全書包括創(chuàng)新的基礎知識、創(chuàng)新驅動發(fā)展、互聯網 行動計劃、計算思維與工程教育、信息技術的融合創(chuàng)新、大數據時代的思維變革、創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法、創(chuàng)新等級與技術系統(tǒng)進化、創(chuàng)新原理及其運用、解決技術矛盾與物理矛盾、知識產權保護與軟件著作權、用TRIZ方法解決創(chuàng)新問題等內容,所涉及的知識面廣,淺顯易懂又理論聯系實際。
本書是為大眾創(chuàng)業(yè),萬眾創(chuàng)新新形勢下,計算機和IT相關各專業(yè)學生學習創(chuàng)新思維,增強自主創(chuàng)新能力而全新編寫的課程教材。本書詳細介紹了IT創(chuàng)新思維與科技創(chuàng)新的思維技法,創(chuàng)新從這本書開始。
從計算機誕生之日起,信息技術產業(yè)已經在快速發(fā)展的軌道上走了幾
十年。隨著信息技術、網絡技術的迅速發(fā)展和新概念、新技術、新模式的
不斷涌現,新一代信息技術的內涵和外延將不斷擴展。從信息技術的角度
來看,大物移云和人工智能是時代發(fā)展的顯著特征。以物聯網、云計
算、大數據、空間地理信息集成等為代表的新一代信息技術產業(yè)相互關聯、
相互交織、相互作用,在國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要和以互聯網 為
核心的國家行動綱要引導下,展現出強勁的融合力量和創(chuàng)新實力。
研究表明,創(chuàng)新的先鋒團隊眾多的諾貝爾獲得者的成功途徑,一
是科學發(fā)現,二是科學儀器,三是科學方法。其中科學方法的核心是創(chuàng)新
方法,幾乎有三分之一的諾貝爾獎獲得者是靠科學的創(chuàng)新方法實現了研究
的突破性進展,可見創(chuàng)新方法對于科學研究的極端重要性。建設創(chuàng)新型國
家,核心是要增強自主創(chuàng)新能力。自主創(chuàng)新,方法必須先行。
1946 年,蘇聯科學家根里奇·阿奇舒勒(19261998)開始了發(fā)明
問題解決理論(TRIZ)的研究工作。在以后的數十年中,這位發(fā)明家投入
畢生精力,致力于創(chuàng)新研究。在他的帶領下,蘇聯的幾十家學校、研究部
門和企業(yè)組成專門機構,先后分析了世界的幾十萬份發(fā)明專利,總結出技
術進化所遵循的普遍規(guī)律,以及解決各種技術矛盾和物理矛盾時采用的創(chuàng)
新法則,創(chuàng)建了一種由解決技術問題、實現技術創(chuàng)新的各種方法組成的理
論體系TRIZ。
TRIZ 源于對高水平發(fā)明專利的分析,目前,正逐漸由原來擅長的工程
技術領域,向自然科學、社會科學、管理科學、生物科學等多種領域逐漸
滲透,嘗試解決這些領域遇到的問題。
為了落實國家中長期科技規(guī)劃綱要,從源頭推進我國的自主創(chuàng)新,
2008 年,國家科學技術部、發(fā)展與改革委員會、教育部、科學技術協會四
部委聯合頒布了《關于加強創(chuàng)新方法工作的若干意見》,文件中明確指出
要推進TRIZ 等國際先進技術創(chuàng)新方法與中國本土需求融合……特別是推
動TRIZ 中成熟方法的培訓……。
作為一種技術與經濟相關聯的活動,不管是發(fā)明、創(chuàng)造,還是革新,
最終都應該轉化成生產力,產生經濟效益,才能稱得上是創(chuàng)新。阿奇舒勒所提出的發(fā)明問題解決理論,強調通過發(fā)明來解決實際問題,實現發(fā)
明的實用化,這符合創(chuàng)新的基本定義。
實踐表明,運用TRIZ 創(chuàng)新,能夠幫助我們突破思維定勢,從不同角度
分析問題,進行理性的邏輯思維,揭示問題的本質,確定問題的進一步探
索方向,能根據技術進化規(guī)律,預測未來發(fā)展趨勢,最終抓住機會來徹底
解決問題,并開發(fā)出富有競爭力的創(chuàng)新產品。
建設創(chuàng)新型國家,核心是要增強自主創(chuàng)新能力。本書是在大眾創(chuàng)業(yè)、
萬眾創(chuàng)新新形勢下編寫的教材。全書包括創(chuàng)新的基礎知識、創(chuàng)新驅動發(fā)展、
互聯網 行動計劃、計算思維與工程教育、信息技術的融合與創(chuàng)新、大
數據時代的思維變革、創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法、創(chuàng)新等級與技術系統(tǒng)進化、
創(chuàng)新原理及其運用、解決技術矛盾與物理矛盾、知識產權保護與軟件著作
權、用TRIZ 方法解決創(chuàng)新問題等內容,所涉及的知識面廣,淺顯易懂又理
論聯系實際,內容編排充分考慮了教學的特點與需要。
本書是2016 年度杭州高校精品課程項目《創(chuàng)新思維與創(chuàng)新方法》建
設成果之一,得到了2013IM020900 浙江省創(chuàng)新方法應用推廣與示范
2014F30031 浙江省創(chuàng)新方法推廣應用與服務基地建設(一期)
2014F30008 浙江省科技人才教育培訓課程體系建設研究KT2015041
浙江省高等教育學會大學生創(chuàng)新方法人才培養(yǎng)體系的構建與應用示范
項目的支持。
本書由周蘇編著,王文、孫曙迎、褚赟、張麗娜等人參加了本書的編
寫工作。本書的編寫工作得到浙江大學城市學院、浙江省科技人才教育中
心、浙江商業(yè)職業(yè)技術學院、浙江安防職業(yè)技術學院等單位的支持。歡迎
教師索取為本書配套的教學資料。E-mail:zhousu@qq.com,QQ:81505050,
個人博客:http://blog.sina.com.cn/zhousu58。
周蘇,浙江大學城市學院教授,國家科學技術部認證的創(chuàng)新工程師,創(chuàng)新培訓師。高校計算機基礎教育、計算機專業(yè)教育經驗豐富,著作等身,是浙江省創(chuàng)新方法推廣教師團隊的核心成員。目前主要從事計算機專業(yè)教育以及創(chuàng)新思維與創(chuàng)新方法教育、大數據技術與應用教育。近期在多家出版社連續(xù)出版《創(chuàng)新思維與創(chuàng)新方法》高校教材多部。正在積極探索創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法和計算機教育的結合。主講課程:《創(chuàng)新思維與創(chuàng)新方法》、《大數據導論》、《大數據可視化技術》以及計算機專業(yè)教育的多門課程。王碩蘋,浙江大學城市學院副教授,碩士生導師,信息管理與信息系統(tǒng)系副主任。浙江省科技創(chuàng)新團隊成員,2014年美國阿拉巴馬大學計算機系訪問學者。近年來主要研究方向為智能交通、海量數據交換、無線車載網等。 近年來主持和主參省部級項目科技項目3項,負責企業(yè)委托項目多項,完成科研經費200余萬元,參與編寫出版教材多本。主講課程:《管理信息系統(tǒng)》、《大數據導論》以及計算機專業(yè)教育的多門課程。
第1 章
創(chuàng)新概述................................... 1
1.1 發(fā)明與創(chuàng)新..........................................
1
1.2 科技創(chuàng)新體系......................................
5
1.3 知識創(chuàng)新的內涵..................................
7
1.4 技術創(chuàng)新的定義..................................
8
1.5 管理創(chuàng)新及其四個階段.......................
9
1.6 融合創(chuàng)新及其發(fā)展............................
11
1.7 新一代信息技術的創(chuàng)新發(fā)展.............
14
實驗與思考................................................ 19
第2 章
創(chuàng)新驅動發(fā)展.......................... 22
2.1 現代化建設三步走戰(zhàn)略.............
22
2.2 創(chuàng)新驅動發(fā)展三步走戰(zhàn)略.........
24
實驗與思考.................................................28
第3 章
互聯網 行動計劃................ 31
3.1 互聯網+的概念...........................31
3.2 互聯網+時代的特征...................36
3.3 互聯網+行動的指導意見............40
實驗與思考.................................................47
第4 章
計算思維與工程教育................ 50
4.1 計算思維............................................50
4.2 工程素質............................................54
4.3 工程教育與《華盛頓協議》..............56
4.4 工程教育專業(yè)認證的特點.................
59
4.5 CDIO 工程教育模式..........................
61
實驗與思考................................................ 64
第5 章
信息技術的融合與創(chuàng)新............ 66
5.1 集成電路的后摩爾時代.....................
66
5.2 新型硬件智能設備.....................
70
5.3 下一代通信與移動互聯網.................
72
5.4 云計算與大數據................................
76
5.5 物聯網引領信息技術革命.................
83
實驗與思考................................................ 91
第6 章
大數據時代的思維變革............ 93
6.1 大數據的結構類型............................
93
6.2 思維變革之一:樣本=總體...............
94
6.3 思維變革之二:接受數據的
混雜性................................................98
6.4 思維變革之三:數據的相關關系....102
第7 章
創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法.............. 110
7.1 思維定勢..........................................110
7.2 創(chuàng)造性思維......................................112
7.3 創(chuàng)新問題的傳統(tǒng)方法.......................118
7.4 創(chuàng)造性思維技法...............................122
實驗與思考...............................................136
第8 章
創(chuàng)新等級與技術系統(tǒng)進化....... 142
8.1 TRIZ 起源與發(fā)展.............................142
8.2 TRIZ 重要概念.................................
145
8.3 發(fā)明的五個級別..............................
152
8.4 S 曲線及其作用...............................
155
8.5 技術系統(tǒng)進化法則..........................
158
實驗與思考.............................................. 169
第9 章
創(chuàng)新原理及其運用................. 173
9.1 創(chuàng)新原理的由來..............................
173
9.2 典型創(chuàng)新原理解讀..........................
174
9.3 運用創(chuàng)新原理解決汽車安全氣囊
問題.................................................. 184
實驗與思考.............................................. 188
第10 章
解決技術矛盾與物理矛盾..... 194
10.1 技術矛盾與矛盾矩陣.....................194
10.2 利用矛盾矩陣求解技術矛盾..........198
10.3 物理矛盾與分離方法.....................202
10.4 利用分離方法求解物理矛盾..........209
10.5 技術矛盾與物理矛盾的關系..........211
實驗與思考...............................................217
第11 章
知識產權保護與軟件著作權... 222
11.1 知識產權的概念.............................222
11.2 知識產權保護.................................226
11.3 軟件著作權申報.............................227
11.4 專利申請書.....................................230
11.5 發(fā)明申報書....................................
232
第12 章
用TRIZ 方法解決創(chuàng)新問題... 235
12.1 科學效應及其作用........................
235
12.2 破壞性創(chuàng)新技術............................
240
12.3 航空燃氣渦輪發(fā)動機的技術
進化................................................ 244
12.4 飛機機翼的進化.............................
246
12.5 課程實驗總結.................................251
附錄.................................................... 255
附錄A IT 各專業(yè)學生創(chuàng)新思維與創(chuàng)新
方法學習感悟........................255
附錄B 40個創(chuàng)新原理............................259
附錄C 3939 矛盾矩陣...(見書中插頁)
附錄D 本書部分實驗參考答案和解決
方法...........................................269
參考文獻............................................. 274