思维是人类所具有的高级认识活动。思维方式是人类看待事物和思考问题的角度、方式和基本方法,是人们大脑活动的内在程式,它对人们的言行起决定性作用。在创新成为引领发展的第一动力的时代,思维的创新与开发,对组织和个人的成长与成功愈加重要。
本教材以了解思维、梳理思维、开发和产生创新思维为行文脉络,在思维概览的基础上,围绕“水平思考、六顶思考帽、设计思维、TRIZ创新方法”等经典的创新思维原理、工具和方法展开教学,并提供思维创新实践应用案例,引导学习者掌握思维基础知识,运用思维创新的原理、工具和方法解决实际问题,开发创新思维并养成良好的思维优势。为学习者学会创新和有效创新提供了最底层、最坚实的思维支撑。
教材引入的“水平思考、六顶思考帽、设计思维、TRIZ创新方法”等经典创新思维原理、工具和方法,包含了发散思维、系统思维、人本思维和精密的工程思维等思维类型、领域和流程,在以企业为主体的众多组织机构中广泛使用,它们具有典型的代表性、先进性和实用性,对引导学习者开发创新思维和养成思维优势具有重要价值。教材既充分尊重经典理论和学术规范,也结合学习者思维开发和养成规律,进行了系统设计与再开发,使学习者以思维原理、工具和方法为支点,重在结合自身特点和实践训练,养成组织和个人的创新思维优势。
本教材由大连东软信息学院创新创业学院教师设计和编写。温涛校长对教材进行了整体规划和设计指导,邓珊老师对教材各章节提出了具体指导意见;董文良老师对教材进行了设计和统稿、并负责第3章和第4章的撰写和优化;于丹老师负责第1章和测试包的撰写;王心磊老师负责第2章的撰写和优化;敖宁老师负责第4章的撰写;宁明皓老师负责第5章的撰写;教材中的第6章至第9章收录了部分学生的创新实践案例。
本教材适合普通高等学校本科生、专科生,以及对创新思维、创新工具和创新方法感兴趣的各界人士阅读和使用。教材以案例驱动学习,激发读者的学习兴趣和思考,通过系统介绍创新思维相关知识、工具和方法,结合对应案例,引发学生对思维创新的兴趣;教材以项目实践贯穿始终,强调教学过程的讨论性、互动性和创新性,学生结合具体创新方法和工具,按照创新流程,基于实际问题开展行动式创新,完成实践环节训练和实践,在“做中学”中巩固和运用所学知识,提出创新性解决方案;教材同时配套了创新工具包等资源,有利于混合式教学等模式的组织实施。
本教材的内容借鉴了部分书籍、文章以及相关网络资源的成果,在此表示感谢。同时,本教材在编写过程中得到了学校教材建设委员会、教务部、出版社等的大力支持,在此一并表示感谢。由于编者水平有限,不当之处仍在所难免,恳请同仁批评指正。
第1篇思维概览
第1章思维概览3
第1节思维基础4
1.1思维4
1.2思维方式4
1.3思维偏好11
第2节思维定势13
2.1思维定势的特征13
2.2思维定势的形式14
2.3思维定势的作用15
第3节创新思维16
3.1创新思维的概念16
3.2创新思维的过程17
3.3创新思维的来源17
【项目实践】21
【本章小结】21
【思考题】21
第2篇思维创新原理、工具与方法
第2章水平思考25
第 1 节水平思考的含义27
第 2 节水平思考与创造力29
2.1创造性的思维方式30
2.2创造力的来源31
第3节水平思考的开始——焦点32
3.1发现问题33
3.2焦点识别35第 4 节水平思考的方法37
4.1概念提取法37
4.2随机输入法40
4.3挑战法41
4.4激发和移动法45
第 5 节主意的收获、处理和评估49
5.1收获主意49
5.2处理主意49
5.3评估主意51
【项目实践】51
【本章小结】51
【思考题】52
第3章六顶思考帽53
第1节六顶思考帽概述55
第2节六顶思考帽的使用思路56
2.1蓝色思考帽56
2.2白色思考帽59
2.3红色思考帽62
2.4黑色思考帽64
2.5黄色思考帽66
2.6绿色思考帽68
第3节六顶思考帽的应用70
【项目实践】74
【本章小结】74
【思考题】75
第4章设计思维76
第1节设计思维概述78
1.1设计思维定义78
1.2设计思维发展历史80
1.3设计思维的基本流程81
1.4设计、商业思维与设计思维87
1.5非线性思考的设计思维88
1.6以人为本的设计思维90
1.7设计思维案例思考91
第2节同理心研究92
2.1同理心(移情)研究概述92
2.2同理心研究方法94
2.3同理心实践练习101
第3节定义问题101
3.1定义问题的概述101
3.2定义问题的方法102
3.3定义问题案例思考103
第4节创意构想104
4.1创意构想概述104
4.2发散思维104
4.3聚合思维107
4.4创意构想实践练习108
第5节原型制作108
5.1原型制作概述108
5.2原型制作的方法108
5.3原型制作实践练习115
第6节原型测试115
6.1原型测试概述115
6.2原型测试方法117
【本章小结】119
【项目实践】119
【思考题】121
第5章TRIZ创新方法122
第1节TRIZ创新方法概述123
1.1TRIZ的诞生123
1.2TRIZ的核心思想124
1.3TRIZ的发展125
1.4TRIZ理论与发明的级别126
1.5TRIZ创新方法理论体系127
第2节TRIZ创新思维方法127
2.1最终理想解法(IFR)128
2.2九屏幕法:资源分析法130
2.3小人法133
2.4STC算子——尺寸、时间和价格134
2.5金鱼法135
2.6综合运用创新思维方法136
第3节40个发明原理137
3.1发明原理目录137
3.240个发明原理详解138
第4节技术矛盾、物理矛盾148
4.1技术矛盾与矛盾矩阵149
4.2物理矛盾和分离原理152
第5节技术系统的进化法则157
5.1技术系统的S曲线进化法则158
5.2提高理想度法则161
5.3子系统的不均衡进化法则162
5.4动态性进化法则163
5.5子系统协调性进化法则165
5.6完备性法则166
5.7能量传递法则167
5.8向微观级和场的应用进化法则168
5.9向超系统进化法则168
【项目实践】170
【本章小结】170
【思考题】172
第3篇思维创新案例与实践
第6章水平思考创新实践案例175
6.1《如何提升线上学习的效率》问题解决方案175
6.2《如何保护濒危动物》问题解决方案180
第7章六顶思考帽创新实践案例185
7.1《如何帮助身边抽烟的人戒掉烟瘾》问题解决方案185
7.2《智能监控分析系统》解决方案187
第8章设计思维创新实践案例189
8.1《一个更舒适的图书馆》设计方案189
8.2《一个体验更好的飞机座椅》设计方案195
第9章TRIZ创新实践案例200
9.1TRIZ创新实践案例1—智能伞箱200
9.2TRIZ创新实践案例2—EINK土壤湿度检测计209
附录1:思考工具包222
附录2:测试包228
附录3:学习知识要点及能力要点233
参考文献237
2016年6月,中国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员,这是中国工程教育国际化进程的重要里程碑。“回归工程”、培养学生的“大工程观”是当今国际工程教育的主流理念。《华盛顿协议》对毕业生提出的12条素质要求中,不仅要求工程知识、工程能力,还强调通用能力和品德伦理;在实践上,以学生为中心,以产出为导向,注重对目标达成的支撑及持续改进,与CDIO工程教育实质等效。
CDIO工程教育是近年来国际工程教育改革的最新成果,以“预期学习结果”集合来驱动课程内容、教学方法、教育文化的设计,重视营造工程教育文化,其注重工程能力培养和基于工程项目全生命周期的一体化设计思想,对于国内工程类和相关专业的建设具有重要的实施价值。
作为承载了教学改革思想的载体,融入CDIO工程教育理念的高品质教材,东软CDIO工程教育教材在注重理实结合的同时,也注重对学生八大能力的培养,即:技术知识与推理能力,开放式思维与创新,个人职业能力,沟通表达与团队合作,态度与习惯,责任,价值观,实践构思、设计、实现和运行对社会的贡献。
CDIO工程教育教材是 CDIO教育教学改革在教学实施过程中的集中体现,它不仅承载着课程和项目的教学内容,而且贯穿和体现了CDIO工程教育的理念、思想与方法,是在系统化理论的指导下,将知识、能力、素质培养进行一体化设计,有机融合在教材体系中。教材的编写以能力培养为主线,以案例教学为引导,以项目为载体,充分体现“做中学”和“学中做”的思想,具有以下优势:
(1)以能力培养为主线,培养学生专业知识学习能力和工程实践能力。
(2)以案例为驱动,在做案例的过程中学习新知识,充分体现了“做中学”。
(3)以项目为载体,基于工程化教育方法,按照分析、设计、实施、运行展开项目及知识点的讲解。
(4)围绕专业知识结构和能力体系设计教材,实现同一专业下不同教材紧密的关联性。
(5)内容编排循序渐进,符合人的认知规律。
(6)适应柔性化教学变革,构建一体化、立体化教学资源。
CDIO工程教育教材可供以应用型人才为培养目标的高等院校以及职业培训机构作为教材使用。
目前,CDIO工程教育教材的建设还处于探索阶段,是一项创造性的工作,尚需要通过改革的实践不断加以深化和持续改进,任重而道远。