技术创新思维范文

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本文将通过用一种新的角度对碳排放现状进行重新分析，提出系列创新理论来减少碳排放、加大碳固定，并以资源化高效利用来保证减排全过程的市场化动力，实现可持续的碳资源循环利用和经济的低碳发展。

一、碳排放现状成因的创新分析

现在学术界认为森林、海洋吸收二氧化碳的能力是有限的，只能吸收人类活动新增排放的很小一部分。但事实上，人类活动产生的碳排放和自然界本来已有的碳循环总量相比只占很小的一部分。仅仅土壤碳呼吸过程中对环境的碳排放就达到3000～5000亿吨，是人类每年约500亿吨碳排放的8～10倍。在2010年时，这个比例曾经是12～16倍。每年全球由于毁林造成碳循环破坏所产生的二氧化碳排放与同期化石燃料燃烧释放量相当，也能证明这一观点

我们也都知道，不论是陆生植物还是水生植物或藻类，都是碳水化合物，绝大多数植物的碳元素的唯一来源就是二氧化碳，植物每生成1kg干物质就要消耗二氧化碳约1.6kg。在进行无土栽培植物的过程中，只要营养液中有少量必要的无机盐，不需要任何有机物，也就是说不需要碳元素，就可以完全保证植物正常生长发育。那么我们在粮食作物种植的过程中施的有机肥为什么能促进作物生长发育呢？其作用主要是有机物在微生物作用下分解产生二氧化碳和热量。没有有机肥，作物不是不能生长，而是长不好，究其原因也是没有足够的二氧化碳来进行高效率的光合作用。试验研究表明，人类生产生活的环境大气的二氧化碳浓度约在100～2000ppm（0.01%～0.2%）内，作物产量随二氧化碳浓度增加而提高。如果把二氧化碳浓度降到50ppm，光合作用就会停止。生产实践中发现，农业温室大棚中夜间二氧化碳气体因植物呼吸作用和土壤有机物分解释放的积累，达到较高水平，在日出前一般都在600～1500ppm之间，日出后作物开始光合作用，温室内二氧化碳浓度迅速下降，如果没有充足的补充，2小时左右二氧化碳浓度将降至100ppm以下，作物处于二氧化碳饥饿状态！

一般认为植物光合作用最适宜的二氧化碳浓度是800～1500ppm，温棚中喷施二氧化碳，将空气中二氧化碳浓度从野外平均浓度200ppm，提高到1200ppm，即达到或接近我们办公室内的二氧化碳浓度，不同品种农作物的生长速度和产量提高了60%～200%。也就是说提高二氧化碳的浓度可以大大改善植物光合作用的条件，促进光合作用，改善植物的养分合成和加工。当然，也意味着植物固定二氧化碳的能力成倍增加。

显然，大自然植物的主要碳元素来源，不是依靠人类活动提供，植物吸收、再利用的碳元素主要来自其附近土壤因其含有的有机物分解，释放的二氧化碳。通过空气对流、扩散带来的二氧化碳只是占有很小的比例。即便是地球大气层二氧化碳浓度上升50%，从280ppm达到现在的约380ppm，这个浓度还是难以让植物的光合作用有大的变化。因此，靠增加水生、陆生植物面积来大幅度增加环境固碳能力的思路是行不通的。

我们曾经到数个化工厂调研，这种工厂通常都有大量的二氧化碳排放，规模都达到每小时数十、数百吨碳排放。交流中，工厂的朋友都不约而同说到一个现象，工厂建成开工短短几年内，周边小环境、小气候发生很大改观，没有进行人工的特殊干预，不毛之地很快变得郁郁葱葱，风调雨顺。感觉植物非常容易生长、发育。我们分析，这应该就是二氧化碳“气肥”起到的“意外”作用。

因此，我们大胆的提出一个结论：自然界的植物碳汇的潜力是巨大的，远远大于人类活动产生的排放。森林植被破坏能造成碳排放快速增加，而通过植树种草产生的碳固定效果则是缓慢和长期的。利用、影响、恢复碳循环来解决碳排放问题，远比通过减少石化燃料消耗、化学利用二氧化碳、直接物理存贮封存、增加森林植被面积吸收等方式更快速有效。

让我们把新产生的碳排放尽可能“捕集”起来，输送到海洋、森林、草原，农田、温棚里去，造成局部二氧化碳浓度大幅度增加，影响碳呼吸、碳循环过程，让植物固碳的作用成倍提高，同时也促进植物的快速生长，农作物产量也大幅度增加。实现低碳、减排、增效多赢的局面。

二、碳排放来源的创新控制

我们现在还有必要分析一下人类工业化过程产生大量碳排放的历史成因。即使到了今天，工业领域和人们日常生活中都把排放二氧化碳当成一件理所当然的事。进行环境评价的时候，排放物里面如果没有特殊化合物，如硫化物、氮氧化物、粉尘即达到清洁排放的标准，排放物含有二氧化碳、水蒸气、热量其实都是局部环境空气的增量和干扰，也将影响局部环境指标，本应同样得到处理。

每个锅炉都有烟囱，煤炭燃烧后碳排放成为习惯，但是仔细分析一下，煤炭的燃烧过程是一个化学反应过程，在生成近4倍重量二氧化碳的同时，释放燃烧热。排放的二氧化碳其实是比燃烧过程释放的热更有价值的资源，目前市场批发价每吨高达500～800元，淘宝零售价更达到每吨一万元。化学产物的价值比释放的热能价值高2～3倍，人们长期以来都是抓了燃烧热这个“芝麻”，扔了燃烧化学产物这个“西瓜”。

造成这个结果也有其历史原因，倒退几十年，烟气中二氧化碳几乎无法回收，回收了也没有什么太多用途，人类当时也没有减少碳排放的环境保护压力。但是今天则完全不同了，回收烟气二氧化碳的技术已经成熟，回收成本低廉，回收的二氧化碳用途广泛。人们也已经认识到碳排放对环境的危害，到了应该彻底处理碳排放、必须处理碳排放问题、可以从根本上解决碳排放问题的时候了。

我们再提出一个建议，对我们人类普遍使用的燃煤、燃油、燃气过程进行改革，让每一台锅炉、每台燃烧装置像化工厂的反应设备那样工作，既利用燃烧反应释放的热量，还要利用化学反应产生的化学产物，把化石资源的价值“吃光榨净”，在减少环境污染物排放的同时，实现效益的大幅度增加，实现低碳、减排、增效的有机统一。

我们还提醒，对于那些建设在远离城市的化工企业、大量碳排放企业，也许没有必要进行碳捕集，只要要求他们周围小环境加强植物培育，相信很快就可以和前面所说的化工企业一样，通过碳排放的“自产自销”，就地实现低成本、高效率、环境友好的碳固定。而那些周围没有大量植被实现碳固定的碳排放企业、碳排放设备，应该加强碳捕集、碳回收，通过城市捕集、野外排放的空间转移、冬季捕集、夏季排放的时间转移，借助绿色植物的光合作用，高效率实现碳固定，同时实现直接、间接创造新的经济效益。

三、碳排放资源化利用的创新

目前工业领域的碳排放比较容易集中捕集，捕集的方法很多，每捕集一吨二氧化碳的成本约合100多元人民币或更低。但近年来碳排放的资源化利用几乎没有大的突破，究其原因是理论界思想观念陈旧，需要进行观念创新和理论创新，才能彻底改变碳排放资源化利用的现状。本文将以干冰作为一种动力转化介质入手，探讨一下碳排放资源化利用的创新。

多年来，有无数的科学家试图让二氧化碳能再次逆变成为某种“燃料”。这些人几乎都在化学逆向反应上做文章。但是这样的过程，都是需要能量，实现燃烧逆向反应也非常困难，而且除了考虑采用太阳能、模拟植物光合作用的方案以外，即便实现逆向反应，也只能算是对高品位能源的储能再释放，得不偿失。

近年来，我们通过对热机的工作原理进行再认识，提出“让热机冷下来”的观点。热机的本质是热量引起介质升温膨胀、做功，加热升温是手段，膨胀增压是目的。人们不应该将热机的工作温段僵化、固定在从常温到高温，而从低温升温到常温也会引起某种介质升温、膨胀，推动活塞、涡轮叶片运动做功，将常温、低温的热量同样转化为机械能。

二氧化碳是个很神奇的物质，常压下，它可以以-78.5℃超低温、固态的形式“干冰”存在；到了约10个大气压的环境中，二氧化碳又会变成液体流动便于输送。用干冰作为工质，可以吸收利用环境介质空气、水的热量受热气化，如果限制在一个封闭的容器中，就可以得到数十个大气压压力的常温二氧化碳气体。这个高压、常温的二氧化碳气体完全可以推动气动机械输出动力做功。由于热机的原理没有改变，热机也无需大的改动，只需要对现有的汽车稍加改进，就可以使得原来消耗燃料，工作在高温温段的发动机，改为利用超低温工质，撬动环境热能参与，让气缸内产生同样大小的膨胀压力来推动活塞，让发动机在常温温段继续工作。

改造前，汽车是带着能源物质，吸入不需要付费的环境空气，燃烧后释放的热量让反应后的混合气体升温、膨胀，高压高温气体的膨胀势能在发动机内转换为动能，带动车辆运动，做功后尚有余热的高温废气被排放到环境中；改造后，汽车是带着超低温的工作介质干冰，通过换热器，吸收不需要付费的常温空气的热量，汽化、气化，升温膨胀，最后是高压常温二氧化碳气体推动发动机运转，带动车辆运动，膨胀释放内能后大幅度降温的低温二氧化碳气体则被排放到空气中。这个过程已经在实验中得到验证。初步估算，让发动机输出同样的动力消耗的“工作介质”体积虽是原来燃料消耗的5～8倍，而综合成本是使用燃料时的近三分之一，相当于又回到了蒸汽机时代，不同的只是工质从水变成了干冰，热量的来源不是依靠燃煤，而是取自于环境空气或水等常温物质。

改装实验中还注意到，干冰首次气化的过程，其实是一个吸热过程，也就是一个制冷降温过程，是一个非常不错的“冷源”，可以在提供动力的同时，为冷藏、冷冻运输设备提供大量冷量；为冷冻法海水淡化设备提供优质冷源。做功后，气体温度因为内能减少而再次下降，又达到-50℃或更低，还可以再次作为冷源输出冷量。

用于改造农用机械，在提供动力的同时，干冰气化后的二氧化碳也成为农作物的气肥，降低了农机使用成本，减少石化燃料消耗，还给农作物、农田施了气肥，一举数得。

冬季使用燃料燃烧供暖的时候利用新型可以回收制备干冰的锅炉回收烟气中二氧化碳，制作干冰的过程也实现燃料燃烧热量的高效率、最大化回收再利用。冬天没有植物，应将干冰储存起来；到了夏天，利用干冰吸热制冷，气化后高压二氧化碳气体推动汽轮机输出动力发电，最终排放的低压二氧化碳气体成为夏季植物的气肥，实现碳排放资源的跨时间、跨空间的高效利用、综合利用。

四、二氧化碳综合利用范例

本文提出解决碳排放的思路主要是设法通过大幅度提高植物生长环境周围二氧化碳的浓度，来充分发挥自然界的植物通过光合作用吸收、固定二氧化碳的巨大潜力来从根本上解决大气层二氧化碳气体积累、增加的问题。实现这个过程主要有碳捕集、碳运输、碳布撒等若干环节。其中碳捕集的有关技术已经相当成熟，本文不再赘述。

二氧化碳的运输曾经是一个较大的问题，因为这个过程中是个消耗能源、成本较高，没有经济回报的过程。现在，利用干冰作为介质，吸收环境的热量，并通过热机转化为动力输出，解决了碳运输过程的高能耗成本的问题。运输过程中少量的消耗其实也实现了某种意义的碳肥“布散”过程。下面通过几个利用二氧化碳的应用范例，来进一步解释说明。

（一）干冰用于森林灭火

森林火灾时有发生，常用的灭火方法很多，但都是常规的手段。以水灭火为例，如果喷洒的消防灭火用水、灭火干粉没有直接喷淋到火源，则几乎不能发挥降温和隔绝空气的作用，即便有条件大量使用，灭火效果也不好。

以前限于经济条件和技术条件，使用干冰灭火都是“高端消费”和“奢侈品”。但是到了今天，干冰容易生产、运输、储存，目前的成本也不高了，应该考虑大量采用干冰这个非常理想的灭火材料来实现森林应急灭火。采用干冰进行森林灭火，制作成一个个干冰炸弹，通过提前布设形成阻火带，通过定时、定温起爆，或者飞机空投，触地爆炸，或者巨型迫击炮抛射、近炸引信引爆。不管干冰是否能接触火源，只要炸碎的干冰颗粒布撒在火源附近、火源的上风口、火源的高处，都能迅速气化实现降低火场温度，隔绝空气阻止燃烧的作用。气化的二氧化碳就像一张巨大的“冷气毯”，覆盖整个火场，并且随着气流的流动自动流向火源，持续气化的干冰还能有效阻止火灾复燃，实现快速、彻底灭火。

最后残留在森林火场的二氧化碳气体，是森林很好的气肥，逐渐被周围的林木吸收，没有任何污染物残留，渗入地下土壤、水分吸收的二氧化碳气体，也有利于火灾现场的植被恢复生长，一举数得。人类使用水灭火，已经数千年历史了，今天该创新、改进一下了，该淘汰这种陈旧、低效率的传统灭火方式了，

（二）干冰作为动力介质

大型渔率在500马力以上，每小时消耗燃油数十公升。需要消耗大量的燃油作为动力。固体二氧化碳（干冰）吸收海水的热量可以气化为50个大气压以上的高压气体，为远洋渔轮提供动力；这个过程中，约10公斤干冰相当于1公斤燃油，输出的动力相当于2～4千瓦时电力。吸热的过程还相当于制冷，提供的“冷量”可以用于冰冻海产品、淡化海水，这10公斤干冰同时累计可以吸收的热量，相当于0.5公斤燃油做功制冷的冷量。10公斤干冰气化过程还能同时淡化产生10公斤以上的淡水。综合估算干冰替代燃油的重量比为6：1，即干冰的使用量比燃油大6倍。而干冰的价格是燃油的十分之一或更低，因此使用干冰的成本是燃油的二分之一，而且实现了真正的“零”排放。

使用干冰作为动力介质，是一个非常好的环保、节能、增效的方案。首先采用的干冰是从其他直接排放到环境中的二氧化碳捕集制取而来，不是增量排放。使用过程中能量的来源取自于环境，没有消耗化石燃料；排放的二氧化碳“尾气”增加了海洋、海平面的二氧化碳浓度，甚至可以直接注入水中，增加了水体的二氧化碳溶解度，促进海洋植物、藻类的光合作用，通过食物链促进了海洋生物、海洋水产资源的再生和恢复，实现安全、低碳、减排、增效、环境友好的综合效益。这种应用方案也同样适用于海岛、远洋货轮、邮轮采用。

我们现在的高铁的每一节车都叫动车，都有独立的动力系统，高铁的车头仅仅是控制室，反而没有动力，合在一起称为动车组。如果每节车厢都能携带5吨干冰作为动力工质，则在运行中可以提供500匹马的动力长达6～8小时。在列车进入人口稠密区域时使用电力牵引，行驶到旷野、草原、森林的时候切换到“干冰”介质的环境热能动力模式，既提供了一种清洁的动力，又实现了碳布撒、碳转移，强化、利用了绿色植物固碳能力，实现了绿色动力。

这些绝非科幻，具体实施过程不存在理论障碍和技术壁垒，推广应用就在眼前。马戏团里表演的大象，都是从小就开始训练的。小象很调皮，故常把小象拴在木桩上。由于小象力量小，经过很多次试验，它都无法将木桩拖出来，时间久了，只要把小象拴在木桩上，它就知道自己无法挣脱，也就会很安分了。小象长成了大象，力大无穷，可以轻松拔起一棵大树，但却能很老实地被绳子拴在木桩上。因为从小的经验告诉它们，木桩的力量比自己大，是唯一可以拴住自己的东西。

基础科学理论确实已经发展完善，但是我们是不是还存在对理论的认识偏颇或惯性思维？应用科学理论和历史生产力发展水平相关，早期提出并沿用至今的一些应用理论肯定存在时代和历史的局限性和不足。《国际歌》有一句歌词唱得好：“要冲破思想的牢笼”。而一旦冲破思想的牢笼，走出思维定势，甩掉那根“木桩”，我们的潜力将会得到极大释放，将会创造各种奇迹。

五、后记

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【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）10 -0016-02

一、引言

当代大学培养出的毕业生普遍存在理论知识水平高，但是动手实践能力低的情况。走出大学校门的毕业生无法立即融入到工作岗位，而是必须经过“二次教育”[1]。由此可见，几乎所有高等学府都面临着“学了不会用”尴尬现象。

工学结合与实验教学是高校避免上述尴尬现象出现的常用手段。但目前国内工学结合多是教学实习模式，将工作与学习分开， 达不到以练促学的目的[2]。实验教学虽然能够在一定程度上搭建起理论与实际联系的纽带[3]，但其教学目标往往定位在“学会应用技术的原理”，学生没有掌握应用技术的基本方法和技能，而且考核方式存在重理论而轻实践、重形式而轻内容[4]的现象。

2013年6月，在教育部推动下，国内A35所地方本科院校发起成立了中国应用技术大学联盟[5]，旨在通过建设应用型技术大学，培养应用型技术人才，解决教育与实践脱节――“学了不会用”问题。

同样是培养应用型技术人才的职业教育，本科与高职高专之间的区别不应该仅仅是学制上的不同，更应该体现在应用型技术大学不仅要解决“学了不会用”问题，而且应该从“用的好，用的巧妙”方面下功夫。会用强调了实践教学方面，而用的好则体现在创新能力培养方面。因此，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程各类型技术人才[6]，是高校面临的紧迫使命。

综上，通过大力的课堂教学实践与探索，从实践能力与创新能力方面综合培养人才，寻找到一条真正适合应用型技术人才培养的道路，对于促进高校转型成功和人才强国战略的实施具有极为重要的探索价值和现实意义。

二、适应于应用型技术人才培养的创新的本质及其特征

（一）创新的本质

传统上，创新能力被认为是一种由基因决定的个体差异，后天是难以培养的。但随着研究工作的不断深入，学者开始认为创新能力是可开发、可培养的；是一个集中反映“先天”与“后天”共同作用的特质[7]。文献[8]对知识创新的定义“以转化和应用为基本目的的创造知识及其应用的过程，知识创新尽管也包括新思想的产生，但同时重点强调了知识的转化和应用”则强调了知识转化应用这个创新的后天特征。

对创新更细致的分类见图1。从中可以看出，创造知识部分只占整个创新的1%，绝大多数创新属于知识应用型创新。因此，周光召院士将创新定义为“运用知识取得经济和社会发展的过程”。美国创新杂志定义的创新为“运用已有的知识想出新办法、建立新工艺、创造新产品”。

由此可见，创新的本质是知识的巧妙应用。

（二）创新的特征

上述创新的定义恰好契合了应用型技术型本科院校人才培养的方向，通过其实施必然能够真正促进 “用的好，用的巧妙”目标的实现，使学生满足新时代需要，适应国家经济建设目标。那么，适合于应用型技术人才培养的创新应符合哪些特征呢？根据创新的特征，结合经济建设和企业需要，可以将适应于应用型技术人才培养的创新的特征归纳为以下三个。

创新的首要特征是新，如何做到新？把知识用巧妙就达到了新的要求和目标。如某生产玻璃球企业需要将有瑕疵的玻璃球从合格产品中捡取出来，该怎么办呢？很多学生接触到这个问题后的第一反应，马上想到用X射线等方法首先将瑕疵产品识别出来，然后设计机械手将瑕疵产品捡出来。这种方法固然可行，却成本很高，不宜应用于玻璃球的生产，因为这种产品本身利润非常低。继续深入讨论并引导思考后，有些同学能够想到称量的方法，更简单的方法是利用瑕疵产品圆度不足，滚动就会受到限制，因此考虑设置具有一定斜度的轨道，通过有瑕疵产品滚动距离较近的方法从而解决该问题。由此例子可以看出，知识非常简单，但巧妙的应用却可以产生创新，解决大问题。

真正意义上的创新仅仅有“新”是不充分的。最早提出创新的美籍奥地利经济学家熊比特认为，检验创新的唯一标准就是利润；周光召院士对创新的定义也提出创新需要取得经济和社会的发展。因此，创新必须具有的第二个特征是利润和效益。作为企业的后备军，大学生必须明确创新的首要目标就是提升产品质量，提升企业核心竞争力，从而为社会创造和积累财富。世界上最早的飞行汽车，诞生于1949年，其概念在今天依然是新颖的，但由于没有走向市场，不满足创新的第二个特征，因此不能称之为完整意义上的创新。

创新的第三个特征是社会责任。很多时候创新满足的前两个特征，比如地沟油重新回到餐桌上的问题，单从创新的前两个特征看，是满足的，将用过的油提炼后再次利用的想法不可谓不新，而且降低了成本创造了利润，但显然其不是创新。因此，作为将来社会的建设者们的学生，必须从这里得到社会责任和良知的培养。之所以如此，其实很多由于创新而后带来的危害是由于在实施创新的时候缺乏对社会责任足够重视引起的。如地沟油如果不是回到餐桌，而是用于为汽车或飞机提供燃料，像日本和荷兰那样的做法，那么就是比较完美的创新了。

巧妙应用所学知识，带来新颖的、具有市场竞争优势的作品，同时为人类带来美好的创新正是应用型技术人才培养所需要的。

三、创新思维STC算子法课堂教学探讨

传统教学模式在培养学生知识应用时，环境相对封闭，偏重于本门课程所涉及知识，而且知识应用是以套公式的方式进行的。传统教学模式培养出来的学生面临问题时的第一反应是从头脑中寻找匹配知识点寻找答案，甚至很多学生干脆等待别人给出答案，记住结果就万事大吉，往往不去深入思考为什么是这个答案，有没有更好的答案。这种根深蒂固的思维习惯是从上学起，就在反复套公式寻找正确答案的课堂学习过程中不断养成和被强化的。这种情况导致了绝大部分大学生面临问题时只会简单化思考，从而放弃了对问题本身的分析和深入认识。这就是为什么我国培养的大学生虽然在基本知识掌握方面强于西方国家，而在知识应用方面反而不及别人的主要原因之一。

而学生毕业走向工作岗位后，其知识应用的环境是开放式的，面临的问题会是复杂和千差万别的，可以用的知识是从小到大积累起来的，有时还要用到仅仅是了解甚至是陌生的知识。为此，面向开放式知识应用环境时，需要花大力气培养学生分析问题，挖掘知识的能力。文作者在反复实践和课堂探索中发现，TRIZ创新方法中提出的五种创新思维方法，正是立足问题本身，深入分析问题，通过一定的步骤进行知识挖掘的。非常有利于培养学生在开放知识应用环境下分析问题以寻求解决方案的能力。

TRIZ理论提出的五种创新思维包括九屏幕法、STC算子法、金鱼法、IFR法和小人法，其中后三种方法在使用时通过一定步骤引导使用者不断深入思考，逐步接近并寻找到合适的知识以解决问题，而前两种方法则是站在多维度、多视角分析思考问题，帮助使用者以更加立体和全面的方式思考问题，寻求解决问题的知识。下面仅以STC算子法探讨创新思维方法在课堂上的实施过程。

STC算子法中三个字母分别代表英文单词Size、Time和Cost，是一种多角度地看待问题的思维方式，按照S尺寸、T时间（很多时候与速度匹配）和C成本维度分别进行一系列有规律的发散变化，最终让许多看似困难、无从下手的问题，变得易于解决，从而克服思维惯性，引导知识挖掘。使用该方法时，首先明确分析对象当前的尺寸、时间和成本，然后分别使其从当前状态不断变大直至无穷大，然后再从当前状态不断变小直至无穷小。在尺寸、时间和成本逐渐变化的过程中发现分析对象的新特性、新功能。使用该思维方法时应注意首先不能够由于担心结果变的非常复杂而提前终止，其次尤其不能够猜测中间结果。该方法是一种思维练习，其应用成效取决于主观想象力和问题特点。

在课堂讲解STC算子思维方法时，介绍完方法后，例子往往可以信手拈来，不刻意准备，这种情况下更容易激发挖掘出学生更多的创意。比如，问题可能为“如何改进一支笔”。一支笔对学生来说再平常不过了，但真正要思考如何进行改进却并不容易，因此，学生讨论后，会给出一些答案，但思考方向常常是杂乱无章的，而且有困难感。那么，接下来问题具体化为“如何利用STC法改进一支笔”，继续讨论，结果就大不相同了。

首先从尺寸的角度分析手中的笔，变大后有什么新特性呢？于是学生想到了写大字的毛笔。那么，尺寸继续变大会是什么结果呢？有些学生想到能向天空写字的笔，于是想到利用放烟花的方式，飞机施放的方式以及气球拼接的方式，甚至想到通过改变云的形状进行写字。当一支笔尺寸变为无穷大的时候，可以将字写到世界的各个角落，现在的互联网是不是能够实现呢？而且如果能够造出无穷长的笔，阿基米德可以用其撬动地球，人类登月是不是也可以借用呢？当一支笔尺寸不断变小的时候又会出现什么新特性呢？可以是圆珠笔芯，自动铅笔的笔芯，可以设计一种短小的铅笔，专门应用于圆规上，方便安装拆卸。继续变小，无穷小的时候，有些同学想到了纳米技术，利用扫描隧道显微镜，控制原子分子拼字。

从时间角度思考一支笔的改进时，可以从书写的速度着手。比如当书写速度比较慢时，有哪些新特性呢？同学们会想到向钢铁上刻字的雕刻机床，向石头上写字的石雕等，更慢的有刺绣的艺术品字等等。书写速度变快时，能够想到电脑打字，记者的速记，更快的方式将是未来根据信息科学和人体科学研究成果，利用人脑控制写字，将想到的东西瞬间写下来。

再从成本的角度出发，当不计成本的改进一支笔时，会出现什么情况？有同学想到用钻石做一支笔，作为一种身份的象征可以在市场上卖高价。开发出写字的机器人笔，人只要讲出书写内容，机器人笔就可以帮助人们把字写下来。当不断降低一支笔的成本时，有些同学想到利用泥巴上面铺一层塑料纸，可以反复书写，价格低廉的粉笔，或者干脆地上铺一层沙子，用一根棍子就可以做笔。

从上述一支笔的改进例子可以看出，利用STC算子思维方法，使同学们从原本难以展开思考的状态迅速活跃思维，能够从最简单的木棍写字想到尖端的机器人笔、纳米技术以及思想控制写字的笔，极大的拓宽了挖掘知识的能力。如果经常进行训练，并在实际工作中不断应用，相信一定会帮助同学们打破思维惯性，以易于上手的方式改进其工作方式，大大提高知识综合应用能力。

四、小结

当前，国家正在为培养更多的合格建设者进行高校转型，随着应用型技术大学转型的不断推进，培养学生更强的实践动手能力和知识应用能力是转型能否成功的核心和关键。

绝大多数高校在职业教育转型过程中，将学生参与实践作为重点抓手，无疑将为国家建设提供更多适应一线工作的合格技术劳动者。但同时应该看到，随着我国经济发展和技术的不断进步，技术上很多方面已经接近国外发展水平，人才是引领世界技术的关键与核心，只有培养出更加优秀的应用型技术人才，才能够保证我国走在世界技术前列。因此，以高校应用型技术转型为契机，将创新培养与应用技术培养紧密结合，从而培养出一大批能用、会用而且用的巧妙的创新型应用技术人才，对于建设我国国际上大国地位，促进制造业走向国际领先，有着极为深刻的现实意义。

作为TRIZ提供的创新思维方法之一的STC算子法，可以培养学生在解决问题时，站在多个角度分析问题，从而在其所掌握的所有学科知识范围内甚至陌生领域寻找合适的知识加以应用，从而找到问题的解。该方法不仅有益于培养应用型技术人才，而且更加注重技术的创新应用，正是加厚加重并促进应用技术转型成功的有效途径。

参考文献：

[1] 杨玉蓓. 应用型计算机专业的校企合作模式的探讨[J].教育教学论坛， 2014（8）：221-222.

[2] 侯亚合，聂恒凯. “一地多点”厂中校工学结合育人模式的探索与实践[J].教育教学论坛，2013（49）：215-216.

[3] 王素青. 应用型本科院校“自动控制原理实验”教学改革的探索与实践[J].实验室科学，2014，17 （1）：104-106.

[4] 孙静，刘宇，黄利非. 论“技能调研与培养、需求分析与解决”模式的应用技术人才培养方法[J].教育与职业，2014，787 （3）：107-108

[5] 阙明坤，张韦韦. 应用技术大学：地方高校“升级版”[J]. 教育与职业， 2014（3）：22-27.

[6]齐继阳.“机械制造工艺学”教学模式的探索[J].中国大学教学，2012（2）：42-44.

[7]朱红，李文利，左祖晶.我国研究生创新能力的现状及其影响机制[J]. 高等教育研究，2011，2（32）：74-82.

篇3

中图分类号:J5 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)10(c)-0195-01

作为一门独立的艺术,艺术设计是艺术和科学相结合的学科,在社会的发展中,艺术设计逐渐成为了社会文化与科学技术之间的纽带,同时艺术设计又是一门具有较强综合性的学科,它涉及到了科学、审美、文化、材料等众多领域。随着社会经济的发展,人们对精神文化生活提出了更高的要求,而艺术设计在满足人们精神文化消费、生活品味提高以及文化素养与文化情趣的提升方面能够发挥出重要的作用。在艺术设计的发展中,创新能够使艺术设计作品保持旺盛的生命力,同时创新思维又是创新的核心内容,所以创新思维是艺术设计者必不可少的重要基础素质之一,认识创新思维在艺术设计活动中的重要作用对提升艺术设计者设计能力以及提升艺术设计作品文化内涵将具有明显的推动作用。

1 艺术设计中的创新思维概述

创新思维是通过采用独特新颖的办法来实现问题解决的思维过程。与一般思维活动不同的是,创新思维要求艺术设计者能够通过对自身知识或者经验的重建和改组来打破常规,并产生新的成果。创新性思维往往需要想象的参与,并伴随着灵感状态产生。创新思维是多种思维方式的结合与综合运用,主要体现为形象思维与抽象思维的结合、聚合思维与发散思维的结合、分析思维与直觉思维的结合,这些相结合的思维即有排斥的特点又有互补的特点,而创新思维的本质就是这些思维能力的对立统一。创新思维贯穿于艺术设计的整个过程,它是艺术设计作品实现创新的核心,同时创新思维反映着艺术设计的本质属性与外在、内在的有机联系,具有独特性、流畅新、多向性、新颖性、求异性、预见性、目的性与主动性等思维特征,艺术设计工作者能够通过学习和实践活动掌握艺术设计知识以及艺术设计与人类社会环境之间的联系,在此基础上艺术设计工作者可以通过创新思维的发挥对艺术设计进行进一步的探索,对思维定式所产生的心理障碍进行突破和克服,从而创造出更好的艺术设计作品。

2 创新思维在艺术设计活动中的重要作用

在艺术设计活动中,使用他人已有的设计作品是抄袭,借鉴他人已有的设计是模仿,富有创意的作品才代表着艺术设计作品以及艺术设计工作者的价值,所以创新思维对于艺术设计者而言是一个极为重要的能力,对艺术设计者自身以及艺术设计作品甚至艺术设计行业的发展都发挥着至关重要的作用。

2.1 创新性思维能够提升概念设计效果

在艺术设计活动中,概念设计往往对设计的方向起着决定性的作用,同时概念设计也是整个艺术设计活动过程中最能够体现创新思维的组成部分。艺术设计活动中创新思维的发挥能够引导艺术设计工作者从不同的角度与层面对设计对象作出审视与考察,所以运用创新思维的艺术设计能够打破固有认知所带来的思维定式,在激发灵感的同时使设计者对问题的考虑更加的全面,在此基础上,概念设计的过程会更加的流畅而不会产生设计后期对概念设计进行修改的情况,所以创新思维不仅能够提高概念设计的效果,同时能够提高概念设计的效率。

2.2 创新思维能够提高设计团队效率

当艺术设计活动需要面对一个较大的项目来实施时需要运用团队的形式来进行,在设计团队中重视对创新思维的挖掘与整合能够在很大程度上实现设计团队设计工作效率的提高。在团队中,有着理工科教育背景的艺术设计者一般具有较强的逻辑能力,而有着艺术教育方面背景的艺术设计者则一般具有较强的形象思维能力,二者在艺术设计活动中可以实现良好的互补,具有较强逻辑思维能力的艺术设计者可以从艺术设计过程的可行性或艺术设计作品的实用性等方面对艺术设计工作进行考虑,而具有较强形象思维能力的艺术设计工作者可以通过创新思维的发挥与运用来从艺术设计作品的颜色、造型、材料等方面进行考虑。

2.3 创新思维有助于艺术设计方案的优化

艺术设计作品是一个从无到有并需要不断进行完善的过程,一件艺术设计作品的完成过程中需要在很多方面使用很多不同的创新思维,而不同的创新思维的使用也往往影响着艺术设计作品的最终效果,所以通过对这些创新思维进行选择能够对艺术设计的方案进行进一步的优化

3 创新思维在艺术设计中的发挥

每个人都具有产生创新思维的潜力,但是产生创新思维并不代表着能够将创新思维应用于艺术设计当中,这就导致了一些艺术设计工作者无法将每一个创新想法都物化为创新成果,使自身好的创意无法通过艺术设计作品体现出来,对于这种情况,应当从以下几个方面努力来提高创新思维在艺术设计中发挥的有效性。

3.1 艺术设计者要重视自身知识层次的深化

广博的艺术设计知识是艺术设计工作者在艺术设计活动中将创新思维物化为创新成果的重要前提。艺术设计是一门具有极强综合性的学科,而其综合性也决定了艺术设计活动需要设计相当丰富并且具有一定跨度的知识量,艺术设计工作者只有扎实的掌握这些知识,才能够对艺术设计的基本原理、规律具有充分的认识与深刻的了解,才能够多层次、多方面的对艺术设计活动进行考虑,从而更好的实现创新思维在艺术设计活动中的运用。

3.2 艺术设计者要重视生产实践活动

实践性是艺术设计活动的重要特征,而艺术设计作品是通过生产实践产生的劳动成果,所以在艺术设计启发和运用创新思维过程中强调生产实践的作用与影响具有必然性。首先,艺术设计者通过生产实践活动可以积累更多的艺术设计经验,这些艺术设计经验的价值在于能够使艺术设计者在艺术设计活动中产生更多的灵感,从而实现创新思维的激发;其次艺术设计者通过生产实践活动能够巩固自身的艺术设计动手能力,从而一旦自身产生独特新颖的想法后可以实施到自己的艺术设计工作中,有利于创新思维的物化。

3.3 认识到艺术设计运用创新思维的目标

实用、经济和美观是艺术设计所具有的重要的三个特点,而这三个特点都是以满足人们需要为目的,艺术设计活动是以人为核心开展的活动,其服务对象也是人,所以艺术设计中运用创新思维是为了更好的满足人的需求而不是为了设计作品而进行艺术设计活动,所以满足人的需求是艺术设计的创新思维进行物化过程中的重要原则。

篇4

随着我国精神文化生活的不断丰富、人类文明的不断发展，人类的创造性思维已经由简化的一般思维转变为更为高级的抽象型的思维。并且随着生产逐渐步入科技化、电子化的轨道上，创造性思维已经形成了完整的理论体系以及思维方式。艺术设计是创造性思维的结晶，是设计者内心情感世界的表达。利用艺术设计来唤醒人类对世界所产生的新的看法。创造性思维的艺术设计创新方法起源于美国的创造学家奥斯本的智力激励法。该方法通过对人类在逐渐认识与改造客观世界的过程中所运用的信息识别、分类、创造等方法的研究。最终提炼出将创造性思维运用到艺术设计的原理。现阶段艺术设计创新已经摒弃了以往的形式创新，逐渐步入了与社会可持续发展相协调的创新方向。所以，更加需要利用创新思维将艺术设计创新升华，从而能够建立艺术设计与社会、环境之间的协调发展机制。利用新技术、新能源、新思路进而实现功能性与艺术性相结合的艺术设计产品，为我国艺术设计创新指明了前进的方向。

一、艺术设计创新所运用的创新思维形式

现阶段随着社会文化、经济的不断发展，艺术设计所追求的形式与美感日新月异，越来越重视使用功能与精神功能的完美结合。所以，设计者不断通过对物体的模仿与探索，运用创新思维达到艺术设计产品的功能与艺术之间的完美结合。在此过程中一般运用的创造性思维包括发散性思维以及收敛性思维。

1.发散性思维指的是对于特定的艺术设计对象，将思路向各个学科领域进行发散，最终能够创新出多种解决该对象所产生问题的方案的思考形式。吉尔富特认为所谓的发散性思维指的是从所给信息中产生信息，其着重点是在同一来源当中产生各式各样的输出种类，并且有可能会发生转移作用。发散性思维吸收一切与艺术设计创新有关的方法与思路，力求突破传统常识的禁锢，寻找一些创新性方案。所以，发散性思维要求多种渠道、多种方向、高跨度的艺术设计思维模式，最终也比较容易达到艺术设计产品新异化与功能化并存的目标。由此可见，在进行艺术设计创新的过程中，思维发散是创新成果的重要指标，发散性思维在艺术设计创新中的应用也标志着创造学作为一门单独的学科能够为艺术设计带来前所未有的创造思路。

2.收敛性思维指的是利用取其精华、去其糟粕的思维方式，筛选比较符合市场需求以及设计者想表达的意境的设计方案，通过对比思路进行最终方案的完善的思维形式。所以，收敛性思维与发散性思维有着天壤之别，它是在艺术设计创新的整体思路已经明确的基础上，进行科学地、合理地思考，最终寻求一个完整的、最佳的艺术设计创新方案。由此可见，收敛性思维具有集中性、条理性等特点。

在进行艺术设计创新过程中要经历发散性思维以及收敛性思维这两个阶段，并且两个阶段可以不断地循环反复，直到艺术设计创新方案最终确定为止。所以，可以发现创新思维的两个分支是相辅相成、相互补充的整体。二者缺一不可，这是由于艺术设计本身是一门交叉性极强的学科，优秀的艺术设计创新往往是多个学科交融，发散性思维与收敛性思维相结合的成果。

二、创造性思维在艺术设计创新实践应用研究

在具体的艺术设计创新实践的过程中，创新性思维不但要求设计人员具有开拓创新的视角，更需要致力于实现艺术设计创新的科技与审美的统一。此过程主要包括以下几个阶段：

1.提出创新的视角，发现旧的艺术设计产品的缺点。对于同一个艺术设计课题，要提出不同的创新视角，利用创造性的思维找出设计课题的关键点与创新点。与此同时，还要发现旧的艺术设计产品的缺点，只有这样才能够准确的实现创新设计产品定位。