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第9章 对中学生的发明指导方法

探索需要法

需要和希望是发明之母。了解社会的需求和人们的希望,是寻找发明课题的重要途径。在仔细观察和充分调查的基础上,从生活、工作及学习的需要出发,根据人们的某种希望,下功夫去探索、研究,就会创造出成功的发明来。

探索人们的需要,除了要善于观察生活中的各种问题,积极了解人们对所使用物品的意见,主动调查产品在实际中应用情况以外,还可以召开“需要、希望陈述会”,请到会人员围绕一定的主题,陈述、列举自己的需要和希望,然后收集起来进行综合分析,这些希望和要求就成为发明创造的基础。

缺点列举法

在我们日常的生活中,所使用的东西不可能都是十全十美的。即使是工厂里正在生产的各种产品或是市场上正在销售的各种商品,也并不是完美无缺的,它们或多或少地存着这样或那样的缺点。可是,由于人们身上潜在的惰性的影响,对于这些东西逐渐习惯了,不以为然,很少去研究它们有什么缺点和不足。如果人们对经常使用而又十分熟悉的物品采取“吹毛求疵”的态度,并且深究它们的缺点,分析这些物品在使用时不尽合理的地方,开动脑筋,找出它们的缺点,并对这些物品存在的缺点加以改革,就会成功地搞出一项发明来。这种发明的方法就叫做缺点列举法。

用缺点列举法搞发明,关键是发现物品的缺点,如果能够围绕一种物品发现它的缺点,把所有的缺点列出来,再针对列出的缺点,提出改革设想,这项发明就容易成功了。

怎样指导学生去发现缺点呢?可以从以下四个方面入手。

(1)利用课外时间或假日到市场上去搞商品调查,然后进行分析,在调查分析的基础上,发现某些商品存在的缺点和不足。

(2)要随时留意自己日常使用的物品,它们存在哪些不足或不便之处,也应该随时留意自己周围的人们对使用某种物品的反映,以发现缺点。

(3)要敢于质疑,善于质疑。善于从物品的形态、材料、加工与使用等不同角度提出问题,发现缺点。

(4)要对物品的结构、功能等进行仔细分析,通过分析发现缺点和产生缺点的原因,并进一步寻找出改正缺点的方法。

此外,使用好缺点列举法,还要克服安于现状、得过且过的惰性心理。

组合法

把分散的、已有的物品,进行巧妙地调节,并重新恰当地进行组织合成的方法,叫做组合法。组合有以下几种方式。

(1)主体附加。在原有的物品上增加一个新附件。如在自行车上增加一个计程表,成为能计程的自行车。

(2)异类组合。把两种或两种以上不同功能的物品组合在一起。如收录机就是收音机和录音机组合而成的。

(3)同物组合。把若干个相同的物品组合起来。如把许多毛笔组合在一起成为排笔;把两个订书机组织在一起成为双排订书机。

(4)重组。分解事物原来的组织,再以新的意图重新组合起来。

组合法是一种简便易行的发明技法,小学生容易掌握和运用。但是,小学生的盲目性比较大,世界上的事物有千千万万,如果把它们一样一样地不加选择地加以组合,那是极不科学的。因此,小学生在运用组合法搞发明的时候,教师一定要指导学生明确组合的目的。通过组合要提高效率,充分利用空间;通过组合使事物互相补充,和谐一致;要注意物品之间相互的适应性,应以提高事物原有的品格为前提:通过组合,还要达到扩大用途,增加功能,增加效益和节约的目的。

特性分析法

特性分析法是选定某一种物品,对其进行特性分析,并将所有特性一一列举出来,再探讨改革方法,最后形成一项有显著进步的发明的发明技法。

一般事物的特性,按词性来分包括以下三大类。

名词特性:如全体、部分、材料和制造方法等。

形容词特性:如性质、状态等。

动词特性:如功能等。

指导小学生用特性分析法进行发明,首先要使他们掌握分析事物特性的方法。怎样分析事物的特性呢?下面以一浊水壶为例为说明。

(1)名词特性。

全体:水壶

部分:壶身、壶盖、壶嘴、壶柄

材料;铝、铜、铁、不锈钢

制造方法:冲压焊接、吹胀

(2)形容词特性。

性质:轻、重、结实、变形

状态:美观、清洁

(3)动词特性。

功能:烧水、装水、倒水、贮水

其次,要组织学生围绕特性进行改革。如该物品还存在什么缺点,怎样改正这些缺点;在该物品上还增加一点什么,可以增加该物品的功能等等。

最后,要对这些改革建议进行综合,使原物品的缺点得以改正,或有新的功能增加。

检核表法

根据需要解决的问题,或者需要发明创造的对象,列出有关问题,然后一个一个来核对讨论,从中获得解决问题的方法和发明设想的技法,叫做检核表法。

(1)检核表法的使用程序是:

①对一件产品或某一个事物,从多个方面加以提问,根据不同情况得到一系列新设想;

②对所有设想逐一加以分析,产生最终解决问题的综合方案。

(2)检核内容有:

①现有的发明有无其他用途?

②现有的发明能否引人其他的创造设想,或借用、或替代?

③现有的发明是否可以改动一下?

④现有的发明能否扩大用途,延长寿命?

⑤现有的发明可否缩小、减轻、分割?

⑥现有的发明有无代用品?

⑦现有的发明能否更换一下型号和顺序?

⑧现有的发明可否颠倒过来用?

⑨现有的几种发明是否可以组合在一起?

检核表法几乎适用于任何类型与场合的发明活动,享有“创造技法之母”的美称。

智力激励法

在进行发明时,设想越多越容易成功。怎样才能获得大量的创造性设想呢?美国创造学家奥斯本首先提出了智力激励法。后来,人们又对这种方法进行补充修改,产生了一些改良式的智力激励法。

无论是正统的还是改良的智力激励法,通常都是通过一个人数不多的会议来实现。在会上,人们自由地发表看法,互相启发,从而能提出许多的设想。其具体做法有如下几种形式。

(1)奥斯本式。

参加会议的人不多于10人,以利于充分发表意见。会议的时间一般在1小时以内。会议的内容要明确。到会人员可围绕课题任意发表观点,无上下级之分,不分多数人的意见和少数人的意见。由于到会人员能够受到别人的设想的启发,并发表新产生的设想,因而会议结束时,可以得到数十个或数百个设想。

(2)默写式。

每次会议由6个人参加,每个人在5分钟之内要提3个设想。开会时,首先提出发明的题目,在对发明题目解释完毕后,让到会的人填写卡片。每张卡片上有3个编号。在第一个5分钟之内,每人在卡片上填3个设想,然后将卡片传给下边的人。在第Th个5分钟内,每个人从3个设想中得。帕发,再填上3个新设想,并把卡片传给下渡的人。依此类推,半小时一共可产生108个设想。

以卡片式。此种形式又可分为CBS法和NBS法两种。

CBS法的做法是:每次会议由3~8人组成,每人持50张小卡片,会议大约持续回小时。会议的议题明确后,最初10分钟内,到会者独立填写卡片(每张卡片一个设想)。接下来的30分钟,到会者轮流发表自己的设想,每次读一张卡片,然后由其他人提出疑问,并填写由于启发而产生的新设想。最后的20分钟,让到会者自由交流设想,并将新设想记下。

NBS法的做法是:会前明确主题。每次会议由5-8人组成,每人需将5个设想填在5张卡片上。会议开始后,每人对自己的卡片进行说明。当别人受启示而产生新设想时,应立即填在备用卡片上。全部发言结束后,将所有卡片集中分类,放在桌子上,每类卡片加一个大标题。最后讨论一次,选出可实施方案。

(4)三菱式。

在宣布了会议的议题后,花费10分钟让到会人员分别在纸上填写设想。接着,每人轮流讲述自己的1~5个设想。别人在受到启发后也可以将新设想填在卡片上。然后,每个人将自己的提案汇总,写成正式提案。正式提案写成后,到会人员可以互相提问,进一步修改提案。最后,会议主持人将每个人的提案用图解方式写在黑板上,让大家充分讨论,以便确定最佳方案。

智力激励法的会议一般按如下步骤进行:

第一步,由会议主持人提出研究题目,明确目的要求。

第二步,参加会议的人围绕研究课题进行独立思考,将自己的设想记在笔记本上准备发言或写在卡片上。

第三步,依次发表自己的发明设想。与此同时,会议主持人和其余的人都将每个人的发明设想记录下来。

第四步,对每个人发表的发明设想大家分析、补充。与此同时,参加会议的人都根据别人的设想触发自己的灵感,记在笔记本上,准备提出更新的设想或补充。

第五步,就自己最感兴趣的设想,互相咨询,详细了解设想内容。

第六步,沉思5分钟后,再进一步依次提出新的设想和补充意见。

第七步,主持人将全部设想进行整理、归纳、拟出方案,再公布。

第八步,全体参加者对所提方案进行分析、比较,最后集中大家意见,确定最佳方案。

要使与会者全神贯注,集中注意力,充分发挥各人的智慧,必须要求他们遵守以下规则:

①参加人数以5~8人为好,最多不超过10人;

②开会时间以半小时到1小时为限度;

③主持人在召集开会前,必须向参加者明确研究的课题;参加人如有不清楚、不明白的地方,主持人应负责解释清楚,使参加者心中有数;

④参加人在明确研究目标的基础上,必须围绕议题进行广泛的联想,通过独立思考之后,尽可能多地发表自己的创造设想;

⑤在会上,任何人不许批评或指责别人提出的设想,更不要讥笑和嘲讽;

⑥鼓励任意思考,打消顾虑,大胆设想,想法越多、越新奇越好;

⑦在会上,对任何人提出的设想,都不作判断性结论,待会议结束。后,再进行整理和评论;

⑧在会上,不准私下交谈,干扰别问人的思路,发表意见的人,必须针对研究问题,集中注意力,把思路表达清楚,使参加者都明白;

⑨参加者应注意听取每个人的发言,利用别人的想法来激发自己的灵感,或结合几个人的想法,综合考虑,另提出自己创新的更好的设想;

⑩每个人提出的设想,不分好坏,一律记下来。

设问法

设问法是围绕现有的事物,以书面或口头形式提出各种问题,通过提问,发现现有事物存在的问题和令人感到不足的地方,从而找到要革新的方面,发明出新的事物来。设问法有很多,比较著名的有以下四种:

(1)5W2H法:

就是从7个方面去设问,这7个方面的英文第一个字母恰好是5个W和2个H。

①为什么需要革新(WHY)?

②什么是革新对象(WHAT)?

③从什么地方着手(WHERE)?

④什么人来承担革新任务(WHO)?⑤什么时候完成(WHEN)?

⑥怎样实施(HOW)?

⑦达到怎样的水平(HOWMUCH)?

(2)七步法:

第一步,确定革新的方针;

第二步,收集有关资料数据,作革新的准备;

第三步,将收集的资料数据进行分析;

第四步,将自由思考产生出来的各种各样的创造性设想一一记录下来,并构思出革新方案;

第五步,提出实现革新方案的各种创造性设想;

第六步,综合所有有用的资料和数据;

第七步,对实现革新方案的各种创造性设想进行评价,筛选出切实可行的设想。

(3)行停法:

行停法是通过“行——扩散思维(提出创造性设想)”与“停——集中思维(对创造性设想进行冷静的分析)”的反复交叉进行的设问方法。其具体步骤如下。

行——想出与所需要解决的问题相关连的地方。

停——对比进行详细的分析和比较。

行——对解决问题有哪些可能用得上的资料。

停——如何方便地得到这些资料。

行——提出解决问题的所有关键处。

停——决定最佳解决方法。

行——尽量找出试验的方法。

停——选择最佳试验方法。

……直至发明成功。

(4)八步法:

①认清环境;

②设定问题范围与定义;

③收集解决问题的创造性设想;④评价比较;

⑤选择最佳方案;

⑥初步设计;

⑦实地试验;

⑧追踪研究。

信息交合法

信息交合法就是一个由多维信息标组成全方位信息反应场,在这个反应场中,信息和信息交合产生新信息的发明方法。具体实施步骤如下:

(1)定中心。

将新研究的事物、物体或产品圈起来,确定它的位置。如:研究笔,则将笔圈起来,并把它作为一个多维坐标的中心。

(2)划标线。

根据中心信息的需要,通过坐标的中心,划几条坐标线,准备串起有关信息序列。如:构造、功能。材料等等。

(3)注标点。

就是在信息标上注明有关信息点,如笔杆、笔帽、装饰、赠品……

(4)相交合。

以一条线上的信息为母本信息,以另一条标线上的信息为父本信息,相交可产生子信息。即新信息、新产品、新品种。如塑料与装饰交合为塑料装饰笔,再与温度交合,则为表示温度的塑料笔。

利用信息交合地进行发散思维时,要注意如下三个基本要求:

①整体分解原则。即把系统整体按一定程序进行分解。首先根据目标的要求划分出不同的层次,按层次得到要素,一直分到需要的层次为止。

②信息交合原则。先要重视本体交合,即事物本身要素的交合;其次是打破原有功能的框框,引人不同类知识的信息标,进行大范围的“边缘交合”。

③结晶筛选原则。对组合中出现的千万个新品种,应根据评价的结果进行筛选。筛选时要注意新品种的实用性、经济性、易生产性和审美价值。

移植法

在发明创造中,将某个领域内原理、技术、方法、材料和结构引用到另一个领域内进行研究的方法,就是移植法。

移植法有两条途径,一条是将原理、方法应用于具体事物;另一条是为解决正在研究的问题,寻求可以移植的原理、方法。这两条途径的思考程度是不一样的。

(1)是将原理、方法应用于具体事物,思考方法如下:

①已知的原理或方法;

②列出这个已知原理或方法能产生的具体功能;

③列出现实生活中需要这些功能的事物;

④提出各种应用原理或方法的设想;

⑤检验这些设想。

(2)是为解决问题寻求原理、方法,思考步骤如下:①提出对未来发明品的要求;

②明确需要解决的关键问题;

③列出在现实生活中能解决这个问题的各种装置;

④提出各种移植设想;

⑤检验这些设想。

扩展用途法

扩展用途法就是把一个现有事物的用途扩展到多方面用途,使其发挥更大作用的发明技法。

扩展用途法在发明的实际运用中,没有一种固定的思考程序,其思维方式是扩散型的,应该把握的重点是针对某一事物为了扩展用途而进行发散思维,引发出大量的创造性构想、评价,找出可行性最大的构想,努力使之实现。

(1)事物用途的扩展,常有以下几种方式:

①直接将某种东西运用到另一类事物中去,作用不变;

②在某种东西为主体的情况下,增添附加装置,用途不变,达到功能增加的目的;

③把某种东西同其他东西进行巧妙地组合,功能互相渗透。

(2)运用扩展用途法去发明要注意以下几点:

①经常思考一种物品在不同的场合下会有什么新的用途,是产生新发明的简便方法。

②从一种物品所具有的用途,去扩展它的新用途,也可能会有新的发明产生。

③经常注意研究废弃物品的新用途,也是取得发明成功的有效方法。

④对原有物品的性能稍加改变,扩展这种物品的新用途,也可产生新的发明。

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