2019年5月17日星期五,P,#,主讲 黑龙江省,TRIZ,理论研究所 曹福全,普通高等教育应用型人才培养在线开放课程新形态一体化规划,教材 普通,高等教育创新创业人才培养系列教材,创新思维训练,主讲 黑龙江省TRIZ理论研究所 曹福全普通高等教育应用,Part,2,技 法 篇,技法,要诀,掌驭,掌,：,掌握思维要领,驭,：,熟悉工具操作,Part 2技 法 篇技法要诀掌驭掌：掌握思维要领 驭,梦想拍卖,梦想拍卖,技法六 极限思考,-STC,算子与最终理想解,技法六 极限思考-STC算子与最终理想解,了解极限思考的方法，理解,STC,算子及最终理想解的含义及作用。,知识目标,技能,目标,体验,目标,掌握,STC,算子和最终理想解的使用方法与技巧。,感受极限思考对时空的极致变化所迸发的想象力和碰撞出的创造力。,了解极,消失的键盘,消失的键盘,1.,在我们的生活中，哪些东西没有了，但功能还在？哪些东西变得越来越大？哪些越来越小？,2.,我们心中最理想的手机应该是什么样子的？,1.在我们的,创新思维训练ppt课件,一、认识极限思考,极限思考,是克服思维惯性的有效方法，它把研究的对象或过程通过假设推到理想的极限情况，最大值、最小值等，使因果关系变得明显，从而把某个问题情境中比较隐蔽的临界现象（或“各种可能性”）便会,凸现出来。,极限思考法是一种极端的终极的思考，就是思考你所思考的领域所能够想的，能够做的，能够达到的极限。,一、认识极限思考 极限思考是克服思维惯性的有效方法,一、认识极限思考,极限思维,法揭示,了变量与常量、无限与有限的对立统一关系，是唯物辩证法的对立统一规律在数学领域中的应用。借助极限思想，人们可以从有限认识无限，从“不变”认识“变”，从直线形认识曲线形，从量变认识质变，从近似认识精确。极限思维在科学发现的过程中，特别在重大的前提性理论的建构中有着极其生要的,作用。,含 义,一、认识极限思考 极限思维法揭示了变量与常,一、认识极限思考,理想化,理想化是极限思考的一个特例，是科学研究中创造性思维的基本方法之一。,理想化,一般的操作程序为：首先要对经验事实进行抽象，形成一个理想客体，然后通过思维的想象，在观念中模拟其实验过程，把客体的现实运动过程过程简化和升华为一种理想化状态，使其更接近理想指标的要求。,理想化方法最为关键的部分是思想实验，或称理想实验。,理想化方法的另一个关键部分是如何设立理想模型。,一、认识极限思考 理想化理想化是极限思考的一个特例,二、,STC,算子,含 义,算子,名称,含,义,S,尺度,度量或描述事物某种与任务相关的属性的参数，如几何尺寸、程度、数量、速度、温度、强度、亮度、精度及变化的方向等。一般情况下，包含可能改变任何参数的“尺寸”进行想象实验，以考察其在极限情况下（“,0,”或“”）可能发生的状况或发现通常情况下发现不了的改变。,T,时间,事物达到或维持某种状态，或产生某种结果的时间。一般可以考虑是物体完成有用功能所需要的时间、有害功能持续的时间、动作之间的时间差等。通过想象实验考察其在达到极限值（“,0,”或“”）事物可能发生的状况或发现通常情况下发现不了的改变。,C,成本,事物达到或维持某种状态，或产生某种结果的付出、费用、代价、耗费等。一般可以理解为不仅包括物体本身的成本，也包括物体完成主要功能所需各项辅助操作的成本以及浪费的成本。通过想象实验来考察事物在极限成本（“,0,”或“”）情况下的可能结果。,二、STC算子含 义算子名称含 义S尺度度量或描述事物某种,克服障碍,发现偏差,发现矛盾,产生想法,作 用,二、,STC,算子,人们,往往习惯于从固有的经验出发去看待貌似熟悉的事物。,STC,算子可以帮助我们打破原有的思想束缚，将客观的对象由“习惯”变为“非习惯”，由“熟悉”变为“不熟悉”，从而发现那些因思维惯性而主观忽略的信息、细节或过程，重新认识研究对象。,克服障碍作 用二、STC算子人们往往习惯于从固有的经验出发,作 用,二、,STC,算子,克服障碍,发现偏差,发现矛盾,产生想法,帮助我们在尺度（,Size,）、时间（,Time,）、成本（,Cost,）三个重要维度进行极限思考，在“极度放大”的尺度下发现难以发现的细节，在“极度缩小”的尺度下呈现“全貌”；在“极度拉长”的时间中看清环节，在“极度压缩”的时间中看清过程；在“极度提高”的成本下考察充分的结果，在“极度削减”的成本下评估产生的影响，从而达到对事物全面的认识，迅速发现最初认识的偏差。,作 用二、STC算子克服障碍帮助我们在尺度（Size）、时,作 用,二、,STC,算子,克服障碍,发现偏差,发现矛盾,产生想法,帮助,我们在尺度、时间、,成本的极端,变化状态下，使原本模糊的问题迅速变得清晰，原本隐藏的矛盾暴露无遗，从而快速发现和定位问题根源之所在,。,作 用二、STC算子克服障碍帮助我们在尺度、时间、成本的极,作 用,二、,STC,算子,克服障碍,发现偏差,发现矛盾,产生想法,可以,帮助,我们在不同维度的极限思考中快速将思维发散到极端方向，淋漓尽致地发挥想象力，从而大大地拓展思路，产生各种奇妙的想法。,作 用二、STC算子克服障碍可以帮助我们在不同维度的极限思,步 骤,二、,STC,算子,应用,STC,算子的要点是：在最大范围内来改变每一个参数，只有问题失去物理学意义才是参数变化的临界值。通常按照下列步骤进行分析：,明确系统,明确,算子,极限分析,结论与评价,尝试用更抽象的概念来描述系统，而不拘泥于眼前具象的概念。明确系统后，可根据需要进一步描述问题或任务，以及限制条件等。,步 骤二、STC算子 应用STC算子的要点是：在最,步 骤,二、,STC,算子,明确现有系统的尺度、时间、成本方面的特性，确定相应算子。,应用,STC,算子的要点是：在最大范围内来改变每一个参数，只有问题失去物理学意义才是参数变化的临界值。通常按照下列步骤进行分析：,明确系统,明确,算子,极限分析,结论与评价,步 骤二、STC算子明确现有系统的尺度、时间、成本方面的特,步 骤,二、,STC,算子,可以尝试把尺度、时间与成本中的两个要素固定住，把剩下的第三个要素极端化，就更容易获得有创意的答案。,应用,STC,算子的要点是：在最大范围内来改变每一个参数，只有问题失去物理学意义才是参数变化的临界值。通常按照下列步骤进行分析：,明确系统,明确,算子,极限分析,结论与评价,步 骤二、STC算子可以尝试把尺度、时间与成本中的两个要素,步 骤,二、,STC,算子,分析步骤三中所获得想法或结果。如有必要，修正现有系统，重复步骤二、步骤三，以求进一步分析问题，获得更多、更深入的想法或结果。,应用,STC,算子的要点是：在最大范围内来改变每一个参数，只有问题失去物理学意义才是参数变化的临界值。通常按照下列步骤进行分析：,明确系统,明确,算子,极限分析,结论与评价,步 骤二、STC算子分析步骤三中所获得想法或结果。如有必要,注意事项,二、,STC,算子,在使用,STC,算子时，初学者容易出现以下错误,：,在步骤一中，对问题的定义和界定不清楚导致在后续的步骤中与研究对象不统一，同时不应该改变初始问题的目标。,在步骤二中，对研究对象的三个特性，尺度、时间、成本的定义不清楚，造成后续分析问题时没有找到解决问题的方向。,不能在没有完成所有想象试验时，担心系统变得复杂而提前中止。,STC,算子使用的成效取决于主观想象力、问题特点等情况，需要充分拓展思维，改变原有思维的束缚，大胆地展开想象，不能受到现有环境的限制。,不能在试验的过程中尝试猜测问题最终的答案。,STC,算子一般不会直接获取解决技术问题的方案，但它可以让我们获得某些独特的想法和方向，为下一步应用其他方法寻找解决方案做准备。,注意事项二、STC算子在使用STC算子时，初学者容易出现以下,案 例,二、,STC,算子,这,是一个来自于,TRIZ,的经典教学案例：声音在空气中的传播速度大约,340,米每秒。如果在狗的尾巴上系上一个平底锅，则狗以何种速度奔跑，它才能听不到锅与地面的撞击声？,步骤一：,明确系统,我们首先必须抛开现实的限制因素：现实生活中，狗的奔跑速度当然达不到超音速。但在这里必须假定狗可以跑的无限快，可以比第四宇宙速度还快。所以可以视为“可以以任意速度移动的物体”。整个“系统”就是“后端可通过移动发声的系统”。如果进一步描述问题，则是：系统以何种速度移动，其后端在移动中发出的声音传递不到前端？,案 例二、STC算子 这是一个来自于TRIZ的经典教,案 例,二、,STC,算子,步骤二：明确算子,S,算子：,最直接的度量尺度是：速度。,T,算子：,实际上这个问题中的时间变量是从平底锅发出,声音到狗耳朵听到该声音所用的时间，狗跑得快这个时间就长，跑得慢这个时间就短。显然，,T,算子应该是从平底锅发出声音到狗听到该声音所用的时间。所以时间算子确定为：声音从声源传播到移动物体所用的时间。,C,算子：,为狗的体能消耗，即：物体移动的能量损耗。,这,是一个来自于,TRIZ,的经典教学案例：声音在空气中的传播速度大约,340,米每秒。如果在狗的尾巴上系上一个平底锅，则狗以何种速度奔跑，它才能听不到锅与地面的撞击声？,案 例二、STC算子步骤二：明确算子 这是一个来自于,案 例,二、,STC,算子,步骤三：极限分析,算子,极值,实际取值,分析,可能结果,S,移动速度等于或大于声音传播速度,此时系统后端产生的声音向前传递到的位置始终保持这个固定距离或逐渐拉开距离,声音永远传递不到系统前端,0,移动速度接近或等于,0,系统移动速度越慢，其后端产生的声音传递到前端的耗时越小。由于声音必须移动才能产生，因此当系统移动速度为,0,时，无声音,速度为,0,时无声音被传播,T,声音传递到系统前端的时间无限长,假设不考虑声音的衰减，可以一直传播。则无限长的时间意味着“追着”移动物体传递的声音永远保持着与物体的距离甚至逐渐被拉开,系统移动速度必须等于或大于声音传播速度,0,声音传递到系统前端所用时间接近或等于,0,不考虑负向运动，系统不产生位移时声音传播用时最短。但此时不产生声音。,无位移，无声音,C,系统移动的单位时间能量损耗和总能耗可以无限大,能量可以保障系统以足够快的速度移动足够长的距离（或时间）,能量可以保障让声音“追不上”,0,系统移动的能量损耗为,0,此时系统没有移动，不产生声音,无移动，无声音,这,是一个来自于,TRIZ,的经典教学案例：声音在空气中的传播速度大约,340,米每秒。如果在狗的尾巴上系上一个平底锅，则狗以何种速度奔跑，它才能听不到锅与地面的撞击声？,案 例二、STC算子步骤三：极限分析算子极值实际取值分析可,案 例,二、,STC,算子,步骤四：结论与评价,从,上表的分析可知：,1,.,系统移动速度等于或大于,音速，,声音传不到系统前端；,2,.,系统不移动或速度为,0,（位移为,0,）时不产生声音。即：狗的奔跑速度为,0,，或奔跑速度等于、大于音速时，狗听不到平底锅撞击地面声音，结合现实情况，狗不可能达到超音速。,结论：狗的奔跑速度为,0,（停止或原地跑）时，听不到平底锅的撞击声。,评价,：,问题已获解决（无需重新明确算子和极限分析）。,这,是一个来自于,TRIZ,的经典教学案例：声音在空气中的传播速度大约,340,米每秒。如果在狗的尾巴上系上一个平底锅，则狗以何种速度奔跑，它才能听不到锅与地面的撞击声？,案 例二、STC算子步骤四：结论与评价 这是一个来自,二、最终理想解,含 义,事物（系统）处于理想状态的解称为理想化的最终结果，即最终理想,解。,在解决问题之初，首先抛开各种客观限制条件，通过理想思考法来定义问题的理想化最终结果，明确理想方案所在的方向、位置和组成，以限定在解决问题过程中沿此目的前进，并获得理想化最终结果，从而避免了传统创新方法中就事论事、缺乏综合性目的的弊病。最终理想解的作用是：指明通往解决方案之路；使问题尖锐化，不走折衷之路。,二、最终理想解含 义 事物（系统）处于理想状态的解称,含