科学小发明

第一课 创造发明基础知识（1）

1．什么叫创造发明?

什么叫创造发明？创造发明是指首创前所未有的事物，首创新的制作方法。创造发明要有扎实的基础知识，同时更要有良好的智力。这种智力，主要地表现在观察能力、实验能力、创造思维能力、想象能力和动手能力，具有能产生设想的创造思维，掌握能创造新产品的创新技能。列宁曾经阐明创造性幻想的作用。他说：“幻想是极其可贵的。有人认为，只有诗人才需要幻想，这是没有理由的，这是愚蠢的偏见！甚至在数学上是需要幻想的，没有它就不可能发明微积分。幻想是极其可贵的品质。

2．发明创造的火花

人类从最原始的茹毛饮血时代进入到信息化时代，其间经过了漫长的过程。这是一个生与死、血与火的考验过程。在这个过程中，人类就是依靠自己的聪明智慧去改造自然、征服自然的。而这些改造自然、征服自然的所有方法与技巧就是科学。

“科学技术是第一生产力”。既然是生产力，它就能使一定的物质世界产生出类似核聚变的物品。比如著名的科学家袁隆平培育的杂交水稻，一下子使单位亩产提高了若干倍；作为自然界最普遍的物质“水”，人们对它最初的认识也不过是供给饮用，可是蒸汽机、发电机的发明，它却能源源不断地向人类提供电能……

科学与发现和发明创造紧密相联。而创造发明又要以最基本的知识为前提，没有一定的知识作后盾，难以有所发现。现在，我们正处于学习最基本的知识阶段，一切有志于为人类做出贡献的同学，必须趁现在的大好时光，努力学习，在自己幼小的头脑里埋下一颗发明的种子。

据生理学家研究：人与人的智力相差无几，一个擅长发明且有成就的人与常人的差别就在于他们非常留心身边一些细小的现象，抓住苗头，认真观察、反复思考、反复实验，终有成就。，我们无成就，就是我们太不在意这些细小的现象，对一切事物“熟视无睹”，因此就决定我们成为了一个非常平庸的人。

青少年搞发明创造不是“天方夜谭”，我们可以从一些细小的事情入手，初学创造者可以从改进一些物品开始。不要期望搞一个重大的发明。毕竟我们所学有限，条件不够。事实上搞一些小发明完全可能。我们国家为了鼓励青少年发明创造，各级政府部门专门设立了很多青少年科技创新评比活动，同时为同学们小发明建立了很多科技学习场所。

江泽民同志说过：“创新是一个民族进步的不竭动力”。同学们，世界的发展已经进入了快车道，科技的发展日新月异。为了民族的振兴，为了国家的富强，同时，也为了证明我们是龙的传人，让我们发挥自己的聪明才智吧！

3．技术发明活动的一般心理过程

技术发明的目的就是要创造出新的事物和方法，在技术发明的过程中创造思维贯穿始终。从创造心理上分析，人们发明活动的心理过程一般可分为准备、酝酿、顿悟、验证四个阶段。

第一，准备阶段。它是创造思维围绕着掌握问题，收集材料而展开的，并决定着创造思维以后发展的方向。

要想发明，首先要对发明的对象有深刻的了解。这就需要发明者必须有第一手的资料和与其有关的技术等方面材料。这些材料要靠发明者观察、分析、探索实际问题来获得；同时要研究收集到的与此有关的技术资料，前人申请专利的情况，社会需求情况等。在此基础上研究发明的方向和解决问题的关键。同时，对这些资料进行分析、比较、综合的思考，使发明的对象概念化、图像化和可视化。

这一阶段发明者的态度是：高度紧张，全神贯注，努力对对象进行深入的了解和探讨。

第二，酝酿阶段。这是探索解决问题的潜伏期，这一时期常常需要较长的时间。

针对掌握的问题和收集的资料，发明者常常借助于发散性思维（也就是求异思维、扩散思维），就是“不依常规，寻求变异和多种答案的思维形式”，广开思路，从不同方面去思考，分析、比较、综合寻找解决问题的最好方法。

这一阶段如同酒的酝酿，使之趋于成熟。虽然活动不如第一阶段紧张，但人的思维却时刻不停，考虑一个个方案，比较它们的优缺点；寻找解决问题的一个个方法，判断它们的可能性。发明者常用散步或拉琴等方式来“散心”，因而被旁人称为“创造的短时休息”期。

第三，顿悟阶段。这是发明的具体解决问题的明朗时期。也有称为灵感期的。

在酝酿阶段苦思冥想中，突然灵感闪现，找到解决问题的关键方法，使整个发明难题迎刃而解。

灵感在技术发明活动中的作用是十分突出的。它是人们在自觉或不自觉地想着某一问题时，在头脑中突如其来地产生一种使问题得到解决的想法。灵感往往是对某一问题进行长期研究，但久思不得其解，因此将其暂时搁置起来，去做一些与它无关的事的时候产生的。一般做一些轻松愉快的事更容易产生灵感。

第四，验证阶段。这是对发明成果进行实际验证，判断其解决方法是否正确，并寻求更科学、更合理的创造途径。

这一阶段为了完成发明，不倦的思索和探求，全力以赴，使发明成果更加完善

第二课 创造发明基础知识（2）

1．青少年技术发明活动的特点

青少年技术发明活动的心理过程与成年人是基本相同的，然而由于青少年的年龄特征和心理特点又与成年人有所不同，所以青少年的发明活动过程与成年人相比存在着差异。

（1）发明的动机往往出于自己的兴趣。而这兴趣的形成，一般由于以下四个原因：一是在日常生活、学习、劳动中遇到有不顺手、不称心、不方便的时候，也想试一试自己能不能通过发明创造解决问题，在试探当中对发明产生了兴趣；二是在参加校内外各种科技社团和兴趣小组、夏令营的活动当中，在科技辅导员的启发下对发明活动产生了兴趣；三是听了技术发明的讲座和阅读有关书刊产生了兴趣；四是受到家庭的影响对发明产生了兴趣。据天津市第四届青少年创造发明比赛286名获奖学生调查，由于以上四个原因形成发明兴趣的学生人数分别占286人的54.5％、25.18％和23.43％。

对发明活动有了兴趣，就驱使青少年主动地观察事物，广泛收集资料，积极选择发明的课题，勤于作品的构思。这种兴趣将在整个的发明活动中起主导作用。因此必须为青少年的发明活动创造一个良好的环境，给他们以支持、鼓励、理解和指导。使他们对发明的兴趣由好奇式的兴趣发展到喜爱式的兴趣，进而到习惯式的兴趣，这样才能持久地保持下去。

（2）课题的选择随意性大。青少年的技术发明活动不同于其他的科技活动，它在活动中不能像科技制作或实验那样，大家做同一种作品或实验，它一般是由青少年独立进行选题、构思、设计、制作的。这就决定了青少年技术发明的课题是由本人选定，并不是由他人或社会机构选定。因而课题选择的随意性比较大，而且变动频繁。

当他们对发明产生了兴趣后，就去查找自己所遇到的各种不方便的事物，从而发明的课题也不断产生。面对这断断续续产生的课题，他们一般不是把这些课题集中起来分析取舍，而是遇到什么课题，就去构思制作，刚碰到了一点困难，就可能放下这个课题又去考虑另一个课题。这就造成青少年在技术发明时碰巧也会产生一个好的构思，成功地完成一些好的发明项目；但也可能由于这样见异思迁，不深入研究，造成很多青少年在发明活动中成功率低。

（3）技术发明课题范围比较狭窄。在中国发明协会举办的国家级的全国发明展中，发明项目共分为19类。但在全国和省、自治区、直辖市举办的青少年科技发明比赛中的统计，青少年技术发明项目最多也只有12类，有时只有7－8类，其中绝大多数项目属于生活和学习用品教具两大类。

青少年主要的任务是学习，他们的生活范围基本是家庭和学校，接触社会面很窄。不很了解社会需要哪些发明，工厂中设备哪些需要革新改造，即使知道，由于知识和技术力量的限制，也不能胜任。青少年技术发明的项目多是在他们身边遇到的不方便事物和方法，据对天津市第四届青少年科技发明创造比赛286名获奖者的调查，81.12％的发明者认为他们课题的产生常常是从身边的生活、学习、劳动、游戏中遇到不方便时才找到发明课题的，50％是生活用品。课题选择来自身边的好处是：选题比较容易，直觉灵敏，便于构思设计，便于实施验证，容易成功。但是这类选题是很有局限性的，范围较狭窄，加以青少年使用的物品常常是重复的，去年初中一年级学生接触的事物，今年初中一年级的学生仍会再接触，往往造成一个课题的重复，对青少年个人讲是“发明”，对社会讲并不是发明。

（4）青少年的发明活动有一定的周期性。这是由于中小学生年龄特点和心理因素的影响，以及学校教育的阶段性所决定的。从天津市第四届青少年发明比赛获奖学生数字的年级曲线和年龄曲线看，说明了青少年技术发明活动的周期性是：小学高峰期为5－6年级，即11－12岁；初中为初二、初三年级，即14－15岁；高中比较均衡，即16－18岁。

（5）青少年技术发明的工艺水平较低，在转化为产品时往往要进行第二次开发。青少年的技术发明活动是在课外时间进行的，他们的经验不多，工艺能力不强，一般只用一些简单工具进行手工操作，工艺比较粗糙。

另外，青少年对自己的发明项目构思、设计后，某些材料不易找到，限于技术设备不足，又不易制作，因而需要找一些代用品或废品制作，往往不够美观、精致、坚固。

作为技术发明的成果应该转化为产品、商品被社会接受，但青少年的发明项目要转化为产品商品前，大部分需要有关人员的第二次开发。这也是因为青少年在发明制作中，一般不考虑材料来源，常常只选取易得、价廉、加工容易的材料；对于作品使用寿命、流水生产的装配、今后的维修等都不考虑，消耗材料、工时等也是不计算的。但这些关系到质量、成本、价格的重要因素对于工厂来说是至关重要的。所以对于一件较好的青少年发明项目，在投产之前，有关人员在其构思、设计、功能、效果不变的情况下，要对其材料、结构、工艺等方面进行二次开发，才可转化为产品、商品，增加社会效益和经济效益。

（6）非智力因素对青少年发明能不能成功的影响很大。技术发明活动周期长，一次成功率不高，难度大，而青少年的年龄特点，兴趣不巩固，注意力不持久，在每一件发明过程中都会发生意想不到的各种各样的困难，对于这些困难单凭智力、创造力是不能战胜的，还需要靠良好的个性，特别是某些非智力因素，尤其是意志的作用。意志就是人自觉地确定目的，并且根据目的来支配、调节自己的活动，克服困难，实现预定目的的心理过程。青少年在技术发明活动中由选题到完成，若没有坚强意志，是难以成功的。除意志外其他的非智力因素所起的作用也是不可低估的。

2．青少年技术发明的实施过程

（1）准备阶段。首先是提出问题。青少年发明创造的欲望和动机，就能促使他们认真观察周围的事物，积极思考，提出问题。其次是列出发明课题。面对众多的课题，要进行筛选，从中选择一项到两项符合发明要求并适合于自己的知识、技术、能力条件的课题。第三是收集资料。根据选择的课题，要多方收集有关的资料，尽可能地掌握同你的发明课题有关的最新最详细的情况。

（2）制定方案。根据确定的发明课题，制定周密的实施方案。一般说来，制定实施方案需要有以下四个步骤：第一步，列出明确的发明目标，包括这个目标的具体要求；第二步，剖析目标。对已确定的目标进行分解，分解成一些小目标，然后逐个解决为实现各小目标所必须解决的每一个小问题；第三步，形成构思。为实施每个小目标和解决每一个小问题寻找可行的途径和办法。把可行的途径和办法进行组合，构思、制定出这项发明的总体实施方案；第四步，对总体构思、实施方案进行补充和修正。要用文字或图表形式表达方案，务求全面具体。

（3）总体设计。按照实施方案规定的目的要求，制定这个课题的整体图形和各部分的图形。由于中小学生一般没有学过机械制图，不要求他们制定规范的机械图，但是可以画出示意性的草图，包括整体的形状、大小、外观色彩等，使这项发明有一个比较完整的雏形。为了使总体设计更加完善、合理，还可以利用纸片、木材、铁丝、胶水等材料做出一个模型，再对模型进行改进，并进一步考虑先做什么，后做什么，如何装配，各部分尺寸、形状，使发明的总体设计更加完善。

（4）制作样品。按着总体设计制作出的样品并不是模型，它可以是最终的发明物品，也可以不是最终的发明物品，还可以进行改进。样品是一件实物，能够实验使用。各部分的功能应符合总体设计。

（5）评估验证。任何一件发明，只有经过实践的检验，才能判断它是不是合格。有些发明构思虽好，但在制作中，常遇到许多意想不到的问题，发明样品做成后，不能达到预想效果，不能使用，就要想办法加以补救或重新构思、制作，直到达到预想效果为止。

在整个实施过程中，制定方案、总体设计、制作样品、评估验证都会随着构思的变化而改进变化，这四个过程也常常会反复交替进行。

3．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。

4．对青少年技术发明评估的标准

对青少年技术发明评估的标准，最根本是看它对人类对社会所起的作用。

从总体上要看它的经济效益和社会效益。具体分析，要从新颖性、先进性、实用性和科学性等“四性”来判断发明质量高低。

（1）新颖性是发明的实质。一项好的发明，首先就要具备新颖性。新颖性是发明质量标准中最重要的一条。

新颖性指的是在提出这项发明以前（包括在报送参加发明比赛和展鉴以前），或是在申请专利以前，没有出现过同样的东西或是同样的方法（这里说的同样，是指同样的技术内容）。而且这项发明并没有向公众公开过，这就叫做具备新颖性。

怎样看一项发明具备不具备新颖性呢？具体地可以从以下几个方面来看。

第一、从时间上看。在时间上，只要发明者在提出这项发明以前，没有出现过同样技术内容的东西或方法，就是具备了新颖性。

第二、从公开的方式看。公开的方式指的是：一、在国内没有公开使用过，没有在商店销售过；二、没有在国内或国外的报纸、杂志、书籍、广播、电视、电影、展览会上公开地发表过、展示过（因为用这些方法比较容易超越国家的界限）。三、没有任何人已经申请并且被批准授予专利权公开了的技术。这样的发明就具备新颖性。

第三、从“公众”看。一项发明要具有新颖性，必须是以前还没有向公众公开过的。“公众”是什么意思呢？“公众”是指在被允许知道的一定范围以外的人，尽管人数很少，但他们知道了这项发明的技术内容就是“公开”。这项发明也失去了它的新生。这里说的被允许的一定范围，指的是发明比赛展览的评审人员和在申请专利过程当中必须经手的工作人员等等。如果这些人知道了，尽管人数比较多，仍然可以被认为没有失去新颖性。

第四、判断一项发明有没有新颖性，只限于以现在的一项发明同过去已有的另一项东西相比，而不是把过去已有的许多项凑起来，用过去的“群体”同现在的“个体”相比。例如，铅笔同橡皮头的铅笔，就是一项发明，是有新颖性的。

第五、发明的新颖性要从发明项目的主体看。这就要看这项发明的主体部分是不是以前所没有过的新东西，有没有新的功能和新的用途，是不是新的方法。只有简单的外形变化，而主体结构和原理同过去已有的基本相同，就不能被认为具有新颖性。例如，过去有人把圆柱形的铅笔变成六角形的铅笔，这样可以防止铅笔滚动，增加了铅笔的新功能，这就具有新颖性，就是发明。但是，如果仅仅是改变了铅笔的长短，而没有增加新的功能，就不能算是发明。

新颖性是发明的实质，是衡量发明质量的决定性的一条标准，只有先确定一个项目是否具有新颖性，才能确定它是不是一项发明。

（2）先进性是发明的技术要求。一项发明具备了新颖性，就能算是一项优秀的发明吗？这不一定。因为有些发明项目，尽管是首创，但是使用起来，既不方便又不省力，也没有提高工作效率，技术上并不比已有的东西先进，也就不是一项优秀的发明。因此，先进性是发明的又一个重要的质量标准。

先进性是指一项发明在和性能类似、用途相同的其他东西相比较之下，技术上有所进步，能解决以前没能解决的问题，而且使用方便；或者是它改造了原有的方法、工艺，使用了新的方法、工艺、提高了原有的性能或是增加了新用途，这就具备了先进性。

怎样衡量一项发明的先进性呢？它主要采用比较的方法。两种性能类似，用途相同的东西，只要经过比较，就能看出哪一种在技术上更先进一些。人们常说的“不怕不识货，就怕货比货”就是这个意思。

（3）先进性是技术更新的体现。发明应当是越搞越先进，而不能越搞越倒退。如果一件发明，比起同类的东西来更笨重，用起来更费事，制造起来要消耗更多的原材料，这就不具备先进性了。

在衡量发明的先进性的时候，对于还在中、小学学习的青少年朋友们来说，要求只能适当，不能不切合实际，使大家觉得高不可攀。只要是在原有的基础上增加了功能、改进了方法和工艺等方面有一点进步，就应当说具有一定的先进性。

先进性体现着发明的社会效益。实用性是说这项发明能制成产品供给人们使用时的使用价值。这就要看发明能不能解决实际问题。实用性要求一项发明能够解决生产、工作、生活当中的实际问题。这些发明做成实物以后，不但能够使用，而且能够产生良好的社会效益。

在衡量一项发明是不是能够解决实际问题的时候，首先考虑一下，这项发明能不能帮助人们办到一件或几件原来办不到的事，是不是在人们原来使用过的工具、用具上增加了新的功能，是不是让人们省了力、省了事、省了时间、省了原材料、省了地方。要考虑一下，这项发明制作和生产起来是不是比较简便易行，使用方法是不是简便，是不是容易推广普及。如果得出的答案是肯定的，那么，就可以认为这项发明具有实用性。

实用性体现着发明的社会效益。要想使一项发明具备实用性，一定要了解人们的需要和心理。

（4）科学性是发明的决定因素。衡量发明的质量，还有一个重要的标准，这就是科学性。发明是科学，来不得半点虚伪。因此，科学性是发明的决定因素。

科学性指的是发明的性能、原理构造、方法等要符合公认的科学道理，没有科学错误。判断一项发明是不是具备科学性，要经过认真的实验检查、分析、鉴定才能对它的科学性作出结论。

另一方面，要考虑发明使用后对环境是否造成污染，对人体身心健康是否有不良影响等。如果对它造成的不良后果没有有力的防治措施，也应当看作是科学性不强或不具备科学性。

在鉴定发明的科学性的时候，对于化学、生物以及一些新的学科的发明要特别慎重，有些项目必须经过有关科技部门严格鉴定，要有科学实验记录，如果没有科学的依据，就没有办法肯定他们的科学性。对使用电、火、毒性药品等关系到人身安全和健康的发明项目，更要注意确保万无一失，这也是科学性的表现之一。

对于一项青少年技术发明是不是具备“四性”，要综合起来分析。这“四性”是相互联系、相辅相成的；发明活动应按照“四性”的要求去选题、去构思、去设计、去制作。只有认真掌握这“四性”，才能使发明水平不断提高，才能搞出较好的发明来。

第三课 创造发明的基本方法（1）

1．小发明的创作程序

明确了小发明的特点以后，同学们一定会提出：如何进行小发明的创作活动呢？

任何一个小发明的创作都有一个循序渐进的程序。即：观察→联想→设计→绘图→制作→实验

这个程序往返重复、逐步提高，就是获得小发明作品的全过程。

（1）观察

观察是小发明入门的向导。世界闻名的生物学家达尔文说过，我既没有突出的理解力，也没有过人的机智，只是觉察那些稍纵即逝的事物并对它进行精细观察的能力上，我可能在众人之上。要想搞小发明作品，首先要注重观察，善于观察周围的事物，提高自己的观察能力。

大发明需要观察。法国园艺师约瑟夫·莫尼埃发明钢筋混凝土就是从观察中得到启示的。大家知道，水泥同沙子、石头混合，制作混凝土，就成了耐高压的人造石头，是很好的建筑材料。但是，它也有一个缺点，就是它的抗拉强度比较低，影响了建筑工程上的使用。莫尼埃搞园艺，整天同花坛打交道，那些用水泥制作的花坛很不结实，常常会被碰坏。有一天，他在观察植物根系的发育情况时，看到植物根系在松软的土壤里，相互交叉成网状的结构。他发现，虽然土壤是松散的，但交叉成网状的植物根系把土壤抱成了一团。莫尼埃从这个现象中得到了启示，他想，如果在制作混凝土时先在里面加上一些网状结构的铁丝，就有可能使建筑的花坛变得结实。果然，这个方法有效。他先后用这种方法建成花坛、蓄水池和第一座钢筋混凝土大桥。

小发明也要观察。例如，获得全国第一届青少年科技创造发明比赛一等奖的“方便香皂盒”，发明者就是通过观察一般香皂的结构和特征，发现了它的不足：由于盒里潮湿，常常使香皂和盒子粘住，不易取出来。然后巧妙地运用了杠杆原理进行构思、设计、制作。当人们打开香皂盒时，杠杆使盒里的香皂立起来，使用起来很方便。可见观察是创造发明的基础，任何创造发明都来自对事物的认真观察。

事实上，每一个人每一天都在观察，但是有些人能从观察中发现发明课题，而有些却不会。为什么呢？法国细菌学家巴斯德说得好：“在观察的领域中，机遇只偏爱那种有准备的头脑。”

怎样提高自己的观察能力呢？怎样才能做到善于观察呢？要做到如下四要：

第一、观察要有目的。就是说，观察时要明确观察什么？主要是要弄清楚是被观察事物的特性、特点和原理。这样才能发现事物最本质的特征，有可能进一步发现问题，提出问题，进而提出“怎么办”？有时甚至针对事物的某一缺点进行专门观察，分析原因，研究解决的办法。

第二、观察要仔细。要观察事物的方方面面，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，这样才会发现原来认为很熟悉了的事物的一些新特征，才能发现原来问题，产生新的构思。

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，产生创造发明的新课题。

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不同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、想象，构思出新的事物或新的方法。

由此可知，要想步入学科小发明的大门，首先要经过有目的地、仔细地、深入地观察，经过思考，广泛地观察比较，提出行得通的、办得到的发明课题。

（2）联想

什么叫联想？联想是从一事物想到另一事物的心理过程。从当前的事物回忆起有关的另一事物，或从想起的一件事物又想到另一事物，都是联想。联想能力就是旧观念同现实结合，进而产生新观念的能力。联想能力强的人容易捕捉发明课题，容易形成新的构思。

联想可以使大家接收到更多信息的启示，激发灵感，加速小发明的进程。要想做到善于联想，就要有广博的知识，丰富的阅历，并勇于突破传统思想和习惯势力的束缚。

（3）设计

同学们针对某一事物的优缺点，提出了大量的问题和产生了众多的联想，由于受知识的限制，其中有的是可能达到的想象，有的是创造性的积极幻想，但也有的是毫无把握的空想。要获得“小发明”的课题，还必须从联想中进行筛选，淘汰那些不切合实际或暂时达不到的想法。

通过筛选，有了基本上可行的课题，就可以进行初步的设计。在对某一课题的各种设计中，又会出现简单问题复杂化和复杂问题简单化的情况，既有创造性、先进性的，也有没有创造性、过时的；既有有使用价值的，也有没有使用价值的。这时就需要辅导老师帮助你们再次进行筛选，寻找确属小发明的可行的设计方案。

（4）绘图

对于中小学生来说，可行性设计方案往往只是一个想象的粗浅轮廓。无论想象物多么简单，都必须绘出加工图纸（根据不同年龄、年级、提出不同的要求）。这是制作小发明前的必要步骤。同时，这也有利于训练绘图能力，培养同学们科学的严谨细致的工作作风。

（5）制作

有了加工图纸，准备好原材料和各种制作工具，然后按图纸进行制作。制作中，如果发现图纸有问题，可以修改图纸或者重绘。当然，在制作中还可能会遇到各种意想不到的困难，这需要请辅导老师和家长协助排除。

（6）实验

小发明作品制作后，要进行实验。在实验中证实或修订自己设计的方案。小发明作品是要不断改进的，需要多次的观察、联想、反复的设计、绘图，进行再制作，再实验。

发明虽小，创作艰难。哪怕是一件极其简单的小发明作品，它的创作都不是一想而就，一作而成的。没有细心观察，善于联想，决不会有闪光的发现；没有绘图制作，反复实验改进，决不会有成功的作品。“观察→联想→设计→绘图→制作→实验”，整个创作过程的各个环节，都不可忽视。只有把握住交叉反复的各个环节，才能搞出高水平的小发明。

（7）说明

发明作品完成后，公开时，要写出说明书，以便推广使用。说明书的内容，一般包含功能、结构、器材、制作、操作、原理等几个方面。有些发明作品，一看示意图就明白的，就可写得新简单一些，不要面面俱到。

2．如何完成一项科学小发明?

完成一件小发明并不是"眉头一皱，计上心来"这么简单，它要经过选题、构思设计、制作、实践检验与改进、成功等步骤。

搞小发明的第一步，就是要确定发明的对象，考虑研究什么问题，这就是选题。对青少年来说，应从自己所熟悉的生活实际出发，在学校、家庭及周围的生活圈中去寻找发明题材。如当你在学习、生活中遇到一些困难时，你肯定会说："要是有某某东西就好了。"这个你想的所要发明的东西就可作为发明对象。不过，同学们在选题时，一定要结合自己的知识水平和设计制作能力，不要空想办不到的发明。

体裁选好后，接着是构思设计。也就是根据基本的科学原理和经验，设计出选题对象的形态、结构、方法与实施方案。构思时尽可能想出多套设计方案，再根据可行性与实用性精选出最佳结构方案。方案以取材简单、巧妙易行、缺点最少为好。

构思成熟后，就可以开始制作了。制作时应尽可能利用现有条件，在少花钱甚至不花钱的前提下制作出精巧的作品。某些技术上的问题，可以向老师和家长请教，有时还可以找一些有关厂家帮助制作部分部件。

小发明样品完成后，还要进行实践检验与改进。即将作品拿去使用一段时间，在使用中发现问题，并向家长老师和同学广泛征求意见，看还有没有改进或不合理的地方。然后综合各方面的意见，对小发明加以改进。几乎每件优秀的小发明都是"改"出来的。

至此，你将会享受到成功的喜悦。接下来，就可申报参加各级青少年发明创造比赛、申请专利或向报刊投稿了。参赛的申报文件主要包括组委会提供的申报表、项目说明和证明材料，其中，项目说明内容为：发明的选题是怎样发现的、发明方案是怎样设计的、发明作品是怎样制作的？这项发明如何体现出新颖性、创造性和实用性？你的创造性贡献是什么？进一步完善该发明的建议和设想。附上外观图（最好还有黑白照片）、结构图、原理图和其它必要的图表资料。凡涉及医疗保健用品、动植物新品种和国家保护的动植物的小发明项目，还必须提供有关部门的证明材料。

科学小发明是一件人人能做的事，也是一项趣味无穷的实践活动。只要大家用心观察周围的事物，善于发现问题，提出问题，大胆探索，动手实践，勇于突破条条框框的束缚，就会有所创新，有所发明。

第四课 创造发明的基本方法（2）

点子思维基本训练法

１.广度训练：

广度开发，主要采用外延式训练。比如“笔”的外延是：毛笔、水笔、铅笔、水彩笔、圆珠笔、签字笔、验钞笔、试电笔……微型笔、广告笔等等。

２.深度训练：

深度训练，是内涵式训练。比如笔尖、笔套、笔胆、笔芯、笔的外形、笔的结构、笔的材料、笔的功能、墨水的种类………耐磨的原理等等。

３.关联度训练：

关联度训练，是跳跃式训练。比如由笔想到文具盒、纸张、书法、计算器、绘画、小手电、玩具、提醒器、速记、录音、纠错、识别………思维速度一定要快！你要顺着你那神奇的思维线，在你大脑的信息海洋里，以最快的速度"钓"出你需要的信息，很多好点子就这样出来了。

福特与斯隆的思维博弈

走出思维误区——创新思维模式和方法

在变幻莫测、充满竞争的市场经济中，企业家的思维定势带来的经营后果，有时却是异常惨重的。1913年美国著名企业家亨利·福特受屠宰流水作业的启发，设计了汽车装配流水线，能过标准化零部件和高架供应线，大批量生产统一规格的黑色“T”型车。这一在福特脑中酝酿了整整10年的创新思维，诞生了管理史上著名的“福特制”。它开创了一个新的工业生产技术时代，也使福特成为一度占有68％世界汽车市场的“汽车大王”。但是，福特在陶醉于他创新思维所取得的巨大成就的同时，也在大脑中埋下了“思维定势”的种子，居然公开宣称，福特公司从此以后只生产黑色的T型车。当美国汽车市场渐趋饱和，早期购车人需要更新车辆，对汽车的档次、性能、外观有了更高要求时，福特的“思维定势”使他大吃苦头。美国另一著名企业家、通用汽车公司总裁斯隆看到福特产品单一、款式陈旧这一致命弱点设计制造出不同价格档次的汽车，并且首创了“分期付款、旧车折旧、年年换代、密封车身”的汽车生产四原则，一举击败福特，登上了世界第一汽车制造企业的宝座。斯隆的思维创新击败了福特由思维创新退化而来的思维定势。

思维创新是一种打破了常规的、具有创见意义的思维：思维创新的本质旨在适应市场、开拓市场和引导市场的应变性思维。美国著名管理学家彼得·德鲁克说过：“市场经济是一种开拓进取型的经济，因而创新是一种最宝贵的企业家精神”。

彩色电扇——突破定势思维

走出思维误区——创新思维模式和方法

日本的东芝电气公司1952年前后曾一度积压了大量的电扇卖不出去，7万多名职工为了打开销路，费尽心机地想了不少办法，依然进展不大。有一天，一个小职员向当时的董事长石坂提出了改变电扇颜色的建议。在当时，全世界的电扇都是黑色的，东芝公司生产的电扇自然也不例外。这个小职员建议把黑色改为彩色。这一建议引起了石坂董事长的重视。经过研究，公司采纳了这个建议。第二年夏天东芝公司推出了一批浅蓝色电扇，大受顾客欢迎，市场上还掀起了一阵抢购热潮，几个月之内就卖出了几十万台。从此以后，在日本，以及在全世界，电扇就不再都是一副统一的黑色面孔了。

只是改变了一下颜色，大量积压滞销的电扇，几个月之内就销售了几十万台。这一改变颜色的设想，效益竟如此巨大。而提出它，既不需要有渊博的科技知识，也不需要有丰富的商业经验，为什么东芝公司其他的几万名职工就没人想到、没人提出来？为什么日本以及其他国家的成千上万的电气公司，以前都没人想到、没人提出来？这显然是因为，自有电扇以来都是黑色的。虽然谁也没有规定过电扇必须是黑色的，而彼此仿效，代代相袭，渐渐地就形成了一种惯例、一种传统，似乎电扇都只能是黑色的，不是黑色的就不成其为电扇。这样的惯例、常规、传统，反映在人们的头脑中，便形成一种心理定势、思维定势。时间越长，这种定势对人们的创新思维的束缚力就越强，要摆脱它的束缚也就越困难，越需要作出更大的努力。东芝公司这位小职员提出的建议，从思考方法的角度来看，其可贵之处就在于，他突破了“电扇只能漆成黑色”这一思维定势的束缚。

发散思维——点燃灵感的星星之火

走出思维误区——创新思维模式和方法

发散思维也叫多向思维、辐射思维或扩散思维。是指对某一问题或事物的思考过程中，不拘泥于一点或一条线索，而是从仅有的信息中尽可能向多方向扩展，而不受已经确定的方式、方法、规则和范围等的约束，并且从这种扩散的思考中求得常规的和非常规的多种设想的思维。

多向思维的概念，最早是由武德沃斯于1918年提出，以后斯皮尔曼、卡推尔作为一种“流畅性”因素而使用过。美国心理学家吉尔福特在“智力结构的三维模式”中，便明确地提出了发散性思维，也即是多向思维。他认为，发散思维是从给定的信息中产生信息，其着重点是从同一的来源中产生各种各样的为数众多的输出。它的特点一是“多端”，对一个问题可以多开端，产生许多联想，获得各式各样的结论；二是”灵活”，对一个问题能根据客观情况变化而变化；三是“精细”，能全面细致地考虑问题；四是“新颖”，答案可以有个体差异，各不相同，新颖不俗。在50年代后，通过对发散性思维的研究，进一步提出了发散性思维的流畅度（发散的星）、变通度（发散的灵活性）和独创度（发散的新奇成份）三个维度，而这些特性是创新性思维的重要内容。

侧向思维——跳出原来的圈子

走出思维误区——创新思维模式和方法

有句成语叫做“他山之石，可以攻玉”。当我们在一定的条件下解决不了问题或虽能解决但只是用习以为常的方案时，可以用侧向思维来产生创新性的突破。具体运用方式有以下三种：

侧向思维要求我们彻底打破“自我本位”的思考方式，经常问一问自己以下一些问题：

别人正在干的我能不能不干？

别人不干或没有想到干的我能不能干？

其他行业、专业、企业的做法、思路、产品特点、发明创造能否为我所用？

现在的产品、思路、方法能否改变原来设想的路径，转换方向用到更能发挥作用的其它地方？

（1）侧向移入。

这是指跳出本专业、本行业的范围，摆脱习惯性思维，侧视其他方向，将注意力引向更广阔的领域；或者将其他领域已成熟的、较好的技术方法、原理等直接移植过来加以利用；或者从其他领域事物的特征、属性、机理中得到启发，导致对原来思考问题的创新设想。如为了减少摩擦，人们一直在不断地改进着轴承。但正常思路无非是改变滚珠形状、轴承结构或润滑剂等，都不能带来大的突破。后来，有人把视野转到其他方向，想到高压空气可以使气垫船漂浮，相同磁性材料会相互排斥并保持一定的距离。于是，将这些新设想移入轴承中，发明了不用滚珠和润滑剂，只需向轴套中吹入高压空气，使旋转轴呈悬浮状的空气轴承，或用磁性材料制成的磁性轴承。侧向移入是技术解决技术难题或进行管理创新、产品创新的最基本的思维方式，其应用实例不胜枚举。如鲁班由茅草的细齿拉破手指而发明了锯；威尔逊移入大雾中抛石子的现象，设计了探测基本粒子运动的云雾器；格拉塞观察碑酒冒泡的现象，提出了汽泡室的设想，等等。大量的事例说明，从其他领域借鉴或受启发是创新发明的一条捷径。

（2）侧向转换。

这是指不按最初设想或常规直接解决问题，而是将问题转换成为它的侧面的其他问题，或将解决问题的手段转为侧面的其他手段，等等。

【案例】冰箱用途的延伸

在美国，每个家庭都有电冰箱，这已经持续了近一段时间了。这种高度成熟的产品竞争激烈，利润率很低，美国的厂商显得束手无策，而日本人却异军突起，发明创造了一种与19英寸电视机外形尺寸一般大小的冰箱。

当微型冰箱投入市场后，人们发现除了可以在办公室使用外，还可安装在野营车娱乐车上。于是，全家人外出旅游，舒适条件全部具备。微型冰箱改变了一些人的生活方式，也改变了它进入市场初期默默无闻的命运。

微型电冰箱与家用冰箱在工作原理上没有区别，其差别只是产品所处的环境不同。日本人把冰箱的使用方向由家居转换到了办公室、汽车、旅游等其它侧翼方向，有意识地改变了产品的使用环境，引导和开发了人们的潜在的消费需求，从而达到了创造需求、开发新市场的目的。

（3）侧向移出。

与测向移入相反，侧向移出是指将现有的设想、已取得的发明、已有的感兴趣的技术和本厂产品，从现有的使用领域、使用对象中摆脱出来，将其外推到其他意想不到的领域或对象上。这也是一种立足于跳出本领域，克服线性思维的思考方式。

【案例】拉链的诞生

拉链的发明曾被誉为影响现代生活的十项最重大的发明之一。它的发明人贾德森是为了解除系鞋带的麻烦而想到的，并于1905年取得了专利权。这项发明吸引了一个叫霍克的军官，他决定建厂生产拉链。但是，专利本身只是一种“可行”技术，并不是一种“成熟”的技术。拉链虽好，但需要特殊的机器才能批量生产。霍克经过19年的时间才研制出拉链机，可有了拉链却没有人用这个东西代替鞋带。他用了很大的努力仍然找不到销路。后来，一个服装店老板将思路引向了鞋带以外，生产出带拉链的钱包，赚了一大笔钱。从那以后，半个世纪以来，拉链几乎渗透到人类讨会生产、日常生活的每一个角落如衣服、枕套、笔盒等等。

总之，不论是利用侧向移入、侧向转换还是侧向移出，关键的窍门是要善于观察，特别是留心那些表面上似乎与思考问题无关的事物与现象。这就需要在注意研究对象的同时，要间接注意其他一些偶然看到的或事先预料不到的现象。也许这种偶然并非是偶然，可能是侧向移入、移出或转换的重要对象或线索。

逆向思维——反其道而行之

走出思维误区——创新思维模式和方法

【故事】孙膑智胜魏惠王

孙膑是战国时著名兵家，至俄国求职，魏惠王心胸狭窄，忌其才华，故意刁难，对孙膑说：“听说你挺有才能，如你能使我从座位上走下来，就任用你为将军。”魏惠王心想：我就是不起来，你又奈我何！孙膑想：魏惠王赖在座位上，我不能强行把他拉下来，把皇帝拉下马是死罪。怎么办呢？只有用逆向思维法，让他自动走下来。于是，孙膑对魏惠王说：“我确实没有办法使大王从宝座上走下来，但是我却有办法使您坐到宝座上”。魏惠王心想，这还不是-回事，我就是不坐下，你又奈我何！便乐呵呵地从座位上走下来，孙膑马上说：“我现在虽然没有办法使您坐回去，但我己经使您从座位上走下来了。”魏惠王方知上当，只好任用他为将军。

哲学研究表明，任命事物都包括着对立的两个方面，这两个方面又相互依存于一个统一体中。人们在认识事物的过程中，实际上是同时与其正反两个方面打交道，只不过由于日常生活中人们往往养成一种习惯性思维方式，即只看其中的一方面，而忽视另一方面。如果逆转一下正常的思路，从反面想问题，便能得出一些创新性的设想。

【案例】晶体管的革命

晶体管的发明曾引起了一场世界电子革命。这其中的逆向思维起了很大的作用。50年代，世界各国都在研究制造晶体管的原料锗。其中的关键问题是要将错提炼得很纯。日本的专家江崎与助手在长期的探索中，不管怎样小心操作，总免不了混入一些杂质。每次测量其参数，都会发现显示不同的数据。有一次，他想：如果采用相反的操作法，有意地一点点添加进少许的杂质，结果会怎样呢？经实验，当将锗的纯度降到原来的一半时，一种极为优异的半导体就诞生了。

逆向思维也是企业经营管理创新中重要的思维方式。逆向性思维具有以下特点：

1）普遍性。逆向性思维在各种领域、各种活动中都有适用性，由于对立统一规律是普遍适用的，而对立统一的形式又是多种多样的，有一种对立统一的形式，相应地就有一种逆向思维的角度，所以，逆向思维也有无限多种形式。如性质上对立两极的转换：软与硬、高与低等；结构、位置上的互换、颠倒：上与下。左与右等；过程上的逆转：气态变液态或液态变气态、电转为磁或磁转为电等。不论那种方式，只要从一个方面想到与之对立的另一方面，都是逆向思维。2）批判性。逆向是与正常比较而言的，正向是指常规的、常识的、公认的或习惯的想法与做法。逆向思维则恰恰相反，是对传统、惯例、常识的反叛，是对常规的挑战。它能够克服思维定势，破除由经验和习惯造成的僵化的认识模式。

3）新颖性。循规蹈矩的思维和按传统方式解决问题虽然简单，但容易使思路僵化、刻板，摆脱不掉习惯的束缚，得到的往往是一些司空见惯的答案。其实，任何事物都具有多方面属性。由于受过去经验的影响，人们容易看到熟悉的一面，而对另一面却视而不见。逆向思维能克服这一障碍，往往是出人意料，给人以耳目一新的感觉。

【案例】白痴咖喱粉

日本HU-OSE食品工业公司的浦上董事长对咖喱粉新品种的开发情有独钟。他曾推出跟传统咖喱粉大为不同的“不辣咖喱粉”。当时食品业对浦上大加嘲笑，认为他是“发疯了”。当时，在世界任何地方，咖喱粉的味道都是辣的。但是，出乎意料是，被人们断言卖不出去的“白痴咖喱粉”推出不到一年，竟成为日本最畅销的调料品之一，至今仍然称霸不衰。

第五课 获奖小发明案例分析（1）

案例1：安全书包

案例2：新型多功能病床

案例3：创意拖把

案例4：方便水桶

案例5：内通式立交桥

第六课 获奖小发明案例分析（2）

案例6：流动车库

案例7：曾经的一项经典发明

案例8：把粉笔和黑板擦二合一

案例9：多功能健身自行车

案例10：带照明的雨伞

案例11：多功能螺丝刀

案例12：多功能订书机

第七课 获奖小发明案例分析（3）

案例13：多功能毛巾架

案例14：小飞机不怕飞丢了

案例15：播种注水施肥一体铁锹

案例16：防近看电视控制器

案例17：组合炊具

案例18：沐浴器节水装置

案例19：日本松下的经典发明

案例20：有4种颜色的皮鞋刷

第八课　自己动手制作指南针

指南针是我国的四大发明之一，同样也推动了世界文明的发展，郑和下西洋，麦哲伦发现新大陆都离不开它。同学样想不想做一个指南针？下面请同学们和我一起做一个简单的指南针：

材　　料：　针、蜡烛、铁丝、冷水、透明塑料瓶、铁锥、细木棒

制作方法：

1．用铁丝缠住缝衣针，然后放入火中烧红，之后马上放入冷水中冷却。你要记住：浸的时候一定要使针成南北方向，这样针才能变成小磁针。还有，你一定要小心，别烫着！

2．把塑料瓶剪去口，用铁锥在底部的中央扎一个孔，然后把细线一端拴在小磁针的中部，再把线从孔中穿过。倒立塑料瓶，使小磁针吊在瓶的中部。 让小磁针慢慢静止，这时你会发现，小磁针的一端指向的是南方，一端指向的是北方。见图：

其它做法：

1．用一根缝衣针的一头在磁铁的一面磳两下，将缝衣针穿在一块泡沫上，然后放在盛水的碗中，针的方向就能指示南北。

2．用一根缝衣针的一头在磁铁的一面磳两下，然后穿在按扣的母扣上，再找一个针顶起母扣，就做成了一个指南针。

想一想：你知道磁铁有两极吗？针南针会什么会指示方向?

做一做：选用一种做法，做一个指南针。

你知道吗？

电话的发明

如今，电话走进了千家万户，你知道电话是谁发明的吗？贝尔，就是发明电话的人。他1847年生于英国，年轻时跟父亲从事聋哑人的教学工作，曾想制造一种让聋哑人用眼睛看到声音的机器。

    1873年，成为美国波士顿大学教授的贝尔，开始研究在同一线路上传送许多电报的装置—多工电报，并萌发了利用电流把人的说话声传向远方的念头，使远隔千山万水的人能如同面对面的交谈。于是，贝尔开始了电话的研究。

    　那是1875年6月2日，贝尔和他的助手华生分别在两个房间里试验多工电报机，一个偶然发生的事故启发了贝尔。华生房间里的电报机上有一个弹簧粘到磁铁上了，华生拉开弹簧时，弹簧发生了振动。与此同时，贝尔惊奇地发现自己房间里电报机上的弹簧颤动起来，还发出了声音，是电流把振动从一个房间传到另一个房间。贝尔的思路顿时大开，他由此想到：如果人对着一块铁片说话，声音将引起铁片振动；若在铁片后面放上一块电磁铁的话，铁片的振动势必在电磁铁线圈中产生时大时小的电流。这个波动电流沿电线传向远处，远处的类似装置上不就会发生同样的振动，发出同样的声音吗？这样声音就沿电线传到远方去了。这不就是梦寐以求的电话吗！贝尔和华生按新的设想制成了电话机。在一次实验中，一滴硫酸溅到贝尔的腿上，疼得他直叫喊：“华生先生，我需要你，请到我这里来！”这句话由电话机经电线传到华生的耳朵里，电话成功了！

    　1876年3月7日，贝尔成为电话发明的专利人。贝尔一生获得过18种专利，与他人合作获得12种专利。他设想将电话线埋入地下，或悬架在空中，用它连接到住宅、乡村、工厂……这样，任何地方都能直接通电话。今天，贝尔的设想早已成为现实。

第九课　自制捕蟑螂器

蟑螂栖息于厨房、食堂等阴暗处，夜间取食并污染人的食物，传播痢疾、伤寒、霍乱、结核等疾病，危害人类健康。

如何将蟑螂‘消灭’掉呢？用毒药？不好会给厨房的安全带来隐患。那有没有一个干净、安全的方法呢？

下面我有一个捕蟑螂的制作，你不妨来学习一下。

准备材料： 塑料瓶、剪刀

制作步骤：

1、用剪刀将塑料瓶的瓶口部分剪下。（下图）

2、将剪下来的瓶口部分倒扣在瓶体，注意要扣的紧些不然蟑螂会逃跑。（下图）

好了，我们的捕蟑螂器制作完毕啦。

接下来就是如何放置捕蟑螂器了。首先我们要找大蒜叶或者一些条形的植物叶，然后将条形植物叶的一端涂上香油、芝麻油（引诱油）也可以。

再接着把涂了引诱油的条形植物叶架在瓶口。（下图）

最后一步就是把我们制作的捕蟑螂器放在蟑螂经常出没的地方啦。

到了晚上蟑螂出没，它闻到引诱油的香味就会爬到瓶子口，当蟑螂掉到瓶子里面的时候它就出不来了。

怎么样？赶快动手自己亲手制作一个吧。

你知道吗？

大禹与筷子

这个传说流传于东北地区。说的是尧舜时代，洪水泛滥成灾，舜命禹去治理水患。大禹受命后，发誓要为民清除洪水之患，所以三过家门而不入。他日日夜夜和凶水恶浪搏斗，别说休息，就是吃饭、睡觉也舍不得耽误一分一秒。

有一次，大禹乘船来到一个岛上，饥饿难忍，就架起陶锅煮肉。肉在水中煮沸后，因为烫手无法用手抓食。大禹不愿等肉锅冷却而白白浪费时间，他要赶在洪峰前面而治水，所以就砍下两根树枝把肉从热汤中夹出，吃了起来。从此，为节约时间，大禹总是以树枝、细竹从沸滚的热锅中捞食。这样可省出时间来制服洪水。如此久而久之，大禹练就了熟练使用细棍夹取食物的本领。手下的人见他这样吃饭，既不烫手，又不会使手上沾染油腻，于是纷纷效仿，就这样渐渐形成了筷子的雏形。

上古时代，因无金属器具，再因兽骨较短、极脆、加工不易，于是先民就随手采摘细竹和树枝来捞取熟食。当年处于荒野的环境中，人类生活在茂密的森林草丛洞穴里，最方便的材料莫过于树木、竹枝。正因如此，小棍、细竹经过先民烤物时的拨弄，急取烫食时的捞夹。蒸煮谷黍时的搅拌等，筷子的雏形逐渐出现。这是人类在特殊环境下的必然发展规律。从现在筷子的形体来研究.它还带有原始竹木棍棒的特征。即使经过4000余年的发展，其原始性依然无法改变。

当然，任何传说总是经过历代人民的取舍、剪裁、虚构、夸张、渲染甚至幻想加工而成的，大禹创筷也不例外。它是将数千年百姓逐渐摸索到的制筷过程，集中到大禹这一典型人物身上。其实，筷箸的诞生，应是先民群众的集体智慧，并非某一人的功劳。不过，筷子可能起源于禹王时代，经过数百年甚至千年的探索和普及，到商代成了和匕首共同使用的餐具。

第十课　制作简易孔明灯

　　孔明灯，民间是这样说出孔明灯的由来的。当年孔明被司马懿围困，全军上下束手无策，诸葛亮妙计一出，命人拿来白纸千张，糊成无数个天灯，再利用烟雾向上的引力带着它们升空，一个个小小的天灯升起，加上营内的人咋呼着：“诸葛先生坐着天灯突围啦！”，司马懿竟然信以为真，被蒙骗了过去。此计救了诸葛先生一命。孔明灯又是怎样做的呢，下面我们就来做一种简单的孔明灯。

2.1取材和制作

①取一只大号极薄的塑料手提袋，手提处剪平。

②取一根长约60cm的细铜丝(可用多股软铜线中的一股铜丝)，两端分别系在方便袋口子两边。

③在细铜丝中间包上适量棉花，简易孔明灯便制成了。如图。

　　2.2放飞

　　选择没有风的地方(室内也可)，一人两手分别捏住方便袋底部两角，使之开口朝下，并使包有棉花的细铜丝自然下垂。再在棉花上倒上适量酒精，点燃酒精，几十秒钟后，孔明灯便会腾空而起。

　　2.3注意

　　①酒精棉花不宜太重，一般可使总质量(方便袋、细铜丝、酒精棉花的总质量)在5g以下较易起飞。

　　②细铜丝长度要适当，以使酒精燃烧后不致溶化塑料袋为好，并注意防止失火。

③如想把它拉下来，事先可在细铜丝中间再系一根细铜丝让它下垂。

想一想：孔明灯为什么能飞起来？

查一查：孔明灯有很多种做法，查一查相关资料，了解一下它们有什么共同点？

做一做：选一种做法，试做一个孔明灯，放飞的时候可要注意安全噢！

你知道吗？

肥皂是这样发明的

肥皂源于古埃及。在很早很早以前，埃及国王胡夫便设宴招待宾客，热情周到。有一天，由于来往的客人较多，厨房里的物质散放在那里，人也难得转动身子。可就是在忙乱中出差错，食品师不小心，一脚踢上了油凳，一盆满满的油碰翻了，洒满一地，伙夫们都赶来帮忙收拾场地。他们用手将沾有油脂的灰捧到厨房外扔掉，再回到水盆里洗手，这时，他们意外地发现手洗得特别干净，比以往洗手要省时省水多了。师傅们都觉得奇怪。他们叫来主人，也用炭灰撮手再去洗手，用这种方式来除污，同样收到良好的效果。有位喜欢讨好的监官，报告国王说厨师把油浪费了，应该定其罪过。当国王知道他们发明了一种新洗手方式后，没有采纳监的进谏，还吩咐手下的人照厨师的办法做出沾有油脂的炭灰块饼，放置在洗漱的地方，供客人使用。实际上这也就是肥皂的雏型。到公元70年，罗马帝国学者普林尼，第一次用羊油和木草灰制取块状肥皂获得成功。从此，罗马开始使用起肥皂来。这项技术后来又传到英国，女王伊丽莎白一世下令建厂，世界上最早的具有规模的肥皂工厂便在英国的布里斯吐勒城建成了。

以后，法国化学家卢布兰通过自己的实验，由用肥皂作原料改用电解食盐的方法制取烧碱，成本大大低于英国人用煮化的羊脂混以烧碱和白垩土制肥皂的价格。从此，肥皂才逐渐为人民大众所用，走进千家万户。

第十一课　自制潜望镜和切皮蛋器

　潜望镜的用途很广，在步兵的战壕里观察前方的战况以及在坦克的驾驶室及炮长的瞄准都用到了潜望镜。同学们通过制作简单的潜望镜可以了解光的反射现象以及光路设计原理。

　　材料：纸筒、小镜子、双面胶等。

买两块小镜子。用硬纸片做两个直角弯头圆筒，直径比小镜子稍大。在纸筒的两直角处各开一个45度的斜口，将两面小镜子相对插入斜口内（如图所示），用纸条粘好，把两个直角筒套在一起，即成一个简单的潜望镜。

想一想：你知道潜望镜的原理是什么吗？

做一做：试做一个潜望镜，了解平面镜折射的知识，增强动手能力。

你知道吗？

拉链的发明

　　拉链是1891年由美国芝加哥机械师贾德森最先发明的。

　　贾德森为了解除每天系鞋带的麻烦，就发明一种可以代替鞋带的拉链。这种拉链是由一排钩子和一排扣眼构成，用一个铁制的滑片由下往上拉，便可使钩子与扣眼一个依次扣紧。贾德森把样品送到1893年的哥伦比亚博览会上展出，得到好评，并因此取得了专利。

　　如今，拉链的品种不断增多，其应用不只限于日用品，而且已进入科研、医疗、军事等领域，被某些人誉为20世纪科技界的10大文明之一。

切　皮　蛋　器

名　　称：切皮蛋器 （如切松花蛋）

材　　料：较坚硬的适合口径的空心圆管（如去底的易拉罐），细线数根；

工　　具：剪刀，穿孔用具（如针）；

原　　理：减小表面压强，达到切割方便的目的；

制作方法：在管状物上穿孔，上入细线在管口交错成需要形状；

使用方法：将去壳皮蛋从管口压入，从底部取出。

想一想：用刀切有哪些缺点？用切皮蛋器有哪些优点？有什么要改造的部分？

做一做：我们来试做一个切皮蛋器，看谁做的好。不好的话，查找原因，及时改正。

你知道吗？

受到启发而得到的发明

1。根据蝙蝠超声定位器的原理，人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器，盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今，有类似作用的“超声眼镜”也已制成。

　　2。模拟蓝藻的不完全光合器，将设计出仿生光解水的装置，从而可获得大量的氢气。

　　5。人们根据蛙眼的视觉原理，已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样，准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后，雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹，防止以假乱真。

　　电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场，它能监视飞机的起飞与降落，若发现飞机将要发生碰撞，能及时发出警报。在交通要道，它能指挥车辆的行驶，防止车辆碰撞事故的发生。

　　6。从萤火虫到人工冷光；3。电鱼与伏特电池；4。水母的顺风耳，仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，能提前15小时对风暴作出预报，对航海和渔业的安全都有重要意义。

　　7。由令人讨厌的苍蝇，仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。

　　8。根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究，已仿制了人力增强器——步行机。

　　9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。

　　10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。

　　11。船桨模仿的是鱼的鳍。

　　12。锯子学的是螳螂臂，或锯齿草。

　　13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。

　　14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。

　　15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。

　　16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固，这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。

第十二课　制作会动的纸鱼

100多年前，“动力鱼”是市场上一种非常便宜的玩具。在下面要做的这个实验中，这些鱼是用纸做成的，根据说明，你要做的只是加入一滴合适的溶液，然后观察这条鱼。但这种合适的溶液是什么呢?是鳕鱼油吗?

材料：小碗、硬纸板、剪刀、水、餐具洗涤剂

实验：在小碗里倒满水，按照下图在硬纸板上剪出一个鱼的模型。

把模型放在碗中间，观察它如何运动。现在在圆圈中间加入一滴洗涤剂，这时，鱼会怎样呢?

原理 ：纸鱼放在碗里时，由于水分子在各个方向上的拉力都相等，这些微小的力彼此抵消了，所以鱼浮在水面上，并且保持静止状态。

加入一滴洗涤剂后，水表张力的平衡遭到了破坏。当洗涤剂沿着鱼尾从后部流出时，它破坏了后面水表的张力，而鱼前部的水分子的拉力依然存在，因此鱼会向前“游”动。

试一试 ：

转一个角度把鱼的一边剪掉，这对它的运动会产生什么影响呢?

你知道吗？

诺贝尔及诺贝尔奖金

　　阿尔弗雷德·伯恩哈德·诺贝尔（Alfred Bernhard Nobel）是瑞典的化学家、产业家、甘油炸药的发明者，他用其巨额遗产创立了举世闻名的诺贝尔奖金。

　　阿尔费里德·伯恩纳德·诺贝尔，1833年10月21日生于瑞典首都斯德哥尔摩。诺贝尔发明了硝化甘油炸药，取得了成千上万的科研成果，成功地开办了许多工厂，积聚了巨大的财富。在即将辞世之际，诺贝尔立下了遗嘱：“请将我的财产变做基金，每年用这个基金的利息作为奖金，奖励那些在前一年为人类做出卓越贡献的人。”

　　根据他的这个遗嘱，从1901年开始，具有国际性的诺贝尔创立了。诺贝尔在遗嘱中还写道：“把奖金分为5份：一、奖给在物理学方面有最重要发现或发明的人；二、奖给在化学方面有最重要发现或新改进的人；三、奖给在生理学和医学方面有最重要发现的人；四、奖给在文学方面表现出了理想主义的倾向并有最优秀作品的人；五、奖给为国与国之间的友好、废除使用武力与贡献的人。” 　　

　　诺贝尔对功利和荣誉十分淡漠，非常谦虚。不仅为人类创造了大量物质文明财富，还为人类留下了艰苦创业，不慕功利、虚名的崇高精神。

　　1896年12月10日，诺贝尔因心脏病突然发作，抢救无效，在意大利圣雷莫与世长辞，终年63岁。

　　1895年11月27日，诺贝尔签署了他死后遗留下来的所有可变卖财产的遗嘱：将全部财产作为设立诺贝尔奖金的基金，每年取出基金利息，奖给对人类文化科学事业做出重大贡献的人。根据当时估计，他的遗产约有三千三百万克朗（瑞典币，约折合920万美元）。诺贝尔奖金分为物理学、化学、生理学和医学、文学、和平奖五项。物理学和化学奖由瑞典皇家科学院负责颁发，生理学和医学奖由瑞典卡罗琳医学研究院负责颁发，文学奖由瑞典文学院负责颁发，和平奖由挪威议会（当时挪威与瑞典同存于一个一王国）负责颁发。1968年瑞典银行决定增设经济学奖，这项奖金由瑞典银行提供。诺贝尔在遗嘱中强调指出“在评选得奖人时必须不分国籍、不分肤色、不问宗教信仰和政治信仰，一视同仁，唯一标准视其实际成就。”

　　诺贝尔奖金每年于12月10日，即诺贝尔逝世周年纪念日，以隆重的仪式在斯德哥尔摩宽敞的音乐厅里颁发，和平奖于同一天在奥斯陆挪威国会所召集的会议仪式上颁发。

　　诺贝尔奖，现在已经成为学术界个人最高荣誉，也是威信最高的国际性大奖。

第十三课　制作带刷子的干净橡皮擦

写错了字，要用橡皮擦。擦完后，纸上总会留下不少碎屑。不管是用手拍还是用嘴吹，都不卫生而又麻烦。做一块干净橡皮擦就不会这样麻烦了。

材料：大橡皮、废毛笔。

工具：剪刀、胶水。

制作方法：

　　1．在橡皮的一头挖一个浅浅的小圆孔（见图1）。

　　2．把废毛笔的笔头拆下来，洗净晾干。

　　3．把毛笔头的尖端剪去，使它变成一把小刷子（见图2）。

　　4．把毛笔头嵌进橡皮的小圆孔里，用胶水粘牢（见图3）。

好了，干净橡皮擦做成了。每当擦完橡皮后，你就可用刷子轻轻地把纸上的碎屑“扫”拢，再倒进废纸篓里。

想一想：你平时在写铅笔字还遇到过什么问题，你想怎么解决？（如铅笔过短了，扔了可惜，怎样把它“变长”呢？）

做一做：试做一个带刷子的干净橡皮擦，或做一个能解决其它写铅笔字遇到的问题的东西。

你知道吗？

听诊器的发明

1816年的一天，在法国巴黎一个豪华的住宅里，著名的医生雷内克正在给一个尊贵的小姐看病。雷内克医生在听完病人的病情介绍后，怀疑她患的是心脏病。雷内克心想，要是能听一下小姐的心脏跳动就好了。但是病人是以为年轻的贵族小姐，直接用耳朵听显然不合适。

　　雷内克医生苦苦的思索着，忽然在他的脑海里浮现出孩子们的游戏，一个孩子在树的一头敲打，另一个孩子在树的另外一头听。他从这件事得到启发，拿来一张纸，将纸紧紧的卷成一个圆筒装。他将纸圆筒的一头进贴在病人的胸部，另一头贴在自己的耳朵上。此时小姐的心跳可以清楚的听见了。比直接贴在胸部还清楚。

　　雷内克医生回家后，请人专门做了一个空心的木管，用作看病时的听诊用。这就是第一听诊器。这个听诊器的形状很象一个笛子，所以医生就叫它“医生之笛”。

　　是什么原因让雷内克医生听见的呢？原来声音的发出是缘于物体的震动，然后通过空气传入耳朵。声音在空气中传播时是向四面八方传播的，雷内克用“听诊器”将声音“聚集”到一起，听起来的效果就好多了。

第十四课　制作带磁性的橡皮

　　平时放在铅笔盒里的橡皮，在使用时经常会滚掉和遗失。我想，如果在橡皮中间镶嵌一块小磁铁，使它和铅笔盒内的磁铁相吸，不就解决这一问题了吗？同学们不妨自己动手试一试。

材料：小磁铁、大橡皮（比磁铁大）、小刀、

制作方法：把磁铁放在橡皮的一面，用铅笔画出磁铁的外轮廓，再用小刀沿轮廓线内侧挖出一个可放入磁铁的凹槽，槽要稍小于磁铁，然后把磁铁嵌入橡皮凹槽内，一个带有磁性的橡皮就做成了，还可以装饰一下，找一块小贴画把磁铁贴住，这样做既美观又牢固。怎么样，简单吧，快动手做一个吧！（见图）

想一想：我们用的铅笔也常滚落到地上摔坏，有什么办法可以解决这个问题呢？同学们下课后交流一下，看哪种做法最好？

做一做：做一个带磁性的橡皮，看看好用吗？如果不好用，找找毛病在哪里？

你知道吗？

体温计发明

　　1592年，意大利著名生物学家伽俐略创制成功第一支温度计。那是一根有刻度的直形细长玻璃管，封闭的一端呈球形，未封闭的一端插在水里；当周围的气温发生变化时，管内水柱的高低也随之发生变化，由此得知气温的高低。但是，由于水是露在大气里的。水柱的升降除受气温的影响外，还受到大气压的影响，因而仅凭水柱高低测量气温的变化往往欠准确性。为了解决这一问题，1654年，伽利略的学生改用酒精代替水，制成一种不受大气压影响的温度计，并首次被意大利医学教授圣托里奥用于测量人的体温。大约10年后，意大利人阿克得米亚又用水银代替酒精制成另一种温度计，从此，这种温度计开始被广泛应用于临床诊断。虽然水银温度计被广泛应用于临床中，但人们又发现它有许多不方便的地方。于是，在1867年，英国伦敦的一位名叫奥尔巴特的医生根据测量人的体温的特点和需要，又研制出一种专门用于测量人或动物体温的温度计，至此，体温计才正式诞生，并一直被沿用至今。

　　当然，随着现代科技的发展，体温计也在不断地被革新换代。1984年，芬兰的一位医疗器械设计师又发明了更方便、准确的电子体温计。随后不久，美国的一家医疗器械公司又发明研制出一种专用于婴儿的奶嘴式体温计。可以预言，在高新科技飞速发展的明天，一定会研制出更先进、更科学、更准确的新型体温计。

第十五课　制作干湿两用抹布

在学校里擦玻璃时既要干抹布，又要湿抹布。站在高处擦玻璃，为了换抹布，就得自己爬上爬下，或者请同学帮忙这多麻烦呐！要是有种干湿双用抹布就好了，下面我们就来做一个干湿两用抹布。

准备材料：两块抹布、针、线、一个方便袋

制作办法：在一个塑料袋底下各放一块抹布，用针线把它们的一个角，隔着塑料袋缝起来。把其中一块弄湿，另一块是干的。把塑料袋套在干抹布上，就可以用湿抹布了。要用干抹布，正好相反，把塑料袋翻到湿抹布上，就可以用干抹布了。

想一想：你在学校劳动时还遇到过什么问题？把它与同学们交流一下，看有什么好的办法来解决？

做一做：做一个干湿两用抹布或做一个能解决其它生活实际问题的小发明。

你知道吗？

方便面等是这样发明的

一是发明方便面。日本有个经营饮食小店主叫安藤的人，每天看到许多人在饭店前排长队，等吃热面条，但面条要一碗一碗地做，顾客只有焦急地等待，浪费时间，很不方便！他便想到能否做出一种开水一冲就可以吃的面条，经过三年的努力终于发明了“方便面”，后来人们又推广到方便青菜、方便干菜、方便饮料等。

二是发明易拉罐。传统的玻璃罐头，打开盖子要用剪刀、螺丝起子，很不方便，后来一个小女孩从这个不方便产生创意，发明了侧拉环开启式罐头（易拉罐）。

凡是不方便的东西，如果从方便的角度想一想；凡是麻烦的事情从简单的角度思一思，可能就在这过程中，产生出新的创意来。

有位学生名叫华洁，发现市场上的蚊香盘都无定时装置。晚上，当人睡着后，蚊香就一直燃烧，房间蚊烟较多，对人体有害（不安全）且浪费严重（不节俭）就萌发发明一种可定时的蚊香盘，把不能定时改正为可定时，设计为在蚊香盘底部刻有时间刻度，中心装有空心圆柱再装可3600任意旋转的金属滑杆，又在滑轩上设置任意滑动的薄铁片，当蚊香燃烧到薄铁片所在的位置时，就会自动熄灭。可定时的蚊香盘就这样发明出来了.

在世界上尽善尽美的事物是不多见的，我们日常使用物品、工具多观察多思考，就会发现存在不合理、不科学、不顺手、不节俭、不牢固、不安全、不灵活、不省力、不轻巧的地方。认真地对这些缺点进行思考分析，就有可能对缺点加以改正，从而有所发现，有所创新。

第十六课　制作自控水拖把

学校是我们学习的地方，教室就是我们的第二个家，我们每天在这里学习、生活，我们要把它装扮的干干净净，整整齐齐。每天下午放学后，我们都要打扫教室卫生，拖地是最后一道工序。因此，同学们干的非常认真。可是，地拖完了，洗过的拖把却随地堆了一片，拖把东倒西歪，非常难看。到了夏天，未控干水的拖把，发出一股难闻的气味，甚至有时拿起拖把来，还会看到拖把里滋生的蚊虫。

怎样解决拖把问题呢！通过观察我发现，生活中有些人会在拖把的上端钉上挂钩，将它挂在墙上。可是这样墙面就变得不美观，时间长了，墙面也会被拖把弄脏。

经过观察后，我找来了好朋友，一起研究设计自控水的拖把。偶然的机会，我看到了照相机用的三角支架，能否给我们的拖把上也设计安装上呢？我们找来了材料开始了制作，中间遇到了怎样固定支架的问题，我们找到了辅导老师，在他的指导下，完成了这款“自控水拖把”的设计。 下面就跟我们一起来做吧：

准备材料：三根木棒（直径小于拖把直径的三分之一）、一个拖把、钉子、锤子、小木块等

制作方法：1、将三根方木棒锯成长短一样（长度要长于拖布的长度）2、将三根方木棒的一端钉在拖把布的上面，注意：要让木棒下面的部分长于拖布的长度。（见图）

使用时，将拖把支架收起，便可以进行拖地了。清洗后，将拖把支架放下，拖把直立在地面上，可以起到控水作用，现在我们制作的“自控水拖把”已在许多班级上使用了。

你知道吗？

中国古代的伟大发明：古代机器人

　　公元前770年至公元前256年东周时期，中国人就已发明了古代机器人。当今世间，只要谈及机器人，言必欧美、东洋；然而可曾知道世界上最早制出古代机器人的，是我们中国人。我国制出的古代机器人不仅精巧，而且用途也很广泛，有各式各样的机器人。持赚钱的机器人和会捉鱼的机器人……等，应有尽有。

　　会赚钱的机器人。唐朝时，我国杭州有一个叫杨务廉的工匠，研制了一个僧人模样的机器人，它手端化缘铜钵，能学和尚化缘，等到钵中钱满，就自动收起钱。并且它还会向施主躬身行礼。杭州城中市民争着向此钵中投钱，来观看这种奇妙的表演。每日它竟能为主人捞到数千钱，真可称为别出心裁，生财有道。

　　会捉鱼的机器人。唐代的机器人还用于生产实践。唐朝的柳州

史王据，研制了一个类似水獭的机器人。它能沉在河湖的水中，捉到鱼以后，它的脑袋就露出水面。它为什么能捉鱼呢？如果在这个机器人的口中放上鱼饵，并安有发动的部件，用石头缒着它就能沉入水中了。当鱼吃了鱼饵之后，这个部件就发动了，石头就从它的口中掉到水中，当它的口合起来时，它衔在口中的鱼就跑不了啦，它就从水中浮到水面。这是世界上最早用于生产的机器人。

　　此外，在《拾遗录》等书中，还记载了古代机器人登台演戏、执灯伴瞎等机巧神妙。

我校科技周“青少年科技创新发明竞赛”活动介绍

为大力推进我学创新素质教育，培养青少年的科技创新精神和实践能力，提高科技辅导员队伍的整体科学素质，促进我校科技教育活动能更加广泛、深入、持久地开展好，我校决定每年的学校科技周举办“青少年科技创新发明竞赛”活动。现将有关事项通知如下。

一、组织领导

本届比赛由学校教务处、校团委联合主办，学校实践创新团队承办。

二、参赛对象

我校全体高一高二年级学生。

三、奖项设置

对参与本届比赛学生的优秀创造发明、优秀辅导员进行表彰奖励。设以下奖项：

一等奖（10%）、二等奖（20%）、三等奖（30%）

四、参赛条件

1.参赛作品必须为上年度科技周至今期限内完成的项目。

2.申报项目为创造发明设计模型或创造发明的实物作品，以工程学项目为主。

3. 申报项目遵循自己选题、自己设计、自己制作原则，作品具备科学性、创造性、实用性和新颖性。

五、评审办法

学校将聘请专家评委，对所有符合要求的申报作品进行严格评审，评出一、二、三等奖。同时推荐优秀作品参加张家港市、苏州市的青少年科技创新大赛。对获奖学生颁发证书和奖品。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/615839d60d22590102020740be1e650e52eacf3f.html