建设创新型国家，核心是要增强自主创新能力。本书是在大众创业、万众创新的新形势下编写的教材。全书包括创新的基础知识、创新驱动发展、“互联网+”行动计划、计算思维与工程教育、信息技术的融合创新、大数据时代的思维变革、创新思维与创新技法、创新等级与技术系统进化、创新原理及其运用、解决技术矛盾与物理矛盾、知识产权保护与软件著作权、用TRIZ方法解决创新问题等内容，所涉及的知识面广，浅显易懂又理论联系实际。



        本书在编排上充分考虑了教学的特点与需要，各章都精心安排了延伸阅读、实验与思考等环节，实操性强，创新思维与创新方法的概念、理论和技术知识融入到实践中，帮助读者加深对

学习的认识和理解，熟悉创新方法的实际应用。



        本书适合作为计算机和IT（信息技术）相关各专业的学习用书，也可供有志于研究创新方法的读者阅读。

无

第1 章 创新概述................................... 1

1.1 发明与创新.......................................... 1

1.1.1 发现和发明............................... 2

1.1.2 创造与创新............................... 2

1.1.3 典型问题和非典型问题........... 4

1.2 科技创新体系...................................... 5

1.2.1 知识创新、技术创新与管理

创新.......................................... 5

1.2.2 创新文化与环境....................... 6

1.2.3 科技创新能力........................... 6

1.3 知识创新的内涵.................................. 7

1.3.1 特征.......................................... 7

1.3.2 形式与能力............................... 8

1.3.3 提升竞争力的源泉................... 8

1.4 技术创新的定义.................................. 8

1.5 管理创新及其四个阶段....................... 9

1.5.1 管理创新的内容....................... 9

1.5.2 管理创新的四个阶段............. 10

1.6 融合创新及其发展............................ 11

1.6.1 融合创新的概念和内涵......... 11

1.6.2 融合创新产生的背景............. 12

1.6.3 融合创新的特点..................... 13

1.6.4 融合创新的应用案例............. 13

1.7 新一代信息技术的创新发展............. 14

1.7.1 信息技术的发展规律............. 14

1.7.2 新一代信息技术..................... 15

实验与思考................................................ 19

第2 章 创新驱动发展.......................... 22

2.1 现代化建设“三步走”战略............. 22

2.1.1 十三大提出的“三步走”

战略........................................ 22

2.1.2 十五大提出的“三步走”

战略........................................ 23

2.2 创新驱动发展“三步走”战略......... 24

2.2.1 创新驱动发展的国际经验...... 24

2.2.2 创新驱动发展架构顶层设计...24

2.2.3 “三步走”战略与现代化建设

相呼应.....................................25

2.2.4 具体落实八大任务..................26

实验与思考.................................................28

第3 章 “互联网+”行动计划................ 31

3.1 “互联网＋”的概念...........................31

3.1.1 如何理解“+” .......................32

3.1.2 为什么“+”...........................33

3.1.3 全球创新指数.........................33

3.1.4 全球联接指数.........................34

3.2 “互联网＋”时代的特征...................36

3.2.1 跨界融合.................................36

3.2.2 创新驱动.................................37

3.2.3 重塑结构.................................37

3.2.4 尊重人性.................................38

3.2.5 开放生态.................................38

3.2.6 连接一切.................................39

3.3 “互联网＋”行动的指导意见............40

3.3.1 关于互联网的再认识..............40

3.3.2 新常态、新思维、新经济......42

3.3.3 新观察：跨界、联盟与

融合........................................43

实验与思考.................................................47

第4 章 计算思维与工程教育................ 50

4.1 计算思维............................................50

4.1.1 计算思维的概念.....................50

4.1.2 计算思维的用途.....................51

4.2 工程素质............................................54

4.2.1 理科与工科.............................54

4.2.2 理工科学生的工程素质..........55

4.3 工程教育与《华盛顿协议》..............56

4.3.1 《华盛顿协议》的概念............56

4.3.2 我国工程教育规模居世界

第一........................................57

CONTENTS

2 IT 创新思维与创新方法

4.3.3 推动工程教育改革的国家

战略........................................ 57

4.3.4 国际工程师互认体系的其他

协议........................................ 58

4.4 工程教育专业认证的特点................. 59

4.5 CDIO 工程教育模式.......................... 61

4.5.1 CDIO 的内涵........................... 61

4.5.2 CDIO 的十二条标准............... 62

实验与思考................................................ 64

第5 章 信息技术的融合与创新............ 66

5.1 集成电路的后摩尔时代..................... 66

5.1.1 集成电路产业的发展............. 67

5.1.2 半导体制造技术..................... 68

5.1.3 集成电路设计技术................. 68

5.1.4 实验室前沿技术..................... 69

5.2 新型硬件——智能设备..................... 70

5.2.1 高端服务器............................. 71

5.2.2 网络基础设施......................... 71

5.2.3 智能终端................................ 72

5.3 下一代通信与移动互联网................. 72

5.3.1 通信网络的发展..................... 73

5.3.2 量子通信................................ 73

5.3.3 LiFi 技术................................. 74

5.3.4 5G——下一代通信网络......... 75

5.3.5 无所不在的移动互联网......... 75

5.4 云计算与大数据................................ 76

5.4.1 云计算的XaaS........................ 77

5.4.2 天文学——信息爆炸的起源... 78

5.4.3 大数据的定义......................... 80

5.4.4 用3V 描述大数据特征........... 80

5.5 物联网引领信息技术革命................. 83

5.5.1 物联网的发展......................... 83

5.5.2 物联网信息技术..................... 84

5.5.3 物联网技术应用..................... 85

实验与思考................................................ 91

第6 章 大数据时代的思维变革............ 93

6.1 大数据的结构类型............................ 93

6.2 思维变革之一：样本=总体............... 94

6.2.1 小数据时代的随机采样......... 95

6.2.2 大数据与乔布斯的癌症治疗....97

6.2.3 全数据模式：样本=总体........98

6.3 思维变革之二：接受数据的

混杂性................................................98

6.3.1 允许不精确.............................99

6.3.2 大数据的简单算法与小数据

的复杂算法.............................99

6.3.3 纷繁的数据越多越好............101

6.3.4 5%的数字数据与95%的

非结构化数据.......................102

6.4 思维变革之三：数据的相关关系....102

6.4.1 关联物——预测的关键.........102

6.4.2 “是什么”，而不是

“为什么”.............................103

6.4.3 通过相关关系了解世界........104

实验与思考...............................................108

第7 章 创新思维与创新技法.............. 110

7.1 思维定势..........................................110

7.1.1 从众型思维定势...................110

7.1.2 书本型思维定势...................111

7.1.3 经验型思维定势...................112

7.1.4 权威型思维定势...................112

7.2 创造性思维......................................112

7.2.1 发散思维与收敛思维............112

7.2.2 横向思维与纵向思维............115

7.2.3 正向思维与逆向思维............116

7.2.4 求同思维与求异思维............117

7.3 创新问题的传统方法.......................118

7.3.1 试错法...................................118

7.3.2 头脑风暴法...........................119

7.4 创造性思维技法...............................122

7.4.1 整体思考法...........................123

7.4.2 多屏幕法...............................124

7.4.3 金鱼法...................................127

7.4.4 因果分析法...........................130

7.4.5 资源分析法...........................132

实验与思考...............................................136

第8 章 创新等级与技术系统进化....... 142

8.1 TRIZ 起源与发展.............................142

目 录3

8.1.1 理论体系.............................. 142

8.1.2 发展历程.............................. 144

8.2 TRIZ 重要概念................................. 145

8.2.1 技术系统.............................. 145

8.2.2 功能...................................... 146

8.2.3 矛盾与冲突........................... 146

8.2.4 物场模型.............................. 147

8.2.5 理想度、理想系统与最终

理想解.................................. 149

8.2.6 TRIZ 核心思想..................... 152

8.3 发明的五个级别.............................. 152

8.3.1 发明的创新水平................... 153

8.3.2 发明级别的划分................... 153

8.3.3 发明级别的意义................... 155

8.4 S 曲线及其作用............................... 155

8.4.1 S 曲线................................... 156

8.4.2 技术预测.............................. 158

8.5 技术系统进化法则.......................... 158

8.5.1 技术系统进化规律的由来.... 159

8.5.2 三条生存法则....................... 159

8.5.3 五条发展法则....................... 162

8.5.4 进化法则的本质和作用....... 166

实验与思考.............................................. 169

第9 章 创新原理及其运用................. 173

9.1 创新原理的由来.............................. 173

9.2 典型创新原理解读.......................... 174

9.2.1 原理1：分割........................ 175

9.2.2 原理2：抽取........................ 176

9.2.3 原理9：预先反作用............ 177

9.2.4 原理10：预先作用.............. 178

9.2.5 原理13：反向作用.............. 179

9.2.6 原理15：动态特性.............. 181

9.2.7 原理16：未达到或过度

作用...................................... 182

9.2.8 原理28：机械系统替代...... 183

9.3 运用创新原理解决汽车安全气囊

问题.................................................. 184

实验与思考.............................................. 188

第10 章 解决技术矛盾与物理矛盾..... 194

10.1 技术矛盾与矛盾矩阵.....................194

10.1.1 定义技术矛盾.....................195

10.1.2 通用工程参数.....................196

10.1.3 矛盾矩阵.............................197

10.2 利用矛盾矩阵求解技术矛盾..........198

10.2.1 分析技术系统.....................198

10.2.2 定义技术矛盾.....................199

10.2.3 解决技术矛盾.....................200

10.3 物理矛盾与分离方法.....................202

10.3.1 定义物理矛盾.....................203

10.3.2 物理矛盾的定义步骤..........204

10.3.3 四种分离方法.....................205

10.4 利用分离方法求解物理矛盾..........209

10.4.1 分析技术系统.....................210

10.4.2 定义物理矛盾.....................211

10.4.3 解决物理矛盾.....................211

10.5 技术矛盾与物理矛盾的关系..........211

10.5.1 将技术矛盾转化为物理

矛盾..................................... 212

10.5.2 分离方法与发明原理的对应

关系.....................................213

实验与思考...............................................217

第11 章 知识产权保护与软件著作权... 222

11.1 知识产权的概念.............................222

11.1.1 知识产权的主要分类..........223

11.1.2 知识产权保护的主要范围...224

11.1.3 知识产权发展战略..............225

11.2 知识产权保护.................................226

11.3 软件著作权申报.............................227

11.3.1 计算机软件著作权登记

办法.....................................227

11.3.2 申请软件著作权登记的

作用.....................................230

11.4 专利申请书.....................................230

11.4.1 专利请求书的内容结构及写

作方法.................................231

11.4.2 专利请求书写作要求和注意

事项.....................................231

4 IT 创新思维与创新方法

11.5 发明申报书.................................... 232

11.5.1 专利请求书的内容结构及

写作方法............................ 232

11.5.2 发明申报书的注意事项...... 232

实验与思考.............................................. 233

第12 章 用TRIZ 方法解决创新问题... 235

12.1 科学效应及其作用........................ 235

12.1.1 效应与社会效应................. 235

12.1.2 科学效应及其作用............. 238

12.1.3 TRIZ 理论中的科学效应.... 239

12.2 破坏性创新技术............................ 240

12.2.1 大公司的黑洞：破坏性

创新.................................... 241

12.2.2 产品破坏性创新................. 242

12.2.3 市场破坏性创新..................243

12.3 航空燃气涡轮发动机的技术

进化................................................ 244

12.4 飞机机翼的进化............................. 246

12.5 课程实验总结.................................251

附录.................................................... 255

附录A IT 各专业学生“创新思维与创新

方法”学习感悟........................255

附录B 40个创新原理............................259

附录C 39×39 矛盾矩阵...（见书中插页）

附录D 本书部分实验参考答案和解决

方法...........................................269

参考文献............................................. 274

        本书是为大众创业，万众创新新形势下，计算机和IT相关各专业学生学习创新思维，增强自主创新能力而全新编写的课程教材。全书包括创新的基础知识、创新驱动发展、互联网+行动计划、计算思维与工程教育、大数据时代的思维变革、创新思维与创新技法、创新等级与技术系统进化、创新原理及其运用、解决技术矛盾与物理矛盾、知识产权保护与软件著作权、用TRIZ方法解决创新问题等内容，所涉及的知识面广，浅显易懂又理论联系实际，编排系统又充分考虑了教学的特点与需要。本书共12章和一组内容丰富的附录。