青少年科技發(fā)明

涪陵區(qū)教育技術(shù)裝備中心主講：舒成明青少年科技發(fā)明方法與技巧一、中國和世界各國科技的發(fā)展概況

古代、近代、現(xiàn)代中國在古代曾是一個科技發(fā)明大國四大發(fā)明中國人的驕傲造紙術(shù)、印刷術(shù)、指南針和火藥，是舉世聞名的古代中國四大發(fā)明。造紙和印刷術(shù)的發(fā)明，促進(jìn)了世界各國的文化交流，指南針的發(fā)明，促進(jìn)了航海事業(yè)的發(fā)展，火藥的發(fā)明促進(jìn)了軍事的發(fā)展。我國在近幾百年來科技落后電燈的發(fā)明火箭的發(fā)明飛機(jī)的發(fā)明氣車的發(fā)明達(dá)芬奇（意大利）特斯拉（美國）貝爾（法國）牛頓（英國）計數(shù)器無線電、特斯拉線圈、粒子束武器伏特（意大利）電池、起電盤電話微積分世界十大發(fā)明者萊特兄弟（美國）飛機(jī)富蘭克林（美國）雙焦距眼睛、避雷針、電輪、三輪鐘、自動烤肉機(jī)、玻璃樂器、高架取書器、新式路燈

瓦特（英國）改進(jìn)型蒸汽機(jī)

古騰堡（德國）現(xiàn)代

印刷術(shù)

愛迪生（美國）燈泡留聲機(jī)電影世界十大發(fā)明者美國----每萬人口有專利33件日本----每萬人口有專利54件中國----每萬人口有專利1.7件

我國政府2011年提出在十二五末達(dá)到每萬人口7件，到2020年專利達(dá)到中等發(fā)達(dá)國家水平。我們來看現(xiàn)代（2010年）的一組數(shù)據(jù)2013年我國發(fā)明統(tǒng)計中華民族復(fù)興、強(qiáng)國之夢將在同學(xué)們這一代實現(xiàn)！二、發(fā)明的本質(zhì)與動力1、發(fā)明的動力源于人類生存發(fā)展的需要遠(yuǎn)古人類發(fā)明石器是為農(nóng)耕與漁牧的需要發(fā)明鉆木取火是為了取暖、熟食和御獸的需要發(fā)明甲矛劍箭是為了戰(zhàn)爭和狩獵的需要發(fā)明船是為了渡運(yùn)與漁業(yè)的需要發(fā)明尺剪是為了度量裁剪的需要發(fā)明活字印刷是為傳存文化的需要發(fā)明聽診器為了診斷心肺功能的需要……2、發(fā)明是人類的經(jīng)驗與向自然學(xué)習(xí)的成果輪子的發(fā)明來源圓木滾動省力經(jīng)驗的啟示漁網(wǎng)的發(fā)明來源蛛網(wǎng)的啟示鉆木取火的發(fā)明是摩擦生熱經(jīng)驗的啟示繩子的發(fā)明源自絞合藤本類植物承重的啟示蒸氣機(jī)的發(fā)明來源蒸氣頂開鍋蓋的啟示飛機(jī)的發(fā)明來源鳥類飛翔的啟示紅外制導(dǎo)的發(fā)明來源響尾蛇紅外感知能力的模仿聲納的發(fā)明來源蝙蝠超聲定位能力的模仿133、發(fā)明是對于知識的應(yīng)用和自然規(guī)律的駕馭現(xiàn)代汽輪機(jī)的發(fā)明和改進(jìn)是基于葉輪流體力學(xué)知識合金鋼的發(fā)明與進(jìn)步是基于冶金學(xué)、金相結(jié)構(gòu)學(xué)的知識冰箱的發(fā)明與進(jìn)步是基于熱功循環(huán)的知識X光機(jī)的發(fā)明是基于對X射線穿透性和成像性的認(rèn)識核磁共振儀的發(fā)明基于對生物氫原子磁場極化現(xiàn)象的認(rèn)知14計算機(jī)、集成電路、互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)明標(biāo)志著人類進(jìn)入了信息化時代4、發(fā)明是對于人類生產(chǎn)方式和生活方式的創(chuàng)新鐵器的發(fā)明開啟了農(nóng)耕生產(chǎn)方式蒸汽機(jī)和珍妮紡紗機(jī)的發(fā)明成為工業(yè)大生產(chǎn)方式的標(biāo)志電機(jī)的發(fā)明和電力系統(tǒng)的形成及電話、電報、無線電的發(fā)明將人類社會推進(jìn)到電氣化時代三、科技發(fā)明科技發(fā)明是青少年在日常學(xué)習(xí)、生活、勞動中，對那些感覺到用起來不稱心、不方便的東西或方法，運(yùn)用自己學(xué)過的科學(xué)知識，設(shè)計、制造出目前還沒有的更稱心、更方便的新物品或新方法。它同"大發(fā)明"比較起來，選擇的范圍比較窄，解決的問題比較單一，使用的材料比較好找，所花的經(jīng)費也不多，所以稱為"小發(fā)明"。發(fā)明作品的“三性”科學(xué)性先進(jìn)性（新穎性）實用性132指的是發(fā)明的性能、原理、構(gòu)造、方法等要有科學(xué)依據(jù)，不違背科學(xué)原理，沒有科學(xué)性錯誤，不損害人們、社會的整體、長遠(yuǎn)的利益。音波手杖

科學(xué)性1科學(xué)性:例如：有人想發(fā)明永動機(jī)違背能量守恒的科學(xué)原理例如：有人想發(fā)明長生不老的藥違背了新陳代謝科學(xué)原理創(chuàng)造性2

是指發(fā)明同原來的同類產(chǎn)品已有的技術(shù)相比，有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進(jìn)步。

新穎性是在提出這項發(fā)明以前，或是在申請專利以前，沒有出現(xiàn)過同樣功能、構(gòu)思、技術(shù)的東西，或同樣的制作方法。而且這項小發(fā)明并沒有以任何形式向公眾公開過。這就叫做具備新穎性。什么是科技創(chuàng)新的新穎性X-37B空天飛機(jī)科技創(chuàng)新的新穎性科技創(chuàng)新的新穎性1879年，美國發(fā)明家愛迪生發(fā)明了白熾燈1901年，法國發(fā)明家克勞特發(fā)明了霓虹燈1938年，美國伊曼發(fā)明了節(jié)電的日光燈迫……實用性3

實用性:是指該發(fā)明能夠制造或使用，并且產(chǎn)生積極的效果。發(fā)明要能夠做成實實在在的物品，不能只是想法或設(shè)計圖紙，而且還要能夠解決生產(chǎn)生活中的實際問題。確定發(fā)明對象設(shè)計實施方案開始制作了實踐檢驗與改進(jìn)申報參賽或?qū)＠?2345如何完成一項科學(xué)發(fā)明按照評審標(biāo)準(zhǔn)推薦上報參評打破發(fā)明的神秘

一般人都認(rèn)為發(fā)明是一件神秘而高不可攀的事，要科學(xué)家或發(fā)明家才能做。教師要用發(fā)明史上的一些經(jīng)典故事，來破除學(xué)生對發(fā)明的神秘感。發(fā)明創(chuàng)新并不神秘，而是人人可為的近代著名的教育家陶行知先生“處處是創(chuàng)造之地，天天是創(chuàng)造之時，人人是創(chuàng)造之人，讓我們走兩步退一步，向著創(chuàng)造之路邁進(jìn)吧”。打破發(fā)明的神秘

美國畫家發(fā)明帶橡皮擦的鉛筆美國的一個窮畫家在一次作畫時，一會兒找橡皮擦，一會兒又找鉛筆，浪費了很多的時間，于是靈機(jī)一動，發(fā)明了帶橡皮擦的鉛筆，并借錢申報了專利。后來，該專利賣出了55萬美元的天價。打破發(fā)明的神秘發(fā)明課題處處有提出問題比解決問題更困難發(fā)明從生活中來發(fā)明從工作中來發(fā)明從資料中來發(fā)明從學(xué)習(xí)中來發(fā)明課題處處有發(fā)明從生活中來

有很多人認(rèn)為，在現(xiàn)代社會中，生產(chǎn)生活用品是琳瑯滿目，應(yīng)有盡有，哪里還有輪到我們?nèi)グl(fā)明的東西？甚至于還有人說：“好東西都被前人發(fā)明完了，早就沒有我們的”。事實上，現(xiàn)在的每一件產(chǎn)品，都有它的缺陷與不足，針對這種缺陷，你就可以發(fā)明出新的產(chǎn)品。輔導(dǎo)學(xué)生發(fā)明的注意事項隨時記錄下思維的火花幫助學(xué)生抓住每一次機(jī)遇保護(hù)學(xué)生的發(fā)明積極性發(fā)明技法缺點列舉法希望列舉法設(shè)問發(fā)明法聯(lián)想發(fā)明法組合發(fā)明法逆向思考法移植發(fā)明法巧妙仿生法廢物利用法專利發(fā)明法缺點列舉法亨特發(fā)明“安全別針”缺點列舉法就是通過發(fā)現(xiàn)、發(fā)掘事物的缺陷，把它的具體缺點一一列舉出來，然后，針對這些缺點，設(shè)想改革方案，進(jìn)行創(chuàng)造發(fā)明。缺點列舉法缺點列舉法是一種行之有效的發(fā)明技法。因為任何事物都不是十全十美的，總是有優(yōu)點也有缺點?；蛘撸裉炜雌饋頉]有缺點，擔(dān)是過了一個較長的時間，它的缺點卻暴露出來了。缺點列舉法例1缺點列舉法帶定位卡尺的電圓鋸（缺點列舉法例3）廚房里使用的鍋（缺點列舉法例2）

缺點列舉法不打氣的車輪缺點列舉法希望點列舉法是達(dá)·芬奇的發(fā)明技法。希望點列舉法就是發(fā)明者根據(jù)人們提出來的種種希望，經(jīng)過歸納，沿著所提出的希望達(dá)到的目的，它是從發(fā)明者的意愿提出各種新的設(shè)想，它可以不受原有物品的束縛，因此，它是一種積極、主動型的創(chuàng)造發(fā)明方法。希望點列舉法科學(xué)性可能性希望點列舉法高樓逃生器（希望點列舉法例1）我們的希望是指社會的希望、大眾的希望。因此，我們要向社會了解、向大眾了解他們的希望是什么?

自動灌溉水塔式路燈要隨時注意觀察周圍的事物，處處留心有“希望”。

（希望點列舉法例2）（希望點列舉法例3）希望人能上天希望人能到月亮設(shè)問發(fā)明法

設(shè)問發(fā)明法根據(jù)需要解決的問題，或需要創(chuàng)造發(fā)明的對象列出有關(guān)問題，然后一一核對思考，促進(jìn)創(chuàng)造發(fā)明?？梢栽O(shè)問現(xiàn)有的發(fā)明有無其他用途？能否引入其他創(chuàng)造性設(shè)想，或替代，或借用？現(xiàn)有發(fā)明可否改動一下？可否縮小、減輕、分割？可否擴(kuò)大用途，延長壽命？可否更換型號或順序？可否顛倒過來？有無替代用品？現(xiàn)有的幾種發(fā)明是否可以組合一起？……從這段設(shè)問中可以獲得解決問題的方法和創(chuàng)造發(fā)明的設(shè)想。設(shè)問發(fā)明法加一加減一減擴(kuò)一擴(kuò)縮一縮變一變改一改拼一拼學(xué)一學(xué)代一代搬一搬反一反定一定加一加

把一件物品加大一點，加長一點，加高一點，或者把功能增多一點，使物品在形態(tài)上、功能上、尺寸上有所變化，有利于使用。加一加減一減

把一件物品減小一點、減輕一點、減低一點，使它的形態(tài)、功能發(fā)生變化。例如:電子管改成集成塊，體積縮小了。鋼鐵架帆布帳篷改為充氣塑料帳篷。近視眼患者帶上眼鏡很不方便，發(fā)明微型隱形鏡片，裝在眼睛內(nèi)，更方便了。把一個物品放寬一點，擴(kuò)大一點，使它的功能產(chǎn)生明顯的變化。例如，放大鏡、顯微鏡、寬銀幕電影、投影電視，都是運(yùn)用擴(kuò)一擴(kuò)的技法。上珠算課，教師向全班同學(xué)演示怎樣撥珠運(yùn)算，制作一個大算盤，掛在黑板上，全班同學(xué)都看得清清楚楚。擴(kuò)一擴(kuò)縮一縮使一個物品的體積縮小一點，縮短一點，給人使用帶來方便，或者改變它的功能。例如，制造壓縮餅干、袖珍收音機(jī)、袖珍雨衣等，書籍的縮印本、袖珍詞典等。Describeavisionofcompanyorstrategiccontents.Titleinhere醫(yī)師利用氣球作為疏通血管的工具。把氣球縮得很?。ㄖ睆街挥袔缀撩祝?，把它系在一個特制的導(dǎo)管的一端插入病人的動脈血管，當(dāng)它探到被脂肪阻塞的地方時，就給小氣球充氣，小氣球膨脹后，就擠壓清除了沉積在那里的脂肪，使血液正常地疏通?？s一縮血管疏通儀縮一縮對血管達(dá)支架人體內(nèi)攝像縮一縮能否縮??？縮小體積、減輕重量或分割化小等人類第一臺計算機(jī)變一變

改變物品的形狀、尺寸、顏色、味道、音響等，引起人們新的感覺，更有使用價值，更受消費者歡迎。例如，服裝的面料、款式、顏色、圖案的變化。圓形鉛筆變?yōu)榱切?、扁圓形，不易滑手，不易從桌上滾下。圓珠筆從單色變?yōu)殡p色、三色等。變一變漂浮馬克杯變一變改進(jìn)物品原來的形狀、性能、結(jié)構(gòu)，使之出現(xiàn)新形態(tài)、新的功能。改一改改一改改一改拼一拼

這和“加一加”有相同之處，但又不完全相同。這里指的是一種到多種規(guī)律的合并，一種到多種功能的合并。把一個物品與另一個物品拼起來拼一拼學(xué)一學(xué)

通過學(xué)習(xí)、模仿別的產(chǎn)品的形狀、結(jié)構(gòu)、顏色、性能、規(guī)格、功能、動作來實現(xiàn)新的發(fā)明。學(xué)一學(xué)代一代是指代用，材料的代用，方法的代用，商品的代用。工具的代用。例如，以塑料代鋼，以噴塑代電鍍，以集裝代散裝。運(yùn)用代一代可以生產(chǎn)出許多新的產(chǎn)品。代一代代一代搬一搬

例如，把電視機(jī)上的拉桿天線“搬”到圓珠筆上去，發(fā)明了可伸縮的“圓珠筆教棒”。在黑板上用三角板畫圖形不方便，一位同學(xué)在三角板的三個頂角各裝一個小鐵珠，這樣，當(dāng)三角板在黑板上移動時，減小了摩擦。

把物品的某一部件搬動一下，產(chǎn)生一種新的物品。搬一搬反一反把某一事物的形態(tài)、性質(zhì)、功能反一反，發(fā)明出新的物品。許多新產(chǎn)品往往是上與下、里與外、左與右、前與后、橫與豎反一反。定一定定一定指的是規(guī)定、約定。為了解決某一問題，或改進(jìn)某一件東西，為了提高學(xué)習(xí)、工作效率和防止可能發(fā)生的事故或疏漏，需要做出一些規(guī)定。聯(lián)想發(fā)明法隨機(jī)聯(lián)想法強(qiáng)制聯(lián)想法隨機(jī)聯(lián)想不是出乎意料之中，而是出于意料之外，即人們常說的：踏破鐵鞋無覓處，得來全不費功夫。由隨機(jī)聯(lián)想所做出的發(fā)明或發(fā)現(xiàn)，通常叫做“機(jī)遇”。強(qiáng)制聯(lián)想法是對照發(fā)明命題在構(gòu)思其具體結(jié)構(gòu)時，開動自己的思維機(jī)器，捕捉一切與本發(fā)明結(jié)構(gòu)有關(guān)的表象和發(fā)明目標(biāo)的要求或特性聯(lián)系到一起去聯(lián)想。聯(lián)想發(fā)明法，也叫想象法。它是把與發(fā)明對象不同領(lǐng)域中的事物與發(fā)明聯(lián)系起來的思考方法。隨機(jī)聯(lián)想法聯(lián)想發(fā)明法波義耳從紫羅蘭變色到石蕊示紙聯(lián)想發(fā)明法隨機(jī)聯(lián)想法山西榆社縣農(nóng)民趙躍榮發(fā)明V型栽培法沈克泉、沈昌健35年前仆后繼、追逐科技夢想的“油菜花父子”1978年，養(yǎng)蜂人沈克泉在貴州山區(qū)發(fā)現(xiàn)了3株花期長，生長結(jié)構(gòu)好的野生油菜，將其帶回家鄉(xiāng)播種，想為養(yǎng)蜂場提供新的蜜源。繼而想到改良培育出產(chǎn)量高的油菜品種，為家鄉(xiāng)解決吃油難的問題。聯(lián)想發(fā)明法隨機(jī)聯(lián)想法強(qiáng)制聯(lián)想法聯(lián)想發(fā)明法傻瓜照相機(jī)的發(fā)明槳多力量大聯(lián)想發(fā)明法聯(lián)想發(fā)明法例1（隨機(jī)聯(lián)想法）大薊花粘與尼龍搭扣

蒼耳與尼龍搭扣

打樁機(jī)大炮聯(lián)想發(fā)明法組合發(fā)明法是在創(chuàng)造發(fā)明中，把多種技術(shù)成果綜合在一起，構(gòu)思出新穎的設(shè)計和獨特的功能的方法。原理組合所謂原理的組合，是指己有的技術(shù)原理為基礎(chǔ)通過巧妙的組合，創(chuàng)造出新的功能或新穎的事物的方法。內(nèi)插式組合內(nèi)插式組合是以一項技術(shù)措施、方法為主，再插入其他的技術(shù)措施、方法達(dá)到新功能的組合設(shè)計方法。輻集式組合

輻集式組合，是選取一項通用的技術(shù)或通用的技術(shù)產(chǎn)品，列出它所有可能應(yīng)用的方面或所有可以與之結(jié)合的技術(shù)產(chǎn)品，以產(chǎn)生新的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的方法。組合發(fā)明法幾種發(fā)明組合起來獲得新品1、筆+橡皮=帶橡皮的筆2.知溫奶瓶=奶瓶+溫度計3、止血貼=膠布+止血藥物4、電動機(jī)+鋸條=電鋸5、石墨條+空心木桿=鉛筆6、鐵托+木棍=鐵錘7、CT=電子計算機(jī)+射線斷層掃描技術(shù)組合發(fā)明法實用性創(chuàng)造性選擇性世界上的事物千千萬萬，把它一樣一樣不加選擇地加以組合是不可能的，應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)奈锲愤M(jìn)行組合，不能勉強(qiáng)湊合。通過組合提高效益、增加功能，使事物相互補(bǔ)充，取長補(bǔ)短，和諧一致。通過組合要使產(chǎn)品內(nèi)部協(xié)調(diào)，互相補(bǔ)充，相互適應(yīng)，更加先進(jìn)。組合發(fā)明法逆向思考法因果逆向方法逆向逆向思考法發(fā)電機(jī)與電動機(jī)（逆向思考法例）逆向思考法電風(fēng)扇風(fēng)力發(fā)電機(jī)移植發(fā)明法移植發(fā)明法考慮從原理上移植靈活多樣、講究實效地從技術(shù)手段、方法上移植。多種移植的結(jié)合輻射能力要強(qiáng)，善于從“看來無關(guān)”的事物中尋找啟示和線索*紅外線近紅外線0.75－1.5微米中紅外線1.5－0微米遠(yuǎn)紅外線0－1000微米原理上移植紅外線利用

例如:遠(yuǎn)紅外輻射取暖器，是家庭室內(nèi)取暖防寒的理想用品，在16-20平方米房間使用，室溫0℃情況下，通電60分鐘，室內(nèi)溫度便可達(dá)到10℃。該產(chǎn)品可節(jié)電50％以上，且清潔無污染。原理上移植紅外線利用

紅外線電吹風(fēng)，不僅能和普通電吹風(fēng)一樣做發(fā)型，而且由于遠(yuǎn)紅外線能滲入皮層，從內(nèi)部加熱，故能促進(jìn)頭發(fā)的新陳代謝，有生發(fā)效果.紅外線又桑拿房原理上移植紅外線利用紅外電子狗原理上移植紅外線利用紅外線理療儀原理上移植紅外線利用紅外線其它用途原理上移植原理上移植管道除垢器巧妙仿生法在實用發(fā)明中，仿效生物系統(tǒng)的功能、機(jī)理制造出產(chǎn)品的方法，就叫做仿生法。仿生物功能仿生物結(jié)構(gòu)仿生物語言仿生物鐘巧妙仿生法蝙蝠與雷達(dá)海豚和潛艇蜜蜂和蜂窩建筑蒼蠅與蠅眼透鏡蒼蠅與蠅眼透鏡魯班根據(jù)一種草發(fā)明鋸子變色龍與迷彩服樹葉的排列和悉尼大劇院的建設(shè)廢物利用法專利發(fā)明法煤查利用地溝油的利用垃圾的利用塑料的利用廢鋼鐵的利用廢紙的利用廢物的利用法例廢物的利用法例廢物的利用法例專利文獻(xiàn)法

卡爾遜發(fā)明靜電復(fù)印技術(shù)1930年他在貝爾電話研究所開展研究工作，后轉(zhuǎn)到該所專利科從事專利事務(wù)，再后來又去學(xué)習(xí)法律。他獲得法學(xué)博士學(xué)位后，繼續(xù)從事專利事務(wù)，在馬格利公司充當(dāng)公司專利法律師。

卡爾森在任職期間，看到復(fù)寫文件需要花費大量而繁重的勞動，萌發(fā)出發(fā)明一種能復(fù)制文件的方法。

專利文獻(xiàn)法

豐田發(fā)明蒸汽機(jī)驅(qū)動的織布機(jī)

當(dāng)時目標(biāo)并沒有明確針對織布機(jī)，而是為了尋找有益于自己企業(yè)獲得發(fā)展的有用技術(shù)，才開始對專利文獻(xiàn)進(jìn)行調(diào)查的。首先他和助手們訂閱了刊登全部技術(shù)類別的專利和實用新型的日本政府專利公報；其次是買來了外國政府的一些專利公報，以探究各個技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)達(dá)國家的技術(shù)。當(dāng)豐