1.4 联想发明法 14 1.5 组合发明法 16 1.6 逆向思考法 21 1.7 移植发明法 23 1.8 巧妙仿生法 27 1.9 废物利用法 31 1.10 专利发明法 35
第2章全国青少年科技创新大赛获奖作品精选集 40
2.1物理学---水、风力活塞式抽水泵 40 2.2 植物学---果品适宜储藏温度简易判定法 41 2.3 化学---一氧化碳清除器 42 2.4 计算机科学---光感笔的设计与开发 43 2.5 技术发明---智能饮水机 44
第3章 吴忠高级中学学生作品简介 46
3.1简易净水器 吴忠高级中学高二(6) 张继旺 46 3.2无污染黑板擦吴忠高级中学高二(6)刘亚楠 47 3.3音乐牙刷 吴忠高级中学高二(6)施进洋 48 3.4《多功能的电子狗》吴忠高级中学高二(6)孙辉 50
3.5易于安装的插座 吴忠高级中学高二(6)孙涛 51 3.6铅笔盒与书架组合 吴忠高级中学高二(6)王改艳 52 3.7多功能电池安装器 吴忠高级中学高二(6)王立远 54 3.8关于中芯笔的改进 吴忠高级中学高二(6)岳玉宝 56 3.9 活动晾衣钩 吴忠高级中学高二(10)郭 亮 58 3.10各种简易拆卸车圈 吴忠高级中学高二10)吴会良 59
吴忠高级中学学生科普活动掠影 62------ 66
第1章 发明技法
什么叫技法、大家知道,干好什么事,都要了解这件事发生、发展的过程和规律,都要掌握干好这件事的方法。对于创造发明来说,这种方法和规律,就称为技法。有了巧妙的发明方法和技能,还怕创造发明不成功吗? 1.1 缺点列举法
日本美津浓有限公司原是生产体育用品的一家小厂为了产品畅销世界各国,厂里的开发人员到市场上去调查。在调查中,他们发现,初学网球者在打球时不是打不到球,就是打一个“触框球”,把球碰偏了,十分头疼。很多人都想,要是球拍大一点,兴许不会出现上述毛病。国际网联规定,球拍面积必须在710平方厘米之下。美津浓有限公司就专门做了一些比标准大30%的初学者球拍。这种球拍一上市果然畅销极了。后来他们又了解到初学者打网球时,手腕容易发生一种皮炎,这种病被人们称之为“网球腕”,发生的原因是因为腕力弱的人,在运动前没有,在打球时发生腕震而造成的。于是,该公司又发明了减震球拍。他们用发泡聚氨酯为材料,但是经过试验,发现打起球来软塌塌的,很容易疲劳。又重新进行了试验,终于制成了著名的“减震球拍”,产品打进了欧美各国。这里,他们运用了什么技法呢? 这种技法叫做缺点列举法。 什么叫缺点列举法?
从上面的实例中,我们明白,缺点列举法就是通过发现、发掘事物的缺陷,把它的具体缺点一一列举出来,然后,针对这些缺点,设想改革方案,进行创造发明。缺点列举法是一种行之有效的发明技法。因为任何事物都不是十全十美的,总是有优点也有缺点。或者,今天看起来没有缺点,但是过了一个较长的时间,它的缺点却暴露出来了。为什么事物总是有缺点呢?
(1)局限性
设计产品时,设计人员往往只考虑产品的主要功能,而忽视其他方面的问题。比如,厨房里使用的锅,烧煮食物很方便,这是它的主要功能。但是,当用它烧煮汤、羹类的东西,就暴露了它的局限性,因为锅的上口太宽,不便倒入小碗。有人根据这个缺点,设计了“茶壶锅”。这种锅的外形很别致,它是把上口宽的锅与倒水方便的茶壶巧妙地结合在一起而制成,似锅似壶,一物多用,尤其适合烧煮面食之用。 (2)时间性
有的产品刚发明时,很好看,很好用,但过些时候,看厌了,不好使了。或者是,随着科学技术的进步,它落后了。如日本商人酒井靠发明玩具小狗而发家。但是,人们看久了,没有新鲜味了,有个个体户便想出一篮双狗的主意。他把两只这样的小狗并排放在塑料小篮中,小狗前肢搭出篮缘,姿态可爱。这个简单的发明夺了酒井的生意。再如热水瓶吧!总是用锅烧开了水,再倒进热水瓶去。随着科技进步,现在可用电热器直接对热水瓶里的水加热、烧开,更方便了。
因此,只要我们处处留神,时时观察,产品的缺点是不难发现的。应用缺点列举法进行创造发明,有哪些要领呢? (1)敢于质疑 发现缺点
人常有一种惰性,对于正在使用着的东西,看久了,习惯了,就认为理该是这样。比如家用小铁铲,祖祖辈辈已经使用几十年了,人们认为它的结构是天然合理的,常常看不到它的缺点,即使看到了,也认为“就是这个样”。山西太原市的中学生王刚,突破人们思维的框框,善于发现,敢于质疑,大胆革新。他说:“我家有把小铁铲,用来铲垃圾或蜂窝粉等东西。铁铲铲了东西,但不容易端平,于是小铲里的东西常常往下掉,总是铲不干净。有时,用手或扫帚压住铲里的东西,拿着又很别扭。“铁铲的缺点被王刚发现了,发明点选准了。他便进行设计、实验。他找了一根较粗的、比小铁铲柄长的铁丝,一端按小铁铲铲面的大小,做成环形。环形的下端敲扁向下折成90°角,如图2所示。最好能在环形铁丝边沿装一块薄铁皮,成勺形。铁丝的另一端绕一圈后,缚在小铁铲把柄的端头。这样,当铁铲铲上东西后,用手捏紧把柄与铁丝,使铲与罩合拢,铁铲里的东西就再也掉不下来了。当松开铁丝时,铁丝向上弹起,铲里的东西很方便地倒出来。 (2)调查研究 列举缺点
我们对产品不可能件件都使用过,而使用过这些产品的人,对产品的优点、缺点是最清楚的。因此,我们要到最有发言权的使用者那里听取意见,并亲自体验,了解缺点的症结所在。30多年前,日本有个名叫鬼冢喜八郎的人听他的一位朋友说:“今后体育要大发展,运动鞋是不可缺少的。”于是,他决定跨入生产运动鞋这一行业。他想,要在运动鞋制造业中打开局面,一定要做出其他厂家没有的新型运动鞋。同时,他想,任何商品都不会是完美无缺的,如果能抓住哪怕针眼大的小缺点进行改革,也能研制出新产品来。这样,他便选了一种篮球运动鞋
进行研究。他先访问优秀的篮球运动员,听他们说目前篮球鞋的缺点。几乎所有的篮球运动员都说,现在的球鞋容易打滑,止步不稳,影响投篮的准确性。他还和运动员一起打球,亲身体验到这一缺点。于是,他围绕打滑这一缺点进行革新。有一天他在吃鱿鱼时,忽然看到鱿鱼的触足上长着一个个吸盘。他想,如果把运动鞋底做成吸盘状,不就可以防止打滑了吗?他就把运动鞋原来的平底改成凹底。试验结果表明,这种凹底篮球鞋比平底的在止步时要稳得多。鬼冢发明的这种新型的凹底篮球鞋,逐渐排挤了其他厂家生产的平底篮球鞋,成了独树一帜的新产品。
(3)做好记录随时备查
发现缺点,并不就能搞出发明,有时要等待很久,联想或灵感使你想出一个发明。因此,做好记录,随时备查是很重要的。科学家们常说,最淡的墨迹胜过最好的记忆。这话是千真万确的,是经验之谈。这是说,记录能帮助你记忆。再者,发明者对物品所列举的缺点不可能都是很成熟的观点,都能演绎成发明命题。然而,记录得多了,增加了发明选题的灵活性,设计成熟方案的可能性增加了。日本有一位名叫斋藤的卡车司机,习惯于做记录。一天行车途中,因汽油用完而向过路的汽车索油。当时,他没有抽油的工具,只得对着橡皮管用嘴吸。人在途中,不可能就去研究发明方案,他便做了记录。事隔很久,他看到了这条记录,又联想到在橡皮管上安上个泵就可以代替嘴吸了。后来,他发明了输送汽油的蛇管泵,并获得了发明奖。 请你发明设计 怎样改进蚊香?
在炎热的夏天,讨厌的蚊子,嗡嗡之声扰人不得安宁。点上蚊香固然不错,但烟气缭绕,很呛人。再者,可利用蚊子的趋光性而避光,但是晚上又不能不点灯。最近市场上出售“电子蚊香”就是一块PTC材料制成的加热器上放置一片含有除虫菊脂的药片,受热时挥发出清香的气味,达到驱蚊的目的。但也有缺点,它增加了电能的消耗。上面列举了这些缺点,请你设法改进一下。 怎样克服筷子难夹球形物的不足?
筷子是人手的延长,经常使用筷子对锻炼小脑有好处。但筷子也有缺点,难夹豆子,花生之类的球形食物。你能否在这个古老的发明上再做出新的改进? 1.2 希望点列举法
达·芬奇是15世纪的意大利人。他曾希望人们能利用自己的力量飞上天。于是,他从愿望出发,设计了一种人力飞机,让人扒在上面,手脚一齐用力,使装有羽毛的飞机两翼像鸟一样,扑动并飞翔起来。尽管他的这个设计没有成功,但他希望用人力来实现飞行的愿望,经过人们几百年的努力,终于成功了。现在的人力飞机不仅能飞起来,而且能飞过英吉利海峡。达。芬奇的愿望实现了。
达·芬奇的发明技法叫什么呢?
就称为希望点列举法。希望点列举法就是发明者根据人们提出来的种种希望,经过归纳,沿着所提出的希望达到的目的,进行创造发明的方法。
希望点列举法不同缺点列举法。后者是围绕现有物品的缺点提出各种改进设想,这种设想不会离开物品的原型,因此,它是一种被动型的创造发明方法,而希望点列举法则是从发明者的意愿提出各种新的设想,它可以不受原有物品的束缚,因此,它是一种积极、主动型的创造发明方法。现在,市场上许多新产品都是根据人们的“希望”研制出来的。例如,人们希望茶杯在冬天能保温,在夏天能隔热,就发明了一种保温杯。人们希望有一种能在暗处书写的笔,就发明了内装一节五号电池、既可照明又可书写的“光笔”。在研制一种新的服装时,人们提出的希望有:不要钮扣,冬天暖夏天凉,免洗免熨,可变花色,两面都可以穿,重量轻,肥瘦都可以穿,脱下来可作提物袋等等。现在,这些愿意大多数都在日常生活中变成了现实。
应用希望点列举法进行创造发明,有哪些要领呢?
(1)我们的希望是指社会的希望、大众的希望。因此,我们要向社会了解、向大众了解他们的希望是什么?比如,随着社会主义市场经济的发展,人们希望有迅速传递住处的工具诞生。于是发明家发明了“传呼机”。为了满足不同人的希望,发明了中文显示传呼机,用汉字显示简短电文、预报气象;字符显示传呼机,以字母显示传呼住处急救传呼机,供老年心脏病、高血压患者使用,发病时可按键发出求救信号;红外传呼机,常用在餐厅餐桌上,通过发射红外信号告诉服务台派人去服务??
(2)要随时注意观察周围的事物,处处留心有“希望”。
郑州七中一年级的温智红想到小孩子端凉水瓶倒水很不安全,提出了不用倒水能喝到水的发明课题:“自动出水瓶”。他在凉水瓶上装一个软木塞,软木塞上钻两个孔,插入两根玻璃管,一根接近瓶底,叫出水管,另一根短的叫进气管。进气管口下头接一根不长的软皮管,从侧面切开一个10毫米的口子,下头用圆木棒堵死,这是进气阀。再找一个软塑料玩具,头上钻一个小进气孔,去掉圆哨,插在玻璃管上当作打气的球。当要喝水时,用指头按住小孔,来回地捏玩具,瓶内气压增高,水就会从出水口自动流出。这个发明课题就是温智红观察到小孩子倒水不安全而希望能安全喝水而来的。
在提希望点时要注意可能性和科学性,不要像科学幻想那样脱离现实太远。 (1)可能性
提希望点时要瞻前顾后。“瞻前”,是指所想到的希望点是否已有前例。“顾后”,是指所选题目是否与当时的技术水平相适应,自己能否有完成的可能性。著名发明家爱迪生曾运用希望点列举法选定一个崭新课题:声动马达。他设想,声音是能量的一种表现形式,将噪音收集存储起来,通过一个转换系统,将它转