搜索
青少年科技创新选题技巧青少年科技创新知识产权辅导员培训讲座长沙2009年11月第二讲科技创新的六个基本法则一、综合法则技术创新的综合法则，就是按照一定的技术原理将两个或多个技术因素通过巧妙的综合获得具有新功能的新产品、新材料、新工艺等新技术的方法或规则。这里所说的技术因素有着广泛的含义：包括各种技术原理、独立的发明、专利、材料、工艺、零部件乃至整机产品等可构成创新的单元成分。综合就是创造，生物杂交有“杂交优势”，技术综合就有技术优势，产生创新成果。家用电器、IT电脑、移动通讯、组合机床、多功能理疗设备、嫦娥探月工程都是鲜艳技术的综合。把各种各样的科学现象与实际操作结合起来，就可能发明新技术。二、对应法则大千世界，千百万化，却没有两种完全相同的事物。但是，事物间却往往有大量的、普遍的对应关系，如功能对应、结构对应、外形对应、原理对应等。按照这种客观存在就可以对事物进行模仿和类比，达到创新的目的。这就是对应法则，它也是从事技术创新的一种基本方法和规则。对应法则的创新机制，主要是利用了联想的思维功能。所谓联想，即是从一事物想到另一事物，从一概念想到另一概念，从一方法想到另一方法和从一形象想到另一形象的心理活动。利用对应联想进行技术创新，还要遵循相似对应法则、对比对应法则和接近对应法则。应用对应法则，把它同自己身边或要求的创新对象进行联想，通常采取模仿创新、类比创新等实用方法，就会产生许多新的设想。三、移植法则以他山之石，攻己之玉。即吸取、借用某一领域的概念、原理、方法以及其他方面的技术成果，作为从事另一领域的技术创新的基本思想、基本方法和基本手段，而取得新发明的法则。移植是进行技术创新活动常用的一种法则,.应用这种法则进行创新,一般有三种情况:(1)技术原理的移植(2)技术手段的移植(3)技术功能的移植移植法则，随着现代科学技术发展的综合化、整体化趋势的加强，各学科、各专业之间相互交叉、渗透现象的凸显，正越来越成为技术创新的一种普遍实用的方法。，四、置换法则在技术创新中，为了保持或提高原有功能或经济效益，往往需要寻找某种替代品来打破原有条件的限制。利用替代来进行技术创新，就是置换法则。这种替代可以是：（1）材料的替代（2）方法的替代（3）结构的替代在技术创新中运用置换模式，可以使技术的发展在达到同一目的的前提下实现多样化。五、变化法则变化法则，是对现有技术进行变更以达到创新的一种方法与途径。在进行一项技术创新时，可以从多种不同的角度来“变”。常见的变化形式有：（1）形状变化（2）位置变化（3）数量变化（4）尺寸变化（5）运动形式变化（6）结构变化技术创新中的变化法则，其核心就是改变习惯，即改变人们司空见惯的东西或印象，从变化中求得创新。六、优化法则技术总是朝着最经济、最合理的方向发展，如功能最完善、效率最高、结构最简单、成本最低、使用最安全方便等，这就是技术创新的优化模式。技术的优化，就是趋向极端。在现代社会里，技术正朝着两个极端优化：一是“重、厚、长、大”，另一个就是“轻、薄、短、小”。技术发明的极端化，必然导致设计、制造、材料、工艺和管理的变革，促使技术的创新。其实就是发明者追求的目标。技术上的优化要求，往往要通过设计优化、工艺优化和管理优化来实现。这些也是人们从事技术创新活动的广阔天地。学一点创造技法一、案例分析二、常用创造技法三、创造技法应用实践一、案例分析——案例1人工造雪方法的发明事因——冬天，草地喷雾浇水忘记关水龙头现象——水雾变成了雪花分析——气温很低，细小水雾结晶成雪花创意——模仿设计大型水雾发生器，让水雾穿过低温空调，就成了人造雪花，开创了夏天也可以滑雪的人造滑雪场。案例2、提高回收金银能力问题问题解决办法？增加倒班新建车间创新办法缩距加板讨论？提高回收金银能力“缩距加板”法的产生解放思想，大胆突破传统电解槽设计规范观察：电解槽阴阳极板分布，有何问题？对比：比较阴阳极板间距与金银收率的关系；实验：先在一个电解槽进行“缩距加板”试验；总结：“勤观察、勤操作、勤加料”操作要领；发明：形成了“钟书援缩距加板先进操作法”。效益：新增回收金银价值5000万元！案例3、矿难问题、地震问题矿山灾难何其多？怎么办？救命红匣子的发明——中国刑事警察学院教授赵成文发明矿山避难装置社会灾难推动发明创新抗地震衣柜的发明二、常用创造技法观察法问题列举法联想法类比移植法组合法头脑风暴法问题解决问题的模式常规性求解创新性求解创造学创造技法创造技法：发现问题，寻找解决方法关键是要教会学生找准问题洪水突发如何救人?观察法创新偏爱有准备的头脑观：看察：想、思考一般性观察创造性观察（需要洞察力）带着问题进行的观察——有意寻找答案有明确目标，要求解决实际问题的所进行的观察:用什么办法去解决？有多少种解决的办法？何法最好？由好奇心引起的观察——由偶发事件触发出来创意案例锌合金铸造的产量提高配料冷却化验时间过长观察到铝含量与锌合金表面花纹的关系，缩短化验时间“罗学湘锌合金铸造看样操作法”（增收1200万元/年）熔炼取样冷却化验铸造锌合金反复配料熔炼观察法的模式问题思考实验观察寻奇观察动态观察换位观察精细观察罗布麻香烟（茶）的来历寻奇观察奇妙、特殊、怪异、另类奇特的电熔爆技术现象：电焊枪在水中铸件表面起弧时有爆裂现象发明：叶良才教授发明削铁如泥的电熔爆技术用途：水中加工特硬、特软、特脆等难加工材质重大意义：攻破机电加工技术和机床行业的世界难题，具有显著的社会经济效益。[例]活塞的观察中凸活塞的创新形状？动态观察静态时的形状运行时的形状重复观察反复观察静电离子棒在水中长期运行的除垢作用物理水处理方法，用于循环冷却水、中央空调热水锅炉等的防垢除垢可以取代污染环境的化学水处理方法管道中的老垢使用离子棒后老垢剥离意外发明的摩擦压力焊接法车削时突遇停电——车刀尖与工件粘在一起一般作法：用力退刀创造性（换位）观察：悟出粘刀的原因——摩擦产生大量热形成创新的机加工方法——摩擦压力焊接法人造血换位观察变换观察角度技术问题——用管理方法解决例如：解决长沙湘江一桥的拥堵难题变换观察角度管理问题——用技术方案解决收电费问题：先用后付先付后用投币式电表、磁卡电表IC卡电表、水表、煤气表技术的军用转民用公用电话、银行卡…..BB机芯片群控式收费系统IC卡非接触式控制系统：公交车、高速公路收费、地铁、保安巡逻、货物标签、矿山、地震人员监控、动物实验石头间谍…….冠状病毒与衣原体非典时期洪涛院士由于观察不细致，造成重大失误，宣布衣原体是非典的祸首，而国际上确认是冠状病毒！我国失去一次领先战胜非典的机遇！袁隆平的杂交水稻女大学生的突然失明精细观察自洁外墙防污涂料永不脏的排球不沾水的衣料不用洗的领带荷叶表面——纳米结构观察中需要注意的问题有计划地观察有顺序地观察客观地观察观察中要质疑质疑中要思考事物本质坚持反复观察引导学生多储备知识开展研究性学习1.特征观察法2.定量观察法3.规律观察法4.比较观察法5.典型观察法6.细节观察法7.奇异观察法8.分析观察法9.多感官观察法10.多角度观察法2、问题列举法问题意识列举问题解决问题选择问题分析问题成果社会发展需要企业发展需要个人发展需要缺点列举法希望点列举法特性列举法检核表法需求理论生存、安全、社交尊重、自我实现指导学生尽力寻找找需要：找缺点:不方便、不省力、太费劲、太麻烦、不满意、有缺点、缺陷、不足、不美、不安全、有污染、不环保、不好用、功能少、耗能大、材料贵……找不清楚：不了解、没有确切答案、没有定论、结论，说不出所以然的地方进行探索研究缺点列举法缺点列举创新对象缺点分析改进设计成果市场调查标准比较会议列举岗位的缺点分析人类工程设计人性化设计缺点不足差距缺陷瑕疵弱点不满缺点分析一般缺点（可容忍的缺点）关键缺点潜在缺点（不可忽视的缺点）顽固缺点（老大难问题）欠美观、漏电、换灯泡难、插头老是松动学会反用缺点多也会成缺点希望点列举法需要提出希望点形成课题希望点鉴别成果表面希望与内心希望现实希望与潜在希望一般希望与特殊希望马斯洛需要理论生存、安全、社交尊重、自我实现案例安全停电器新疆建设兵团二中王路希望停电以后能够安全断电，同时，也可节约用电电力供应紧张时期特别重要特性点列举法创造对象列举特性特性置换提出方案评价名词特性动词特性形容词特性即插即热的电熨斗[例]即插即热电熨斗的发明名词特性：电熨斗动词特性：熨烫（平的热板）形容词特性：一插即热，一拔就凉解决技术关键发热：红外线、微波、蒸汽底板材料：微晶玻璃（可以透过红外线）检核表法——岗位创新的问题检核能否改进现有工艺技术提高生产效率？能否开发市场需要的新产品？能否提供新服务？能否综合利用原材料？能否节能降耗？能否降低成本提高经济效益？能否提高产品质量和服务质量？能否改善环境和安全生产？能否改进劳动组织和加强企业管理？能否改善企业经营形象和增强市场竞争力？科学研究问题的检核表社会生产和现实生活提出了什么新问题？科学园地中有哪些尚未开垦的处女地？已有理论、传统观点结论有值得怀疑地方吗？书本上记载过什么难题吗？工作中是否发现有反常现象？学术争论中提出了什么问题？对同一课题能否从新的角度去研究？能否从论文的限制词中找到课题？能否从他人失败的研究中找到新的研究方向？能否从两种学科边缘结合部找到研究课题？3.联想法信息A信息B接近联想相似联想对比联想因果联想信息C若干联想时间或空间上的接近都可引起不同事物之间的联想门捷列夫元素周期表最初只有63个元素，空缺地方不少就判断：在两个质量不同元素间的空缺是未知元素，进一步联想其化学性质介于前后元素之间。预测完全正确。接近联想门捷列夫元素周期表的问世从外形或性质、意义上的相似引起的联想赶面——轧钢板——行星式轧机压缩空气——气动刹车鸟爪——自磨刀片喷香水——汽油雾化器相似联想由事物间完全对立或某种差异引起的联想（逆向思维）硬（刀）——软（水、气）（滴水穿石）——无坚不摧的液氮喷射流体（刀）对比联想切割花岗石的水刀缺点的反用逆向思维PN节穿透电流随温度变化，性能不稳定，需要避免。反过来就可以测定温度的变化。——成为半导体温度传感器——张开逊冷脆性——细胞、孢子低温粉碎机以毒攻毒——毒物治疗癌症最毒的肉毒杆菌可以美容[例]“非典”与商机1、非典火了电视产业2、非典启动网络生活3、非典成就医药企业4、非典助力电信赢家5、非典催生消毒用品市场6、非典刺激汽车市场7、非典点燃体育休闲产业8、非典考验保险业因果联想呼吸道传染病房气体收集消毒装置（全国青少年科技创新二等奖）发明人——益阳一中彭静辅导老师王耀缺电缺水——节电节水产品的开发4.类比移植法A领域新技术B领域新技术类比异中求同同中求异原理移植方法移植结构移植材料移植大跨度移植如:军转民创造发明需要种子启示种子在哪里？1、已有的科学发现、原理和理论2、现有的技术发明、设计、结构、原理3、人类的科学幻想4、大自然中的现象和事物5、一切信息来源的启示（1）原理移植电测探矿法原理——探测地下水（打井）把测岩石电阻率的原理移植到抗旱打井管涌探测仪——何继善院士发明的“大堤CT”面包发泡——泡末金属、泡末水泥、泡末塑料气体膨胀降温——空调烧蚀蒸发降温——宇宙飞船返回大气层轮船定位——手机定位（2）方法移植煤粉喷射燃烧技术——由发电厂锅炉移植到钢铁厂高炉大大节省焦碳，提高热效率真空镀膜技术——把多晶硅镀到太阳能电池基板上大大降低生产成本卫星热管技术——热管回收余热，热管空调（3）结构移植折叠结构——宇宙飞船上折叠太阳能电池板如瑞士军刀可拐弯的枪仿生创造技法自然界动植物结构都可以移植到现实生活（包括原理、方法、材料、运动方式、色彩）鸡旦壳——薄壳屋顶蝙蝠——超声测距（雷达）