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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

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XaaS77

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

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

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）269

附录D 本书部分实验参考答案和解决方法269

参考文献274