德州信报箱:发明篇

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/07/04 05:35:50
▲发明
什么是发明? 应用自然规律解决技术领域中特有问题而提出创新性方案、措施的过程和成果。发明的成果或是提供前所未有的人工自然物模型,或是提供加工制作的新工艺、新方法。机器设备、仪表装备和各种消费用品以及有关制造工艺、生产流程和检测控制方法的创新和改造,均属于发明。▲发明的产生  每一个时代的技术发明都与当时的社会生产力水平和科学技术状况密切相关,并且取决于发明者的素质、能力和思维方式。
满足并符合社会需要是作出技术发明的基本条件。社会需求的增长提出新的技术目标。原有的技术手段同新的技术目标的矛盾,推动和激励发明。在技术活动中,由于知识和经验的积累、综合,也会导致创新的技术构想和发明,新的技术成果又能引发出新的需求,并有助于新发明的推广应用。
发明是创造性的脑力劳动,新的技术方案往往要经过多次、几十次乃至几百次的试验,克服许多困难和挫折才得以形成。勇于献身、坚忍不拔、刻苦钻研和勤于实践,是发明者的基本素质。
新的技术构思和技术方案的提出,以深刻理解已有技术的机制和洞察其症结为前提,而深刻的理解和洞察力取决于充实的知识背景。随着技术发明难度的增大,对知识的需求程度也愈高,不仅要有一般专业知识、跨专业知识,还要有雄厚的基础科学理论知识和数学知识。
发明就是要标新立异乃至异想天开,把似乎不可能的事转化为现实,而不拘泥于陈规。创造性思维能力的发挥,在酝酿形成新设想的过程中有特殊重要的意义。想象、猜测 、直觉、灵感与创造密切相关。
一种技术目标可能以不同的技术手段达到。为实现某种功能要求的技术发明,往往也有几种方案,每种方案又可能包括若干可供选择的子方案。发明者既要有广阔的视野,又要善于根据功能价值关系、资源环境等综合因素,对多种技术方案作出比较、筛选和验证。形成和确定新的技术方案,要以科学的思维方法为指导。技术发明的经验总结,有助于科学技术方法论的完善和应用。▲发明的意义发明的意义:能动地认识自然和改造自然,不断地有所发现、有所发明,是人类的本质特征。人类利用天然条件创造了劳动手段和工艺,并在发明器物的过程中意识到外部世界的性质和自身的力量。
发明是技术和生产活动的起点,有了打制石器、人工取火的发明和应用,才开始了人类的物质生产和社会生活的历史。技术变革和技术进步,生产力和人们生活水平的提高,社会历史的发展,都离不开发明创造。古代社会的进步依赖于石器的磨制、冶铜炼铁、制陶晒砖和养蚕织丝等发明。18世纪的产业革命,发端于新的纺织机、蒸汽机的发明。电子计算机和一系列现代发明,从根本上改变了人们的劳动方式、生活状况和社会面貌。人类的文明史首先是一部发明创造史。
历史上的发明家对自己创造性活动的社会意义往往是不清楚的。他们在改进已有的器物或工艺时大都从切身的需要出发,没有也不可能充分认识到所作出的发明的重大价值和应用后果。而且,他们通常是以业余的方式从事发明创造的。在近代特别是现代,人们日益明确地认识到发明的重要性,用悬赏的办法征求发明,用专利制度鼓励和保护发明,发明成为专门的职业。发明家有了自己的开发研制机构和交流成就的组织,发明创造规律性的研究受到重视,发明创造教育和发明方法的培训得到普及。现代的技术发明在自觉性、质量和数量上都有了很大提高。
技术发明要利用自然知识和科学原理,并要依靠生产和工程上的技术革新才能发挥作用。与发明相比,科学研究对物质生产更有指导意义和现实意义。但科学必须经过发明才能成为技术,技术必须有发明才能成为新的生产力,技术思想、技术方案是由知识过渡到实践的中介,是科学转化为生产力和工程应用过程中的关键环节。▲发明的思路在发明一种东西之前,一定要有发明的思路和需求,有些发明人进行发明创造时,很担心自己的发明价值不大。这确实是个问题,即使有经验的发明家也有这样的问题,经常会发生这样的情况:那些被看好的产品上市后竟卖不出去,而那些不看好的产品却供不应求并有着良好的市场前景。电话、磁带录音机、汽车等产品刚发明时都被认为是没有市场的产品,电话发明还被当时欧洲最权威的电气工程师说成是“没用的发明,连小孩的玩具都不如”。出现这种情况很正常,好的发明和一些伟人一样,不是轻易能看出来的;相反,那些看上去很像才的人很可能不是人才。伟大的爱迪生曾被他的老师认为是脑子有毛病的人。自古就有真人不露相的说法,确实是人不可礼貌相,海水不可斗量。
    虽然很多发明的市场前景难以预料,但成功的发明有它的发展规律。我们认为,降低产品制造成本并使其实用是很重要的发明思路,产品的制造成本要低,使用性能要好。降低产品制造成本是非常重要的发明手段,我们可通过改进产品的结构来降低产品的制造成本,这是最有效的方法。我们身边有很多产品设计不合理,并且制造成本很高,材料也没用到点子上。如果我们针对这些产品进行改进就容易获得有价值的专利。
    爱迪生一旦发明成功,马上会想办法使其规模化、产业化,把成本降下来。他发明的产品大多价格低、耐用、操作方便。爱迪生的电灯发明是很典型的降低成本例子,第一批灯泡每只生产成本约1.25美元,爱迪生为了和煤气灯等照明用具竞争,第二年就把生产成本降到每只1.10美元,第三年降到50美分,第四年降到37美分。随着灯泡销量的增加,最后他使每只灯泡的制造成本降到了22美分。到了这一步,爱迪生就取得了巨大的成功,这时他就卖掉制造权,去进行其它的发明创造。▲发明的特点 发明不同于科学发现,发明主要是创造出过去没有的事物,发现主要是揭示未知事物的存在及其属性。
发明是新颖的技术成果,不是单纯仿制已有的器物或重复前人已提出的方案和措施。一项技术成果,如果在已有技术体系中能找到在原理、结构和功能上同一的东西,则不能叫做发明。
发明不仅要提供前所未有的东西,而且要提供比以往技术更为先进的东西,即在原理、结构特别是功能效益上优于现有技术。发明总是既有继承又有创造,在一般情况下大都有先进性。
发明必须是有应用价值的创新,它有明确的目的性,有新颖的和先进的实用性。发明方案既要反映外部事物的属性、结构和规律,又体现自身的需要。发明者创造出新产品、新工艺前,已在观念中按功能要求预构所设计的对象,并在发明过程中不断地按优化的功能目标来完善其方案。
发明又区别于实际生产和工程中的现实技术或现场技术。发明要有应用前景和可能应用的技术方案和措施,一项发明能否被应用于生产过程或工程活动,还取决于它是否能纳入已有的技术系统或引起已有技术系统的革新,以及资金、设备、人力、材料、管理和市场诸方面的条件。有了发明,未必就一定有相应的产品或工艺,未必就能解决生产和工程中的实际问题。只有把发明转化为产品研制、工艺试验,转化为技术革新、试生产、批量生产和推广应用,才能成为现实技术。▲发明的类型发明的类型按创新程度不同,发明可以分为两大类。
①开创性技术发明。这种发明,其新技术方案所依据的基本原理与已有技术有质的不同,又称基本技术发明。如蒸汽机技术的发明开创了热能向机械能的转化,在基本原理上区别于仅有机械能转化的简单机械。立足于电磁感应原理的电力技术的发明开创了电能与机械能的相互转化。从利用链式核反应原理到利用核聚变反应原理,可取得开创性的核技术发明。近代和现代的开创性技术发明大都以科学原理的突破为条件,自觉地应用新的科学原理来解决技术问题。科学上的许多重大突破,将会导致技术上的开创性发明。
②改进性技术发明。这种发明是在基本原理不变的情况下,对已有技术作程度不同的改变和补充,又称改良性技术发明。如电灯中用钨丝代替碳丝,用充氩代替真空,都是依据电热发光的同一原理。高压蒸汽机、汽轮机和多缸蒸汽机的发明,都是对蒸汽机技术的改进。改进性技术发明以开创性技术发明为基础,开创性技术发明靠改进性技术发明得到完善和发展。改进性技术发明可能以新的科学发现为前提,但在很多情况下是靠长期的经验积累和经验摸索。没有科学原理的根本性突破,也可能做出有重大价值的改进性技术发明。改进性技术发明与开创性技术发明的区分是相对的。
开创性技术发明往往导致技术系统的根本性变革,其意义重大。在技术发明中,数量最多的是改进型的。完善与基本技术有关的材料、结构、工艺和功能都会导致改进性技术发明。把一种基本技术移植、应用于多种对象,通常要求改变基本技术的某些环节,派生出另一些发明,这属于应用改进型技术发明。把多种已有技术结合起来组成一个前所未有的系统,实现某种新的功能,往往也需要对已有技术作改进而产生一些发明,这属于综合改进型技术发明。对产品的形状、构造乃至外观设计上的创新和改进,有时也具有发明的性质。
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▲发明课题选择的一般原则     青少年技术发明的课题种类虽然不多,范围也较狭窄,但他们发现的问题,提出的发明课题却是五彩缤纷的,在这众多的课题中选择哪一项呢?选好的课题,有助于发明的成功。
    在选择发明课题时,应注意以下几个原则。
    第一,选择身边常遇到的问题作为发明。从青少年日常生活、学习、工作、游戏、走路、旅行、劳动当中寻找选择课题,对目前人们使用的用具,文具等,想一想怎样能提高效率?质量怎样能更好?怎样减少故障?怎样可以更安全?怎样可以使价格更便宜?怎样用起来更方便?等等。选择身边常遇到的问题,就便于青少年的观察,分析课题既明确又具体,也便于构思、设计,也容易成功。
    第二,选择课题要从主客观实际条件出发。青少年技术发明最后的成果是要以实物形式出现,并能在实践中使用。这不仅需要青少年的构思、设计,还要经过青少年自己动手去制作、实验等过程。因此在选择课题时一定要考虑青少年是不是具备完成这项发明课题的条件。某些课题所需的知识和技术虽然能通过学习得来,但是这个目标不应距离青少年本身的科学文化知识基础太远,否则,他们在短时间内无法掌握所需知识和技术,这个课题就难以坚持下去。同时还要考虑到工具、仪器、设备、经费等条件。凡是超越了实际的可能,尽管这个发明课题很吸引人,也要实事求是地将其舍弃,免得白白浪费时间和精力。
    第三,选择课题要专一并且简单易行。青少年的发明是在课余时间进行的。精力和时间都很有限,这就决定了在一段时间里选择发明课题要专一,从一事一物去构思,从一点一滴做起。这样容易成功。
    提倡选择课题要专一易行,并不是说青少年的发明水平就一定很低。正因为它专一易行,青少年可以发挥想像力强,不受旧框框限制的长处,在构思上多下功夫,同样可以搞出高水平意义的大发明来。▲确立发明题目时应坚持的四个基本原则 一项新发明的能否取得成功,能否最终被人们认可并得到实施、创造出可观的价值,发明题目的确立在其中起到了至关重要的作用。
  在与一些发明人交流和检索专利文献时,通常发明一些发明人耗费数年心血和大笔资金所完成的设计巧妙、构思新颖,看似很邮件优秀的新发明却得不到应有的回报,不被社会认可和投资商的重视,即便自己筹集将产品开发出来,其产品也往往不能被市场接受,使自己或企业蒙受很大的损失,这其中固然有社会一时对那些具有超前性的原创性发明的重大意义理解接受不了而导致发明本身被忽视的成分存在,但我想更多的原因在于发明人在确立发明题目时过于盲目,发明选题的方向出现偏差,导致发明本身存在致命缺陷,而最终导致该发明不具备开发推广的价值。
  比如一些所谓的发明与人类的基本道德准则相抵触,违背了人类的道德准则,那么不管这项发明多么先进都不能被社会所认可,也不能被光明正大的实施而取得成功,如果发明人不顾道德规范的约束而强行时时其所谓发明,不仅不会被社会广泛接受,而且会受到社会的谴责甚至会被捕判刑。比如目前受到各国政府禁止和谴责的克隆人技术就属于违背人类最基本道德准则的所谓发明,再如象一些网络黑客在进行网络犯罪时所采用的新方法也因与人类的基本道德准则和法律相抵触而为正义社会所不容。还有部分所谓的新发明因违背自然和社会的客观规律而不再具有价值,比如永动机的设计方案就属于这种范畴。
  有一类发明虽然不予人类最基本的道德准则和客观规律相抵触,但与社会发展的需求不吻合,所发明出来的东西也同样不具有价值,无法最终取得成功,比如我曾接触我一发明人花费十年的心血发明出一种治疗天花的新方法,可当他完成这项发明的时候,国际卫生组织已经证实,导致这种疾病发病的病毒已经从地球上消失,不再会有患词类病的病人。再如一些发明人所发明的对已经淘汰的机器设备的改进方案(如老式蒸汽机的改进方案等),都因与社会发展的需求不吻合而无法取得成功。
  还有一类发明不存在以上两方面的问题,但因受种种条件的制约而不具备商业开发价值或发展空间十分狭小而同样无法取得成功,比如有人曾试图发明一种在火星进行种植的方案,但因受实现条件的制约难以实现而不具有商业开发价值,这样的发明至少在较少的一个时期内无法取得成功。
  因而,笔者认为,一项发明要想取得最终的成功,在确定发明题目时,就应慎重考虑,不能出现偏差,至少要符合以下四项基本原则:
  a.符合人类最基本的道德准则和客观规律。b.社会发展迫切需要或将要需要。c.有巨大的商业开发价值。d.技术或产品有广阔的应用和发展空间。▲如何才能找到比较合适的发明主题?首先在生活中要做个有心人。在日常生活中,我们常常遇到一些操作不便、令人厌烦,甚至常会带来许多麻烦的用具。比如,气动热水瓶,它的诞生是为了解决儿童使用普通热水瓶不安全的问题而研制生产的。儿童用普通热水瓶容易将热水瓶打翻,因为控制不好出水量,很容易被热水烫了手脚。显然气动热水瓶解决了这个问题,儿童不需使热水瓶倾斜,就可以使热水流出,另外出水量也比较容易控制。但是气动热水瓶又出现了新的麻烦。一是要用力才能将水压出,对孩子来说一只手的力气不够,就得双手同时用力压。这样盛水杯只好放在桌子上了,由于壶嘴离杯口距离太长,水流出来后往往向四周发散,溅到杯子外面,甚至溅到孩子身上。二是用气压瓶压出的水很浊,水碱太多,不能马上喝,要等一段时间,这也使人感到很不方便。能发现生活的不便不是很困难的事,重要的是动动脑子,随时做些记录。许多人对不好使的用具,有这样或那样问题的物品,随手丢掉,不想办法改进它的设计、提高它的性能,当然就不会有新的发明。
发明不在大小,只要是通过自己的思考,提出解决问题的方法或设计是合理的,并取得了好的效果,那么这就是发明了。
发明的题目不是凭空想出来的,它来源于生活。你在家里、学校、或是做任何事情的时候,要善于观察和发现,慢慢养成习惯,做到眼勤、手勤、嘴勤。用不了太长的时间,你就会积累相当数量的有实用价值的问题。你的问题、感受,或是改进的方案、想法等要随时记在纸上。因为,许多问题不可能马上找到解决的方法,有些问题甚至不能马上找到原因,需要经过一段时间思考,请教老师或是专业人员帮助。记好笔记是很重要的,它既可以帮助自己回忆和思考,也可以给别人思考的线索和信息。
其次,要将你所列的问题进行分析思考并及时记录下来。因为,在你确定发明题目时,不能完全凭自己的感觉、自己的兴趣,而要依据你已有的科学知识和你的直觉判断,特别对缺乏实际动手经验的同学来说尤其重要。用知识分析问题时,要力求把解决问题的思路理清楚:根据你学过的什么道理,根据现有的什么条件,经过你的设计、改进的方案去实施,应该有什么现象出现,获得怎样的结果。
经过多次、反复地思考,会锻炼你的逻辑判断能力,这也是一种科学的思维方法。侧重因果关系的推理判断,应注意重点放在原理和主要部件的构造上,在细节上不必太花精力。通过上述的分析思考,就可以比较客观、合理地找出几个确有可能解决的问题。
最后,在分析思考的基础上,用手头可以找到的材料,粗粗地实验一下,估计一下实际操作中可能遇到的麻烦和问题,以及处理的方法和对策。在有了一定的实际操作经验和思考判断之后,确定进行的题目,将成功的可能性最大限度地保留,其余的先放一放。
如果同时有几个问题都可能解决,那么究竟先选择哪个好呢?
供你取舍的原则是:
1.实际而且最需要,最有用。
2.材料容易找到,做起来比较容易。
3.整个操作过程安全。
4.尚未被别人解决或至今为止还没有解决好。
发明的第二步是进行实际制作。题目确定之后。就要着手确定具体制作方案,包括各零件的材料、形状、尺寸、加工方法以及各零件组合成一体时,相互间的衔接方式。
对完成的设计方案,一定要仔细地核查,对每一个数据要反复验算,确实保证设计中没有遗漏、矛盾、不详之处。这一过程也许很繁琐,但是千万不可忽视。以往有这样的教训,设计思想是可行的,实施过程中没有详尽地设计好,光凭着想当然去做,结果零件做出来之后,不合适,反复地改,或是零件之间配合不行。总之,每个环节粗心疏漏,都可能影响发明的效果。所以,为了保证不返工,节省时间和精力,最好先把零件的草图画出来,所有尺寸都标好,零件的装配图也不可缺少。这些工作都完整无误地完成之后,就可以开始进行单一零件的制作和加工了。
最后,还要对整体结构进行调试和美化。制作过程中,要本着安全、牢固的原则,同时也要考虑到美观大方。▲如何抓住发明特性
如何抓住发明特性,是搞发明的人共同遇到的问题。
          一、热情是发明的动力,只有热衷于工作,热衷于,热衷于事业才能有所发明,它促使人们动脑筋想问题。如果毫无思想压力,无所事事的人根本谈不上什么发明。对自己的事业、工作、理想应有远大的志向。
          那么用什么标准才能从众多的事物中找到自己需要的项目,这要根据自己的知识面,因人而异,大体有以下几项:便宜、省工、实用、美观、时兴。用这些标准来衡量时,要注意不要只站在自己的立场上考虑问题,而主要是为他人着想。
          二、寻找降低成本的办法
         要想使自己的发明获得最大成功,就要降低成本、减少工序、节能降耗等多种措施。
          三、要满足他人的要求,才能受到众人的欢迎,只有满足以上条件,才能被人接受。
任何事物,都有困难成为技术革新的对象,即使最简单的生活用品也不例外,每样东西都有可能有缺陷,长处背后或许还有弱点,缺陷的改进、弱点的克服这就是发明的产生。▲发明创新的四个阶段
第一阶段:模仿阶段(英文immatation)
  这个阶段是最初始的创新,站在巨人的肩上才能看得更远,方法是以模仿别人的设计和产品为主。优点是:投入少、见效快、成功率高。缺点是:容易成为被告。成果的专利申请应以外观设计为主。
  第二阶段:改良阶段(英文innovation)
  这个阶段是在别人的基础上,加以改进、改良或合成、拆分、组合来产生新的构思、设计。优点是:投入较少、见效比较快、成功率比较高。缺点是:新构思、设计的创造性因素不是很高。成果的专利申请以使用新型为主。
  第三阶段:创新阶段(英文creation)
  这个阶段是在仔细研究别人现有产品及现有专利资料的基础上,提出独特的解决方案来产生新的构思、设计。优点是:投入适中、见效还比较快、成功率也比较高。缺点是:需要有综合知识结构的团队来产生新构思、设计,创造性属中等。成果的专利申请以使用新型为主,对比较有突破的新构思、设计可以同时申请发明专利。
  第四阶段:发明阶段(英文invention)
  这个阶段是在仔细研究别人现有产品及现有发明专利资料的基础上,点子创意网http://www.795.com.cn/提出显着的、突出的解决方案来产生新的构思、设计。优点是:成果的创造性最大,经济效果最高;缺点是:需要有综合知识结构的优秀团队来产生新构思、设计,投入人、财、物都较大。成果的专利申请以发明专利为主,设计可以同时申请使用新型专利。-
▲用检核表法引出发明课题   请你对具体的物品,比如手电筒,用检核表法进行检查思考,看看能不能引出有意义的发明课题。
    继续阅读其他由检核而引起的发明,从而对检核表法进一步有所了解。检核表法可以检核各方面的内容,也可以是对任何物品进行思考分析引出发明,所以是一种综合的创造发明技法。学生可以练习如手电筒,通过检核表法能否检核出新的发明思路。
针对现有的各项产品或发明,例如手电筒
1、还有无其他的用途,包括稍做改革可以扩大的用途?
   做其他用途:信号灯、装饰灯;
2、能不能引入其他的创造性设想,或借用、代替?
   增加功能:加大反光罩,增加灯泡亮度;
3、能不能改变形状、制作方法、颜色、音响和道等?
   改一改:改灯罩、改小电珠和用彩色电珠等;
4、能不能扩大使用范围,延长使用寿命?
   延长使用寿命:使用节电、降压开关;
5、能不能缩小体积、减轻重量或分割化小等?
   缩小体积:1号电池→2号电池→5号电池→7号电池→8号电池→钮扣电池;
6、能不能找到代用品?
   代用:用发光两极管代小电珠;
7、能不能更换一下型号、顺序?
   换型号:两节电池直排、横排、改变式样;
8、能不能颠倒过来用?
   反过来想:不用干电池的手电筒,用磁电机发电;
9、能不能和其他产品(发明)组合在一起?
   与其他组合:带手电收音机、带手电的钟等。
    设计制作特殊用途手电筒(如可任意调节灯头角度的手电筒),准备材料或配套材料,如教材上的附图制作一个灯头可任意弯折的手电筒。
    延伸活动:看懂一个学生设计的“浴缸温度计”,了解他的选题、解决方法和填申报表的方法;用检核表法对某一物品进行检核思考,选择一个发明设计的项目,提出一个发明设想,填写一张申报表。有条件就参加当地的创造发明设计竞赛。计竞赛只需提设想,不必做作品。要正确填写表格,学习如何准确地表达自己的设想,要让别人看得懂,理解、认识你的设想的重要意义。
    请你用检核表法对你周围的某一物品进行检核思考,选择一个发明设计的题目,提出一个发明设想,并试着如上表一样填写申报表。如有可能,请参加你们地区的青少年创造发明设计比赛活动。
    举一反三活动:用检核表法引
出的发明课题,争取画出设计图后,准备好制作材料,做成一件小发明作品,再填写好空白表格,如有参赛条件争取参加当地举办的创造发明竞赛。▲怎样区别发明和发现发明和发现是含义不同的两个概念,尽管它们相互间有联系。但毕竟不是一件事。
什么是发现?发现是人类认识世界的过程,是通过人的视觉、味觉、触觉等感觉器官直接感知到或借助于仪器感知到世人尚未感知到的自然现象,并从中找出自然规律。例如,1666年,英国科学家牛顿借助三棱镜在他的住所进行了著名的色散实验,发现白光是由赤、橙、黄、绿、青、紫等不同颜色的光组成的。这就是发现。而发明则不同。认识世界并不是我们的最终目的,最终目的是要改造世界。发明则是人类改造世界的一种重要手段。发明不像发现那样主要是依靠感官去认识世界,而主要是依靠感官去认识世界,而主要是依靠人的大脑,借助一定的科学思想和技术手段,去构思并依靠双手造就出我们这个世界上还没有的崭新的物品和未曾有过的新方法。发明是一种技术性强的脑力劳动,因此人们时常在“发明”之前冠以“技术”,说明“技术发明”。
有一个很生动的例子,请你判断一下,是发明还是发现?据报导,美国太空总署进行一次难题招标,内容是设计一种超级太空笔。要求这种笔能在真空状态下使用,而长时间不用上墨汁,必要时还能倒着书写。于是,热情的美国人上上下下都在讨论着这支太空笔。许多专家和设计者更是各显神通,拿出了不少的图纸与实施方案,但那复杂的结构使得招标委员会望笔兴叹。一天,太空总署又收到一个包裹,当工作人员打开一看,怔着了,好大一会,才哑口然大笑,拍手称好。这包裹是一位小学生寄来的,里面装有一打铅笔和一张纸条,纸条上写着:试试看铅笔如何?显然,这位聪明的小学生只是发现,而不是发明。▲▲▲发明活动辅导的含义     辅导是帮助和指导的意思。在技术发明活动中“辅导”有着启发、示范、帮助、评估分析和引导提出新目标的含义。
    启发。通过讲述发明活动的意义,激发青少年发明创造的兴趣,使他们乐意参加发明活动,自觉接受创造思维和发明技法的启蒙教育,增强创造精神和意识。
    示范。在活动中运用成果作为可供青少年学习的典范,使他们从中得到教益。
    帮助。当青少年在活动中遇到困难,要给他们出主意、指方向,并给予精神上和物质上的支援。一方面是精神上的鼓励,使他们增强战胜困难的勇气;另一方面要在技术、材料等条件上给予具体支持。但这些帮助不应包办代替。
    评估分析。协助青少年对课题进行选择,对成果水平、质量进行评价,使之更符合“四性”标准。
    引导提出新目标。在青少年完成一个课题后,要引导他们在此基础上向更高、更新的目标探索,不断增强他们的创造精神和创造能力。
    当然,发明的辅导与其他科技活动的辅导,有很多近似之处,但是最需要强调的是辅导工作要围绕着精神和创造能力的培养来进行。
▲发明活动的辅导原则     科技辅导员、教师、学生家长在辅导青少年的科学探索和技术发明活动时,要遵守以下原则。
    1、 以学生为主体的原则
    技术发明活动同其他科技活动一样,要以学生为主体:就是活动由青少年自办,内容形式由青少年自选,组织工作由青少年自理。
    青少年的发明活动更加强调以学生为主体,这是由这类活动的特点决定的。既然是青少年的技术发明活动,就应当发挥青少年的主动性,而不应由成年人包办代替,青少年是活动的主人,科技辅导员要正确地辅导、指导,注意他们不同的年龄特征,爱好特长,启发他们的发明兴趣和主动精神。
    2、 注意培养创造精神与创造能力的原则
    青少年开展技术发明活动不同于成年人之处在于,成年人比较注重技术发明在生产建设中的效益和经济价值,而青少年的发明活动要注重对青少年创造精神和创造能力的培养。青少年参加的发明比赛,只是为促进这类活动的一种方式,不是活动的目的。不应当只注意有多少项目得奖,更不应使青少年追求个人名利,弄虚作假,从而偏离了这项活动的正确方向。
    3、 理论同实践相结合的原则
    在辅导青少年技术发明活动中要把对他们进行理论教育同带领他们参加发明实践结合起来。
    发明要有创新,如果没有一定的科学理论去指导,就很难成功。前人在研究这类活动中总结了许多宝贵的经验和理论,如唯物辩证法、创造思维、逻辑思维等等,这些理论对青少年有着重要的指导作用。要把这些理论传授给青少年,还要引导他们学习有关的科学知识。
    发明是实践性很强的活动,脱离发明的实践去讲理论,难以达到活动的目的,也难以获得成功,更不容易引起青少年的兴趣。只有把两者有机地结合起来,根据实践的需要学习有关理论,用有关的理论指导和帮助青少年解决实践中遇到的问题,从而也使青少年认识到理论与实践相结合的重要性。▲发明活动的辅导方法:传授发明技法    前面已介绍了10种常用的发明技法。在向青少年传授这些技法时要使他们容易接受和理解,使他们运用起来灵活方便,得心应手。
    下面对10种发明技法在向青少年传授和辅导时应该注意的使用方法,适用范围,注意事项,心理因素等加以介绍。
    (1) 缺点列举法。辅导青少年使用缺点列举法时可以从以下三方面入手。
    第一,可以利用课外时间或假日到商场、商店去,选择一两个柜台的商品做一次调查。这样不仅可以了解到新商品的信息,还可以在调查分析的基础上,发现某些商品存在的缺点和不足,从而确定自己发明的课题。
    第二,要随时留意自己日常使用的物品存在哪些不足的地方,随时留意周围的人们对使用某种物品的反应。
    第三,定期或不定期的召开“信息火花会”,把所见所闻和所用的物品进行议论,交换自己对所发现问题的看法,以便抓住发明的课题。
    使用好缺点列举法,关键在于不断克服安于现状、得过且过,凑凑合合的惰性心理。
    (2)探索需要法。怎样探索人们的需要,选择发明目标呢?除了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的情况以外,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。人们在努力追求无限美好的未来的征途中,会产生无数希望和要求,希望能导致发明。这些希望和要求就成为发明创造的基础。
    (3)联想发明法。要想学会运用相似联想、接近联想和对比联想。首先,要善于掌握事物之间的联系,引起联想,启迪自己的发明思路。世界上的许多事物都是互相联系的,它们一般都有共同之处,只要我们掌握了它们的关系,由此及彼地产生相似的联想,就能找出解决问题的办法。其次,要善于从相近事物之间,透过现象分析找到其中隐蔽的接近之点,进行接近联想。此外,有些看来毫不相干甚至完全相反的事物,也可能产生对比联想,在进行发明的时候,有时也可以用到。
    联想可以使青少年接收到更多信息的启示,激发灵感、加速发明的进程。要想做到善于联想,就要有广博的学识,丰富的阅历,并要勇于突破传统思想和习惯势力的束缚。
    (4)检核表法。检核表法适用范围较广,这里着重介绍改变、放大、缩小的使用方法。 改变,可以把所使用的、所见到的现有产品的形状、花色、声响、气味、滋味、触感、结构、部件、温湿度等现状,来一番变化改革。甚至故意违背习惯,努力从各角度去想一想变化改革的后果,想一想是不是经过变化改革之后,会使一些现存的东西增加了功能,使用更方便,降低了成本,更符合人们的需要,成为一件新的东西,这就导至了发明。
    放大,可从以下几个方面去打开思路:扩大面积;延伸长度;加大宽度;延长时间;加高高度;加大厚度;合并同类,增加功能;增加配料。
    缩小,随着科学技术的日益发展,某些东西变得越来越小巧、轻便。可考虑:缩小积体;减轻重量;省略与减少;删减分解;缩短长度;折叠卷绕。
    (5)信息交合法。
    第一步,定中心。将新研究的事物,物体或产品圈起,确定它的时间点、空间点、也就是确定它的位置。如,研究笔,则将笔圈起来,确定它的某时间、某地点的0坐标,如图。
    第二步,划标线。从0坐标开始,根据中心信息的需要,划几条坐标线,准备串联有关信息序列。如:构造、功能、材料,等等。
    第三步,注标点。就是信息标上注明有关信息点,如笔杆、笔帽、装饰、赠品等等。
    第四步,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。如铁质笔与电子交合为铁质电子笔;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。
    (6)智力激励法。智力激励法会议一般只有五六个人参加,多到十几人,以便大家都有充分发言的时间,会议时间掌握在20分钟至1小时之间,会议的目标要比较明确,所讨论的问题不宜复杂,与会者只需打开思路去寻找解决方法,而不必花很多时间去分析问题本身,要将大问题分割成若干小问题之后才适宜于采用这种技法。
    (7)无穷组合法。运用无穷组合法可从以下几个方面想一想,打开发明的思路。用具组合。把做同一类事情或从事相近工作的、用处不同的几种用具或工具组合起来,产生一种新型的作用方便的用具或工具。
    功能组合。把两种或两种以上不同功能的物品组合起来,或者修改后组合起来,产生出具有新功能的新物品来。
    材料组合,把不同性质的原料、材料组合起来产生新的物品。
    大小组合。在原有的比较大的物品上再增添上一个或几个比较小的物品,从而使原有的大物品成为具有新功能和新用途的新物品。
        节约组合。一些有部分零件相同的物品,如果把它们分开制造,难免要多用一些零件,使物品的成本增加,从节约的原则出发,把几种物品组合起来,使它们相同部分共用一套零件,这样就降低了成本,而功能又没有减少。
    巧妙地利用无穷组合的技法去发明,将有助于打开发明思路。然而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,那是不科学的,在运用组合技法搞发明的时候,应当注意组合的目的性。通过组合要提高效率;充分利用空间;通过组合要使事物互相补充,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,要达到扩大用途,增加功能,增加效益和节约的目的。
    (8)类比借鉴法。在运用类比借鉴的方法搞发明时,可以从以下几个方面试一试。
    仿生类比借鉴。在进行发明创造时,人们常常模仿各种生物来设计自己的发明。
    直接类比借鉴。就是发明者从自然界里或是从已经有的发明成果当中,找出那些同自己的发明项目相类似的事物,拿过来直接加以借鉴。直接类比借鉴方法,比凭空想像去构思设计,就容易得多了。
    因果类比借鉴。两个或者更多的事物之间,可能在性质、功能、结构等方面存在着类似的前因后果关系。可以根据一个事物的因果关系,推论出另一个事物的因果关系,并且由这里产生出新的发明构想。
    象征类比借鉴。可以在发明项目上加一定的象征性,也就是使设计的一些东西能够表示出某种思想、感情,使这项发明具有一些独特的风格。
    类比借鉴法在使用的时候还要注意:第一,要善于发现相似的现象,寻找相似的原因,借助相似原因进行发明创造,因为相似的现象往往有相似的原因。第二,要善于类比借鉴相似事物的相似结构和原理;第三,要善于类比借鉴相似事物的功能和作用。运用相似事物的原有功能和作用,也可以产生具有新用途和新功能的发明来。
    (9)倒转逆向法。采用倒转逆向法时,可以有下面三种考虑:第一,反转型。指从已有事物的相反方向,通过逆向思维,遇到困难,使发明停滞不前时,可以把思考的重点从一个方面转向另一个方面,往往会找到一条新思路;第三,缺点逆用。利用事物的缺点,化弊为利的创造思路。
    (10)扩展用途法。运用扩展用途法去发明可以参考以下几点:第一,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;第二,从一种物品所具有的用途,去扩展它的用途,也可能会有新的发明产生;第三,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;第四,对原有物品的性能稍加改变,扩展这种物品的新用途,也可以产生新的发明。
    在传授、辅导发明技法时,要多例举青少年成功的发明项目所用的思维方法,参考一些有关的书刊,如《你想做个小发明家吗》(科学普及出版社出版)等,运用青少喜闻乐见的语言和方式以提高辅导的效果。▲发明活动的辅导方法:保护未成年人的知识产权发明活动的辅导方法:保护未成年人的知识产权
    随着青少年的发明活动的蓬勃开展,发明项目大批涌现,许多比较好的发明参加了各种比赛,受到表彰。但也有些青少年发现自己的发明在参加了比赛,展览几个月以后,有些发明项目就由工厂生产出了产品,在商店里出售了。这当然是一件好事,因为它有用了。但是有些厂家把青少年的发明说成是他自己的发明。这是一种不道德的行为,甚至是违法的行为,是无偿占有青少年发明成果和知识产权的行为。
    《中华人民共和国法通则》规定的知识产权(如专利权、发现权等)也使未成年人的智力成果和荣誉权不受侵犯。从1985年4月1日开始实施《专利法》,1985年1月,国务院公布了《关于技术转让的暂行规定》。在这以后,有关这方面的法规越来越趋向完善。《专利法》没有年龄、性别、健康状况等条件的限制,青少年的发明权益当然也要受到法律的保护。所以,不但要辅导青少年会搞发明,还要辅导他们学习有关法规,懂得用法律保护自己,懂得怎样去申请专利和进行技术转让。
    《专利法》和《关于技术转让的暂行规定》公布实施,为保护青少年发明的权益提供了法律依据。获得国家专利证书是一个比较高的荣誉,具有法律效力。一项发明只要申请了专利,进行技术转让,就可以依靠法律、经济、行政等手段,进行保护和管理,再也不会被人随意攫取了。但是,任何一项优秀发明,如果不申请专利,即使被别人抄袭,发明者也无话可说;如果别人仿照这项发明,申请了专利,那么这项发明成果就可以成为别人的了。
    要实事求是地确定发明人和专利申请人。发明人有权申请专利,在被授予专利权后,对被授的专利项目有署名等权利。在技术转让以后又是直接的受益者。专利申请人可以是发明人,也可以是发明人以外的其他人或单位,但是必须征得发明人的同意甚至签定必要的协议书。在专利被授权后,专利申请人就是专利权人,享有专利权。因此必须实事求是地确定发明人和专利申请人,以免引起纠纷,有些发明是学生以自己的构思、自己的设计为主,在科技辅导员的辅导下完成的,这样就应该恰当地评价科技辅导员的辛勤劳动。科技辅导员在申请专利和转让技术的时候,可以同青少年一起做为发明人或是专利申请人。与此同时还要教育青少年正确对待荣誉,合理处理技术转让费的收入。
    科技辅导员更要尊重青少年的知识产权,保护未成年人的合法利益:一项青少年发明的成功,主要发明人当然首先是搞这项发明的学生,而不应当是科技辅导员,否则就不能称为青少年的技术发明活动。当然,在发明过程中如果科技辅导员对青少年的辅导、帮助起了关键性的作用,也应给以恰当的评价。可以在征得学生发明人和他法定监护人的同意后(也可以签定必要的协议书),一起作为发明人或专利申请人。如果科技辅导员在整个发明过程中没有起过关键性作用,就不应当署名。并且按照这个原则去处理专利申请技术转让的费用问题。▲发明活动的辅导方法:培养良好的习惯    要培养青少年敏锐地观察周围事物,善于思考,勤于思考,好奇心强,并随时作记录和掌握信息、积累资料的好习惯。
    (1)敏锐地观察周围事物。新的发明、新的设计、新的构思,大多数是由于受到某种启示形成的,任何人受到的任何一种启示,又都是受到他周围的事物、环境等的影响,触发了灵感而产生的,而这灵感的触发,又往往离不开对周围事物、环境等敏锐观察。因此,观察就成为人们产生发明创造构思的重要源泉。
    观察要做到“四要”。
    第一,观察要有目的。要明确观察什么。观察主要是弄清所观察事物的特性、特点和原理。这样才能发现事物最本质的特征,也才有可能进一步发现问题,提出问题,进而提出“怎么办”,产生出发明创造的欲望。
    第二,观察要仔细。要善于发现某种事物现象的某些微小变化,不放弃任何一点值得探求的线索,这样才会发现原来以为已经很熟悉的事物的一些新特征,才能提出问题,产生发明创造的热情。
    第三,观察要深入。观察时不仅要用“放大镜”看问题,还要用“显微镜”看问题,要从外部深入到内部去观察,这样才能发现常见事物的内部特征、事物的本质,才能启发灵感,产生发明创造的新课题。
    第四,观察时要有比较。通过深入的观察比较两种事物之间的特征和它们之间的联系,发现其中的不同点和相同点,并且通过比较、挑选,淘汰那些不切实际的、暂时达不到目的的、不具备发明基本特征的构思。
    (2)勤于思考善于思考。一个发明的构思,往往是受到某种事物的某点启示才形成的,而能不能受到某种事物的启示,又决定于能不能在观察的基础上,经过正确的思考,形成发明创造的构思。换句话说,对同一事物,许多人对它进行了观察,但是,有些人能够产生发明创造的构思,有些人却不能形成发明创造的构思,回答不了“做什么”和“怎么做”。他们的区别就在于是不是善于思考和勤于思考。
    善于思考就是用良好的思考方法去思考。良好的思考方法有以下几种。
    不抱成见的思考方法,在人们的头脑里,常常有许多无形的框框。这些框框是由于多年来的习惯形成的,它影响着人们的思考。所以,在观察事物的时候,应当丢掉框框,丢掉先入为主的成见,从新的角度去思考,特别是要能够提出问题。因为当对一些习以为常的现象提出问题,用一些传统的道理又不能自圆其说的时候,就促使人们用新的事实、新的道理、新的办法去回答这些问题,这就是发明创造的开始。自古以来,科学上的突破,技术上的革新,无一不是提出问题开始的。提出问题以后,突破原有观念的框框,产生一些萌芽的、幻想的、甚至是一些模棱两可的念头,也可能会给人们以启示。要知道:打开一切科学的钥匙毫无疑义的都是问号。
    博采广选的思考方法。在思考的时候,有一个不太好的习惯,就是往往只在是与非二者之间找答案。在发明创造这个领域里,并不是只有是与非两种情况,常常还有第三、第四、第五种答案,而且这种答案有可能是正确的。要改变单一的思考方法,改变“答案唯一”的习惯。就要从多方面、多种角度,多种层次考虑多种解决问题的办法,广泛地进行探讨,选择最好的方法。
    全面细致的思考方法。就是在思考的时候,要把有关的各个方面,不论大小,不论巨细,认真地想一想。还要注意了解一些不同的意见、想法,要把有关的前因后果,特别是要预想到可能出现的后果,从这个后果的形成过程,反推到前因,仔细地思考“前因”的方方面面,形成新的构思。
    重点突出思考的方法。人们常说,牵牛要牵牛鼻子,解决矛盾要抓住主要矛盾。在思考时要全面细致,要博采广选,更重要的是要找出重点,要突出重点,集中自己的注意力,深入思考,首先解决主要问题。不要被那些一般的感觉和非主要的问题分散了注意力。
    要勤于思考,首先要克服一个“懒”字,只有克服“懒”字,才能勤于思想,才能发现问题,提出问题,才能产生创造的热情和灵感。
    要引导青少年每天都挤出一定时间去进行思考和研究问题。并且要鼓励他们毫无顾虑地独立思考,有了数量才会有质量。开始想出的办法不一定很高明,这是正常现象,千万不能由此而失去信心。想多了,有了一定的数量,就会从丰富的数量当中产生出好的方案来。
    (3)增强好奇心,随时做记录。发明家们常常把好奇心当作探索发明的向导。因为观察与思考都要有兴趣,有人说,创造成果=创造精神+创造力。兴趣不仅是培养人们创造精神的起点,也是创造力发展必不可少的前提条件。有了兴趣,而且到达了入迷的程度,就能促使人们认真观察、积极思考,而兴趣的基础之一就是好奇心。好奇心可以促使青少年经常保持旺盛的精力,强烈的求知欲望和创造欲望。好奇心也可以引发人们对周围事物的兴趣,找到探索和发明的起点,进而产生兴趣、志向和理想,并且百折不挠,主动进取。好奇心越强,越能引发人们去质疑,去追求,去观察,去探索,兴趣也会越来越浓厚,成功的可能性也越大。
    怎样培养好奇心呢?
    第一,遇到新的事物,要有兴趣,亲眼看一看,张嘴问一问,动手摸一摸,亲身试一试。
    第二,对报纸、杂志、广播、电视上介绍的新科学、新知识、新发明、新商品信息、要主动搜集。
    第三,积极参加学校组织的各种科技活动,如“科学月”活动,“小星火计划”活动,“小革新星期日”和科技发明比赛等活动。
    第四,积极参观一些展览,如技术革新展览会、发明展览会、专利成果展览会、科学讨论会等,不要错过开阔眼界的好机会。
    如果说,增强好奇心可以促进思考,燃起青少年发明的火花,那么,随时随地做记录,却是发明成功的起点。随时做记录,就是要把发现的问题同平时涌现出来的各种构思,随时记录在笔记本上,把迸发出来的火花保留下来成为日后探索和发明的“线索”。随时随地做记录,是世界上所有科学家、发明家的习惯。偶然萌发的启示、灵感,如果不及时记录下来,时间一长就可能被遗忘,新的灵感和构思就会被阻塞。这样的损失是很难弥补的。只有把浮现出的启示、灵感、构思一一记录下来,随时再翻出来看一看,想一想,很可能会引发新的灵感和构思。所以,应当引导青少年随身携带笔记本,记录可以启示灵感和构思,养成随时随地做记录的好习惯。
    (4)掌握信息积累资料。信息是具有新内容,新知识的消息,它包括资料、情报、书刊、文件等等。信息是人们认识某个事物,解决某个问题时必不可少的东西。人类是通过信息来认识世界的,信息给人们提供知识和智慧,它也给人们提供材料的物质,提供动力的能量,统称为人类社会的三大支柱。随着社会的发展,时间的推移,它所占的地位越来越重要。搞发明就更离不开信息了。
    青少年在进行发明的时候,主要应该掌握以下几种信息。
    第一种信息是新知识、新技术。这里所说的新信息,指的是青少年还不了解的,不知道的知识。对于中小学的同学来说,信息应该还包括课内的知识和课外知识。哪怕是那些暂时还不能直接应用的,也要注意掌握和积累,以后有可能从中得到启示。
    第二种信息是人们的需要。包括青少年自己的需要。掌握人们生活、学习、劳动需要的信息,能够激发探索和发明的欲望,选择好目标。
    第三种信息是掌握已有的事物。在发明以前,要认真仔细地研究相类似的事物,搜集有关信息,越多越好。从中吸取它们的长处,发现它们的短处,完善自己的构想、设计、实验。
    掌握信息和积累资料的方法是很多的,除了引导学生学好课内的知识以外,还有:认真阅读课外书籍,阅读报刊和新技术、新产品的资料等;经常收听广播,收看电视;有计划地利用节假日进行科学考察;参观科技展览会、动植物园;游览市场;积极参加各种类型的科技讲座和科普报告会:经常和老师、同学、家长在一起交谈,集体研究,讨论等等。
    在运用这些方法掌握信息和搜集资料的时候,还要注意两个方面的问题。
    第一是要有目的性。有针对地去掌握和搜集信息,从而丰富知识,活跃思想,启迪智慧;锻炼创造意识,触发发明激情,提供创造构思。
    第二是要讲究方式。把得到的信息都整理成资料、卡片,这是一种基本功。▲发明活动的辅导方法:非智力因素的培养    技术发明活动中,对青少年来说在成功和失败的问题上,不仅是创造力的角逐,也是对他们进行非智力因素的考察。发明的最危险的敌人是胆怯、倦怠、缺乏自信心,兴趣狭窄和性格上的片面性与狭隘性。这一切不仅会磨灭想像力和独创精神,同时也会给创造性活动造成种种妨碍。因此要特别注意对青少年进行意志、理想、信念、情感、科学品质等等非常智力因素的培养,使他们在活动中始终坚持强烈的探索和发明的欲望,旺盛的斗志,克服困难的勇气和积极进取的精神,具有真正的科学家的风度。