方法是相辅相成而不是相互对立的。横向思维用来生成新观念与方法，纵向思维用来发展这些观念与方法。34第二节 横向思维与纵向思维五、横向思维和纵向思维的互补【思考与练习5-10】 竞争对手的策略可口可乐与百事可乐的竞争尽人皆知，可口可乐曾有过收购百事可乐、一举打垮对手的大好时机。但可口可乐的一位前任总裁放弃了。这是为什么呢？如果你是可口可乐的当时总裁，你会怎么做呢？35大学生创新基础第三节 两面神思维：正向与逆向互补36第三节 两面神思维：正向与逆向互补【案例5-5】 “哈桑借据法则”一位商人向哈桑借了2000元，并且写了借据。在还钱的期限快到的时候，哈桑突然发现借据丢了，这使他焦急万分，因为他知道，丢失了借据，向他借钱的这个人是会赖账的。哈桑的朋友纳斯列金知道此事后对哈桑说：“你给这个商人写封信过去，要他到时候把向你借的2500元还给你。”哈桑听了迷惑不解：“我丢了借据，要他还2000元都成问题，怎么还能向他要2500元呢？”尽管哈桑没想通，但还是照办了。信寄出以后，哈桑很快收到了回信，借钱的商人在信上写道：“我向你借的是2000元钱，不是2500元，到时候就还你。”哈桑就是利用逆向思考来应对向他借款的商人，按照正向思考，还钱需要首先拿出借据，哈桑反其道而行之，让商人主动承认借款2000元。一般情况下，很少有人反方向思考问题，因为人们习惯于沿着事物发展的正方向思考问题，并寻求解决问题的方法。但是，有时候按照传统观念和思维习惯思考问题你会找不到出路，百思不得其解。这时你可以试着突破惯性思维的条条框框，从相反的方向寻找解决问题的办法。37第三节 两面神思维：正向与逆向互补【思考与练习5-11】 设计一款不戴在手腕上的表表一般戴在手腕上，如果改变位置会有哪些可能性呢？能起到哪些功能？38第三节 两面神思维：正向与逆向互补一、两面神思维的内涵和作用1“两面神”思维的内涵 “两面神”是罗马的门神，它有两个面孔，一个是哭的，一个是笑的，能同时转向两个相反的方向。卢森堡借用这个隐喻来说明思维的一种特殊的创造性是相当贴切的。卢森堡说：“两面神思维所指的，是同时积极地构想出两个或更多并存的概念、思想或印象。在表面违反逻辑或者反自然法则情况下，具有创造力的人物制定了两个或更多并存和同时起作用的相反物或对立面，而这样的表述产生了完整的概念、印象和创造。”39第三节 两面神思维：正向与逆向互补一、两面神思维的内涵和作用2艺术创作中的两面神思维 在建筑设计和工业设计中，新派、现代与怀旧、复古是相互矛盾的思潮，可现在人们也讲究两种思潮的共生共存与互映生辉。设计师既能为大众设计高速、方便、合理、省力的现代环境与用品，又要设计舒适、温暖、富有情感并能获得历史文化熏陶的传统风味的生活，体现了两种对立的或多种不同的设计思想的互补。40第三节 两面神思维：正向与逆向互补一、两面神思维的内涵和作用3科学发现中的“两面神”思维 科学创造中的“两面神”思维，与艺术创作中的“两面神”思维之别在于：艺术创作可以构思出世界上并不存在的事物（反逻辑的、反自然法则的），如同时哭、笑的塑像。而科学家构思的新概念也是“反逻辑”的（即违反旧的理论体系的逻辑），但这种新概念实质上却又恰恰最符合自然的法则和规律。科学家对“两面神”思维情有独钟，而且同样“运用之妙，存乎一心”。4技术发明中的“两面神”思维 在技术发明中，人们也经常使用具有挑战性、批判性和新奇性的反向法启发思路。这种从对立的、颠倒的、相反的角度去想问题的方式往往能打破常规，破除由经验和习惯造成的僵化的认知模式，因而能为创造扫清障碍。41第三节 两面神思维：正向与逆向互补二、逆向思维逆向思维是一种具有很强创造性的思维过程和形式。它的创造性来自于其自身的特点，即逆向性和求异性。在科学发现和技术发明中，如果正面思考不能解决，那就尝试从相反的方向去思考。逆向思考主要是从事物的固有属性顺序、形状结构、功能、属性和原理的反演入手，去寻找新的创造思路。1.顺序反向2.结构形状反向3.功能反向4.属性转换5.原理逆向结构形状反向：反向伞42第三节 两面神思维：正向与逆向互补二、逆向思维【思考与练习5-12】 有四个相同的瓶子，怎样摆放才能使其中任意两个瓶口的距离都相等呢？可能我们琢磨了很久还找不到答案。那么，办法是什么呢？43第三节 两面神思维：正向与逆向互补三、两面神思维的辩证性质 “两面神”思维方法体现了人的主观能动作用，正如卢森堡所说的，是在反逻辑、反自然状态下，个体积极主动地构思对立面的或更多方面的联结。而这种能动作用正是辩证的思考过程。 在中国古老的文明中，“相反相成”和“相辅相成”这两个成语，可说是对“两面神”思维的最好诠释。代表人类智慧的科学技术，成功地赋予了“相反相成”和“相辅相成”以新的含义。【思考与练习5-13】 既透气又防雨的雨衣雨衣上不能有窟窿，否则雨水就伸进去了，可是因此雨衣透气性不好。透气与防雨成为一对矛盾。你能从传统的防雨工具受到启发，发明既防雨又透气的雨衣吗？大学生创新基础