（一）概念
在創造發明時，考慮用先進的新事物替代舊事物，使事物的功能、材質不斷進步。
（二）應用範圍
替代思維法主要應用於研製先進的新產品、新材料等。
（三）舉例說明
“例1”蒸汽機發明後，人類進入了工業社會。但是，蒸汽機在廣泛的應用中暴露了它的弱點：一是效率低，要靠一座鍋爐來供給蒸汽，火在機器外燃燒，熱量大部分損失掉了，當時蒸汽機熱利用的效率隻有5%～8%。現代很好的蒸汽機，熱利用效率為15%左右。其次是個子大，笨重的蒸汽機要占用很大的空間，早期的輪船有一半空間給蒸汽機占領了。能不能造出小巧、靈活、效率高的發動機呢？要是不讓熱機在外麵加熱，把火放在氣缸裏直接燃燒，推動活塞，不是更好嗎？1791年，英國人巴柏用煤和油蒸餾出來的氣體做實驗。1794年，英國人斯特裏特又用鬆節油做實驗。1799年，法國人勒訥用煤氣做實驗。
經過幾十年的探索，1862年有人提出了一套關於內燃機的理論：內燃機有一個工作循環，分四步，叫四衝程。第一步是“吸氣”，活塞向下運行，把可燃氣體和空氣吸入氣缸；第二步是“壓縮”，活塞向上運行，壓縮混合氣體；第三步是“爆發”，也叫“做功”，用電火花點火，把混合氣體引燃，氣體爆炸做功；第四步是“排氣”，活塞向上運動，排出廢氣。
1878年，德國人奧托根據四衝程的理論造出了一台能夠實用的內燃機，用汽油做燃料。這種內燃機得到了推廣，但是汽油比較貴。能不能造出效率高、燃料便宜的內燃機呢？德國人狄塞爾決心探索這個難題，他先後用煤粉、石油、煤油、氨氣做燃料，都失敗了。有一次氨氣發生爆炸，幾乎把他炸死，狄塞爾從爆炸中得到啟發：先把空氣壓縮，然後再向那被壓縮了的高溫空氣噴燃料。他又用柴油做實驗，終於初步成功，辦起了一家公司出售柴油機。但是，柴油發動機質量不過關，遭到用戶的攻擊，公司破產了。狄塞爾發憤著書，介紹柴油機，低價把專利技術賣給各國工廠，到處奔走，宣傳柴油發動機。1912年，丹麥造的一艘以柴油機為動力的輪船下水了，柴油機功率為1470千瓦。1913年，狄塞爾在貧病交迫中離開了人世。今天，內燃機車、輪船、坦克等都裝上了狄塞爾發動機，內燃機是第二次工業革命的主角之一。
“例2”在愛迪生之前，已經有許多科學家研究過電燈，都沒有成功，關鍵是沒有找到理想的燈絲材料。炭、石墨、白金、鉑銥合金等耐熱材料都試過，都隻有幾分鍾的壽命。愛迪生圍繞耐熱材料進行思考，挑出了1600種耐熱材料，一種一種試下來，結果都不如白金。失敗使愛迪生覺察到：必須把避免燈絲氧化和選用合適燈絲材料這兩個方麵結合起來進行試驗。他用自己設計的抽氣機將燈泡裏的空氣抽盡，同時在燈絲上繼續試驗，前後試驗了6000多種材料。1879年10月21日，一盞棉絲電燈終於點燃了45小時。1880年5月初，終於找到了當時較為理想的材料——竹絲。後來，人們改進了愛迪生的電燈，用鎢抽成絲，繞成螺旋狀，並在燈泡裏充進氬一類的惰性氣體，這就是我們現在的白熾燈。