换元原理的两重含义,什么是换元原理

是指发明创造者在发明创造过程中采用替换或代换的思想或手法，使创造活动内容不断展开、研究不断深入的原理。换元原理强调在解决问题时，应采用替代或更换的思想，使问题具有新的特点和新的意义，便于人们寻求新的创造成果。换元原理通常包含有两重含义：第一个含义是指在发明创造过程中，设计者可以有目的、有意识地去寻找替代物，若能找到性能更好、价格更便宜的替代品，这本身就是一种创造。如用日用塑料在一定技术下生产出仿鳄鱼皮手袋等。

换元原理的另一个含义是指人们在创造发明和科学探索过程中，往往要用一事物代替另外一事物，通过对替代物的研究来解决被替代物的问题，从而使要解决的矛盾集中化和明朗化，以利于人们创造性思维的发挥。

换元原理的教育，恐怕还得从数学模型（把各种问题转化为数学问题求解）的应用开始：在数学中的应用—也称为映射法或转化法。在其他学科，特别是理化中的应用也很广泛。这方面的应用应更广泛些，最重要的似乎是引入在现实生活特别是日常生活中的应用。在其他学科教学中渗透换元原理也并不是很困难的，尤其用新方法解决老问题应是经常采用的。

【例】 液态气泡室的发明

有一次，美国核物理学家格拉肖在餐厅喝啤酒时，不小心将手中的鸡骨掉到啤酒杯里，随着鸡骨逐渐地沉落，周围不断冒出啤酒的气泡，因而显示出鸡骨的运动轨迹。正为如何显示高能粒子运动轨迹发愁的格拉肖见此情景，灵机一动，他想：若用高能粒子所能穿透的介质来替代啤酒，再用高能粒子来替代鸡骨，是否能显示高能粒子的运动轨迹呢？格拉肖带着这种设想积极投入到研究中去，他成功地运用换元原理，终于发现带电高能粒子在穿越液态氢时，同样会出现气泡，从而清晰地显示出粒子的飞行轨迹，发明了液态气泡室。