机械创新设计-创新思维
机械设计中的设计思维与创新
机械设计中的设计思维与创新机械设计作为一门综合性的学科，涵盖了从构思、设计、制造到实施的全过程。
在机械设计中，设计思维和创新是至关重要的因素。
本文将从理论和实践两个方面讨论机械设计中的设计思维和创新，并探讨如何在设计过程中发挥创新的力量。
一、设计思维在机械设计中的作用1.1 需求分析与问题解决机械设计中的第一步是对需求进行分析，确定所要解决的问题。
设计思维在这一阶段起到了关键的作用。
设计师需要通过调查研究和数据分析等手段，深入了解用户的需求，并将问题进行细化和界定。
通过有针对性的思考和创造性的解决方法，设计师可以找到更加有效和创新的设计方案。
1.2 创新的设计理念与理想化设计设计思维对机械设计中的创新理念起到了重要促进作用。
机械设计需要不断超越已有的设计范式，追求新颖、高效、环保和可持续的设计理念。
通过专业知识和创造力的结合，设计师可以进行理想化设计，即超越现有技术限制的设计方案。
设计思维的运用可以激发出创新的灵感，推动机械设计领域的发展。
二、创新在机械设计中的应用实例2.1 材料与结构创新创新是机械设计中的核心驱动力之一。
在材料与结构方面的创新可以大大改善机械产品的性能和使用寿命。
例如，将新型复合材料应用于机械零件的制造，可以减轻重量、提高强度和刚度，并降低能耗。
另外，通过结构上的创新，可以实现设计的紧凑和简单化，节约空间和材料的使用。
2.2 功能集成与自动化创新在机械设计中，功能集成和自动化是不可忽视的创新方向。
通过将不同的功能模块进行集成，可以实现机械产品的多功能化和智能化。
例如，将传感器、控制器和执行器等元件集成到一体化模块中，可以实现自动化的控制和操作。
这种创新思维使机械设计更加符合人们对高效、智能和便捷的需求。
三、设计思维与创新的融合设计思维和创新是紧密相关的，二者相互促进、相辅相成。
在机械设计中，设计思维通过创新的手段和方法来解决问题，而创新则依赖于设计思维的引导和启发。
设计师需要具备敏锐的洞察力、丰富的行业知识和创造性的思维方式，在实践中不断挑战传统观念，寻求突破和创新。
机械设计中的创新思维与实践探索
机械设计中的创新思维与实践探索在当今科技飞速发展的时代，机械设计领域面临着前所未有的挑战和机遇。
创新思维在机械设计中扮演着至关重要的角色，它是推动机械行业不断前进的动力源泉。
同时，实践探索则是将创新思维转化为实际成果的关键环节。
本文将深入探讨机械设计中的创新思维与实践探索，以期为相关领域的发展提供有益的参考。
一、创新思维在机械设计中的重要性创新思维是指突破传统思维的束缚，以新颖、独特的方式思考问题，提出新的解决方案。
在机械设计中，创新思维具有以下几个方面的重要意义：1、提高产品竞争力市场竞争日益激烈，消费者对于机械产品的要求越来越高。
只有通过创新思维，设计出具有独特功能、高性能、高品质的产品，才能在市场中脱颖而出，赢得消费者的青睐。
2、满足多样化需求随着社会的发展，人们的需求呈现出多样化、个性化的特点。
创新思维能够帮助设计师敏锐地捕捉到这些变化，开发出满足不同用户需求的机械产品。
3、推动技术进步创新思维往往能够激发新的设计理念和技术方法，促进机械设计领域的技术创新和发展。
例如，新型材料的应用、先进制造工艺的引入等，都离不开创新思维的引领。
二、机械设计中创新思维的特点1、开放性创新思维要求设计师具备开放的心态，广泛吸收来自不同领域的知识和信息，打破学科之间的界限，实现跨领域的创新。
2、灵活性机械设计过程中会遇到各种问题和限制，创新思维需要具备灵活性，能够根据实际情况及时调整设计思路和方案，找到最优的解决方案。
3、前瞻性设计师要具有前瞻性的眼光，能够预测市场需求和技术发展的趋势，提前进行创新布局，为未来的产品设计打下基础。
三、创新思维在机械设计中的应用方法1、逆向思维逆向思维是指从常规思维的相反方向思考问题。
在机械设计中，通过逆向思维可以发现现有产品的不足之处，从而提出新的设计思路。
例如，传统的汽车发动机是通过燃油燃烧产生动力，而电动汽车则是通过电能驱动，这就是一种逆向思维的应用。
2、联想思维联想思维是指由一个事物联想到与之相关的其他事物。
机械设计中的创新思维与创意设计
机械设计中的创新思维与创意设计引言：机械工程是一门综合性的学科，涵盖了机械设计、制造、控制、材料等多个领域。
在现代工业中，机械工程师扮演着至关重要的角色，他们通过创新思维和创意设计，推动着制造业的发展。
本文将探讨机械设计中的创新思维与创意设计的重要性以及如何应用于实践中。
创新思维的重要性：在机械设计中，创新思维是推动技术进步和产品革新的关键。
机械工程师需要具备开放、敏锐的思维，能够从不同的角度思考问题，并提出新颖的解决方案。
创新思维不仅能够提高产品的性能和质量，还能够降低成本、提高效率，从而增强企业的竞争力。
创意设计的实践应用：创意设计是机械设计中的重要环节，它要求工程师具备创造性思维和艺术感知能力。
在机械设计中，创意设计可以体现在产品的外观设计、功能设计、材料选择等方面。
例如，在汽车设计中，创意设计可以体现在车身线条的流畅性、内饰的人性化设计以及车辆的智能化功能等方面。
通过创意设计，机械产品不仅能够满足功能需求，还能够提升用户体验，增加产品的附加值。
创新思维与创意设计的案例：1. 3D打印技术的应用：机械工程师通过创新思维，将3D打印技术应用于制造业。
这一技术的出现，使得产品的设计和制造更加灵活和高效。
通过3D打印技术，可以实现复杂形状的零部件制造，减少了传统加工方式所需的时间和成本。
2. 智能制造系统的设计：随着物联网和人工智能技术的发展，智能制造系统成为了机械设计的重要方向。
机械工程师通过创新思维和创意设计，设计出了能够实现自动化生产、监测和优化的智能制造系统。
这些系统能够提高生产效率、降低能源消耗，实现工业生产的智能化和可持续发展。
结论：机械设计中的创新思维与创意设计是推动制造业发展的重要驱动力。
机械工程师通过开放、敏锐的思维，提出新颖的解决方案，通过创意设计，提升产品的性能和用户体验。
创新思维和创意设计的应用案例不断涌现，推动着机械工程的进步和制造业的发展。
在未来，机械工程师需要不断培养创新思维和创意设计能力，以应对日益复杂和多样化的市场需求。
机械工程设计中的创新思维
—380—创新观察机械设计中加入创新思维，这是能够让机械设计更好的获取成功的重要方法，在设计方面，创新是推动设计的动力。
创新设计不仅仅要以专业知识作为基础，而且还需要能够积极融合创新思维，在不断研究中加以创新，确保机械工程设计能够取得理想的设计效果。
1 机械工程设计中创新思维内容1.1 机械工程创新设计的目的通过机械创新设计能够帮助工程方面更好发展，通过加强对机械工程设计的创新，这样就能够让工程人员有效的研究相关的产品和机械，为其提供专业的知识帮助［1］。
而且在创新思维的影响下，机械工程设计的专业化、智能化水平将得到很好的提升，更好的完善机械工程设计内容。
与此同时，通过利用机械工程设计创新思维来设计出的产品，能够让机械产品更好的在市场中得以竞争，特别是在创新设计后，还能够为相关企业创造更多的经济收益。
此外，通过对创新思维的不断研究，能够有效的提升设计人员的专业水平，让其在不断设计中养成属于自己的创新能力，进而来成为满足当前社会要求的专业设计人员。
1.2 机械工程创新设计的特点对于机械工程设计中的创新思维而言，其主要来源于形象思维，也就是将相应的逻辑、分析等等加以有效结合，进而来设计具体的方案，将机械创新设计内容加以明确，以此来建立相关的结构和模型，从而让设计能够更加深入［2］。
对于机械设计中的创新而言，相比于传统的设计能够更加具有新意，在运用专业技术的基础上，能够设计更加合理的机械产品。
机械工程设计创新思维可以从两个方面来加以研究，第一就是对生产和生活方面进行完善，第二就是设计全新产品。
其特点可以分为：第一，交叉性。
因为机械工程设计中的创新思维所用到的相关技术和学科有很多，那么在应用过程中就具有交叉性的特点。
第二，发散性。
在创新思维运用过程中，有着很多的内容都是非数据性的，需要能够在专业知识的基础上来加以分析，那么就需要让相关工作人员能够具备发散性思维。
第三，逻辑性。
在设计过程中，要能够按照逻辑来进行研究，以此来找到正确的创新设计方法。
机械工程师的创新能力与设计思维
案例二：飞机设计
案例三：机器人设计
案例四：医疗器械设计
设计思维在机械工程中的实践方法
问题定义：明确设计问题，确定设计目标和约束条件
原型制作：根据选定方案，制作原型，并进行测试和优化
创意生成：通过头脑风暴、思维导图等方式，产生多种设计方案
迭代改进：根据测试结果，对原型进行迭代改进，直至满足设计目标和约束条件
设计思维的基本原则
用户为中心：关注用户需求，以用户为中心进行设计
创新驱动：不断探索新的设计方法和技术，推动创新
跨学科合作：与其他学科进行合作，共同解决问题
迭代优化：不断迭代和优化设计，追求卓越
机械工程师如何培养创新能力
3
创新能力的培养途径
理论学习：学习机械工程基础知识，掌握基本原理和方法
实践操作：通过实际操作，锻炼动手能力和解决问题的能力
设计思维在机械工程中的作用
优化设计：设计思维可以使机械工程师对现有设计进行优化，提高产品质量和性能。
创新设计：通过设计思维，机械工程师可以创造出新颖、独特的产品。
解决问题：设计思维可以帮助机械工程师解决复杂问题，提高工作效率。
跨学科合作：设计思维可以帮助机械工程师与其他领域的专家进行跨学科合作，共同解决复杂问题。
创新是机械工程发展的核心动力
创新能力是机械工程师必备的素质
创新能力可以提高机械工程的效率和质量
创新能力可以推动机械工程领域的技术进步
创新能力的基本要素
创新实践：敢于尝试、勇于实践，不断积累经验，提高创新能力
创新技能：具备扎实的专业知识和技能，能够将创新思维转化为实际成果
创新思维：能够从不同角度、不同层面思考问题，提出新颖的解决方案
创新思维：培养创新思维，敢于尝试新方法、新思路
机械设计中的创新思维与设计方法
机械设计中的创新思维与设计方法机械设计作为一门综合性较强的学科，对于创新思维与设计方法的运用有着重要的意义。
本文将从创新思维的培养以及设计方法的应用两个方面展开讨论，旨在探究机械设计中的创新思维与设计方法的重要性。
一、创新思维的培养在机械设计中，创新思维是设计师们追求卓越的关键。
创新思维指的是通过跳出传统束缚，开拓思维边界，提出新颖有创意的解决方案。
培养创新思维需要以下几个方面的努力：1. 开放思维：开放思维是培养创新思维的基础。
设计师应该保持好奇心，不断扩大知识面，关注不同领域的发展动态，从而获得多样性的灵感和创意。
2. 多角度思考：机械设计中的问题通常是复杂多层次的，因此设计师需要学会从不同角度出发思考，体验问题的不同方面，以找到独特的解决方案。
3. 结合实际：创新思维不仅仅是理论，更需要结合实际情况。
设计师应该密切关注市场需求、用户反馈等方面的信息，从而在设计中融入实际的考量，提供切实可行的解决方案。
二、设计方法的应用除了创新思维，设计方法在机械设计中也起着至关重要的作用。
设计方法是指设计师在进行具体设计时所采用的一套操作步骤和技巧。
下面介绍几种常用的设计方法：1. 概念设计：概念设计是机械设计的起点，通过对设计目标的明确以及需求分析，设计师可以进行概念构思。
在这个阶段，可以采用头脑风暴、草图设计等方法，提取和形成初步的设计概念。
2. 参数设计：参数设计是基于概念设计的进一步细化和完善。
在这个阶段，设计师需要确定设计的具体尺寸、材料、工艺等参数，并运用相关的工具和软件进行计算和优化。
3. 试验验证：试验验证是确保设计方案可行性和可靠性的重要环节。
通过实际试验，收集数据并对设计方案进行检验和修正，以确保设计结果符合预期效果。
4. 模拟仿真：模拟仿真是借助计算机技术对设计方案进行全面评估和优化的手段。
通过建立设计模型并进行仿真分析，可以提前发现和解决潜在的问题，显著节省了开发周期和成本。
总结：机械设计中的创新思维与设计方法是互相依存、相辅相成的。
机械设计中的创新思维与方法
机械设计中的创新思维与方法机械设计是一门综合性很强的学科，需要设计师具备创新思维和方法来解决问题，提高设计水平。
在机械设计中，创新是推动行业进步的重要因素之一。
本文将介绍机械设计中的创新思维与方法，以帮助设计师更好地应对挑战。
一、创新思维创新思维是机械设计师必备的素质之一。
创新思维要求设计师打破传统思维模式，勇于尝试新想法，追求卓越。
在机械设计中，创新思维主要体现在以下几个方面：1. 独立思考：机械设计师需要有独立思考问题的能力。
对于一个设计需求，设计师要有自己的见解，并能够提出创新的解决方案。
通过思考和分析，找到问题的症结所在，以实现更好的设计效果。
2. 跨学科融合：机械设计是一门综合性学科，需要与众多领域进行交叉融合。
创新思维要求设计师具备跨学科的知识和思维能力，将不同领域的理论和方法结合起来，为设计问题提供更全面、更创新的解决方案。
3. 开放性思维：创新思维要求设计师具备开放的心态，敢于接受和借鉴他人的意见和想法。
通过与他人的交流和合作，获取新的思维启发，提高自身的设计水平。
二、创新方法在机械设计中，创新方法是实现创新思维的重要手段。
以下是几种常用的创新方法：1. 故事板法：故事板法是一种可视化的设计方法，通过将设计需求制作成连续的故事板，来展示设计的整体思路和实施过程。
故事板法可以帮助设计师更清楚地理解需求和目标，从而提供更有创意、更实用的解决方案。
2. 设计思维导图：设计思维导图是一种将设计问题分解为不同模块，通过关联和分类的方式进行思维导图，以获取更全面的设计方案和想法。
设计思维导图可以帮助设计师系统化地组织和整理思维，提高设计的全面性和有效性。
3. 逆向思维：逆向思维是一种从与传统思维相反的角度去思考和解决问题的方法。
通过逆向思维，设计师可以打破固有思维的框架，发现传统设计中的不足之处，从而提出创新的设计方案。
4. 设计原型法：设计原型法是一种通过制作实物模型或虚拟模型来验证设计方案的方法。
机械设计中的创新思维与实践探索
机械设计中的创新思维与实践探索在现代工业领域，机械设计扮演着至关重要的角色。
它不仅是将科学原理转化为实际产品的桥梁，更是推动技术进步和社会发展的强大动力。
而在机械设计的过程中，创新思维和实践探索无疑是两个关键的要素。
创新思维是机械设计的灵魂。
它能够打破传统的设计模式和思维定式，为机械产品带来全新的概念和独特的性能。
在一个竞争激烈的市场环境中，只有具备创新思维的设计，才能让产品脱颖而出，满足不断变化的用户需求。
那么，如何培养创新思维呢？首先，要保持开放的心态和敏锐的观察力。
对周围的事物充满好奇，善于发现问题和不足，从中寻找创新的切入点。
比如，日常生活中常见的家用电器，我们可以思考如何改进其功能、提高其效率或者优化其外观。
其次，要敢于突破常规。
不被现有的技术和设计所束缚，勇于尝试新的材料、新的结构和新的工艺。
例如，在机械传动方面，传统的齿轮传动虽然广泛应用，但如果能够大胆探索磁力传动或者液力传动等新的方式，或许能够带来意想不到的效果。
再者，跨学科的知识融合也是培养创新思维的重要途径。
机械设计不仅仅涉及机械原理，还与电子技术、计算机科学、材料科学等众多领域密切相关。
通过学习和整合不同学科的知识，能够为机械设计提供更多的灵感和可能性。
有了创新思维，还需要通过实践探索将其转化为实际的产品。
实践探索是检验创新思维是否可行的重要手段，也是不断完善和优化设计的过程。
在实践探索中，原型制作是一个关键的环节。
通过制作原型，可以直观地验证设计的合理性和可行性，发现潜在的问题和缺陷。
原型制作可以采用快速成型技术，如 3D 打印，能够快速地将设计概念转化为实体模型。
同时，在原型制作过程中，要注重细节和精度的控制。
哪怕是一个微小的尺寸误差或者装配问题，都可能影响整个设计的性能和可靠性。
实验测试也是实践探索中不可或缺的一部分。
通过对原型进行各种性能测试，如强度测试、疲劳测试、噪声测试等，可以获取准确的数据和信息，为设计的改进提供依据。
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形象思维
右脑支配——左半身神经和感觉；左脑支配——右半身神经和感觉
语言中枢在左脑，主要完成语言的、逻辑的、分析的、代数思考认识和行
右脑则主要负责直观的、综合的、几何的、绘图的思考认识和行为，右脑是 创新能力的源泉
左脑具有根强的工具性质，它负责把右脑的形象思维转换成语言
爱因斯但曾经说过：“我思考问题时，不是用语言进行思考，而是用活动的
机 有序思维，是一种按一定规则和秩序进行有目的的思维方式，如奥斯本
械 的校核表法、十二变通法、归纳法、逻辑演绎法、信息交合法、场场分
创 析法等都是有序思维法的产物。
新
设
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直觉思维
直觉思维是人基于有限的信息，调动已有的知识积累，摆 脱惯常的思维规律，对新事物、新现象、新问题进行的一 种直接、迅速、敏锐的洞察和跳跃式的判断。 例：听诊器的发明？（法国医生雷奈克1814年）
机
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跷跷板与听诊器
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创造性思维
最高层次的思维活动，建立在前述几类思维基础上 特点：综合性、跳跃性、新颖性、自觉性、顿悟性等。
机
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2.2 创造性思维的形成与发展
2.2.1 创造性思维的生理机制
神经细胞（千亿个） 神经网络（千万亿个）
2.2.2 影响创造性思维的因素
1. 先天赋予的能力（遗传的大脑生理结构） 2. 生活实践的影响（环境对大脑机能的影响） 3. 科学安排的思维训练
思维。
机
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形象思维（右半脑）
形象思维又称为具体思维，是人脑对客观事物或现象的外在 特点和具体形象地反映活动。
思维形式表现为表象、联想和想象。
表象：单个形体的形状、颜色、特征在大脑中的印记。
联想：将不同表象联接起来。 想象：将一系列的有关表象融合起来，构成一幅新表象的过 程。
机
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6
机 进”、“思想上的光芒”。
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2.3 走出思维的误区（思维定势）
思维定势：“是过去的思维影响现在的思维”
思维定势对常规思考有利，如举一反三、触类旁 通等
思维定势对创新思考不利，心理学家说过“只会 使用锤子的人，总是把一切问题都看成是钉子”
“黄鼠狼给鸡拜年不安好心！”
机
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机 跳跃的形象进行思考。当这种思考完成以后，我要花很大力气把他们转
械 换成语言。”
创 新
“左脑人”将被电脑取而代之，在现实生活中，95%以上的人仅仅使用自
设 己一半的大脑，即左脑。
计
7
抽象思维（左半脑）
抽象思维又称为逻辑思维，是凭借概念、判断、推理而进行 的反映客观现实的思维活动。思维材料侧重于语言、思维推 力、数字、符号等。
例：当你瞧见墙壁上一个小小的黑点时，你能由此想起？
机 例：法拉第从电产生磁的现象，探索磁产生电的问题，发明
械 创
了发电机。
新
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9
收敛思维
收敛思维又称为辐轴思维、集中思维、求同思维等，是一种 寻求某种正确答案的思维形式。
思维过程：以某种研究对象为中心，将众多的思路和信息汇 聚于这一中心，通过比较、筛选、组合、论证，得出现有条 件下解决问题的最佳方案。
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2.3 走出思维的误区（思维定势）
机械创新设计
主讲老师：李小兵 石志新
学 时：32（周学时2） 学 分：2
参 考 书： 《机械创新设计》，高志、黄纯颖，高等教育出版社
《创新思维与设计》，张铁等主编，国防工业出版社
机
《机械创新设计概论》，胡家秀等编，机械工业出版社
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1
第二章 创新思维
主讲老师：李小兵
学 时：3
机
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创
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2
2.1 思维及其类型
概念：客观事物本质属性的反映，是一类具有共同特性的事 物或现象的总称，它是单个存在的，如“犬”。
判断：两个或几个概念的联系。
推理：两个或几个判断的联系。
机
械
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发散思维
发散思维又称为辐射思维、扩散思维、求异思维、开放思维 等，是一种以一求多的思维形式，从单一信息输入产生多种 信息输出。
思维过程：以要解决的问题为中心，运用横向、纵向、逆向、 分合、颠倒、质疑、对称等思维方法，考虑所有因素的后果， 找出尽可能多的方案，并从中寻求最佳。
收敛思维的常用方法有目标识别法、间接法、由表及里法、 聚集法等。
机
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动态思维——有序思维
动态思维：一种运动的、不断调整的、不断优化的思维活动。 思维过程：根据不断变化的环境、条件来改变自己的思维秩序、思维方 向，对事物进行调整、控制，从而达到优化的思维目标。 动态思维由联想思维法、归缪思维法、类比思维法、可能性与选择性思 维法等组成。 算命先生算得“准” 的实际上是应用动态思维比较到位的老江湖? 骗子行骗，动态性思维是一种常见的思维方式??
机
械
创
新
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计
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2.2.3 创造性思维的形成过程
1. 储存准备阶段：明确问题，收集资料信息，使问题和信
息在脑细胞及神经网络中留下印记的过程。大脑的信息储存 和积累是激发创造性思维的先决条件。
2. 潜心加工阶段：人脑对积累的信息进行融合综合，创造
和再生新的信息，也称探索解决问题的潜伏期、孕育阶段。
3. 顿悟阶段：问题解决会一下子豁然开朗，也叫“直觉的跃
2. 思维的多层性
机 高级和低级、简单和复杂、不同人有不同认识。例：苹果落地+牛顿引力！
械 3. 思维的自觉性和创造性
创 新
“顿悟”——思维自觉运行的结果、思维上质的飞跃。
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计
4
2.1.3 思维的类型
1.思维对象起主要作用的思维：形象思维 2.思维方式起主要作用的思维：抽象思维、发散思
维与收敛思维、动态思维与有序思维； 3.思维主体起主要作用的思维：直觉思维、创造性
2.1.1 思维的定义
1. 哲学角度：思维是物质的运动形式；
2. 心理学角度：思维是人脑对客观事物现实概括和间接的反映；
3. 思维科学角度：思维是发生人脑中的信息交换；
4. 综合看：思维指人脑对所接受和已储存的来自客观世界的信
息进行有意识或无意识、直接的或间接的加工处理，从而产
机 生新信息的过程。
械
创
新
设
计
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2.1.2 思维的特性Fra bibliotek1. 思维的间接性和概括性
思维的间接性：凭借其他信息的触发，借助已有的知识和信息，认识那些 没有直接感知过的或根本不能感知的事物，以及预见和推知事物的发展 过程。（例：2003年非典疫苗！）
思维的概括性：略去不同类型事物的具体差异，抽取其共同本质或特征加 以反映。（例：鱼的定义???——鲸）