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小发明知识讲座文昌中学物理组我国在《发明奖励条例》中对发明的概念是：发明是一种重大的科学技术新成就，它必须同时具备下列三个条件：第一，前人所没有的：第二，先进的；第三，经过实践证明可以应用的。小发明不同于大发明，是根据少年儿童已有的科学技术知识和实际能力，在日常学习、生活、工作和劳动中，对那些感到不方便、不称心的东西，加以改进、改革和创新。所以小发明是实用新型的身边科学。一、什么是科技小发明？小发明的主要特点是：第一，新。无论是发明，改进或发现，都是前所未有的或前所未知的，不是仿制或重述已有的东西，所以小发明不同于一般的科技小制作。第二，小。小发明是儿童身边的科学，是改进日常生活中经常接触到的东西，而不是去搞高深的、尖端的、难以办到的科技发明项目。如云南玉溪市瓦窑小学用烟末等制成的灭蚜敌土农药；北京市崇文区宝华里小学气压热水瓶的改进等。第三，实用。小发明的目的是为了应用方便，其作品要有实用价值及经济效益和社会效益。如山东滨州市第四小学的方便黑板，天津市武清县段庄小学的自来水防冻阀门等。第四，科学。小发明的构思、设计、制作和成果一定要符合科学道理，也不能有损于健康和道德。一、什么是科技小发明？二、小发明课题内容的选择小发明活动是有过程的，一般要经过选题、设计、实施和检验等几个步骤。当然这也是相对的，几个步骤之间也不能截然分割。课题内容的选择是小发明的开端，这也是非常重要的一步。能不能选准课题，是关系到能否顺利开展小发明活动并取得成功的关键，这一步解决得好就等于完成一项小发明一半的工程。（一）选题的范围1．生活用品日常生活是小发明的广阔天地，以方便、实用、安全、多样化、多用途等为目标，改革和改进日常生活用品是获奖作品中数量最多的。如以方便、实用为题的有：学生便携衣伞、方便煤气灶支架、蜡烛灯、电灯泡简易装拆器、信封封口机、折叠自行车把、蜂窝煤填压器、新式窗钩、翻转窗、方便插座、盆挂、双尖绣花针、定位衣架；安全实用的有：保险风钩、自锁衣架、安全灯座、防触电插座、无形锁、消声锁、定位衣架；多用途、多功能的有：多用途挂物架、多用簸箕、多用电源插座、多功能生态系列灯、多功能开罐刀、组合门锁、多报箱等。（一）选题的范围2．教具、仪器改进教学用的各种教学用具，演示和实验装置、仪器。如：方便黑板、多用黑板、多功能拼贴教学板、电化教学五线谱板、电机原理示教板；太阳测高仪、月相变化演示仪、双球仪以及塑料喷涂海藻标本等。3．学习用品多数都是以方便、多用、袖珍、新型为改革思路。如方便墨盒、方便胶水瓶、方便折页；多用途墨汁、多用绘图仪、多功能圆规、卷尺圆规、笔尖可调钢笔、三用尺、通用三角尺、万能尺、任意等分角器；袖珍多功能卡尺、袖珍卡尺、折叠书包；新型报夹、新型打孔器、新型圆珠笔以及排扰朗读器、卷笔刀小改革、钢笔自动吸水器、自动墨水瓶盖等。（一）选题的范围4．生产用品生产用品主要是革新和改进工农业生产和商业、服务行业中的工具、部件、装置等。如适用于工业、能源交通部门的有：冷热水混合三通、飞轮扳手、沉砂器、无基板充气太阳灶、便携式平板型太阳灶、伞型折叠式多功能太阳灶、可调角度的汽车大灯、拖拉机高效照明灯、波浪发电机、步进器模型、可旋转射水推进器；为农业生产服务的有：灭蚜敌、补种器、简易种豆器、匀豆勺、农田追肥器、玉米高梁追肥器、简易肥水耧、氨水点施器、多功能两用喷杆；适用于商业、服务行业的有：售货计算器、公用电话自动计时报价器等。（一）选题的范围5．娱乐用品对文娱器具的改进和创新。如跳绳自动计数器、脚踏翻谱架、多功能九路抢答器、迷踪棋、化学棋等。6．医疗、卫生用品主要是改革医疗、保健、卫生器材用品，如护士手中在用器、注射警报器、滴速监器、卫生瓶塞、多用卫生盆套、自动消毒电话、假性近视矫正器、驱蝇灵、翻板来鼠箱等。（二）选题的原则1．新颖性原则新颖性，从总体上来说，就是选取的小发明课题必须是别人没有发明过的、社会上没有的，即前所未有的新东西，这是创造发明的本质特征。所以选取发明题材后，就要进行广泛的社会调查，查看全国和省、市、县历届青少年科学创造发明比赛得奖作品集，查找有关小发明的书刊杂志，有条件的也可查找专利文献索引，了解该项发明课题是否社会上已有，否则历经千辛万苦，徒劳无功。当然，他人已经搞过的、社会上已有的发明课题，也不是绝对不可以选择的。可以从别人已有发明成果的基础上另辟蹊径，运用创造性思维和方法，从另一个角度去思考发明创造的路子。（二）选题的原则2．先进性原则先进性，是指选取的小发明课题不仅具有新颖的、前所未有的特点，而且要在同类产品或物品中具有各种优势，就是要考虑发明成果的品位问题。先进性。从具体上来说，一是技术上先进，就是在制作工艺、方法上能克服某些难点，有所创新、能省时、省力或省材料，或引进先进的工具或方法；二是结构、部件和材料上经调整、组合、添换、省略、更新等改革后，产生比较稳定、牢固、安全、灵巧、有效等优势；三是在功能上，用途增多。使用方便，易于调控等优势。先进性是相对的，对小明来说，要求也不能太高，只要在技术上、结构上和功能上有一点优势，就应看作具有先进性。（二）选题的原则3．实用性原则实用性，是指选取的小发明课题应是实际需要的。作品应具有使用价值，能够解决日常生活、学习、工作和劳动生产中某些实际问题，产生经济效益和社会效益。小发明是身边科学，应从家庭生活、学校生活和周围环境中去找寻课题，才能符合实际需要。所谓使用价值，就是小发明的作品能够满足人们某种需要，得到实际应用；经济效益，是指小发明作品转入生产后能得到经济利益。此外，还应考虑到是否有利于社会效益，如果发明的作品不利于人们的健康，对儿童少年有一定的危险性，或有碍于精神文明的，都不符合实用性原则。（二）选题的原则4．科学性原则科学性，是指小发明的选题必须有事实根据或理论依据，要重视实践，符合科学原理，不能凭空想象，更不能犯有科学性的错误。武汉市义烈巷小学五年级王帆，在电视里看到渔民织网的梭子——“两头尖，网线穿在梭子中间”的事实，提出了“双尖锈花针”的小发明课题；北京市草场九条小学三年级郝君，根据小朋友玩滑梯的事实和原理，提出了“奶报箱”小发明的课题。（二）选题的原则5．可行性原则可行性，是指选取的小发明课题，要符合主客观条件。主观条件是指儿童少年本身的科学知识，兴趣爱好，实际能力，时间和精力；客观条件是指完成小发明课题所需的材料、工具、设备和经费等。因此，选题要从实际出发，量力而行。总之，选题要符合以上五个原则，才能选准课题，为顺利完成和取得高品位的发明成果跨出成功的第一步。三、小发明技法发明技术可以诱发人们潜在创造能力，不仅小发明的选题要应用发明技法，就是设计构思，实施制作和检验评价也要应用发明技法。所以在发明全过程中都要应用发明技法。现在简要地介绍在小发明活动中常用的8种发明技法。1．列举法列举法是运用发散性思维把问题展开，一一列举出来，以寻求创造发明的思路。它是一种常用的、比较简便的小发明技法，可以应用于原有物品或产品的改革，也可以用于新产品的开发，是最基本的选题方法和设计构思方法。列举法有以下几种方式。（1）缺点列举法三、小发明技法围绕现有的用具物品列出它的缺点，再针对缺点，提出改革设想，是一种有效而简便的创造方法。列举缺点就是发现问题，要发现问题，就要克服习以为常，墨守成规，常见不疑等感知障碍。在市场商品、家庭日常用品、学习用品之中选取发明课题后，可针对这个物品采用发散性思维尽量列举出它的缺点，然后将缺点一一列出归类整理，筛选出主要缺点，针对缺点加以分析，提出可行性的改革方案。如：选取伞作为发明课题，可列举出常用的弯柄伞的缺点：伞柄太长携带不方便，遇上大风会吹顶，伞布颜色单调，在教室里撑开晾干不方便；针对上述缺点研制出各种各样的伞，有折叠伞、自动伞、不透水的伞、便携带衣伞等。（2）特性列举法三、小发明技法特性列举是对发明对象的特性一一列举，进行认真细致地观察分析，然后提出改革的方案。一般可分两步进行。第一步：是将发明对象的所有属性，采取划大类，列小点的方法，把发明对象的形状、结构、材料和功能等特性，先划分大类，然后列小点。如选取手电筒为发明对象，就可列出以下各种特性。①外形：圆筒形（或矩形，不规则形）；②结构：电源（干电池或镍隔电池），光源（电珠，反光镜），开关（移动式或揿入式）；③外壳材料：金属（铝合金、皮、铜皮），塑料；④功能：照明、信号等。三、小发明技法第二步：提出改革方案。根据列举的每一小点逐个进行分析评价，对发明对象的外形、结构、材料、功能等，提出更新换代的改革方案。如对手电筒提出携带方便、形状美观、亮度好、价格便宜等实用新型的改革方案。（3）希望点列举法希望点列举法是根据发明者提出来的种种需求和希望，经过归纳和概括，寻找发明课题和设计的构思的方法。它不同于被动型的缺点列举法和特性列举法，不受现有物品的束缚，应用范围较广，是一种主动型的小发明技法。列出希望点，需要大胆设想，充分发挥创造性思维，把科学幻想转化为现实。希望点列举法的具体做法，跟缺点列举法一样，可围绕一个发明课题列出各种需要与希望，然后收集起来进行综合分析，制订出可行性的发明方案。如希望有一种不用扭扣的雨衣，使穿脱方便，就研制成一种尼龙搭扣的雨衣；希望外出旅行携带方便，一物多用，就提出旅行剪刀、多用餐具等发明的课题。湖北省武汉市义烈巷小学五年级王帆希望改革扎上、扎下、拉线、翻手、又累又不方便的刺绣用的针，发明了双绣花针。三、小发明技法三、小发明技法2．组合法组合法是将两个或两个以上已有的技术原理或不同的形态结构，通过巧妙地结合或重组，以获得具有统一的整体功能的新技术、新产品的创造发明方法。组合法具有普遍性，许多创造发明，说到底就是把各种已有的信息分解开来，然后按新的思路和技巧加以重新组合。组合法有以下几种方式。（1）成对组合：①材料组合②用具组合③功能组合（2）辐射组合（3）插入式组合三、小发明技法3．联想法联想法以由一事物想到另一事物的心理过程为特征。（1）接近联想接近联想是在时间或空间上相接近的事物所形成的联想。如：从潮水的涨落，联想到潮汐发电；从钢丝锯锯木板，联想到用来切割松花蛋的切割器（2）相似联想世界上许多事物存在着相似之处，对有相似特点的事物形成联想称为相似联想。如转动书架是从转椅的相似联想发明的；适度而有节奏的声响能催人入眠，从列车行驶的单调声，小雨点的淅沥声，联想到在蜂鸣器中增设延时开关发出相似的模拟声，发明电子催眠器。三、小发明技法（3）对比联想有对比关系或完全相反的事物形成的联想，称为对比联想。在常规面前，从对立的、相反的角度去思考问题，常呈现出一种奇特的、怀疑的、逆反的心理活动，能把人们的思路引向隐蔽的方面，使之打破常规，克服心理定势，悟出发明思路。如：从废品、废物中反过来联想到，变废为宝；金刚石转化为石墨，反过来联想到把石墨转化为金刚石。（4）因果联想有因果关系的事物形成的联想，称为因果联想。如美国工程师斯波塞在做雷达起振实验时，发现口袋里的巧克力熔化了，探究其原因，是雷达发射时的微波造成的，找到因果关系就联想到用微波加热食品，发明了微波烤炉。三、小发明技法4．类比法类比法就是将两个或两个以上的事物进行比较，通过比较找出它们之间的相同或相似之处的一种发明技法。类比法有以下几种方式。（1）仿生类比仿生类比是指发明对象模仿有关的生物结构功能进行类比的一种发明技法。如模仿鸟的飞行结构发明了飞机；模仿鱼发明了船；模拟手工操作设计了机械手；模拟狗鼻子的嗅觉发明了电子警犬；三、小发明技法（2）直接类比直接类比是从自然界或者从已有的发明成果中，寻找与发明对象相类似的东西，通过直接类比，创造新的事物。小发明“转动书架”也是类比转椅与书架的相似之处后设计出来的。（3）因果类比两个事物的各个性质、结构、功能等属性之间，可能存在着类似的某种因果关系，从一个事物的因果关系，推断出另一个事物的因果关系，而产生出新的发明构思，叫因果类比。如面粉添加发泡剂——小苏打，能制成松软的面包；塑料添加发泡剂成为重量轻、隔热、隔音的泡沫塑料；水泥呢？日本人铃木