第一篇:科技創(chuàng)新校本課程總結(jié)
科技創(chuàng)新校本課程總結(jié)
轉(zhuǎn)眼,一學(xué)期的校本教學(xué)工作即將結(jié)束了,回顧這學(xué)期科技創(chuàng)新小組的活動(dòng)情況,雖取得了一定的成績,也有一些不足之處。為了能更好地開展興趣小組,特將本學(xué)期來的活動(dòng)情況總結(jié)如下,以便以后能做到取長補(bǔ)短,有所提高。通過科技創(chuàng)新活動(dòng),向?qū)W生傳授科普基礎(chǔ)知識(shí)和簡單的應(yīng)用技能;培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科普的興趣、愛國主義情感和良好的品德、意志;培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、邏輯思維能力、想象能力和創(chuàng)造力。
一、培養(yǎng)了學(xué)生的對(duì)科普的興趣
參加興趣小組的同學(xué),有一部學(xué)生分本身就對(duì)科普充滿了興趣,但是也有一部分學(xué)生是在父母的要求下參加科技創(chuàng)新小組的。因此,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科普的興趣是組織科技創(chuàng)新小組的首要任務(wù)。在本學(xué)期的科技創(chuàng)新活動(dòng)中,我大膽使用課外教材,以新的切入點(diǎn)進(jìn)行科普教育,并運(yùn)用學(xué)生喜歡的方式進(jìn)行授課,使學(xué)生感覺到學(xué)習(xí)科普是一件好玩又有趣的事,從而對(duì)科普產(chǎn)生了濃厚的興趣。
二、拓展了學(xué)生的科普知識(shí)面
對(duì)于農(nóng)村地區(qū)的孩子來說,他們主要是通過課本來獲取知識(shí),在課外獲取科普知識(shí)的途徑貧乏。因此我通過多種途徑獲取各種科普資料來豐富學(xué)生的知識(shí),例如學(xué)唱科普小歌謠等,讓學(xué)生多接受生活中常用的科普,讓學(xué)生更好的理解科普的實(shí)用性,通過小組比賽的方式鞏固所學(xué)的知識(shí),讓學(xué)生在玩中學(xué),玩中用。
三、增加了學(xué)生動(dòng)手能力鍛煉的機(jī)會(huì)
科普是一門動(dòng)手課,因此能動(dòng)手才是真正的重點(diǎn),因此我將課堂中的大部分時(shí)間用在與學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐上。使學(xué)生真正領(lǐng)悟科普的精髓,而不是單純的學(xué)“啞巴科普”。
四、豐富了學(xué)生的第二課堂
從素質(zhì)的角度豐富了學(xué)生的課余生活,他們的生活不在僅限于課堂上,讓他們意識(shí)到學(xué)習(xí)的樂趣,更有興趣學(xué)習(xí)了。科技創(chuàng)新活動(dòng)豐富了學(xué)生的文化生活,開闊了學(xué)生的科普視野,播下了愛好科普的種子,興趣組的學(xué)生的科普成績都比較穩(wěn)定且優(yōu)秀。
當(dāng)然,我的工作還存在不足,我期待著我們的工作能夠得到更快的完善,得到更好的發(fā)展。我將本著為學(xué)生工作的思想更加努力地工作,使我們的學(xué)生的素質(zhì)更好地得到提高。
第二篇:科技創(chuàng)新校本課程實(shí)施方案
科技創(chuàng)新校本課程實(shí)施方案
一、課程意義:
科技創(chuàng)新是現(xiàn)代化的發(fā)動(dòng)機(jī),是一個(gè)國家進(jìn)步和發(fā)展最重要的因素之一;科技創(chuàng)新能力是國家實(shí)力的最關(guān)鍵體現(xiàn),在經(jīng)濟(jì)全球化時(shí)代,一個(gè)國家具有較強(qiáng)的科技創(chuàng)新能力,就能在世界產(chǎn)業(yè)分工鏈條中處于高端位置,就能創(chuàng)造激活國家經(jīng)濟(jì)的新產(chǎn)業(yè),就能擁有重要的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)而引領(lǐng)社會(huì)的發(fā)展。
開設(shè)科技創(chuàng)新校本課程,是實(shí)施素質(zhì)教育的重要舉措,是促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的有力抓手。通過開展科技創(chuàng)新活動(dòng),可以使學(xué)生掌握一定的科學(xué)知識(shí)和科技創(chuàng)新方法,初步具備科學(xué)精神與科學(xué)態(tài)度,形成良好的科學(xué)素養(yǎng);可以激起學(xué)生自主探究學(xué)科知識(shí)的興趣,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,從而確立學(xué)生在課堂教學(xué)中的主體地位;可以促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成良好的行為習(xí)慣,形成積極進(jìn)取、勇于開拓、吃苦耐勞、堅(jiān)韌不拔的意志品質(zhì)。總之,開展科技創(chuàng)新活動(dòng),是提升辦學(xué)品位、創(chuàng)建新優(yōu)質(zhì)學(xué)校的重要突破口。
二、課程內(nèi)容:
1、傳授性活動(dòng):指導(dǎo)學(xué)生閱讀科普讀物、觀賞科普類影視作品,在校園設(shè)立專題宣傳櫥窗和展板,帶領(lǐng)學(xué)生參觀科技展覽、科技館和科研院所,邀請(qǐng)科學(xué)家或科技人員到校開設(shè)講座和演示,定期開展科學(xué)小知識(shí)競賽等,通過系列活動(dòng),幫助學(xué)生擴(kuò)大視野,增長知識(shí)。
2、操作性活動(dòng):結(jié)合科學(xué)課等學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué),通過實(shí)驗(yàn)操作手段,開展小制作、小發(fā)明、小創(chuàng)造活動(dòng),重點(diǎn)開展航模、海模、車模、建模、機(jī)器人、創(chuàng)意設(shè)計(jì)、機(jī)械探秘以及生產(chǎn)生活中實(shí)用器具的制作和改進(jìn)等實(shí)踐活動(dòng),以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)腦動(dòng)手能力。
3、探究性活動(dòng):通過想象設(shè)計(jì)、觀察調(diào)研、分析比較、探索求證、表達(dá)交流等手段開展探究性活動(dòng),活動(dòng)成果呈現(xiàn)為設(shè)計(jì)方案、科技小論文、調(diào)查報(bào)告、科幻畫和電腦制作等,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。
在開展上述活動(dòng)過程中,應(yīng)堅(jiān)持實(shí)踐性原則,強(qiáng)調(diào)通過學(xué)生的親自動(dòng)手獲得相應(yīng)的知識(shí)與技能;堅(jiān)持開放性原則,關(guān)注現(xiàn)實(shí)生活,讓學(xué)生從自身的生活和身邊熟悉的事物入手,進(jìn)行有針對(duì)性的探索活動(dòng);堅(jiān)持自主性原則,尊重學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容與合作伙伴的選擇;堅(jiān)持探究性原則,強(qiáng)調(diào)動(dòng)態(tài)生成,引導(dǎo)學(xué)生從已知到未知,從現(xiàn)象到本質(zhì)地探求知識(shí)。
三、實(shí)施條件:
1、清原鎮(zhèn)逸夫中心小學(xué)科技創(chuàng)新特色鮮明,成果斐然。作為撫順市校園科普示范學(xué)校,撫順市科技教育先進(jìn)學(xué)校,我校近年來在撫順市歷屆科普比賽中成績突出。開展科技創(chuàng)新活動(dòng),具有不可多得的優(yōu)質(zhì)資源和條件。
2、具備一定的科技創(chuàng)新硬件條件。學(xué)校新建科技教育基地共設(shè)7個(gè)科技活動(dòng)室,開設(shè)9門課程。
四、推進(jìn)步驟:
第一階段(2013年1月—2013年7月),前期準(zhǔn)備:
1、出臺(tái)項(xiàng)目實(shí)施方案,成立工作組,明確責(zé)任分工。
2、召開全校師生動(dòng)員會(huì),制訂實(shí)施細(xì)則。
3、建立專職教師隊(duì)伍,聘請(qǐng)專家培訓(xùn)教師。
4、建立科技創(chuàng)新活動(dòng)室,圖書室設(shè)立科技類圖書專架。
5、設(shè)立科技創(chuàng)新宣傳專欄,校報(bào)開設(shè)科普宣傳欄,營造校園濃厚的科技創(chuàng)新氛圍。
第二階段(2013年8月—2014年12月)全面鋪開:
1、各班開展科普教育,做到人手一份《科普?qǐng)?bào)》和一本其它科普讀物。
2、開展科技創(chuàng)意與科幻畫制作活動(dòng),全校學(xué)生人人參與。
3、開設(shè)科技活動(dòng)課,每周兩節(jié):航模、車模、海模、建模、機(jī)器人、機(jī)械探秘、創(chuàng)意設(shè)計(jì)、電子百拼等。
4、選拔部分學(xué)生開展專項(xiàng)培訓(xùn),參與有關(guān)比賽活動(dòng)。
5、設(shè)立科技節(jié)或科技創(chuàng)新活動(dòng)月,集中開展宣傳、展示、評(píng)比等活動(dòng)。
6、建立校外科技創(chuàng)新活動(dòng)基地或較為固定的聯(lián)系單位,定期開展活動(dòng)。
第三階段(2015年1月—2016年10月)調(diào)整提高:
1、邀請(qǐng)專家到校進(jìn)行中期評(píng)估。
2、找差補(bǔ)缺,調(diào)整方案,提高效益。
第四階段(2016年11月—)形成特色:
1、整理資料,總結(jié)成果,形成報(bào)告,迎接評(píng)估。
2、完成評(píng)估,形成特色,長期堅(jiān)持,良性發(fā)展。
五、預(yù)期成果:
1、學(xué)校科技創(chuàng)新教育特色鮮明,具體表現(xiàn)為:
(1)校園物化環(huán)境具有明顯而獨(dú)特的科技創(chuàng)新教育特征和風(fēng)格。
(2)學(xué)校具有濃郁的科技創(chuàng)新教育文化氛圍,構(gòu)建了科技創(chuàng)新特色活動(dòng)系列和實(shí)踐平臺(tái)。
(3)學(xué)校編寫科技創(chuàng)新教育的校本教材,形成了穩(wěn)定運(yùn)作的校本課程。
(4)學(xué)校形成了科技創(chuàng)新特色教育的運(yùn)作機(jī)制,建立了“科技特長生”成長通道,師生大面積獲得市級(jí)以上獎(jiǎng)項(xiàng),社會(huì)知名度和影響力提高到新的層次,為創(chuàng)建新優(yōu)質(zhì)學(xué)校奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2、學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)全面提高,具體表現(xiàn)為:
(1)掌握了一定的科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法,開拓了視野,增長了才干,為進(jìn)一步的發(fā)展和深造奠定了基礎(chǔ)。
(2)初步養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神,如問題意識(shí)、批判意識(shí),探究精神、創(chuàng)新精神,嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、一絲不茍的研究態(tài)度和行為習(xí)慣等。
(3)確立了科學(xué)道德觀,如有強(qiáng)烈的責(zé)任感和正確的價(jià)值觀、友善交往、合作共處等。
3、教師科學(xué)素養(yǎng)全面提高,具體表現(xiàn)為:
(1)教育觀念的更新。破除教師為中心、知識(shí)為本位的觀念,確立學(xué)生為主體,以學(xué)生發(fā)展為本的教育觀念。
(2)教學(xué)方法、手段的改變。摒棄知識(shí)為中心的灌輸式教學(xué)方法,確立啟發(fā)式、開放型的教學(xué)方法,由注重教轉(zhuǎn)為更注重學(xué),由注重結(jié)果轉(zhuǎn)為更注重過程,并采用現(xiàn)代教育技術(shù)手段來改進(jìn)課堂教學(xué)。
(3)教師自身科學(xué)素養(yǎng)的提高。努力吸收新知識(shí)、更新舊知識(shí),提高理論素養(yǎng)和實(shí)踐操作能力,提高探索和解決問題的能力,并進(jìn)而成為研究型教師。
六、組織機(jī)構(gòu):
成立領(lǐng)導(dǎo)小組,組長:邵連君,副組長:齊惠鵬,葛曉華,成員:徐勝洋、張連輝、鄒長利、于江、王毅力、徐艷秋、王棣。責(zé)任部門:德育處、少先隊(duì)。
第三篇:校本課程開發(fā)方案-青少年科技創(chuàng)新教育-校本課程
校本課程開發(fā)方案-青少年科技創(chuàng)新教育-校本課程
? 科技創(chuàng)新教育校本化的實(shí)踐研究(啟東
市大江中學(xué) 文云全)
? ? ?
2010-5-6 瀏覽(562)【大 中 小】
? 科技創(chuàng)新教育校本化的實(shí)踐研究
啟東市大江中學(xué) 文云全
摘要:學(xué)校科技創(chuàng)新教育的有效推行要求科技創(chuàng)新教育實(shí)現(xiàn)校本化,不僅要在內(nèi)容上找準(zhǔn)“切入點(diǎn)”,在師資上進(jìn)行特色教師培養(yǎng),在管理上規(guī)范化和制度化,在評(píng)價(jià)上個(gè)性化和過程化。本文以“星點(diǎn)評(píng)定呈現(xiàn)目標(biāo)評(píng)價(jià)”、“科技發(fā)明切入創(chuàng)新內(nèi)容”、“角色扮演培養(yǎng)特色教師”、“科協(xié)建設(shè)促進(jìn)規(guī)范管理”幾點(diǎn)嘗試,探索科技創(chuàng)新教育校本化的途徑與方法,以期能更好地適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。
關(guān)鍵詞:科技創(chuàng)新教育;校本化
科技創(chuàng)新教育的目的是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。由于受到傳統(tǒng)教育觀念、應(yīng)試教育思想、功利化思想等諸多因素干擾,科技創(chuàng)新教育推行起來困難重重。作為實(shí)施創(chuàng)新教育的主要責(zé)任部門,學(xué)校對(duì)科技創(chuàng)新教育的態(tài)度往往是“說起來重要,做起來次要,忙起來不要”,有的學(xué)校為了裝點(diǎn)門面,開設(shè)一些所謂的科技創(chuàng)新課程,搞了一些“素質(zhì)教育”活動(dòng),表面上轟轟烈烈,熱熱鬧鬧,其實(shí)不過是花架子,既沒有科學(xué)性,也沒有系統(tǒng)性,根本不可能達(dá)到創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目的。學(xué)校科技創(chuàng)新教育在內(nèi)容、管理、師資和評(píng)價(jià)等方面均迫切需要研討。現(xiàn)就科技創(chuàng)新教育校本化的幾點(diǎn)嘗試與大家分享,以期能更好地適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。
星點(diǎn)評(píng)定呈現(xiàn)目標(biāo)評(píng)價(jià)
高爾基說:“一個(gè)人追求的目標(biāo)越高,他的才力就發(fā)展得越快,對(duì)社會(huì)就越有益。”制定客觀科學(xué)和具有激勵(lì)功能的課程目標(biāo)和過程性評(píng)價(jià)機(jī)制是實(shí)施科技創(chuàng)新教育的關(guān)鍵。
1.任務(wù)驅(qū)動(dòng),目標(biāo)激勵(lì)。為提升學(xué)生對(duì)科技創(chuàng)新教育的期望值,從而自然地激起濃厚的興趣,目標(biāo)任務(wù)制定要適合不同學(xué)生的年齡和個(gè)性特點(diǎn),不要過于簡單,也不要過于高遠(yuǎn);同時(shí)要給學(xué)生發(fā)展留下空間和可能性,不要過于具體,也不要過于抽象。如在課程綜述時(shí),可在介紹課程中,通過以往學(xué)生技術(shù)創(chuàng)新成功的案例介紹,讓學(xué)生初步了科技創(chuàng)新的概況,理解了本課程開設(shè)的意義和價(jià)值,明確了課程要求和努力方向,初步感受了創(chuàng)新的魅力,建樹興趣,從而讓學(xué)生產(chǎn)生“沖動(dòng)”,“我也要完成一項(xiàng)創(chuàng)新作品”的目標(biāo)油然而生。當(dāng)然,這“創(chuàng)新作品”的“創(chuàng)新性”是相對(duì)的,對(duì)每個(gè)學(xué)生來說既不“簡單”,又不“高遠(yuǎn)”;既不“具體”,也不“抽象”。
2.星點(diǎn)評(píng)定,指標(biāo)分解。科技創(chuàng)新課程評(píng)價(jià)參考標(biāo)準(zhǔn)簡要概括分為“四大板塊,15項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo),50個(gè)星點(diǎn)”。定性與定量考核評(píng)價(jià)相結(jié)合。四大板塊為:“創(chuàng)新品質(zhì)”、“創(chuàng)新知識(shí)”、“創(chuàng)新技能”、“創(chuàng)新成果”。15項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)有:思想境界,對(duì)科技創(chuàng)新的作用認(rèn)識(shí)深刻;道德品質(zhì),對(duì)科技創(chuàng)新的兩面性積極關(guān)注;紀(jì)律法規(guī),對(duì)科技創(chuàng)新的法律規(guī)章嚴(yán)格遵守;創(chuàng)新歷史,了解人類科技創(chuàng)新歷史;創(chuàng)新過程,熟悉創(chuàng)新與設(shè)計(jì)的一般流程及要領(lǐng);創(chuàng)新方法,掌握科技創(chuàng)新的常用方法;學(xué)科應(yīng)用,將創(chuàng)新融合運(yùn)用于各學(xué)科中;選題技能,善于從生產(chǎn)、生活、工作等多方面選題;設(shè)計(jì)技能,能對(duì)解決方案進(jìn)行完整直觀清晰設(shè)計(jì);操作技能,掌握常用制作技巧與探究實(shí)踐方法;表達(dá)技能,能撰寫研究報(bào)告并清楚有創(chuàng)意地表達(dá);過程感受,有成功體驗(yàn)和創(chuàng)新故事文章;參賽獲獎(jiǎng),參加各級(jí)各類科技比賽;申請(qǐng)專利,發(fā)明作品申請(qǐng)專利;成果發(fā)表,創(chuàng)新成果在校級(jí)及以上發(fā)表。每一指標(biāo)為3至5個(gè)星點(diǎn)不等,總星值為50,達(dá)30星點(diǎn)以上(含30星點(diǎn))為合格。
3.過程記錄,活性評(píng)價(jià)。學(xué)生建立學(xué)會(huì)創(chuàng)新成長記錄袋(冊(cè)),作為過程記錄與評(píng)價(jià)載體。定期開展通過技術(shù)與創(chuàng)新成長記錄(冊(cè))袋的展示評(píng)比,交流分享。評(píng)價(jià)時(shí)主要根據(jù)學(xué)生的上課、收獲與感悟、作品、發(fā)言、活動(dòng)表現(xiàn)、作業(yè)、文章、證書等進(jìn)行評(píng)定。評(píng)價(jià)的方式可采用:綜合考查、抽查、口頭表述、過程檢查、書面材料、現(xiàn)場操作、統(tǒng)計(jì)等。不同指標(biāo)評(píng)定,可根據(jù)需要選擇不同的評(píng)價(jià)方式。評(píng)價(jià)流程為三步:自評(píng),互評(píng),校評(píng),對(duì)合格者頒發(fā)科技創(chuàng)新課程合格證書。此證書和“學(xué)會(huì)創(chuàng)新成長記錄冊(cè)”一起裝進(jìn)學(xué)生檔案,將來無論大江中學(xué)的學(xué)生走到哪里,人們都能從檔案中發(fā)現(xiàn)他們的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新成果。通過實(shí)踐,收到良好效果。
科技發(fā)明切入創(chuàng)新內(nèi)容 通過科技創(chuàng)新教育培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,需要有好的“切入點(diǎn)”。實(shí)踐證明,以科技發(fā)明為突破口開展創(chuàng)新教育是一條好路子。
1.拓展形式,活動(dòng)種類多方式新。活動(dòng)形式直接影響活動(dòng)效果,在以科技發(fā)明為突破口的創(chuàng)新教育中,有培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的科技發(fā)明與制作活動(dòng),有展示學(xué)生科技發(fā)明成果的“異想天開”活動(dòng)、“研究啟東、發(fā)展啟東”科技活動(dòng)、科技創(chuàng)新知識(shí)競賽活動(dòng)、科技發(fā)明作品征集比賽活動(dòng)等。“大江中學(xué)科技發(fā)明先鋒隊(duì)”、“大江中學(xué)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)”等排出了活動(dòng)安排表,由相關(guān)教師進(jìn)行輔導(dǎo),學(xué)生進(jìn)行各種創(chuàng)新實(shí)踐,動(dòng)手動(dòng)腦,全方位鍛煉提高,取得了較好效果。
2.創(chuàng)設(shè)環(huán)境,保障創(chuàng)新教育活動(dòng)有序開展。為了扎實(shí)有效地開展科技發(fā)明教育活動(dòng),學(xué)校在加強(qiáng)對(duì)科技教育活動(dòng)領(lǐng)導(dǎo)的同時(shí),也十分注意為科技教育活動(dòng)創(chuàng)設(shè)環(huán)境。一是制度環(huán)境建設(shè),確保科技教育活動(dòng)正常有序地開展。為保證學(xué)校科技教育活動(dòng)的正常開展,學(xué)校制訂了較為完善的宏觀規(guī)劃。除了具體安排每學(xué)年的科技活動(dòng)內(nèi)容外,還明確了大力投入科技教育資金,逐步完善科技教育獎(jiǎng)勵(lì)制度,改革科技教育教學(xué)評(píng)價(jià)制度等措施,激發(fā)了師生參與科技發(fā)明活動(dòng)的熱情。二是硬件環(huán)境建設(shè),激勵(lì)學(xué)生廣泛參與科技發(fā)明活動(dòng)。學(xué)校在經(jīng)費(fèi)極其緊張的情況下,仍然十分重視財(cái)力投入,先后建起了科技樓、綜合樓,開辟了科技創(chuàng)作室、研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)室、多媒體教室等,辦好校刊《揚(yáng)帆大江》、校報(bào)《大江潮》、“大江之聲”廣播站,不斷更新教育教學(xué)手段。除此之外,還充分利用校園環(huán)境的導(dǎo)向、激勵(lì)和育人的功能,在校圖書館、教學(xué)樓、科技樓等處,布置了古今中外的科學(xué)家、發(fā)明家、藝術(shù)家的畫像及其激勵(lì)學(xué)生成才的名言,營造出科技發(fā)明教育的良好氛圍。充分利用學(xué)校科技陳列室,展示學(xué)校在科技發(fā)明上取得的成果,組織學(xué)生參觀、學(xué)習(xí),對(duì)全校學(xué)生進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的創(chuàng)新教育,激發(fā)學(xué)生參與科技發(fā)明活動(dòng)的積極性。
3.合理安排,把創(chuàng)新教育活動(dòng)落到實(shí)處。學(xué)校的科技教育發(fā)明活動(dòng)主要分為三類:一類是定期課程,如勞技課、制作課、實(shí)驗(yàn)課等;一類是不定期活動(dòng),如研究性學(xué)習(xí)、科普知識(shí)講座、專利知識(shí)講座等;再一類是舉辦科技節(jié)或利用科技發(fā)明比賽活動(dòng),開展創(chuàng)造發(fā)明、科學(xué)論文、電腦機(jī)器人、科學(xué)幻想繪畫、技術(shù)創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)、電子技師等活動(dòng)。
4.加強(qiáng)輔導(dǎo),激發(fā)學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的欲望。科技發(fā)明教育活動(dòng)課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的興趣、開發(fā)學(xué)生的思維是十分有益的。但是,要真正使學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)明,教師輔導(dǎo)是必不可少的。校科技輔導(dǎo)教師主要是利用了“三大陣地”對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。一是利用好課堂。課堂是向?qū)W生傳授理論知識(shí)和進(jìn)行思想教育的最佳場所。因此,校科技輔導(dǎo)教師都十分善于用古今中外科學(xué)家的業(yè)績及當(dāng)今全國發(fā)明家的事跡,教育學(xué)生破除陳舊觀念,以淺顯、通俗、實(shí)際、易行的方法引導(dǎo)、幫助學(xué)生克服畏難情緒,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造發(fā)明的欲望。二是利用好各種科技活動(dòng)。學(xué)校每學(xué)期都有一到兩次“科技發(fā)明設(shè)想設(shè)計(jì)作品征集比賽”活動(dòng)。在活動(dòng)中,教師都十分注意保護(hù)學(xué)生發(fā)明的設(shè)想、設(shè)計(jì),從不輕率下斷語,也不輕易打退票,而是和學(xué)生一道認(rèn)真探討,仔細(xì)研究,充分論證設(shè)想、設(shè)計(jì)的可行性、可操作性和適用性。對(duì)于實(shí)在難以成功的,也想方設(shè)法向?qū)W生解釋說明。三是利用好創(chuàng)新制作的過程。有許多創(chuàng)新設(shè)想、設(shè)計(jì),表面上是可行的,但在具體實(shí)踐中,卻遇到了許多困難。如朱健華同學(xué)在發(fā)明“快速充氣救生衣”的過程中,他為了找到快速發(fā)泡的配方,跑上海、奔蘇州、問親友、訪專家,查閱了《化工大字典》,反復(fù)做了幾十次實(shí)驗(yàn),才找到了合適的配方。中途他曾有好幾次要打退堂鼓,但在輔導(dǎo)老師和家長的鼓勵(lì)和指導(dǎo)下,終于獲得了成功。他在總結(jié)時(shí)說:“真沒想到,制作一件發(fā)明作品,會(huì)經(jīng)歷這樣多的困難,但是在戰(zhàn)勝困難的過程中,我確實(shí)學(xué)到了不少東西,懂得了許多道理。”
角色扮演培養(yǎng)特色教師
科技創(chuàng)新教育校本化的關(guān)鍵是教師的特色化。“特色”,《現(xiàn)代漢語詞典》解釋為“事物所表現(xiàn)的獨(dú)特的色彩、風(fēng)格”。特色教師,是指在教育教學(xué)過程中所表現(xiàn)出來的有獨(dú)特個(gè)性風(fēng)貌和風(fēng)格的教師。知名教育家蔡元培先生曾說,特色教師是學(xué)校的寶貴財(cái)富,學(xué)校的特色、學(xué)校在社會(huì)上的影響往往是靠特色教師的努力而形成的。特色教師是與學(xué)校辦學(xué)特色共生發(fā)展的。那么,特色教師在學(xué)校科技創(chuàng)新教育中應(yīng)扮演什么角色呢?
1.特色的引領(lǐng)者。特色教師是學(xué)校的財(cái)富,同時(shí)特色教師也應(yīng)該是學(xué)校的先鋒,在辦學(xué)特色的形成和發(fā)展過程中起模范帶頭作用。特色教師要把目光放遠(yuǎn)些,敢于毛邃自薦,積極向?qū)W校領(lǐng)導(dǎo)建言獻(xiàn)策,勇挑重?fù)?dān),敢為人先,大膽實(shí)踐,不怕失敗,不怕嘲諷,堅(jiān)定信念,動(dòng)員、團(tuán)結(jié)一切可以利用的力量,把學(xué)校辦學(xué)特色的形成和發(fā)展作為自己的一份責(zé)任和使命。2.活動(dòng)的設(shè)計(jì)者。科技創(chuàng)新教育的實(shí)施需要以特色活動(dòng)為載體,特色活動(dòng)的設(shè)計(jì)直接影響科技創(chuàng)新教育的進(jìn)度和效度。特色教師作為科技創(chuàng)新教育活動(dòng)的直接參與者,應(yīng)該首先而且必須從特色活動(dòng)的設(shè)計(jì)著手。特色活動(dòng)的設(shè)計(jì)需要充分認(rèn)識(shí)活動(dòng)的目的意義與預(yù)期效果,充分了解活動(dòng)對(duì)象的特點(diǎn)和需求,充分發(fā)揮活動(dòng)資源的效能,充分掌握活動(dòng)變量的影響因素。活動(dòng)方案的設(shè)計(jì)是影響活動(dòng)成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。3.“趣”的激發(fā)者。興趣是最好的老師,但在科技創(chuàng)新教育過程中,興趣不是隨隨便便就能來的,而且光有興趣也是不夠的。其實(shí)“趣”應(yīng)該有三個(gè)層次:樂趣、興趣、“漁趣”,即從感觀入手,產(chǎn)生心動(dòng),然后行動(dòng),獲得成功的喜悅,層層遞進(jìn)。科技創(chuàng)新教育活動(dòng)的效果在很大程度上取決于“趣”被激發(fā)的程度。例如在科技發(fā)明科技創(chuàng)新教育中,可以引導(dǎo)學(xué)生不斷實(shí)踐,體驗(yàn)“趣”的三個(gè)層次:感受新奇,體味發(fā)明創(chuàng)造的樂趣;破除神秘,建樹發(fā)明創(chuàng)造的興趣;實(shí)踐行動(dòng),享受發(fā)明創(chuàng)造的“漁趣”。“趣”的激發(fā),火把的點(diǎn)燃,需要特色教師正確引導(dǎo),巧妙引導(dǎo),有效引導(dǎo)。4.過程的調(diào)控者。科技創(chuàng)新教育活動(dòng)往往需要打破常規(guī),不斷創(chuàng)新,開拓進(jìn)取,所以往往會(huì)遇到各種意外情況。特色教師設(shè)計(jì)了活動(dòng)方案,激發(fā)了樂趣、興趣和“漁趣”,還得應(yīng)對(duì)各種變化,在具體實(shí)施過程中加以調(diào)控,發(fā)現(xiàn)新情況,分析新需要,研究新方案,解決新問題。同時(shí),在調(diào)控過程中,要一切從實(shí)際出發(fā),對(duì)預(yù)設(shè)方案進(jìn)行修正、完善和補(bǔ)充,使科技創(chuàng)新教育活動(dòng)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。5.探究的先行者。“特色”的獨(dú)特性和創(chuàng)新性決定了學(xué)校辦學(xué)特色的形成和發(fā)展不可能有完全現(xiàn)存的路可走,必然要進(jìn)行探究。作為科技創(chuàng)新教育的引領(lǐng)者和實(shí)踐者,特色教師必定是科技創(chuàng)新教育探究的先行者。探究可以是研討、反思、教研,也可以是課題研究等形式。6.校本的開發(fā)者。辦學(xué)特色一定具有鮮明的校本特征。科技創(chuàng)新教育活動(dòng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和做法,需要不斷總結(jié)和提升。同時(shí)針對(duì)辦學(xué)特色發(fā)展的需求,不斷拓展科技創(chuàng)新教育活動(dòng)的內(nèi)容和形式,搜集編寫科技創(chuàng)新教育相關(guān)資料,甚至制作必要的道具等。這些都是特色教師應(yīng)該進(jìn)行的校本開發(fā)活動(dòng)。7.品牌的宣傳者。酒好也怕巷子深。辦學(xué)特色是學(xué)校的品牌,同樣需要加強(qiáng)宣傳。宣傳是為了更好地發(fā)展。作為特色教師,除了在科技創(chuàng)新教育中參與策劃和監(jiān)管外,還得在對(duì)外宣傳方面做好文章,這樣可以使本校科技創(chuàng)新教育活動(dòng)得到更多的關(guān)注和支持,從而有更好的發(fā)展。
科協(xié)建設(shè)促進(jìn)規(guī)范管理
中學(xué)建設(shè)學(xué)校科協(xié),讓科技教育組織化、制度化、正常化,有利于學(xué)校對(duì)科技教育活動(dòng)的組織管理,有利于教師對(duì)科技教育活動(dòng)的指導(dǎo)實(shí)施,有利于學(xué)生積極參與科技教育活動(dòng),從而有效地發(fā)展科技教育,更好地培養(yǎng)新時(shí)期中學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新能力,為學(xué)生的全面發(fā)展和終身發(fā)展服務(wù)。
1.中學(xué)建設(shè)學(xué)校科協(xié),有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)科技教育的專門化管理。中學(xué)建設(shè)學(xué)校科協(xié),構(gòu)建科技教育“綠色通道”,毫無疑問離不開上級(jí)科技領(lǐng)導(dǎo)、教育行政和社會(huì)力量保駕護(hù)航。中學(xué)有了作為人民團(tuán)體的學(xué)校科協(xié),可以直接得到民政部門的支持,可以更好地與政府、環(huán)保、工會(huì)、企業(yè)等其它相關(guān)部門進(jìn)行溝通與聯(lián)系,得到他們的指導(dǎo)和更多更新的信息,科技教育發(fā)展更快更好。如在由大江中學(xué)科協(xié)組織的高士其創(chuàng)新大賽、青少年創(chuàng)意大賽等活動(dòng)中,江蘇省科協(xié)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)局、發(fā)明協(xié)會(huì),南通市科技局、科協(xié),啟東市科技局、科協(xié)、教育局等有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)親臨比賽現(xiàn)場視察和指導(dǎo)。江蘇省知識(shí)產(chǎn)權(quán)局黃志臻副局長視察大江中學(xué)后欣然命筆“尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán),崇尚創(chuàng)新精神”;原省人大主任儲(chǔ)江參觀大江中學(xué)后題詞“小發(fā)明大有作為”。南通市、啟東市有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)多次來大江中學(xué)現(xiàn)場辦公,商討策略,提供支持,并積極為學(xué)校搭設(shè)展示平臺(tái),利用經(jīng)貿(mào)洽談會(huì)等契機(jī)大力推出師生科技創(chuàng)新成果。
中學(xué)建設(shè)學(xué)校科協(xié),讓學(xué)校“一把手”校長或分管校長擔(dān)任科協(xié)領(lǐng)導(dǎo),可以對(duì)科技教育進(jìn)行專門化管理,更有效地保障學(xué)校科技教育活動(dòng)的開展。大江中學(xué)科協(xié)實(shí)行會(huì)長負(fù)責(zé)制,由一把手校長擔(dān)任會(huì)長,分管科技的副校長任副會(huì)長。校長都把切實(shí)做好與深入推進(jìn)科技教育作為重要的任期目標(biāo)。開展科技活動(dòng)有了專門的組織機(jī)構(gòu),管理更方便,組織更有序,策劃更專一,過程更完整,效果更突出。啟東市大江中學(xué)在學(xué)校財(cái)力較為薄弱的情況下,每年都要?jiǎng)澇霾恍”壤目萍冀逃?jīng)費(fèi),專款專用,讓學(xué)校科協(xié)活動(dòng)得到管理層面的有力保障。
2.中學(xué)建設(shè)學(xué)校科協(xié),有利于打造強(qiáng)有力的科技教師隊(duì)伍。中學(xué)建設(shè)學(xué)校科協(xié),能加強(qiáng)科技教育師資隊(duì)伍建設(shè)。大江中學(xué)科協(xié)成立后,科技教師的職權(quán)更明確,獎(jiǎng)懲更分明,積極性更高,針對(duì)性更強(qiáng),參與面更廣;科技活動(dòng)形式更靈活,活動(dòng)內(nèi)容更豐富,活動(dòng)范圍更寬廣;與其它科技教育部門和同類學(xué)校接觸交流更直接,得到信息更多更新更快,有了更豐富的科技創(chuàng)新源泉。大江中學(xué)成立了以優(yōu)秀理科教師為主體的科技創(chuàng)新教研組,將科技教師列入學(xué)校科協(xié)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu),設(shè)立專職和兼職科技教師崗位,制定相應(yīng)考核獎(jiǎng)勵(lì)方案等,對(duì)科技教師的考核與其他教師平等,并加大了對(duì)科技輔導(dǎo)獲獎(jiǎng)教師的獎(jiǎng)勵(lì)力度。作為全市“先進(jìn)知識(shí)分子群體”,他們中有省中學(xué)第一位高級(jí)科普師,有數(shù)位市、縣學(xué)科帶頭人、骨干教師。科技教師的來源涉及多門學(xué)科,除了理化生,還有政史地,音體美,信息等。如南通市歷史骨干教師施輝,同時(shí)也是大江中學(xué)科協(xié)副秘書長,優(yōu)秀科技輔導(dǎo)教師,他說:“我也是比較創(chuàng)新的。”這支隊(duì)伍就是這樣,他們經(jīng)常開展“頭腦風(fēng)暴”等一類活動(dòng),許多嶄新的觀點(diǎn)、方案、智慧就在相互碰撞中生成。
3.中學(xué)建設(shè)學(xué)校科協(xié),有利于營造更加良好的科技教育氛圍。中學(xué)建設(shè)學(xué)校科協(xié),能為師生參與科技教育活動(dòng)營造更加良好的氛圍。大江中學(xué)科協(xié)成為嶄新的科技活動(dòng)平臺(tái),科協(xié)“章程”明確了科協(xié)宗旨和遵循的方針、組織機(jī)構(gòu)和各部門工作職責(zé)、會(huì)員權(quán)利和義務(wù);教師和學(xué)生共同參與管理,下設(shè)秘書處、科普部、創(chuàng)新成果部和志愿者服務(wù)部。參與科協(xié)的師生有一種歸宿感,更有集體榮譽(yù)感,更有利于團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的培養(yǎng)。每屆發(fā)展的新會(huì)員舉行入會(huì)宣誓儀式,讓會(huì)員進(jìn)一步增強(qiáng)科技意識(shí),激發(fā)創(chuàng)新熱情,明確參加科技活動(dòng)的目的和意義,更加明確參加科技活動(dòng)的重要性,更加珍惜每次提升自己的機(jī)會(huì),加倍努力,全面發(fā)展,更好成長。大江中學(xué)科協(xié)會(huì)員入會(huì)宣誓誓詞如下:我志愿加入大江中學(xué)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì),堅(jiān)決擁護(hù)科協(xié)的領(lǐng)導(dǎo),遵守科協(xié)的章程,執(zhí)行科協(xié)的決議,履行會(huì)員的義務(wù),嚴(yán)守協(xié)會(huì)的紀(jì)律,勤奮學(xué)習(xí),積極創(chuàng)新,勇攀科學(xué)技術(shù)高峰,為校為國爭光,為把自己培養(yǎng)成為創(chuàng)新型人才而努力奮斗!
4.中學(xué)建設(shè)學(xué)校科協(xié),有利于讓科技教育活動(dòng)更為豐富和有序。中學(xué)建設(shè)學(xué)校科協(xié),為科技教育進(jìn)一步制度化、正常化起到強(qiáng)有力的組織保證作用,學(xué)校能更有序地組織開展豐富的師生喜聞樂見的科技教育活動(dòng)。大江中學(xué)科協(xié)成立后,科技活動(dòng)種類更多、方式更新了。有培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的科技發(fā)明與制作活動(dòng),有展示學(xué)生科技創(chuàng)新成果的“異想天開”、“創(chuàng)意大賽”、“研究啟東、發(fā)展啟東”科技活動(dòng)、科技創(chuàng)新知識(shí)競賽活動(dòng)、科技創(chuàng)新作品征集比賽活動(dòng)等,開展“我的校園我設(shè)計(jì)”主題科技競賽活動(dòng)、“敢想敢做”發(fā)明競賽活動(dòng)、“高士其青少年科技創(chuàng)新大賽”,“青少年創(chuàng)意大賽”等等。“大江中學(xué)科技發(fā)明先鋒隊(duì)”、“大江中學(xué)電子技師協(xié)會(huì)”、“大江中學(xué)機(jī)器人俱樂部”等排出了活動(dòng)安排表,由相關(guān)教師進(jìn)行輔導(dǎo),學(xué)生進(jìn)行各種創(chuàng)新實(shí)踐,動(dòng)手動(dòng)腦,全方位鍛煉提高,取得了較好效果。開展這樣的科技教育活動(dòng)后,學(xué)生中出現(xiàn)了“四多”:即愛學(xué)習(xí)的多了,善動(dòng)腦的多了,勤觀察的多了,常動(dòng)手的多了。獲得江蘇省億利達(dá)青少年發(fā)明獎(jiǎng)的沈赫男同學(xué)感慨地說:“科技發(fā)明活動(dòng),不但可以作為緊張學(xué)習(xí)之余的一種調(diào)節(jié),而且又啟迪我們的智慧,培養(yǎng)我們對(duì)事物入微觀察的本領(lǐng)和對(duì)問題思考決斷的能力,大大促進(jìn)了我們對(duì)其它各門功課的學(xué)習(xí)。”
5.中學(xué)建設(shè)學(xué)校科協(xié),有利于開展校本課程的研究與實(shí)踐。中學(xué)建設(shè)學(xué)校科協(xié),不僅有利于學(xué)校科技實(shí)踐活動(dòng)的開展,而且有利于對(duì)科技教育活動(dòng)進(jìn)行研究。實(shí)踐新課程,開發(fā)校本課程資源,是新時(shí)期課程改革的要求。通過科協(xié)組織,能更有效地將科技教育實(shí)踐與理論研究結(jié)合,開發(fā)、建設(shè)由多種(項(xiàng))常規(guī)性活動(dòng)組成的校本課程。大江中學(xué)科協(xié)與學(xué)校教務(wù)處協(xié)同組織,將科技校本課程納入教學(xué)計(jì)劃,有固定的課時(shí)分配,讓科技校本課程常態(tài)化,使全體學(xué)生都能形成基本的科技創(chuàng)新素質(zhì)。大江中學(xué)科協(xié)還與學(xué)校教科室協(xié)作,開展多項(xiàng)科技教育課題的研究。如“青少年科技教育基地的開發(fā)與輻射研究”、“科技校本課程的開發(fā)與學(xué)校特色發(fā)展研究”、“培養(yǎng)新世紀(jì)創(chuàng)新人才的途徑和方法研究”等,組織編寫了科技校本教材資料《學(xué)會(huì)發(fā)明》、《機(jī)器人創(chuàng)新》和《揚(yáng)帆大江-青少年科技教育信息》等,其中《學(xué)會(huì)發(fā)明》被評(píng)為江蘇省優(yōu)秀校本課程一等獎(jiǎng)。
6.中學(xué)建設(shè)學(xué)校科協(xié),有利于實(shí)現(xiàn)科技教育與學(xué)科教學(xué)的平衡發(fā)展。
中學(xué)建設(shè)學(xué)校科協(xié),通過科協(xié)與學(xué)校的協(xié)同管理,能堅(jiān)持“兩手都要硬”、“兩條腿走路”,在平衡中求發(fā)展。大江中學(xué)注意處理好科技創(chuàng)新教育與課程改革的關(guān)系,努力使學(xué)生在科技活動(dòng)中養(yǎng)成的“自主、合作、探究”精神滲透到新課程的實(shí)踐之中;注意處理好科技創(chuàng)新教育與高考的關(guān)系。高考一定會(huì)體現(xiàn)新課程精神,而科技創(chuàng)新教育,又完全符合新課程精神。事實(shí)上,創(chuàng)新點(diǎn)子多、成果大的班級(jí)(學(xué)生),高考成績也好;而近幾年,學(xué)校高考與師生科技創(chuàng)新齊頭并進(jìn),不斷履高攀新。這大大消除了家長的疑慮和阻力。如,朱健華同學(xué)的父親由不理解到支持,最后和兒子一起赴上海、去蘇州,尋購所需化學(xué)用品,一時(shí)傳為美談……
總之,學(xué)校科技創(chuàng)新教育的有效推行要求科技創(chuàng)新教育實(shí)現(xiàn)校本化,不僅要在內(nèi)容上找準(zhǔn)“切入點(diǎn)”,在師資上進(jìn)行特色教師培養(yǎng),在管理上規(guī)范化和制度化,在評(píng)價(jià)上個(gè)性化和過程化。實(shí)踐證明,以“科技發(fā)明切入創(chuàng)新內(nèi)容”、“星點(diǎn)評(píng)定呈現(xiàn)目標(biāo)評(píng)價(jià)”、“角色扮演培養(yǎng)特色教師”、“科協(xié)建設(shè)促進(jìn)規(guī)范管理”的做法,能給學(xué)校科技創(chuàng)新教育校本化途徑與方法以參考,在一定程度上更好地適應(yīng)了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。
科技創(chuàng)新綜合實(shí)踐活動(dòng)校本課程(1)
吳忠高級(jí)中學(xué)科技活動(dòng)小組 組編
主編:馬建國 編委:楊學(xué)剛 蘇志國 周鳳琴
2007年6月
前 言
吳忠高級(jí)中學(xué)一直重視青少年科技創(chuàng)新活動(dòng),將科技活動(dòng)列入了教學(xué)日程。學(xué)校組織科技輔導(dǎo)員學(xué)習(xí)《中共中央國務(wù)院關(guān)于深化教育改革全面推進(jìn)素質(zhì)教育的決定》和《中華人民共和國科學(xué)技術(shù)普及法》等文件,統(tǒng)一思想提高認(rèn)識(shí),依法實(shí)施科普活動(dòng)。同時(shí),學(xué)校提出要求:要把科技活動(dòng)經(jīng)常化,要把科技活動(dòng)教學(xué)化,要把科技活動(dòng)課題化。提出了較前沿的辦學(xué)特色,以學(xué)生可持續(xù)發(fā)展為本,讓每一個(gè)學(xué)生在創(chuàng)造實(shí)踐中成長,培養(yǎng)二十一世紀(jì)具有綜合能力的創(chuàng)造性人才。根據(jù)學(xué)校發(fā)展規(guī)劃,學(xué)校今年對(duì)科技活動(dòng)投入大量人力和物力,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)樓內(nèi),設(shè)置了科技活動(dòng)室,配置了電腦、簡單機(jī)械加工工具、科普?qǐng)D書等。以促進(jìn)學(xué)校科技活動(dòng)的開展。本訂購科技報(bào)刊十幾種,投放資金約二萬元;新購科普?qǐng)D書近百冊(cè),投入資金近五千元。以科技創(chuàng)新教育為載體進(jìn)一步推進(jìn)深化素質(zhì)教育。明確向教師提出:減輕學(xué)生負(fù)擔(dān),向45分鐘要質(zhì)量:面向全體學(xué)生,為每一個(gè)學(xué)生的成功創(chuàng)造條件。創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生施展才華的時(shí)間和空間。構(gòu)建讓學(xué)生張揚(yáng)個(gè)性的舞臺(tái)。要求學(xué)生既要全面發(fā)展,又要學(xué)有特長。全面發(fā)展是基礎(chǔ),學(xué)有特長是根本,發(fā)揮個(gè)性是手段,培養(yǎng)創(chuàng)造才能是目的。活動(dòng)主題和宗旨:展示青春風(fēng)采,弘揚(yáng)校園文化,拓展學(xué)生素質(zhì),服務(wù)青少年成長成才。搭建一個(gè)平臺(tái)、提供一次機(jī)會(huì)、展示一技之長、提高多種能力、培育一代新人。以校園科技文化藝術(shù)節(jié)為龍頭,進(jìn)一步推進(jìn)校園文化建設(shè)。科技創(chuàng)新綜合實(shí)踐活動(dòng)的原則和目標(biāo):
1、學(xué)生自主性原則
原則:在科技活動(dòng)室里,學(xué)生根據(jù)自己設(shè)立的探究性學(xué)習(xí)課題,可以自主地運(yùn)用室內(nèi)各種工具、設(shè)備、儀器等,開展各種創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)制作活動(dòng),目標(biāo):創(chuàng)建專門用于科技活動(dòng)室的教室,面積不宜過小。室內(nèi)有學(xué)生活動(dòng)工作臺(tái),工作臺(tái)的排列可根據(jù)活動(dòng)的需要而改變。科技活動(dòng)室有專門作品陳列櫥窗和工具儀器柜。室內(nèi)或柜內(nèi)放著各種適合學(xué)生使用的工具、設(shè)備、儀器等。學(xué)生可自主地使用這些工具、設(shè)備、儀器。
2、教師指導(dǎo)性原則
輔導(dǎo)教師在學(xué)生活動(dòng)時(shí)要給予必要的指導(dǎo)。包括輔導(dǎo)學(xué)生完善實(shí)驗(yàn)制作的方案,指導(dǎo)正確的使用室內(nèi)的工具、設(shè)備、儀器,引導(dǎo)學(xué)生通過探索性活動(dòng)得出科學(xué)結(jié)果。
目標(biāo):制定科技活動(dòng)室使用規(guī)章制度。包括安排好輔導(dǎo)教師輪流管理表;輔導(dǎo)教師必須到場管理、輔導(dǎo);活動(dòng)室做到定時(shí)開放;學(xué)生進(jìn)入室內(nèi)活動(dòng)事先預(yù)約;科技總輔導(dǎo)員要不定期檢查活動(dòng)狀況。
3、課內(nèi)外相結(jié)合原則
學(xué)生的科技創(chuàng)新綜合實(shí)踐活動(dòng)應(yīng)該課內(nèi)外相結(jié)合。在各學(xué)科課內(nèi)教學(xué)活動(dòng)中,注重開展普及性活動(dòng);在探究性學(xué)習(xí)課里輔導(dǎo)學(xué)生提出探究性問題,形成實(shí)驗(yàn)制作課題。課外開展提高性活動(dòng),在科技活動(dòng)室的實(shí)驗(yàn)和制作活動(dòng)就屬于提高性活動(dòng)。兩者要有機(jī)地結(jié)合,使教育持久地發(fā)展。
目標(biāo):有探究性課題的同學(xué)組成課外活動(dòng)興趣組,組織興趣組學(xué)生每周保證累計(jì)有一小時(shí)在探索活動(dòng)室內(nèi)開展課題實(shí)驗(yàn)或制作活動(dòng)。
4、活動(dòng)安全性原則
活動(dòng)的安全是第一位。活動(dòng)室內(nèi)安放的工具、設(shè)備、儀器應(yīng)盡量選用安全、環(huán)保型。學(xué)生的知識(shí)、體力、能力等還處于學(xué)習(xí)上升階段,部分器材學(xué)生不正確使用會(huì)有一定的危險(xiǎn)性,所以活動(dòng)中必須有教師在場幫助和指導(dǎo)。對(duì)于不正確行為,教師必須給予及時(shí)糾正。
目標(biāo):嚴(yán)格執(zhí)行活動(dòng)室的規(guī)章制度。活動(dòng)時(shí)教師必須到崗盡責(zé),認(rèn)真管理和輔導(dǎo);教師要經(jīng)常向新參加活動(dòng)的同學(xué)介紹工具、設(shè)備、儀器操作方法、要領(lǐng);提倡學(xué)生間“以老帶新”,互相合作學(xué)習(xí)。
科技創(chuàng)新綜合實(shí)踐活動(dòng)(3)(2007-06-25 08:27:59)轉(zhuǎn)載▼
分類: 課外活動(dòng)
目 錄第1章 發(fā)明技法 1.1 缺點(diǎn)列舉法 1 1.2 希望點(diǎn)列舉法 5 1.3 設(shè)問發(fā)明法 8 1.4 聯(lián)想發(fā)明法 14 1.5 組合發(fā)明法 16 1.6 逆向思考法 21 1.7 移植發(fā)明法 23 1.8 巧妙仿生法 27 1.9 廢物利用法 31 1.10 專利發(fā)明法 35
第2章全國青少年科技創(chuàng)新大賽獲獎(jiǎng)作品精選集 40
2.1物理學(xué)---水、風(fēng)力活塞式抽水泵 40 2.2 植物學(xué)---果品適宜儲(chǔ)藏溫度簡易判定法 41 2.3 化學(xué)---一氧化碳清除器 42 2.4 計(jì)算機(jī)科學(xué)---光感筆的設(shè)計(jì)與開發(fā) 43 2.5 技術(shù)發(fā)明---智能飲水機(jī) 44
第3章 吳忠高級(jí)中學(xué)學(xué)生作品簡介 46
3.1簡易凈水器 吳忠高級(jí)中學(xué)高二(6)張繼旺 46 3.2無污染黑板擦吳忠高級(jí)中學(xué)高二(6)劉亞楠 47 3.3音樂牙刷 吳忠高級(jí)中學(xué)高二(6)施進(jìn)洋 48 3.4《多功能的電子狗》吳忠高級(jí)中學(xué)高二(6)孫輝 50 3.5易于安裝的插座
吳忠高級(jí)中學(xué)高二(6)孫濤 51 3.6鉛筆盒與書架組合 吳忠高級(jí)中學(xué)高二(6)王改艷 52 3.7多功能電池安裝器 吳忠高級(jí)中學(xué)高二(6)王立遠(yuǎn) 54 3.8關(guān)于中芯筆的改進(jìn) 吳忠高級(jí)中學(xué)高二(6)岳玉寶 56 3.9 活動(dòng)晾衣鉤
吳忠高級(jí)中學(xué)高二(10)郭
亮 58 3.10各種簡易拆卸車圈
吳忠高級(jí)中學(xué)高二10)吳會(huì)良 59
吳忠高級(jí)中學(xué)學(xué)生科普活動(dòng)掠影 62------66
第1章
發(fā)明技法
什么叫技法、大家知道,干好什么事,都要了解這件事發(fā)生、發(fā)展的過程和規(guī)律,都要掌握干好這件事的方法。對(duì)于創(chuàng)造發(fā)明來說,這種方法和規(guī)律,就稱為技法。有了巧妙的發(fā)明方法和技能,還怕創(chuàng)造發(fā)明不成功嗎? 1.1 缺點(diǎn)列舉法
日本美津濃有限公司原是生產(chǎn)體育用品的一家小廠為了產(chǎn)品暢銷世界各國,廠里的開發(fā)人員到市場上去調(diào)查。在調(diào)查中,他們發(fā)現(xiàn),初學(xué)網(wǎng)球者在打球時(shí)不是打不到球,就是打一個(gè)“觸框球”,把球碰偏了,十分頭疼。很多人都想,要是球拍大一點(diǎn),興許不會(huì)出現(xiàn)上述毛病。國際網(wǎng)聯(lián)規(guī)定,球拍面積必須在710平方厘米之下。美津濃有限公司就專門做了一些比標(biāo)準(zhǔn)大30%的初學(xué)者球拍。這種球拍一上市果然暢銷極了。后來他們又了解到初學(xué)者打網(wǎng)球時(shí),手腕容易發(fā)生一種皮炎,這種病被人們稱之為“網(wǎng)球腕”,發(fā)生的原因是因?yàn)橥罅θ醯娜耍谶\(yùn)動(dòng)前沒有,在打球時(shí)發(fā)生腕震而造成的。于是,該公司又發(fā)明了減震球拍。他們用發(fā)泡聚氨酯為材料,但是經(jīng)過試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)打起球來軟塌塌的,很容易疲勞。又重新進(jìn)行了試驗(yàn),終于制成了著名的“減震球拍”,產(chǎn)品打進(jìn)了歐美各國。這里,他們運(yùn)用了什么技法呢? 這種技法叫做缺點(diǎn)列舉法。什么叫缺點(diǎn)列舉法?
從上面的實(shí)例中,我們明白,缺點(diǎn)列舉法就是通過發(fā)現(xiàn)、發(fā)掘事物的缺陷,把它的具體缺點(diǎn)一一列舉出來,然后,針對(duì)這些缺點(diǎn),設(shè)想改革方案,進(jìn)行創(chuàng)造發(fā)明。缺點(diǎn)列舉法是一種行之有效的發(fā)明技法。因?yàn)槿魏问挛锒疾皇鞘赖模偸怯袃?yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。或者,今天看起來沒有缺點(diǎn),但是過了一個(gè)較長的時(shí)間,它的缺點(diǎn)卻暴露出來了。為什么事物總是有缺點(diǎn)呢?(1)局限性
設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí),設(shè)計(jì)人員往往只考慮產(chǎn)品的主要功能,而忽視其他方面的問題。比如,廚房里使用的鍋,燒煮食物很方便,這是它的主要功能。但是,當(dāng)用它燒煮湯、羹類的東西,就暴露了它的局限性,因?yàn)殄伒纳峡谔珜挘槐愕谷胄⊥搿S腥烁鶕?jù)這個(gè)缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了“茶壺鍋”。這種鍋的外形很別致,它是把上口寬的鍋與倒水方便的茶壺巧妙地結(jié)合在一起而制成,似鍋似壺,一物多用,尤其適合燒煮面食之用。(2)時(shí)間性
有的產(chǎn)品剛發(fā)明時(shí),很好看,很好用,但過些時(shí)候,看厭了,不好使了。或者是,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,它落后了。如日本商人酒井靠發(fā)明玩具小狗而發(fā)家。但是,人們看久了,沒有新鮮味了,有個(gè)個(gè)體戶便想出一籃雙狗的主意。他把兩只這樣的小狗并排放在塑料小籃中,小狗前肢搭出籃緣,姿態(tài)可愛。這個(gè)簡單的發(fā)明奪了酒井的生意。再如熱水瓶吧!總是用鍋燒開了水,再倒進(jìn)熱水瓶去。隨著科技進(jìn)步,現(xiàn)在可用電熱器直接對(duì)熱水瓶里的水加熱、燒開,更方便了。
因此,只要我們處處留神,時(shí)時(shí)觀察,產(chǎn)品的缺點(diǎn)是不難發(fā)現(xiàn)的。應(yīng)用缺點(diǎn)列舉法進(jìn)行創(chuàng)造發(fā)明,有哪些要領(lǐng)呢?(1)敢于質(zhì)疑 發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)
人常有一種惰性,對(duì)于正在使用著的東西,看久了,習(xí)慣了,就認(rèn)為理該是這樣。比如家用小鐵鏟,祖祖輩輩已經(jīng)使用幾十年了,人們認(rèn)為它的結(jié)構(gòu)是天然合理的,常常看不到它的缺點(diǎn),即使看到了,也認(rèn)為“就是這個(gè)樣”。山西太原市的中學(xué)生王剛,突破人們思維的框框,善于發(fā)現(xiàn),敢于質(zhì)疑,大膽革新。他說:“我家有把小鐵鏟,用來鏟垃圾或蜂窩粉等東西。鐵鏟鏟了東西,但不容易端平,于是小鏟里的東西常常往下掉,總是鏟不干凈。有時(shí),用手或掃帚壓住鏟里的東西,拿著又很別扭。“鐵鏟的缺點(diǎn)被王剛發(fā)現(xiàn)了,發(fā)明點(diǎn)選準(zhǔn)了。他便進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)。他找了一根較粗的、比小鐵鏟柄長的鐵絲,一端按小鐵鏟鏟面的大小,做成環(huán)形。環(huán)形的下端敲扁向下折成90°角,如圖2所示。最好能在環(huán)形鐵絲邊沿裝一塊薄鐵皮,成勺形。鐵絲的另一端繞一圈后,縛在小鐵鏟把柄的端頭。這樣,當(dāng)鐵鏟鏟上東西后,用手捏緊把柄與鐵絲,使鏟與罩合攏,鐵鏟里的東西就再也掉不下來了。當(dāng)松開鐵絲時(shí),鐵絲向上彈起,鏟里的東西很方便地倒出來。(2)調(diào)查研究 列舉缺點(diǎn)
我們對(duì)產(chǎn)品不可能件件都使用過,而使用過這些產(chǎn)品的人,對(duì)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)是最清楚的。因此,我們要到最有發(fā)言權(quán)的使用者那里聽取意見,并親自體驗(yàn),了解缺點(diǎn)的癥結(jié)所在。30多年前,日本有個(gè)名叫鬼冢喜八郎的人聽他的一位朋友說:“今后體育要大發(fā)展,運(yùn)動(dòng)鞋是不可缺少的。”于是,他決定跨入生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)鞋這一行業(yè)。他想,要在運(yùn)動(dòng)鞋制造業(yè)中打開局面,一定要做出其他廠家沒有的新型運(yùn)動(dòng)鞋。同時(shí),他想,任何商品都不會(huì)是完美無缺的,如果能抓住哪怕針眼大的小缺點(diǎn)進(jìn)行改革,也能研制出新產(chǎn)品來。這樣,他便選了一種籃球運(yùn)動(dòng)鞋進(jìn)行研究。他先訪問優(yōu)秀的籃球運(yùn)動(dòng)員,聽他們說目前籃球鞋的缺點(diǎn)。幾乎所有的籃球運(yùn)動(dòng)員都說,現(xiàn)在的球鞋容易打滑,止步不穩(wěn),影響投籃的準(zhǔn)確性。他還和運(yùn)動(dòng)員一起打球,親身體驗(yàn)到這一缺點(diǎn)。于是,他圍繞打滑這一缺點(diǎn)進(jìn)行革新。有一天他在吃魷魚時(shí),忽然看到魷魚的觸足上長著一個(gè)個(gè)吸盤。他想,如果把運(yùn)動(dòng)鞋底做成吸盤狀,不就可以防止打滑了嗎?他就把運(yùn)動(dòng)鞋原來的平底改成凹底。試驗(yàn)結(jié)果表明,這種凹底籃球鞋比平底的在止步時(shí)要穩(wěn)得多。鬼冢發(fā)明的這種新型的凹底籃球鞋,逐漸排擠了其他廠家生產(chǎn)的平底籃球鞋,成了獨(dú)樹一幟的新產(chǎn)品。
(3)做好記錄隨時(shí)備查
發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn),并不就能搞出發(fā)明,有時(shí)要等待很久,聯(lián)想或靈感使你想出一個(gè)發(fā)明。因此,做好記錄,隨時(shí)備查是很重要的。科學(xué)家們常說,最淡的墨跡勝過最好的記憶。這話是千真萬確的,是經(jīng)驗(yàn)之談。這是說,記錄能幫助你記憶。再者,發(fā)明者對(duì)物品所列舉的缺點(diǎn)不可能都是很成熟的觀點(diǎn),都能演繹成發(fā)明命題。然而,記錄得多了,增加了發(fā)明選題的靈活性,設(shè)計(jì)成熟方案的可能性增加了。日本有一位名叫齋藤的卡車司機(jī),習(xí)慣于做記錄。一天行車途中,因汽油用完而向過路的汽車索油。當(dāng)時(shí),他沒有抽油的工具,只得對(duì)著橡皮管用嘴吸。人在途中,不可能就去研究發(fā)明方案,他便做了記錄。事隔很久,他看到了這條記錄,又聯(lián)想到在橡皮管上安上個(gè)泵就可以代替嘴吸了。后來,他發(fā)明了輸送汽油的蛇管泵,并獲得了發(fā)明獎(jiǎng)。請(qǐng)你發(fā)明設(shè)計(jì) 怎樣改進(jìn)蚊香?
在炎熱的夏天,討厭的蚊子,嗡嗡之聲擾人不得安寧。點(diǎn)上蚊香固然不錯(cuò),但煙氣繚繞,很嗆人。再者,可利用蚊子的趨光性而避光,但是晚上又不能不點(diǎn)燈。最近市場上出售“電子蚊香”就是一塊PTC材料制成的加熱器上放置一片含有除蟲菊脂的藥片,受熱時(shí)揮發(fā)出清香的氣味,達(dá)到驅(qū)蚊的目的。但也有缺點(diǎn),它增加了電能的消耗。上面列舉了這些缺點(diǎn),請(qǐng)你設(shè)法改進(jìn)一下。怎樣克服筷子難夾球形物的不足?
筷子是人手的延長,經(jīng)常使用筷子對(duì)鍛煉小腦有好處。但筷子也有缺點(diǎn),難夾豆子,花生之類的球形食物。你能否在這個(gè)古老的發(fā)明上再做出新的改進(jìn)? 1.2 希望點(diǎn)列舉法
達(dá)·芬奇是15世紀(jì)的意大利人。他曾希望人們能利用自己的力量飛上天。于是,他從愿望出發(fā),設(shè)計(jì)了一種人力飛機(jī),讓人扒在上面,手腳一齊用力,使裝有羽毛的飛機(jī)兩翼像鳥一樣,撲動(dòng)并飛翔起來。盡管他的這個(gè)設(shè)計(jì)沒有成功,但他希望用人力來實(shí)現(xiàn)飛行的愿望,經(jīng)過人們幾百年的努力,終于成功了。現(xiàn)在的人力飛機(jī)不僅能飛起來,而且能飛過英吉利海峽。達(dá)。芬奇的愿望實(shí)現(xiàn)了。達(dá)·芬奇的發(fā)明技法叫什么呢?
就稱為希望點(diǎn)列舉法。希望點(diǎn)列舉法就是發(fā)明者根據(jù)人們提出來的種種希望,經(jīng)過歸納,沿著所提出的希望達(dá)到的目的,進(jìn)行創(chuàng)造發(fā)明的方法。
希望點(diǎn)列舉法不同缺點(diǎn)列舉法。后者是圍繞現(xiàn)有物品的缺點(diǎn)提出各種改進(jìn)設(shè)想,這種設(shè)想不會(huì)離開物品的原型,因此,它是一種被動(dòng)型的創(chuàng)造發(fā)明方法,而希望點(diǎn)列舉法則是從發(fā)明者的意愿提出各種新的設(shè)想,它可以不受原有物品的束縛,因此,它是一種積極、主動(dòng)型的創(chuàng)造發(fā)明方法。現(xiàn)在,市場上許多新產(chǎn)品都是根據(jù)人們的“希望”研制出來的。例如,人們希望茶杯在冬天能保溫,在夏天能隔熱,就發(fā)明了一種保溫杯。人們希望有一種能在暗處書寫的筆,就發(fā)明了內(nèi)裝一節(jié)五號(hào)電池、既可照明又可書寫的“光筆”。在研制一種新的服裝時(shí),人們提出的希望有:不要鈕扣,冬天暖夏天涼,免洗免熨,可變花色,兩面都可以穿,重量輕,肥瘦都可以穿,脫下來可作提物袋等等。現(xiàn)在,這些愿意大多數(shù)都在日常生活中變成了現(xiàn)實(shí)。
應(yīng)用希望點(diǎn)列舉法進(jìn)行創(chuàng)造發(fā)明,有哪些要領(lǐng)呢?
(1)我們的希望是指社會(huì)的希望、大眾的希望。因此,我們要向社會(huì)了解、向大眾了解他們的希望是什么?比如,隨著社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們希望有迅速傳遞住處的工具誕生。于是發(fā)明家發(fā)明了“傳呼機(jī)”。為了滿足不同人的希望,發(fā)明了中文顯示傳呼機(jī),用漢字顯示簡短電文、預(yù)報(bào)氣象;字符顯示傳呼機(jī),以字母顯示傳呼住處急救傳呼機(jī),供老年心臟病、高血壓患者使用,發(fā)病時(shí)可按鍵發(fā)出求救信號(hào);紅外傳呼機(jī),常用在餐廳餐桌上,通過發(fā)射紅外信號(hào)告訴服務(wù)臺(tái)派人去服務(wù)??
(2)要隨時(shí)注意觀察周圍的事物,處處留心有“希望”。
鄭州七中一年級(jí)的溫智紅想到小孩子端涼水瓶倒水很不安全,提出了不用倒水能喝到水的發(fā)明課題:“自動(dòng)出水瓶”。他在涼水瓶上裝一個(gè)軟木塞,軟木塞上鉆兩個(gè)孔,插入兩根玻璃管,一根接近瓶底,叫出水管,另一根短的叫進(jìn)氣管。進(jìn)氣管口下頭接一根不長的軟皮管,從側(cè)面切開一個(gè)10毫米的口子,下頭用圓木棒堵死,這是進(jìn)氣閥。再找一個(gè)軟塑料玩具,頭上鉆一個(gè)小進(jìn)氣孔,去掉圓哨,插在玻璃管上當(dāng)作打氣的球。當(dāng)要喝水時(shí),用指頭按住小孔,來回地捏玩具,瓶內(nèi)氣壓增高,水就會(huì)從出水口自動(dòng)流出。這個(gè)發(fā)明課題就是溫智紅觀察到小孩子倒水不安全而希望能安全喝水而來的。
在提希望點(diǎn)時(shí)要注意可能性和科學(xué)性,不要像科學(xué)幻想那樣脫離現(xiàn)實(shí)太遠(yuǎn)。(1)可能性
提希望點(diǎn)時(shí)要瞻前顧后。“瞻前”,是指所想到的希望點(diǎn)是否已有前例。“顧后”,是指所選題目是否與當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平相適應(yīng),自己能否有完成的可能性。著名發(fā)明家愛迪生曾運(yùn)用希望點(diǎn)列舉法選定一個(gè)嶄新課題:聲動(dòng)馬達(dá)。他設(shè)想,聲音是能量的一種表現(xiàn)形式,將噪音收集存儲(chǔ)起來,通過一個(gè)轉(zhuǎn)換系統(tǒng),將它轉(zhuǎn)變成機(jī)械能,使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)。這個(gè)設(shè)想雖然合情合理,但這個(gè)選題在當(dāng)時(shí)受到技術(shù)水平的限制,卻無法實(shí)現(xiàn)。(2)科學(xué)性
提希望點(diǎn)要符合自然規(guī)律。超越自然規(guī)律的任何設(shè)想,都是要落空的。自古以來有許多人希望自己長生不死,還有些人以“長生不老藥”作為發(fā)明的研究課題。在很久以前,有人曾研究發(fā)明“永動(dòng)機(jī)”,設(shè)想在沒有溫度差的情況下,在海水里不斷吸取熱量,再把這些熱量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能,制成一部發(fā)動(dòng)機(jī)。試想,這些違反自然的“發(fā)明”能成功嗎? 請(qǐng)你發(fā)明設(shè)計(jì) 希望快速畫角平分線?
畫角平分線,一般的方法要利用直尺和圓規(guī)。在缺少工具的情況下怎么辦?有人將畫有角的紙對(duì)折,讓兩角邊重合,則該折痕就是角平分線。但是,這種方法不巧妙。你能想出巧妙的辦法嗎? 希望使膠水在瓶中流動(dòng)得快些
膠水是一種流動(dòng)性很差的膠體。當(dāng)膠水用得所剩無幾時(shí),再用它,則要倒轉(zhuǎn)瓶子,耐心地等待它慢慢流出,令人著急。希望在不稀釋膠水的條件下,能使膠水的流動(dòng)速度快些。1.3 設(shè)問發(fā)明法
設(shè)問發(fā)明法也稱聰明的辦法、檢核表法。它享有創(chuàng)造技法之母的稱號(hào)。夜光粉是一種用量少用途不大的發(fā)光材料,多用于鐘表和儀表。現(xiàn)在有人提出,它能有更大的用途嗎?這個(gè)設(shè)問,誘人研制成夜光紙,可以裁剪成任何形狀貼在夜間黑暗環(huán)境中,指示開關(guān)位置所在,既方便,又安全。可貼在火柴盒上、煤油燈座上、山區(qū)公路轉(zhuǎn)彎處、樓梯扶手處等等。
這種發(fā)明技法叫設(shè)問發(fā)明法。設(shè)問發(fā)明法根據(jù)需要解決的問題,或需要?jiǎng)?chuàng)造發(fā)明的對(duì)象列出有關(guān)問題,然后一一核對(duì)思考,促進(jìn)創(chuàng)造發(fā)明。可以設(shè)問現(xiàn)有的發(fā)明有無其他用途?能否引入其他創(chuàng)造性設(shè)想,或替代,或借用?現(xiàn)有發(fā)明可否改動(dòng)一下?可否縮小、減輕、分割?可否擴(kuò)大用途,延長壽命?可否更換型號(hào)或順序?可否顛倒過來?有無替代用品?現(xiàn)有的幾種發(fā)明是否可以組合一起???從這段設(shè)問中可以獲得解決問題的方法和創(chuàng)造發(fā)明的設(shè)想。設(shè)問發(fā)明又稱檢核表法,在實(shí)踐中有哪些具體方法呢?
我國的創(chuàng)造學(xué)專家根據(jù)美國著名的創(chuàng)造學(xué)奠基人奧斯本的檢核表法,通過實(shí)踐和研究,總結(jié)出一套具有中國特色的檢核表法,即十二個(gè)“聰明的辦法”。(1)加一加
把一件物品加大一點(diǎn),加長一點(diǎn),加高一點(diǎn),或者把功能增多一點(diǎn),使物品在形態(tài)上、功能上、尺寸上有所變化,有利于使用。
例如,把變通的印刷鉛字加大一點(diǎn),成為大號(hào)字,便于老年人閱覽。把變通雨傘加大一點(diǎn),成為海濱游泳場的晴雨兩用傘。
鉛筆和橡皮原來是分開的兩件東西,美國威廉發(fā)明了橡皮頭鉛筆,這也是加一加的方法。帽子和衣服加在一起,有了帶帽子的風(fēng)雪大衣。X射線照相裝置同電子計(jì)算機(jī)加在一起,成為“CT掃瞄儀”,使診斷腦內(nèi)疾病和體內(nèi)癌變等具有特殊效能。(2)減一減
把一件物品減小一點(diǎn)、減輕一點(diǎn)、減低一點(diǎn),使它的形態(tài)、功能發(fā)生變化。例如,電子管改成集成塊,體積縮小了。鋼鐵架帆布帳篷改為充氣塑料帳篷,重量大大減輕了。近視眼患者帶上眼鏡很不方便,發(fā)明微型隱形鏡片,裝在眼睛內(nèi),更方便了。(3)擴(kuò)一擴(kuò)
把一個(gè)物品放寬一點(diǎn),擴(kuò)大一點(diǎn),使它的功能產(chǎn)生明顯的變化。
例如,放大鏡、顯微鏡、寬銀幕電影、投影電視,都是運(yùn)用擴(kuò)一擴(kuò)的技法。上珠算課,教師向全班同學(xué)演示怎樣撥珠運(yùn)算,制作一個(gè)大算盤,掛在黑板上,全班同學(xué)都看得清清楚楚。(4)縮一縮
使一個(gè)物品的體積縮小一點(diǎn),縮短一點(diǎn),給人使用帶來方便,或者改變它的功能。例如,制造壓縮餅干、袖珍收音機(jī)、袖珍雨衣等,書籍的縮印本、袖珍詞典等。一位醫(yī)師設(shè)想了利用氣球作為疏通血管的工具。把氣球縮得很小(直徑只有幾毫米),把它系在一個(gè)特制的導(dǎo)管的一端插入病人的動(dòng)脈血管,當(dāng)它探到被脂肪阻塞的地方時(shí),就給小氣球充氣,小氣球膨脹后,就擠壓清除了沉積在那里的脂肪,使血液正常地疏通。(5)變一變
改變物品的形狀、尺寸、顏色、味道、音響等,引起人們新的感覺,更有使用價(jià)值,更受消費(fèi)者歡迎。例如,服裝的面料、款式、顏色、圖案的變化。圓形鉛筆變?yōu)榱切巍⒈鈭A形,不易滑手,不易從桌上滾下。圓珠筆從單色變?yōu)殡p色、三色等。(6)改一改
改進(jìn)物品原來的形狀、性能、結(jié)構(gòu),使之出現(xiàn)新形態(tài)、新的功能。
例如,對(duì)雨傘的改進(jìn)。為了防止容易拿錯(cuò),讓傘布增加顏色和圖案。為了防止風(fēng)雨時(shí)傘布遮住視線,改用透明的塑料作傘布。為了撐傘時(shí)拿東西方便,設(shè)計(jì)成可戴在頭上的帽式雨傘。還有,帶“儲(chǔ)水器”的傘,帶照明的傘,等等。再如,撥環(huán)式電話機(jī)改為按鍵式電話機(jī);單放機(jī)改為收音機(jī);單卡改為雙卡??,使產(chǎn)品朝著自動(dòng)化、微型化、效率化、輕便化、簡單化、省力化方向發(fā)展。(7)拼一拼
把一個(gè)物品與另一個(gè)物品拼起來。這和“加一加”有相同之處,但又不完全相同。這里指的是一種到多種規(guī)律的合并,一種到多種功能的合并。
例如,有的小刀把刀、指甲剪、開啤酒瓶的起子合并在一起。有的組合家具,這樣一并可以坐,那樣一并可以睡,再一種擺弄可作寫字臺(tái)等等。(8)學(xué)一學(xué)
通過學(xué)習(xí)、模仿別的產(chǎn)品的形狀、結(jié)構(gòu)、顏色、性能、規(guī)格、功能、動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)新的發(fā)明。
例如,魯班被草劃刮破了手,他模仿茅草邊緣的小齒,發(fā)明了鋸。有一位小發(fā)明家發(fā)明了方便的淘米器。平時(shí)淘米時(shí),倒水很麻煩,一不小心,米就會(huì)流失。看了米篩做得密不易漏米,學(xué)著做個(gè)半圓形的鐵絲網(wǎng),罩在淘米桶上就不會(huì)使米流失了。(9)代一代
代是指代用,材料的代用,方法的代用,商品的代用。工具的代用。
例如,以塑料代鋼,以噴塑代電鍍,以集裝代散裝。運(yùn)用代一代可以生產(chǎn)出許多新的產(chǎn)品。(10)搬一搬
把物品的某一部件搬動(dòng)一下,產(chǎn)生一種新的物品。
例如,把電視機(jī)上的拉桿天線“搬”到圓珠筆上去,發(fā)明了可伸縮的“圓珠筆教棒”。在黑板上用三角板畫圖形不方便,一位同學(xué)在三角板的三個(gè)頂角各裝一個(gè)小鐵珠,這樣,當(dāng)三角板在黑板上移動(dòng)時(shí),減小了摩擦。(11)反一反
把某一事物的形態(tài)、性質(zhì)、功能反一反,發(fā)明出新的物品。許多新產(chǎn)品往往是上與下、里與外、左與右、前與后、橫與豎反一反。
例如,皮革里外反一反,成為翻毛制品。平時(shí)人們穿拖鞋只能朝一個(gè)方向穿進(jìn)去,如果脫拖鞋時(shí)把拖鞋放倒了,那么,到要穿的時(shí)候,又需要把它擺正才能穿。能否做到反方向也能穿呢?日本橫山康子發(fā)明了兩面都能穿的拖鞋。這種拖鞋只是把拖鞋的十字搭攀移到中央就行了。(12)定一定
定指的是規(guī)定、約定。為了解決某一問題,或改進(jìn)某一件東西,為了提高學(xué)習(xí)、工作效率和防止可能發(fā)生的事故或疏漏,需要做出一些規(guī)定。
例如,為了使交通有秩序,防止事故發(fā)生,發(fā)明了信號(hào)燈。規(guī)定黃燈亮?xí)r,車輛停止行駛,已經(jīng)越過停車線的車輛可以繼續(xù)行駛;紅燈亮?xí)r,禁止車輛通行;綠燈亮?xí)r,車輛通行。再如,醫(yī)師測定病人的體溫要用溫度計(jì),溫度計(jì)刻度的規(guī)定,是瑞典科學(xué)家攝爾休斯的一大創(chuàng)舉,他規(guī)定水結(jié)冰時(shí)的溫度(冰點(diǎn))為零度,在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度(沸點(diǎn))為100度,中間分為100等分,每一等為1度。這就是攝氏溫度計(jì)使用的“溫標(biāo)”,記為“C”。請(qǐng)你發(fā)明設(shè)計(jì)
請(qǐng)你觀察周圍的物品,其中哪些是用聰明的方法發(fā)明的?用了哪一種方法?這種方法對(duì)你有什么啟發(fā)? 自由發(fā)明
觀察周圍的物品,哪些地方需要改進(jìn)、革新?請(qǐng)你巧妙而靈活地運(yùn)用“聰明的辦法”進(jìn)行創(chuàng)造發(fā)明。為了節(jié)省空間,增加靈活性,請(qǐng)運(yùn)用“縮一縮”的方法,發(fā)明一種折疊用具。可用畫圖說明,也可以用紙板制成模型。
科技創(chuàng)新綜合實(shí)踐活動(dòng)(4)(2007-06-25 08:38:54)轉(zhuǎn)載▼
分類: 課外活動(dòng)
1.4 聯(lián)想發(fā)明法
瑞士工程師喬治.德梅斯特拉爾很喜歡打獵。每次打獵回來總發(fā)現(xiàn)有一種大薊花粘在他的衣服上,粘得很緊,不易摘下。他逐漸對(duì)這種長有倒刺的野花發(fā)生了興趣。有一次,他摘下一朵花放在顯微鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)花上長有許多小鉤子。原來是這種小鉤子緊緊地粘住了布料!由此,他聯(lián)想到,假如在布上放置一些類似的小鉤子,不就能夠?qū)善祭喂痰卣澈显谝黄饐幔拷?jīng)過反復(fù)思索,德梅斯特拉爾認(rèn)為自己的設(shè)想是符合實(shí)際的。于是,他采取分析和類比的方法,經(jīng)過8年的研究實(shí)驗(yàn),終于制造出由兩條尼龍帶組成的尼龍搭扣。具體結(jié)構(gòu)是:在一條尼龍帶上布滿小鉤,另一條上布滿小圈,將二者相對(duì)擠壓就能牢牢地粘合一起了。這項(xiàng)發(fā)明是在1957年完成的,相繼在許多國家獲得專利權(quán)
這種創(chuàng)造發(fā)明技法叫聯(lián)想發(fā)明法,也叫想象法。它是把與發(fā)明對(duì)象不同領(lǐng)域中的事物與發(fā)明聯(lián)系起來的思考方法。所謂聯(lián)想,就是把頭腦中不相關(guān)的事物重新進(jìn)行組合。
聯(lián)想發(fā)明法有兩種方式:(1)隨機(jī)聯(lián)想法
隨機(jī)聯(lián)想不是出乎意料之中,而是出于意料之外,即人們常說的:踏破鐵鞋無覓處,得來全不費(fèi)功夫。由隨機(jī)聯(lián)想所做出的發(fā)明或發(fā)現(xiàn),通常叫做“機(jī)遇”。
北京市鐵六中黃建川同學(xué),15歲時(shí)發(fā)明“爬樓梯車”。有一次,他看到小狗上樓梯,十分輕松、靈巧。于是,聯(lián)想到搬運(yùn)重物上樓卻十分吃力,能否把小狗上樓梯的動(dòng)作運(yùn)用到運(yùn)重物上樓梯呢?經(jīng)過思考和試驗(yàn),發(fā)明了“爬樓梯車”。狗和車本來毫不相干,他怎樣把它們聯(lián)想一塊呢?關(guān)鍵在于“爬樓梯”這三個(gè)字。狗能爬樓梯,車能不能?狗能爬樓梯的動(dòng)作,車能不能學(xué)?這些聯(lián)想推動(dòng)著董建川深入研究,他發(fā)明的“爬樓梯車”,運(yùn)重物上樓時(shí),先把小車前輪推近樓梯,壓下扶手,前輪懸空,被橡皮筋拉起,再推進(jìn)小車,使前輪搭在上面的樓梯上;再提起扶手,后輪懸空,后輪被橡皮筋拉起,稍向前稚,爬樓梯車
使后輪搭在上一級(jí)樓梯上……。這樣一級(jí)一級(jí)地爬,小車就爬上樓去了。
隨機(jī)聯(lián)想能很快地促進(jìn)一種新發(fā)明,而且往往是在沒有命題的情況下一舉構(gòu)思成功的。但是,不要由此產(chǎn)生一種誤解,認(rèn)為搞發(fā)明要靠碰機(jī)會(huì),甚至“守株待兔”坐等“機(jī)遇”的到來。俗語說得好:“機(jī)遇偏愛有準(zhǔn)備的頭腦”。只有有心人,時(shí)時(shí)思新索奇,處處接收新信息才能捕捉轉(zhuǎn)瞬即逝的“機(jī)遇”。否則,發(fā)明的“機(jī)遇”撞到鼻尖上,也會(huì)失去的。(2)強(qiáng)制聯(lián)想法
嚴(yán)格來說,強(qiáng)制進(jìn)行的聯(lián)想才可稱作一種獨(dú)立的創(chuàng)造發(fā)明的構(gòu)思方法。隨機(jī)進(jìn)行的聯(lián)想只是配合其他發(fā)明構(gòu)思方法的一種輔助手段。因?yàn)殡S機(jī)聯(lián)想不是對(duì)準(zhǔn)發(fā)明目標(biāo)有目的、有步驟地去聯(lián)想,而是偶然受到某種表象的刺激突然聯(lián)想到某一重大問題及其解決方案。強(qiáng)制聯(lián)想法是對(duì)照發(fā)明命題在構(gòu)思其具體結(jié)構(gòu)時(shí),開動(dòng)自己的思維機(jī)器,捕捉一切與本發(fā)明結(jié)構(gòu)有關(guān)的表象和發(fā)明目標(biāo)的要求或特性聯(lián)系到一起去聯(lián)想。臺(tái)灣省少年朋友翟梅發(fā)明下雨自動(dòng)關(guān)窗戶裝置,是通過強(qiáng)制聯(lián)想法構(gòu)思成功的。她的發(fā)明過程是這樣:首先通過窗戶自動(dòng)關(guān)閉這一要求聯(lián)想到彈簧門,即應(yīng)有一彈性張緊機(jī)構(gòu),下雨前窗戶是開的,得有一控制機(jī)構(gòu)與彈性張緊機(jī)構(gòu)平衡。該控制機(jī)構(gòu)如遇下雨就變濕,結(jié)果失去控制,讓窗戶關(guān)上。什么東西干時(shí)能承受拉力,下雨時(shí)就失去拉力?由此,她聯(lián)想到衛(wèi)生紙。于是,她設(shè)計(jì)出這樣一種裝置:打開的窗戶外側(cè)用一束衛(wèi)生紙系結(jié),內(nèi)側(cè)用一束橡皮筋張緊,這就解決了下雨自動(dòng)關(guān)窗的問題。請(qǐng)你發(fā)明設(shè)計(jì)
就餐時(shí),怎樣防止食物灑在衣物及地面上?
就餐時(shí)使用餐巾可以避免灑落的食物污染衣褲,但不能防止污染地面(地毯)。據(jù)國外報(bào)導(dǎo),曾發(fā)明一種胸部裝有手風(fēng)琴式折疊的圍嘴(如圖)。這種圍嘴設(shè)計(jì)新穎,對(duì)兒童十分適用,但給大人使用,不美觀,看來傳統(tǒng)的餐巾不能丟。你能設(shè)法改進(jìn)嗎?這里能否用上聯(lián)想的方法? 1.5 組合發(fā)明法
橡皮和鉛筆是兩項(xiàng)不同的技術(shù)成果。一位貧窮的畫家威廉把它們組合在一起,發(fā)明了把橡皮包在鉛筆頭上的鉛筆。他獲得了專利。他把這個(gè)專利和專利權(quán)賣給了拉巴地布鉛筆公司,使該公司每年僅專利費(fèi)一項(xiàng)收入,達(dá)50萬美元。有一家音樂工業(yè)公司的技術(shù)員豪斯菲爾德,把超聲檢查儀與計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別兩項(xiàng)技術(shù)組合起來,發(fā)明了能夠進(jìn)行人體內(nèi)探測的CT掃描儀器,因而獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。這項(xiàng)發(fā)明技法叫組合法。它是在創(chuàng)造發(fā)明中,把多種技術(shù)成果綜合在一起,構(gòu)思出新穎的設(shè)計(jì)和獨(dú)特的功能的方法。
組合法是詳細(xì)構(gòu)思設(shè)想的有效途徑。有人對(duì)1900年以來的480項(xiàng)重大成果進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)從1950年以后,組合型的成果的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了突破型發(fā)明的數(shù)量,成為占主導(dǎo)地位的技術(shù)。組合型的技術(shù)發(fā)明使技術(shù)更加完善、成熟。組合法也有一定的規(guī)律可循。在有了某個(gè)創(chuàng)造性設(shè)想,或者謀求某種特殊功能的時(shí)候,我們可以從原理的組合、內(nèi)插式組合、輻集式組合等三種形式,從不同的角度進(jìn)行發(fā)明設(shè)計(jì)。(1)原理的組合
所謂原理的組合,是指己有的技術(shù)原理為基礎(chǔ)通過巧妙的組合,創(chuàng)造出新的功能或新穎的事物的方法。例如,人體內(nèi)長結(jié)石的病人很多,結(jié)石病人多有劇烈疼痛等痛苦。一般治療中采取外科手術(shù)的方法,摘除結(jié)石。但有許多結(jié)石病在手術(shù)后仍容易復(fù)發(fā)。若用藥物治療,可以排除小的體內(nèi)的結(jié)石,而較大塊的結(jié)石卻難以通過服藥來化解或排除。醫(yī)生們一直在尋求著不做手術(shù)而排除人體內(nèi)結(jié)石的方法。英國一家醫(yī)療研究中心提出了一項(xiàng)不需外科手術(shù)而粉碎結(jié)石的發(fā)明。這種發(fā)明是把兩個(gè)原理巧妙地結(jié)合而得到的。一個(gè)原理是超聲波可以破碎巖石,當(dāng)然也可以破碎人體內(nèi)的結(jié)石。但如果是把超聲波加強(qiáng)到能夠破碎人體內(nèi)的結(jié)石時(shí),人體也損壞了。用什么方法,既能破碎結(jié)石,又不損壞人體呢?他們想到了橢球內(nèi),一個(gè)焦點(diǎn)發(fā)出的光線或波會(huì)在另一個(gè)焦點(diǎn)聚焦的原理。根據(jù)這兩個(gè)原理,他們建一個(gè)水槽,讓結(jié)石病人躺在其中,使體內(nèi)結(jié)石處于橢球內(nèi)的一個(gè)焦點(diǎn)上,在另一焦點(diǎn)發(fā)射超聲波。經(jīng)過約1分鐘的超聲波沖擊,體內(nèi)結(jié)石就會(huì)化成小碎塊,然后通過服用藥物可以排除。磁半導(dǎo)體的發(fā)明也是霍爾效應(yīng)與磁阻效應(yīng)的結(jié)合。(2)內(nèi)插式組合
內(nèi)插式組合,是以一項(xiàng)技術(shù)措施、方法為主,再插入其他的技術(shù)措施、方法達(dá)到新功能的組合設(shè)計(jì)方法。有人說當(dāng)今的技術(shù)有兩個(gè)特點(diǎn),一是結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜,二是操作變得越來越簡單。在現(xiàn)代技術(shù)中被認(rèn)為最重要的技術(shù)——電子計(jì)算機(jī)技術(shù)是一個(gè)復(fù)合的技術(shù)產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)最早出現(xiàn)于1890年,由霍勒斯里發(fā)明。這臺(tái)機(jī)械的計(jì)算機(jī)能識(shí)別穿了孔的卡片,能計(jì)算,后來還能用于數(shù)據(jù)貯存和檢索。但是這臺(tái)龐大的機(jī)器的真正普及應(yīng)用是在電子學(xué)發(fā)展,特別是晶體管的出現(xiàn)以后才實(shí)現(xiàn)的。計(jì)算機(jī)專家們把晶體管技術(shù)插到霍勒里斯的計(jì)算機(jī)技術(shù)中,使計(jì)算機(jī)更快速化、更多功能和小型化,才使計(jì)算機(jī)技術(shù)變?yōu)橛绊懙浆F(xiàn)代人生活中每個(gè)方面的技術(shù)。
這種組合可應(yīng)用于很多小的技術(shù)產(chǎn)品。比如,用于鍛煉身體的計(jì)步鞋,就是將計(jì)步器插入到鞋底中實(shí)現(xiàn)的。將電爐插到水壺中,便產(chǎn)生了電水壺的新產(chǎn)品。將噴水的環(huán)節(jié)插入電熨斗中,出現(xiàn)了噴霧式電熨斗,等等。(3)輻集式組合
輻集式組合,是選取一項(xiàng)通用的技術(shù)或通用的技術(shù)產(chǎn)品,列出它所有可能應(yīng)用的方面或所有可以與之結(jié)合的技術(shù)產(chǎn)品,以產(chǎn)生新的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的方法。比如超聲波技術(shù),是一個(gè)通用的技術(shù)手段,它現(xiàn)在己發(fā)現(xiàn)的用途有:超聲波熔化,用于熔化密度不同的金屬,能夠明顯地將密度不同的金屬分層熔出。超聲波焊接,利用超聲波裝置放出的波,引起鋁板表面發(fā)生小爆炸,除掉鋁板表面的氧化膜,然后進(jìn)行焊接。超聲波燒結(jié),通過在燒結(jié)物上加超聲波,縮短燒結(jié)時(shí)間。超聲波切削,利用超聲波加到切削刀具上,以防止切削刀具與被切割物件之間熔化、粘著。還有我們比較熟悉的超聲波攪拌,用在混凝土構(gòu)件制造中。超聲波探傷,可用于機(jī)器的整機(jī)檢查。
超聲波的這些應(yīng)用是從一種應(yīng)用技術(shù)和原理輻射出去,產(chǎn)生新的發(fā)明設(shè)想。你能利用這種輻集式組合,再創(chuàng)造,發(fā)明新產(chǎn)品嗎? 運(yùn)用組合發(fā)明法要注意些什么問題呢?有哪些要領(lǐng)?(1)組合要有選擇性 世界上的事物千千萬萬,把它一樣一樣不加選擇地加以組合是不可能的,應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)奈锲愤M(jìn)行組合,不能勉強(qiáng)湊合。如國外一家公司曾大力推銷一種收音、照相兩用機(jī),即將收音機(jī)、照相機(jī)組裝在一個(gè)外殼里。雖然廣告宣傳如何便利、實(shí)用。但實(shí)際上,拍照時(shí),收音機(jī)毫無用處;而聽收音機(jī)時(shí),照相機(jī)又成了累贅,并且沒有節(jié)省材料。這樣的組合是不可取的。(2)組合要有實(shí)用性
通過組合提高效益、增加功能,使事物相互補(bǔ)充,取長補(bǔ)短,和諧一致。例如,將普通卷筆刀、盛屑盒、橡皮、毛刷、小鏡子組合起來的多功能卷筆刀,不僅能卷鉛筆,還可以盛廢屑、擦掉鉛筆寫錯(cuò)的字、可作鏡子照,大大增加了卷筆刀的功能,很有實(shí)用性。(3)組合應(yīng)具創(chuàng)造性
通過組合要使產(chǎn)品內(nèi)部協(xié)調(diào),互相補(bǔ)充,相互適應(yīng),更加先進(jìn)。山東青島市合江路小學(xué)五年級(jí)劉筱鍇同學(xué)發(fā)明保健電熱烘鞋器。當(dāng)鞋子濕了,將烘鞋器插入鞋里,可以把鞋烘干。這個(gè)烘鞋器用電熨斗芯作熱源,用銅管、銅片當(dāng)散熱器,把除臭味的藥粉填撒在散熱片之間,用尼龍襪套起來。這樣的組合確是有創(chuàng)造性的。請(qǐng)你發(fā)明設(shè)計(jì) 觀察與思考
1、舉出5種是組合發(fā)明的物品,并指出它們是什么物品組合的?
2、判斷小發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)是:新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性。請(qǐng)以這“三性”判斷下列兩件發(fā)明能否成功,并說明理由。
(1)多功能旅行筷。筷子是空心的,頂上加個(gè)帽蓋,空筷里可以放些調(diào)味器、牙簽。
(2)廚房多用刀。旋下刀柄(內(nèi)裝電動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤、插頭等),在刀柄上裝上附件,可以打蛋、洗碗。刀裝上刀柄,可以切菜、刨絲、開瓶蓋、開罐頭、刨皮等。為了節(jié)省空間,增加靈活性和功能,人們發(fā)明了不少組合用具,如組合螺絲刀、組合玩具、組合家具等。請(qǐng)你也來發(fā)明一種組合用具。可畫圖說明,也可制成模型或?qū)嵨铩?.6 逆向思考法
電磁感應(yīng)現(xiàn)象是科學(xué)法拉第一生中最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。大家知道1820年,奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁作用,當(dāng)電流在金屬絲中流動(dòng)時(shí),金屬絲附近的磁針會(huì)偏向一邊。不久,安培也發(fā)現(xiàn)帶電流的導(dǎo)線能像磁鐵一樣相互作用。法拉第在了解了前人的知識(shí)后,用逆向法進(jìn)行了思考。他想:既然電流能產(chǎn)生磁,那么磁能否產(chǎn)生電呢?為了驗(yàn)證這一想法,他和他的助手進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)。直到1831年,他偶然地把一根磁棒擲到一個(gè)線圈中,引起了電流的出現(xiàn)。法拉第發(fā)現(xiàn)的這一現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。他的這一劃時(shí)代的重要發(fā)現(xiàn),奠定了今天電磁學(xué)的基礎(chǔ),同時(shí)導(dǎo)致了發(fā)電機(jī)的發(fā)明。
這種發(fā)明技術(shù)法叫做逆向思考法。當(dāng)人們按照常規(guī)思考問題時(shí),常常受到經(jīng)驗(yàn)的支配,不能全面地、正確地分析事物。而倒過來想一下,采用全新的觀點(diǎn)看事物,卻往往有所發(fā)現(xiàn)。
有逆向思考進(jìn)行發(fā)明,有哪些形式和方法呢?(1)方法逆向
很久前,平板玻璃的制造有兩種制造方法:普通窗用玻璃制造法和厚玻璃制造法。普通窗用玻璃制造法是采用控制法或垂直向上法,伸展熔融玻璃。這種方法的缺點(diǎn)是玻璃伸展過程中容易產(chǎn)生畸變。厚玻璃制造法是將熔融玻璃鑄造成厚板,再進(jìn)行研磨和拋光。其缺點(diǎn)是質(zhì)量不易合格。英國的匹爾金頓針對(duì)這些缺點(diǎn),在制造方法上進(jìn)行逆向思考。即應(yīng)用水平而拉伸的方法,而不采用垂直向上伸展的方法。1952年,他提出了浮法玻璃生產(chǎn)法。這種制造法以液態(tài)的錫的平面為平面,當(dāng)熔融玻璃由爐中流出,讓它形成帶狀漂浮在液態(tài)錫面上。由于液態(tài)錫面平整,因而制成的玻璃表面也很平滑。玻璃在錫面上逐漸冷卻,并進(jìn)入退火窯,即成為光潔的玻璃。該法完全省略了機(jī)械研磨,保證了玻璃的質(zhì)量。目前,這種制法己在全世界廣泛應(yīng)用。(2)因果逆向
因果逆向即從發(fā)明的結(jié)果(發(fā)明物)進(jìn)行思考,分析這項(xiàng)發(fā)明有什么特點(diǎn),用什么具體措施實(shí)現(xiàn)這些特點(diǎn),最后再確定該發(fā)明的真正外觀和結(jié)構(gòu)。
浙江瑞安中學(xué)生洪偉力發(fā)明“新型節(jié)水龍頭”。他從“當(dāng)停水后,若忘記關(guān)閉水龍頭,水再來時(shí),能自動(dòng)關(guān)閉,防止水浪費(fèi)”這一結(jié)果出發(fā)進(jìn)行思考,設(shè)計(jì)一個(gè)當(dāng)停水后水再來時(shí)能自動(dòng)切斷水流的裝置。他學(xué)習(xí)和應(yīng)用了內(nèi)燃機(jī)氣缸結(jié)構(gòu)的活塞運(yùn)動(dòng)和氣缸外冷卻水套的工作原理進(jìn)行設(shè)計(jì),當(dāng)停水后水再來時(shí),水從閥體進(jìn)入空心活塞內(nèi),利用水流動(dòng)量變化產(chǎn)生沖力推動(dòng)活塞,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放水。當(dāng)水槽注滿水后,浮球上浮,通過杠桿將力傳遞到活塞,使它反向運(yùn)動(dòng),堵住閥門口,切斷水流。
廣西梧州市二輕局溫煜廉同志發(fā)明變光節(jié)電開關(guān)。為了解決燈泡的壽命問題,一般人按照正常思路,總是想解決燈絲的質(zhì)量問題,或者改進(jìn)燈泡的制作工藝。溫煜廉從分析原因入手。他分析電壓與燈光使用時(shí)間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)電壓與燈泡使用時(shí)間關(guān)系是按指數(shù)關(guān)系變化,電壓上升5%,耗電量增加11%,燈泡壽命縮短50%。假若降低燈泡兩端電壓,則可大大提高燈泡壽命。根據(jù)這個(gè)原因分析,他研究了降低電壓的辦法,從而發(fā)明了“變光節(jié)電開關(guān)”,既延長燈泡壽命,又能節(jié)約用電。
請(qǐng)你發(fā)明設(shè)計(jì) 觀察與思考
觀察生活中的顛倒——逆反發(fā)明,舉出兩個(gè)實(shí)例加以分析。如何設(shè)計(jì)一個(gè)不影響煮飯燒菜的蒸物器具?
利用煮飯燒菜的熱氣來蒸熟食物,既省時(shí)間又省能源。但現(xiàn)有的蒸屜不是擱在碗上,就是擱在鍋底或鍋側(cè)凸沿上,影響了煮飯燒菜。請(qǐng)你思考一下,設(shè)計(jì)一個(gè)不影響煮飯燒菜的蒸物器具? 1.7 移植發(fā)明法
廣東省南雄縣南龍中學(xué)初中一年級(jí)的杜建國同學(xué)發(fā)明了“折疊玩具箱”。他是把每個(gè)箱子裝一類衣服和折疊式用具的原理移植來的。他想:家里玩具多,放在一個(gè)箱子里,往往為找一件玩具翻箱倒柜。于是想出了辦法,用三合板做了一個(gè)折疊式玩具箱(見圖示)。它和折扇差不多,每個(gè)小盒用鉸鏈連接,既能打開,又能合攏,還挺輕便。他還在每個(gè)小盒上貼上標(biāo)簽,寫上每個(gè)盒子里有什么玩具,找起來方便多了。
這種創(chuàng)造發(fā)明技法叫做移植發(fā)明法,也稱移植法,滲透法。這種技法是將某個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的新原理、新技術(shù)、新方法、移植、應(yīng)用到或滲透到其他學(xué)科、技術(shù)領(lǐng)域中去,為解決其他學(xué)科、技術(shù)領(lǐng)域中的疑難問題提供啟動(dòng)或幫助,從而使它得到新進(jìn)展的一種創(chuàng)造發(fā)明方法。
從思維的角度看,移植法可說是一種側(cè)向思維方法。它通過相似聯(lián)想、相似類比,力求從表面上看來仿佛是毫不相關(guān)的兩個(gè)事物或現(xiàn)象之間,發(fā)現(xiàn)它們的聯(lián)系。因而,它與類比發(fā)明法(簡稱類比法)、聯(lián)想發(fā)明法(簡稱聯(lián)想法)有著密切的關(guān)系,在很多情況下還與靈感思維有關(guān)。運(yùn)用移植發(fā)明法有哪些要領(lǐng)呢?(1)考慮從原理上移植
就是說把某領(lǐng)域的原理移植到另一領(lǐng)域,做出發(fā)明。即超出原有技術(shù)原理的適用范圍,來考慮使用這個(gè)原理。例如,巴斯德發(fā)表了關(guān)于有機(jī)物腐敗和發(fā)酵的研究成果后,一位英國籍醫(yī)生恍然大悟,他想,這個(gè)原理可以移植到外科手術(shù)上去。他認(rèn)為有機(jī)物腐敗和發(fā)酵是由于外來的細(xì)菌感染,而外科手術(shù)后病人傷口的化膿和潰爛也是外來細(xì)菌感染的結(jié)果。于是,他采取石碳酸消毒的辦法,終于在1865年發(fā)明了無菌手術(shù)法,這個(gè)方法使得外科手術(shù)后病人的死亡率從80%以上降低到15%。
(2)靈活多樣、講究實(shí)效地從技術(shù)手段、方法上移植
比如,拉鏈的發(fā)明曾被譽(yù)為影響現(xiàn)代生活的最重要的10項(xiàng)發(fā)明之一。這項(xiàng)發(fā)明是一位叫卡特遜的人為解除系鞋帶的麻煩而想到的。1893年他取得了專利權(quán),并在“哥倫比亞博覽會(huì)”上展出。這項(xiàng)發(fā)明一下子吸引住一位叫霍克的年輕軍官。他決定建一個(gè)拉鏈廠,并雇用了卡特遜。沒想到拉鏈機(jī)的組裝并非易事,卡特遜畏難而罷休。霍克經(jīng)過19年的周折,裝好了拉鏈機(jī),卻沒有人想用這東西做鞋帶。這說明想到運(yùn)用移植法是不容易的。但是后來,有家服裝店的老板,把拉鏈移植到圍腰式錢包上,一下子生意興隆了。他又把拉鏈用到飛行服上,賣給了空軍,很受歡迎。1930年法國經(jīng)濟(jì)不景氣,什么產(chǎn)品都不好銷,而服裝設(shè)計(jì)師夏巴列夫卻因?qū)⒗溣迷谂酵馓咨隙鴷充N市場。另一家服裝店老板因?yàn)閷⒗溣迷谘澴由希乖摰杲?jīng)營活躍起來。霍克花了19年時(shí)間完成的發(fā)明,卻因沒有找到合適的用途而沒有銷路。而這些服裝廠巧妙地把這項(xiàng)技術(shù)移植到服裝的某些部位,實(shí)現(xiàn)了服裝制作的革新,振興了經(jīng)濟(jì)。可見靈活、有效地移植是多么的富有價(jià)值。(3)多種移植的結(jié)合
上海市五十一中小發(fā)明組連鑫等同學(xué)發(fā)明充氣太陽灶。他們把充氣玩具的技術(shù)、日常商品的不干膠貼片,移植到太陽灶上來;把課本上的知識(shí):帕斯卡原理移植到新型太陽灶的設(shè)計(jì)中去,采用了原理、技術(shù)、原料的多種移植方法。他們?cè)诖_定課題后,一天在兒童玩具店玩,看見了充氣玩具——救生圈,它充氣后就鼓脹成一個(gè)大圓圈。他們想,假如將兩片圓形塑料薄膜邊緣粘結(jié),充氣后會(huì)不會(huì)膨脹成一個(gè)拋物面呢?如果可以,拋物面的加工量可大大減少,而且又輕。實(shí)驗(yàn)結(jié)果,充氣后在底面貼上真空鍍鋁滌綸不干膠片,結(jié)果得到手掌般大小的聚焦斑點(diǎn),很燙。他們又想到,帕斯卡原理講到,在密閉的容器里,器壁受到的氣體的壓強(qiáng)是均勻的。既然如此,它形成的拋物面肯定是均勻的,聚焦效果更好。后來他們又用塑料管和鋁合金管加工后成框架、支架,無基板充氣太陽灶就創(chuàng)造出來了。這個(gè)充氣太陽灶的核心氣囊,氣囊的底面上貼有反射膜。利用充氣壓力使底面形成很好的聚光反射鏡,把陽光聚集在鍋底上。氣囊的上面是一層透明塑料膜,可以防塵、防水,保護(hù)反射膜。詳見圖解。這種充氣太陽灶很輕,只有4千克,用料又省,鏡面工藝簡單,造價(jià)只有相同功率的其他形式太陽灶的20%左右。(4)輻射能力要強(qiáng),善于從“看來無關(guān)”的事物中尋找啟示和線索
例如,發(fā)現(xiàn)二硫化鉬作潤滑劑就是如此。一個(gè)人踩到丟棄在路上的香蕉皮使他滑倒,這是眾所周知的常識(shí)。香蕉皮為什么滑溜呢?想到這個(gè)問題的人也許不多,把它當(dāng)作一個(gè)問題去研究的人,可能更少。有人用顯微鏡加以觀察,發(fā)現(xiàn)它有幾百個(gè)薄層構(gòu)成,層與層間可以滑動(dòng)。據(jù)此,有人推斷,如果能找到類似結(jié)構(gòu),就可由此發(fā)現(xiàn)性能優(yōu)異的潤滑劑。在對(duì)許許多多的物質(zhì)進(jìn)行研究后,人們終于發(fā)現(xiàn)二硫化鉬和石墨的結(jié)構(gòu)完全類似于香蕉皮的結(jié)構(gòu)。石墨早已被用作潤滑劑,二硫化鉬卻是通過這種移植方法被發(fā)現(xiàn)的。它具有極薄的層結(jié)構(gòu),厚度為0.1微米,僅為香蕉皮層厚的二百萬分之一,其易滑性相當(dāng)于香蕉皮的二百萬倍,它的熔點(diǎn)高達(dá)1800℃。常用潤滑劑黃油只能在150℃以下的條件下使用,二硫化鉬在400℃溫度下使用也不成問題,是一種良好的耐熱性潤滑劑。可見,留意、探究“日常小事”,有時(shí)也可引出新發(fā)現(xiàn),這對(duì)于我們從事技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品開發(fā)來說,是有啟示作用的。請(qǐng)你發(fā)明設(shè)計(jì) 隨身錢包如何防盜
人人都注意保護(hù)錢包。有的人將錢包穿在皮帶上,有的人在錢包上拴一根繩系在身上,有的人把錢包堂而皇之地系在腰上成腰包。這些方法行之有效,但稱不上巧妙。于是,有人研制出電子報(bào)警皮夾。當(dāng)皮夾離開人體一段距離,人體攜帶的電子報(bào)警器就報(bào)警。然而,這種報(bào)警器不是體積過大,就是價(jià)格偏高。請(qǐng)你利用移植發(fā)明法,發(fā)明一種防盜錢包。1.8 巧妙仿生法
地球上的生物在漫長的進(jìn)貨過程中,通過自然選擇,形成了許多卓有成效的器官或形態(tài),其結(jié)構(gòu)的精巧和可靠達(dá)到了令人難以置信的地步。例如,螳螂能在0.05秒的瞬間,計(jì)算出眼前小昆蟲的速度、方向和距離,并能將其一下子捕獲。蝙蝠是靠超聲波定位的,蝙蝠的超聲波定位器只有幾分之一克,但是它能精確地導(dǎo)向,蝙蝠能依靠它迅速捕到昆蟲,上萬中蝙蝠在一個(gè)山洞里飛翔互不碰撞。生物具有各種豐富多彩的功能,具有復(fù)雜和精巧的機(jī)構(gòu),其奇妙程度是難以想象的。我們能否把生物的這些功能、機(jī)構(gòu)運(yùn)用到技術(shù)發(fā)明上去呢?
有一門仿生學(xué)的科學(xué),它就是把各種生物系統(tǒng)所具有的功能原理和作用機(jī)理作為生物模型進(jìn)行研究,希望在技術(shù)發(fā)明中能夠利用這些原理和機(jī)理,實(shí)現(xiàn)新的技術(shù)設(shè)計(jì)并制造出更好的新型儀器、機(jī)械等。在實(shí)用發(fā)明中,仿效生物系統(tǒng)的功能、機(jī)理制造出產(chǎn)品的方法,就叫做仿生法。
讓我們舉幾例來說明這種仿生法在創(chuàng)造發(fā)明中的作用。(1)人造海豚皮的說明
海豚在游泳時(shí)能輕而易舉地超過快速航行的船只。原因在哪呢?科學(xué)研究表明,海豚不僅有一個(gè)理想的流線型體形,而且還有特殊的皮膚結(jié)構(gòu)。海豚的皮膚分兩層:外層薄而富有彈性,其下面是乳頭層和刺狀層。乳頭下面有稠密的膠原纖維和彈性纖維聯(lián)系,其間充滿脂肪。海豚皮膚的這種結(jié)構(gòu)有許多作用,從快速流動(dòng)來說,它起消振器的作用,使水流引起的振動(dòng)減弱,防止湍流的形成和液流的破壞。
人們依照海豚皮的這種功能和結(jié)構(gòu),研制成一種人造海豚皮,這種人造海豚皮由三層橡膠組成,表皮層平滑,厚約0.5毫米,起支持板的作用,它與船上的殼體連接。試驗(yàn)表明,把這種人造皮貼到魚雷上時(shí),魚雷在水中的運(yùn)動(dòng)阻力至少減小50%。
(2)聯(lián)動(dòng)刃鉆頭的發(fā)明
恐龍已在地球上消失了。但是,考古人員發(fā)掘出來的恐龍的化石表明,有一種吃草的恐龍高數(shù)米,長達(dá)20多米,估計(jì)質(zhì)量為40多噸。這么大的身軀,每天要消耗上噸的植物來維持生命,但是,恐龍的嘴很小,小小的口腔怎樣才能將這么多植物嚼碎呢?原來,恐龍的口腔中排列有幾排牙齒,每排有幾十顆,一口牙約有四五百顆,有的多達(dá)2千顆以上。
按照恐龍的牙齒排列,人們發(fā)明了一種由兩排刃齒組成的聯(lián)動(dòng)刃鉆頭。這種新型鉆頭的鉆進(jìn)速度比——般鉆頭要快一倍。其實(shí),某些動(dòng)物的器官很值得模仿制造。例如,螳螂的鉤頭大刀、壁虎腳上的吸盤、樹獺的爪子、鱷魚的鱗片、袋鼠的尾巴等,都和我們?nèi)粘I钪械哪承┕ぞ呋蛭锲废嗨啤;蛟S,從模仿這些動(dòng)物的器官中可以獲得某些有益的東西。
應(yīng)用巧妙仿生法,有哪些方法和要領(lǐng)呢?(1)仿生物功能
例如蜻蜓和蒼蠅的復(fù)眼由許多單眼組成。在每一只小方角形的單眼中,都有一小塊角膜。這種角膜像照相機(jī)一樣單獨(dú)成像。在蜻蜓和蒼蠅的復(fù)眼前邊,即使只放一個(gè)目標(biāo),但通過一塊塊角膜,可以看到許許多多個(gè)相同的影像。人們仿照復(fù)眼的這個(gè)功能,把許多光學(xué)小鏡排列組合起來,發(fā)明了復(fù)眼透鏡。用這種復(fù)眼透鏡制成照相機(jī),一次就可以拍千百張相同的影像。在電視屏幕上,你看到過這樣的影像嗎?(2)仿生物結(jié)構(gòu)
例如紙蜂窩墻板的發(fā)明。蜜蜂往往被稱為昆蟲界中的“建筑師”。這是因?yàn)樗芤粫円怪杏蒙倭康姆湎灲ㄔ焐锨чg生兒育女的蜂房。據(jù)說有一種黃蜂,它能用不到半兩的蜂蠟,建起數(shù)十間整齊的蜂房。而人類建造房屋用的磚,每立方米的質(zhì)量約有1.8噸之多。看來,蜜蜂采用了“輕型材料”建房。依照蜂窩的結(jié)構(gòu),人們制成一種紙蜂窩墻板。紙蜂窩墻板是將厚約2.5毫米的石棉水泥和紗管紙,按一定方法粘結(jié)起來的新型建筑材料。目前,這種材料不僅用于建筑業(yè),而且可用來制造家具。用相同原理制成的高強(qiáng)度紙蜂窩墻板還應(yīng)用于火箭和飛機(jī)機(jī)翼的制造中。
(3)仿生物語言
動(dòng)物也有語言,稱為“動(dòng)物通信”。有一次,一位科研人員把動(dòng)物的聲音用錄音機(jī)錄下來,同時(shí)仔細(xì)觀察該動(dòng)物的相應(yīng)行為動(dòng)作,發(fā)現(xiàn)了它們之間有相互的關(guān)系。如把一支靈敏度很高的話筒放到人工孵卵器里,發(fā)現(xiàn)一種十分奇特的現(xiàn)象:原來在小雞出殼前三天,就已“吱吱”地說話了。起先聲音很低,后來把耳朵湊到雞蛋上就能聽得到。這些信號(hào)似在說:“我太熱了”或“我凍壞了”,孵蛋雞就根據(jù)這些要求翻動(dòng)它們,改變著孵蛋動(dòng)作:離開或孵在蛋上。據(jù)此,人們一量掌握了動(dòng)物語言的秘密,就可以指揮動(dòng)物的行動(dòng)了。目前,有的飛機(jī)場、菜園、養(yǎng)魚場等為了不受鳥的危害,依照鳥語設(shè)立“鳥語廣播臺(tái)”。這種廣播臺(tái)播放鳥類遇到危險(xiǎn)時(shí)發(fā)出的驚叫聲,以嚇跑飛鳥。(4)仿生物鐘 每天天剛破曉,公雞便引吭高歌,喔喔地準(zhǔn)時(shí)報(bào)曉。雞叫三遍,天光大亮,豆類植物幼苗的葉子,白天抬起,晚上下垂。生物學(xué)上稱這種現(xiàn)象為晝夜節(jié)律。生物界的許多活動(dòng)還跟季節(jié)有關(guān),植物的開花結(jié)果,候鳥的遷徙,魚類的回游,都有這個(gè)規(guī)律。人的身體里也有生物鐘系統(tǒng),人的體溫、血壓、基礎(chǔ)代謝、脈搏、細(xì)胞分裂和血液成分等等,都呈晝夜性變化。人們一旦揭開生物鐘的奧妙,將有更多發(fā)明給人類生產(chǎn)、生活帶來不可估量的好處。請(qǐng)你發(fā)明設(shè)計(jì) 驅(qū)鼠有什么妙法?
老鼠之患,人人惡之。驅(qū)鼠之法也多,有化學(xué)法(藥物)和物理法(超聲波)兩大類。還有的將活鼠肛門塞上黃豆用線縫住放歸,讓老鼠脹肚亂咬同類。請(qǐng)你應(yīng)用仿生法,發(fā)明一種驅(qū)鼠工具。1.9 廢物利用法
江蘇昆山小桃園的中學(xué)生陳平,于13歲時(shí)設(shè)計(jì)并做出了“簡易顯微鏡”這件小發(fā)明。陳平說:“我設(shè)計(jì)了一臺(tái)簡易顯微鏡,用的全部是廢品。找一支空牙膏殼,剪下頸部以上的那一部分,洗干凈。剪一小片透明紙貼在牙膏殼管口上,它就是載物臺(tái)。
找一只錐子在牙膏殼蓋頂正中鉆一個(gè)小孔。將一只廢小電珠輕輕敲碎,取出頭部的聚光玻璃球,把它嵌在小孔里,就成了目鏡。把需要觀察的標(biāo)本(例如蜘蛛腳)放在載物臺(tái)上,蓋上牙膏殼,旋動(dòng)蓋子(就是調(diào)整焦距),直到可以清楚地看見物像為止。”
江蘇省靖江縣斜橋中學(xué)初中三年級(jí)的朱力同學(xué),14歲時(shí)做出了簡易鉛筆刀這件小發(fā)明。他說“我有一把大人刮胡子用的廢刀片,削鉛筆很快,但是,刀片容易斷,真可惜。
如果像圖示那樣,用鳥糞紙剪兩個(gè)等腰三角形,中間挖一個(gè)矩形方孔,用三個(gè)鞋眼釘起來,把刀片夾在里邊,就好用多了。”
這些小發(fā)明構(gòu)思巧妙,少花錢,有實(shí)效,廢物利用得多好啊!這種發(fā)明技法叫做廢物利用法。廢物利用法應(yīng)用廣泛,大有作為。這些小發(fā)明構(gòu)思巧妙,少花錢,有實(shí)效,廢物利用得多好啊!這種發(fā)明技法叫做廢物利用法。廢物利用法應(yīng)用廣泛,大有作為。
近些年來,隨著各國工業(yè)的發(fā)展,公害已成為世人所關(guān)注的重大問題。由于大氣、水源和土壤等環(huán)境污染日益加重,人類的健康受到嚴(yán)重的威脅,公害事件不斷發(fā)生,生態(tài)系統(tǒng)也遭到破壞。為此,許多國家都專門制訂了環(huán)境保護(hù)法,成立了專門的行政管理機(jī)構(gòu),同時(shí)加強(qiáng)了環(huán)境的監(jiān)測和治理。隨著人類對(duì)環(huán)境污染的重視,又涌現(xiàn)出了一門新興的學(xué)科——環(huán)境保護(hù)科學(xué)。環(huán)境保護(hù)工作包括兩個(gè)面的內(nèi)容:合理地利用資源,防止環(huán)境污染;在產(chǎn)生環(huán)境污染后,做好治理工作。
隨著人們活動(dòng)范圍的擴(kuò)大,活動(dòng)后的廢舊物料也越來越多。由于當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是化學(xué)、生物學(xué)的進(jìn)步,發(fā)現(xiàn)許多廢物舊料都是可以利用的,有些還是寶貴的東西。廢舊利用技法(廢物利用法)就是在這一過程中發(fā)展起來的一種創(chuàng)造發(fā)明方法。
回收廢物既解決了環(huán)境污染又可以激勵(lì)發(fā)明,這是一箭雙雕的好方法。一種東西在一種場合下是廢物,而在另一種場合下又是有用的物質(zhì),就看如何發(fā)明利用罷了。
廢物利用法的關(guān)鍵是分析構(gòu)成這種廢物的物質(zhì)是什么?這種物質(zhì)的性質(zhì)有哪些?再者,要觀察廢物的外形、結(jié)構(gòu),研究它可以(1)在工業(yè)生產(chǎn)中,工業(yè)廢物可以用來生產(chǎn)新產(chǎn)品。
例如,煤渣可以變成制造水泥的原料,也可以直接壓制成煤渣磚。這就開辟了建筑工業(yè)材料的一個(gè)新來源。在日常生活中,物質(zhì)生活越發(fā)達(dá),生產(chǎn)的垃圾也越多。在美國的洛杉磯市,垃圾成災(zāi)。但人們把垃圾分成四類:可燃性垃圾、不燃性垃圾、廚房垃圾、動(dòng)物尸體。經(jīng)過這樣分類收集,每天得到的廚房垃圾成了大約1萬頭豬的好飼料;每天多達(dá)400萬噸的不燃性垃圾轉(zhuǎn)給副產(chǎn)公司,用磁選機(jī)回收出100~1250噸鐵屑,殘余的廢物用于填坑;可燃性垃圾送發(fā)電廠燃燒發(fā)電。(2)二氧化硫是污染大氣的主要有害物質(zhì)之一
遭到二氧化硫污染的空氣會(huì)刺激人的眼睛,損傷呼吸器官,有時(shí)還會(huì)引起某些疾病,另外還會(huì)損傷農(nóng)作物。空氣中二氧化硫的主要來源是含硫礦物冶煉及燃料的燃燒。
硫磺燃燒后污染了大氣。從另一方面看,硫磺又是基本化工原料之一。它除了可以制造硫酸外,也可用來制造黑色火藥、殺蟲劑及焰火等。因此,設(shè)法從冶金和發(fā)電等行業(yè)中回收二氧化硫,既開發(fā)了資源,又減少了大氣污染。為了除去煙氣中的二氧化硫,有人發(fā)明了使用石灰的方法:讓石灰與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣,然后加熱至60~90℃,將空氣吹入含亞硫酸鈣10~15%的膠體溶液,從而制出石膏。為了除去硫,還有人提出了細(xì)菌噬硫法。
(3)廢紙的量也很可觀,過去只能付之一炬,既浪費(fèi)了資源,又污染了大氣。從世界范圍來說,造紙工業(yè)所用的原材料大約90%來自木材,而世界森林的過量采伐己出現(xiàn)非常嚴(yán)重的后果。能不能利用廢紙呢?能,廢紙可用來做造紙?jiān)稀?jù)統(tǒng)計(jì),每回收一噸廢紙,可節(jié)省纖維原料500~700千克、燒堿100~300千克、電400千瓦時(shí)、煤300~400千克、水100~300噸。為了充分利用廢紙,人們提出了其他幾種發(fā)明:丹麥有人發(fā)明了一種機(jī)器,可將廢紙與其他物質(zhì)混合,做成了“紙磚”。每一塊0.5千克的紙磚可燒一小時(shí)左右。美國把舊紙幣加式成細(xì)粉,用它用塑膠碟、柜子、天花板和隔熱墻的填充料。德國有人把廢紙粉碎后,加入35%的聚乙烯,再擠壓成型加工,可制造成人造木材。這種人造木材可以鋸,也可以釘上釘子。另外,還有人把廢紙經(jīng)過輻射后分解,生成葡萄糖,再使葡萄液發(fā)酵,可生產(chǎn)甲醇、乙醇等有機(jī)物。
(4)各種各樣的廢物舊料,經(jīng)過科學(xué)的分析之后,還可以發(fā)現(xiàn)它們具有反復(fù)利用的價(jià)值,產(chǎn)生多次增殖的效果。科學(xué)研究表明,雞的消化腸道比較短,食進(jìn)的飼料還未充分吸收就排出體外。因此,在雞的糞便中還含有較多的營養(yǎng)物質(zhì),經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砗螅涂梢杂脕砦关i。而豬的糞便可以放進(jìn)沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生沼氣,沼氣可以用來點(diǎn)燈點(diǎn)火。發(fā)酵后的沼氣液可以用來灌溉農(nóng)田,它既可以殺死寄生卵,肥料效果又比豬烘高。產(chǎn)氣后的沼氣渣還可以用來培養(yǎng)磨菇,然后再用來飼養(yǎng)蚯蚓,等等。
只要我們自覺地了解廢舊利用技法的原理,并自覺地在日常生活中應(yīng)用它,我們就會(huì)在許多不起眼的東西上做出驚人的創(chuàng)造發(fā)明來。請(qǐng)你發(fā)明設(shè)計(jì)
如何使用廢舊日光燈管復(fù)亮?
日光燈己進(jìn)入千家萬戶。由于日光燈的制造質(zhì)量問題和電網(wǎng)電壓波動(dòng),以及人為安裝使用不當(dāng)?shù)龋斐蔁艄軋?bào)廢。請(qǐng)你應(yīng)用廢物利用法,怎樣使廢舊日光燈管重新點(diǎn)亮? 自由發(fā)明
請(qǐng)觀察、分析日常生活中各種廢棄的飲料袋(瓶)、一次性注射器等的材料、結(jié)構(gòu)和形狀,如可重新利用,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)發(fā)明作品。1.10 專利發(fā)明法
在查閱專利文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上創(chuàng)制發(fā)明新產(chǎn)品是一種很好的發(fā)明技法。1938年,匈牙利拜羅和他的弟弟申請(qǐng)了圓珠筆的專利,第二次世界大戰(zhàn)期間開始在阿根廷正式生產(chǎn)。美國人雷諾茲從專利文獻(xiàn)中得到了這個(gè)情報(bào),1945年,他設(shè)法弄到一支這樣的圓珠筆回到美國。雷諾茲斷定,圓珠筆將有一定的銷路。為此,他極力想制造出一種新的圓珠筆,但又不能同拜羅的專利相沖突。最后,在專利律師的幫助下,雷諾庇終于試制出一種新型的圓珠筆。這種圓珠筆暢銷世界,銷售量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了拜羅的圓珠筆。
這種發(fā)明技法稱為利用專利發(fā)明法。簡稱專利發(fā)明法、專利分析法。它是一種利用情報(bào)、專利的發(fā)明方法。
任何一項(xiàng)發(fā)明首先必須是新穎的,因此發(fā)明人總希望自己的研究成果是獨(dú)創(chuàng)的,而不是重復(fù)他人的勞動(dòng)。為此,就要查閱文獻(xiàn)。由于文獻(xiàn)數(shù)量很大,不可能都查閱,按照“國際專利合作條約”規(guī)定的最低限度文獻(xiàn)范圍,應(yīng)查閱1920年以后的美國、日本、德國、英國、法國、蘇聯(lián)、瑞士七國以及歐洲專利局、國際專利局等專利組織出版的專利,和169種所謂非專利科技期刊。
專利文獻(xiàn)是指發(fā)明人向?qū)@稚暾?qǐng)專利時(shí)寫的專利說明書等。按照專利法的規(guī)定,發(fā)明人必須在說明書中將發(fā)明技術(shù)公開。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前全世界每年發(fā)明的新技術(shù)中,90~95%是發(fā)表在專利文獻(xiàn)上,其余發(fā)表在技術(shù)刊物中。因此,利用專利文獻(xiàn)進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造,是發(fā)明的一條重要途徑,并且已引起了越來越多的人的重視。對(duì)于從事發(fā)明的人來說,專利文獻(xiàn)具有新穎、及時(shí)、詳細(xì)、完整等特點(diǎn)。由于大多數(shù)國家的專利法都規(guī)定了先申請(qǐng)制(即專利局向最先提出申請(qǐng)的人授予專利權(quán)),因而發(fā)明人總是搶先提出申請(qǐng),以免喪失獲得專利的機(jī)會(huì)。據(jù)估計(jì),專利文獻(xiàn)公開的發(fā)明要比其他文獻(xiàn)早數(shù)年。這對(duì)于預(yù)測有關(guān)科學(xué)技術(shù)的動(dòng)向和水平有很大的參考價(jià)值。專利文獻(xiàn)的第二個(gè)特點(diǎn)是詳細(xì)完整。這是因?yàn)榘凑諏@ǖ囊?guī)定,專利說明書及其附圖必須清晰、完整和具體,并能使所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通專業(yè)人員能夠?qū)嵤闇?zhǔn)。從實(shí)用性來看,專利文獻(xiàn)比其他科技文獻(xiàn)更詳細(xì)、完整。另外,專利文獻(xiàn)包含的技術(shù)領(lǐng)域廣,數(shù)量大,從簡單的小改革到高、精、尖的發(fā)明都有。專利文獻(xiàn)是從事發(fā)明的重要寶庫,不少人采用調(diào)查、綜合、分析專利文獻(xiàn)等方法,使自己的發(fā)明獲得了成功。利用專利文獻(xiàn)進(jìn)行發(fā)明有哪些具體的方法呢?(1)查找專利文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)新課題
查找專利文獻(xiàn)可以得到啟示,發(fā)現(xiàn)有待于研究的新課題。另外,在初步定下發(fā)明對(duì)象后,也可以從專利文獻(xiàn)中尋找借鑒,以進(jìn)一步明確需要解決的任務(wù)。以電燈的發(fā)明為例,英國有個(gè)自學(xué)成才的業(yè)余科學(xué)家叫斯旺,早年曾在一藥劑師手下當(dāng)學(xué)徒,只是利用業(yè)余時(shí)間學(xué)文化。1845年,他得到一份斯塔爾關(guān)于電燈專利的文章,讀后便開始研究如何制造出來這種白熾燈。1860年終于制造出世界上第一盞碳化燈絲的燈泡,但實(shí)用價(jià)值不高。不久,愛迪生制成了有實(shí)用價(jià)值的白熾燈。他是在閱讀了斯旺發(fā)表在美國《科學(xué)美國人》雜志上的文章得到啟示后,才研制成功的。這種通過調(diào)查專利文獻(xiàn),選擇發(fā)明目標(biāo),從中尋求啟示,促進(jìn)發(fā)明創(chuàng)造獲得成功的例子是很多的。(2)綜合專利成果進(jìn)行創(chuàng)造發(fā)明
在實(shí)際創(chuàng)造發(fā)明活動(dòng)中,有時(shí)單憑一篇專利文獻(xiàn),還不能解決創(chuàng)造發(fā)明中的問題,還需要綜合一定數(shù)量的專利文獻(xiàn)來進(jìn)行創(chuàng)造發(fā)明。例如,日本的豐田佐吉在為自己的企業(yè)尋找出路的時(shí)候,訂閱了全部類別的專利文獻(xiàn),他綜合了幾個(gè)專利成果,找到了發(fā)明自動(dòng)織布機(jī)的研究課題。不久便研制出了優(yōu)良的自動(dòng)織布機(jī)。當(dāng)時(shí)以紡織工業(yè)著稱于世的英國對(duì)此大吃一驚,并向豐田佐吉購買了自動(dòng)織布的專利。(3)尋找專利空隙進(jìn)行創(chuàng)造發(fā)明
通過對(duì)眾多專利的研究,不僅可以尋找到許多成功發(fā)明的脈絡(luò),也可以找到許多失敗技術(shù)的脈絡(luò),還可以找到潛在的、經(jīng)過努力可望成功的技術(shù)的脈絡(luò)。通過對(duì)這些脈絡(luò)的調(diào)查,可以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)成功與失敗的原因在哪里?要使現(xiàn)在專利實(shí)用化的關(guān)鍵何在?可見,研究發(fā)明的脈絡(luò)是一種有效的發(fā)明方法。這種方法,可以說是一種尋找現(xiàn)有專利的知識(shí)空隙的發(fā)明方法。它的具體步驟如下: a、確定初始課題; b、專利文獻(xiàn)調(diào)查; c、評(píng)價(jià);
d、找出專利文獻(xiàn)的知識(shí)空隙(被忽視的現(xiàn)象,未引起人們注意的問題,文獻(xiàn)缺乏的新知識(shí)??); e、增加新知識(shí); f、制訂正式課題。
例如,美國的發(fā)明家卡爾森看到普通的復(fù)寫文件要花費(fèi)大量的勞動(dòng),于是就想發(fā)明復(fù)印機(jī),但是,他的幾次實(shí)驗(yàn)都以失敗而告終。為了保證研究工作的順利開展,他在三四年的時(shí)間里,將大部分業(yè)余時(shí)間消耗在查閱專利文獻(xiàn)上。通過對(duì)查出的文獻(xiàn)的分析。卡爾森發(fā)現(xiàn),前人的研究都是采用化學(xué)方法,并未利用過物理效應(yīng)。他根據(jù)專利文獻(xiàn)中存在的這一知識(shí)空隙,發(fā)明了一種完全干式的復(fù)印技術(shù),這種新方法運(yùn)用了光導(dǎo)電性和靜電學(xué)相結(jié)合的原理。請(qǐng)你發(fā)明設(shè)計(jì) 輸液時(shí)如何自動(dòng)停針?
輸液是覺的治療手段,但因護(hù)士或家屬稍一疏忽,藥液滴完而未發(fā)覺,空氣乘虛進(jìn)入靜脈,往往造成意外事故。為解決這個(gè)問題,在專利文獻(xiàn)中出現(xiàn)過許多方案。這些方案有一個(gè)共同缺點(diǎn),即不論是從控制藥液重還是控制液面高度,均采用較復(fù)雜的電子線路,它們或發(fā)出報(bào)警訊號(hào),或自動(dòng)切斷液路,使輸液安全。這種電子線路價(jià)格高,在無電源的野外使用也受到限制。你能從分析專利中的不足之處,另辟蹊徑,想出更好的辦法嗎? 自由發(fā)明
運(yùn)用尋找專利空隙進(jìn)行創(chuàng)造發(fā)明。如查閱我國專利公告,看到北京市青年發(fā)明家發(fā)明一種安全圖釘(如圖),在圖釘帽下加一金屬重物使重心移到針端,當(dāng)它落地時(shí),圖釘針朝地面,不會(huì)傷人的腳。請(qǐng)分析一下其利弊,做出新的發(fā)明。第2章 全國青少年科技創(chuàng)新大賽獲獎(jiǎng)作品精選集 2.1物理學(xué)---水、風(fēng)力活塞式抽水泵
作 品 簡 介 各種媒體經(jīng)常報(bào)道我國和許多國家的水資源危機(jī)會(huì)越來越嚴(yán)重,今后可能要拿錢買水。但同時(shí)又看到有許多河流、溪水日夜向東流失而沒被人利用,非常可惜,于是便產(chǎn)生了解決這個(gè)問題的念頭,并積極尋找解決問題的方法和途徑.一、基本思路
在該項(xiàng)目的研究過程中,首先受到了古老水車的啟示,將水的平流直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)的機(jī)械運(yùn)動(dòng),這也是較理想的轉(zhuǎn)化形式,再來尋找適合該運(yùn)動(dòng)形式和速度的抽水結(jié)構(gòu).經(jīng)過調(diào)查、走訪、查閱資料、請(qǐng)教專家、互相討論分析研究、比較選擇和設(shè)計(jì)制圖,確立了“活塞式抽水泵”與旋轉(zhuǎn)水輪的結(jié)合理念為最佳方案。然后尋找制作材料進(jìn)行模型制作,經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)、修改,最后取得了較滿意的效果.二、原理與結(jié)構(gòu)
“水、風(fēng)力活塞式抽水泵”是利用水或風(fēng)作為動(dòng)力推動(dòng)葉片使葉輪軸轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而依次帶動(dòng)鏈輪、鏈條、連桿,從而帶動(dòng)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng),使活塞泵在進(jìn)水口、出水口的兩單向閥的交替配合作用下進(jìn)行抽水作業(yè)。制作模型進(jìn)行試驗(yàn)后抽水達(dá)18.7米高,效果十分明顯。
三、特點(diǎn)與應(yīng)用
“水、風(fēng)力活塞式抽水泵”具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊,制造和安裝方便,能有效利用水利、風(fēng)力,不需要其他能源就能得到水,適用于缺電但有河流、溪水的地區(qū)使用,以解決人畜飲水、建滴灌系統(tǒng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、綠化荒山、防風(fēng)固沙等用水需求,有著突出的現(xiàn)實(shí)意義。它所所帶來的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是巨大的。2.2 植物學(xué)---果品適宜儲(chǔ)藏溫度簡易判定法
作 品 簡 介
低溫可以降低果品組織的呼吸速率,減少營養(yǎng)消耗,延長保鮮期。但溫度過低,則會(huì)造成果品凍傷,不必要的低溫還會(huì)增加貯藏費(fèi)用,選擇果品的適宜貯藏溫度是搞好果品貯藏保鮮的重要前提。
果品貯藏適宜溫度需要通過測定果品的冰點(diǎn)來確定,果品可溶性固形物含量影響其冰點(diǎn)。同品種不同環(huán)境生長的果品可溶性固形物含量相差很大,導(dǎo)致其貯藏適宜溫度不同,所以分別測定冰點(diǎn)來確定。
現(xiàn)在測定測果品冰點(diǎn)多采用冰鹽水浴法,方法是將20%食鹽飽和水溶液放入冰箱冷凍5~6h,成為-16~17℃ 的冰鹽水,然后將盛有果汁的試管放入冰鹽水中,試管中放入一支溫度計(jì),每10~20s觀測一次果汁溫度變化,直到凍結(jié)為止。以溫度為縱坐標(biāo),以記錄時(shí)間為橫坐標(biāo),畫出果品的冰點(diǎn)曲線。此方法靠目測測量溫度變化,準(zhǔn)確度低,且費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。另處,冰鹽水浴法只能測果品死組織冰點(diǎn)。本項(xiàng)目采用T型熱電偶、數(shù)據(jù)采集儀和計(jì)算機(jī)對(duì)北方常見14種果品的冰點(diǎn)進(jìn)行了測定,因其可以自動(dòng)采集數(shù)據(jù)、自動(dòng)讀數(shù),所以數(shù)據(jù)連貫準(zhǔn)確,且能測出果品活組織冰點(diǎn)。
本項(xiàng)目還根據(jù)果品可溶性固形物含量與該果品冰點(diǎn)的相關(guān)關(guān)系,推導(dǎo)出Y=-0.1809X-0.2195的回歸方程。通過此議程,利用普通測糖儀測定果品的可溶性固形物含量,就可推算出其冰點(diǎn),進(jìn)而確定該果品適宜貯藏溫度。此方法簡便、準(zhǔn)確,可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)。2.3 化學(xué)---一氧化碳清除器
作 品 簡 介
汽車空調(diào)工作時(shí)會(huì)釋放一氧化碳,由于一氧化碳是有毒氣體,且有機(jī)會(huì)倒流進(jìn)車廂內(nèi),對(duì)車廂內(nèi)駕駛者的生命安全造成威脅。由于一氧化碳具有特殊的物理及化學(xué)性質(zhì),要將其從空氣中去除是比較困難的,原因是一氧化碳具有低沸點(diǎn),不易被吸收,不能將其吸附而加以去除的特性。為了減低一氧化碳的數(shù)量及危險(xiǎn)性,我們根據(jù)氧化鋅、氧化銅混合物和一氧化碳結(jié)合產(chǎn)生二氧化碳的特性,在冷氣槽放置自制的產(chǎn)品,目的是吸收冷氣槽釋放的一氧化碳,將其轉(zhuǎn)化為二氧化碳,從而減低它對(duì)駕駛者的危險(xiǎn)。
一、研究過程 1.制造一氧化碳
(1)預(yù)備一支大試管,將20mL濃硫酸加入試管內(nèi),然后加入40mL的甲酸。(2)濃硫酸與甲酸產(chǎn)生脫水作用,釋放一氧化碳。
(3)將玻璃管套進(jìn)有孔的膠塞內(nèi),然后將膠塞放進(jìn)試管中,讓產(chǎn)生的一氧化碳從玻璃管中釋出。2.制造CuO/ZnO混合物
(1)把10gCuCl2·2H2O和4gZnCl2溶于300mL的蒸餾水中。(2)將混合物加熱,期間不停攪拌溶液直到80℃為止。
(3)當(dāng)溫度到80℃時(shí),將溶液冷卻,加入堿(Na2CO3),使溶液PH值為6.8~7.0。
(4)把沉淀物過濾,將沉淀物放在鋦爐內(nèi)以200℃鋦16h制成CuO/ZnO混合物 3.測試CuO/ZnO混合物氧化一氧化碳的能力
(1)將儀器裝妥后,注入一氧化碳,使儀器各部分內(nèi)的空氣排出,并使各儀器部分均充滿一氧化碳。(2)將一支空試管的一端連接無水氯化鈣,另一端則連接玻璃箱。(3)開啟一氧化碳數(shù)據(jù)收集器,并記錄數(shù)據(jù)。
(4)移走空試管,并用一支有CuO/ZnO混合物的試管代替。(5)開啟一氧化碳數(shù)據(jù)收集器,并記錄數(shù)據(jù)。
(6)比較用空試管及用CuO/ZnO混合物的試管所得的數(shù)據(jù)。
二、研究結(jié)果
在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)能有效地消除一氧化碳的裝置。經(jīng)初步測試,CuO/ZnO粉末對(duì)一氧化碳的吸收率為64%,效果令人滿意。
將CuO/ZnO粉末放進(jìn)一個(gè)透氣袋內(nèi),然后放置在汽車空調(diào)的出風(fēng)口,可大大減少車箱內(nèi)的一氧化碳含量,以保障司機(jī)及乘客的安全。2.4 計(jì)算機(jī)科學(xué)---光感筆的設(shè)計(jì)與開發(fā)
作 品 簡 介
你是一個(gè)電腦愛好者嗎?你對(duì)繪畫有沒有興趣呢?看到電視上有趣的動(dòng)畫,精彩的3D,唯美的CG,是不是想過有一天如此令人贊嘆的作品也可以出自你的名下?如果是的話,你一定嘗試過用鼠標(biāo)來完成吧?目前的制作軟件已比較成熟,可是總覺得鼠標(biāo)用起來對(duì)于習(xí)慣了鉛筆涂鴉的我們,沒有了線條的手感和質(zhì)感。可不可以擁有一支電腦上寫字繪畫的筆?于是,我產(chǎn)生了設(shè)計(jì)光感筆的想法。光感筆,是一種新的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備,它具有壓感筆的外形和光電鼠標(biāo)的內(nèi)置,它由光學(xué)感應(yīng)器、光學(xué)透鏡、發(fā)光二極管、接口微處理器、輕觸式按鍵、滾輪、滾動(dòng)球、PS/2或USB接口、外殼等部分組成。
光感筆上有兩個(gè)鍵,可替代鼠標(biāo)的左右鍵,和鼠標(biāo)鍵單擊雙擊的使用一們簡單。繪圖的時(shí)候按住下面的鍵即可,在筆頭內(nèi)安裝上微型應(yīng)力片,就可將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電信號(hào),根據(jù)使用者所用力的大小不同而畫出粗細(xì)不同的線條。
光感筆可給人們帶來很大的方便,其成本與普通光電鼠標(biāo)相似,與現(xiàn)有壓感筆系統(tǒng)相比,因壓感材料的用量可成數(shù)量級(jí)的減少,使其具有很高的性價(jià)比、因光感筆不用數(shù)字化儀,在使用時(shí)可大大節(jié)省操作空間。該設(shè)計(jì)方案可使光感筆具有握筆的真實(shí)感,包括用筆力度,筆的傾斜度等握筆的真實(shí)感,可模擬出手筆、木炭、彩色鉛筆以及水彩畫、油畫、水暈等的效果。因此,光感筆具有良好的應(yīng)用前景和廣闊的市場開發(fā)空間。2.5 技術(shù)發(fā)明---智能飲水機(jī)
作 品 簡 介 目前,一般的飲水機(jī)都是靠手動(dòng)閥門出水的,容易造成病毒交叉感染,還有人們?cè)诮铀臅r(shí)候由于忘記關(guān)水閥或來不及關(guān)水閥易造成浪費(fèi)水的問題。于是我設(shè)計(jì)了智能飲水機(jī),目的是方便人們的生活、避免交叉感染、減少水的浪費(fèi)。
一、技術(shù)方案
在飲水機(jī)的出水處下端各安裝一個(gè)反射式的光電管,當(dāng)有人伸手接水時(shí),單片機(jī)接受到信號(hào)后開啟繼電器,控制電磁閥門使水流流出,手離開時(shí)則關(guān)閉。在出水處的下邊還安裝了一對(duì)壓力開關(guān),可以把水杯放在托盤上,當(dāng)水滿達(dá)到一定的重量時(shí)候,就會(huì)觸動(dòng)壓力開關(guān),使水流停止。
二、特點(diǎn)
制作智能飲水機(jī)所需的工具和一些材料,多數(shù)可以在市場上買到,價(jià)格也很便宜。如果投入生產(chǎn)的話,增加的成本應(yīng)該能控制在五、六十元左右。智能飲水機(jī)發(fā)展空間也很廣闊,它與現(xiàn)在的普通飲水機(jī)完全一樣,可以放在任何地方,而且比市場上銷售的普通飲水機(jī)更加智能化,能夠更加方便人們的生活,防止病毒的傳播和水的浪費(fèi),尤其適用于醫(yī)院、學(xué)校等公共場所使用。
第3章 吳忠高級(jí)中學(xué)學(xué)生作品簡介 作品一:
項(xiàng)目名稱: 簡易凈水器 申報(bào)者: 吳忠高級(jí)中學(xué)高二(6)張繼旺
作
品 簡 介
該項(xiàng)目的選題確定:
1、在老家甘肅環(huán)縣發(fā)現(xiàn)許多貧困山區(qū)飲用的窖水是非常不潔凈的,為此提出該課題。
2、利用所學(xué)水的凈化知識(shí)解決此問題。設(shè)計(jì)(或研究)該項(xiàng)目的目的和基本思路:
目的:設(shè)計(jì)簡單易行的凈水裝置。為解決貧困山區(qū)用水安全出微薄之力。
思路:采用過濾——沉淀——凈化的手段,達(dá)到安全用水的目的。項(xiàng)目的研究過程:
1、調(diào)查貧困山區(qū)用水安全現(xiàn)狀及解決的辦法。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)家庭采用自然沉淀,凈水效果極差。同時(shí)測量了水窖的大小。
2、利用過濾——沉淀——凈化的手段改善水質(zhì)。
3、設(shè)計(jì)與水窖相配套的凈水裝置。該項(xiàng)目應(yīng)用了哪些科學(xué)方法、科學(xué)原理:
主要應(yīng)用活性碳的吸附性、沙子的濾水沉泥性原理。項(xiàng) 目 摘 要
依靠收集天然降水的山區(qū),污染物繁多,污染程度嚴(yán)重。水窖是收集雨水的主要場所,在收集過程中帶入大量泥沙,微型爬行物尸體,柴草等雜物。調(diào)查發(fā)現(xiàn),使用天然降水的地區(qū)皆使用水缸用于沉淀泥沙。簡易凈水器主要原理:
過濾 沉淀 凈化
材料:塑料密絲網(wǎng),薄木板,木炭沙子,薄鐵皮《帶孔》 制作過程:
1*可將木板釘成圓桶狀(空心),約20cm,半徑35——45cm,圓桶中間釘上一層絲網(wǎng),2*用鐵皮制成盆狀,下小上大,最大直徑大于圓通至少3cm。在盆底部打上密集的小孔(沙子不可通過),放上木炭厚約2cm在其上釘上一層細(xì)絲網(wǎng),然后倒上沙子2cm。用打孔鐵皮壓平并釘上。*如不使用時(shí),可將圓桶取下,以用作細(xì)篩使用。
作品二:
項(xiàng)目名稱:無污染黑板擦 申 報(bào) 者:吳忠高級(jí)中學(xué)高二(6)劉亞楠
作
品 簡 介
該項(xiàng)目的選題確定:
在學(xué)校中空氣污染,常常危害人們的身體健康,尤其在班里,每當(dāng)擦黑板時(shí),會(huì)產(chǎn)生很多粉塵.之后,我想到了一個(gè)吸收粉塵的板擦.設(shè)計(jì)(或研究)該項(xiàng)目的目的和基本思路: 目的;減少空氣污染,減少污染對(duì)人體的傷害
基本思路;現(xiàn)在粉塵污染很嚴(yán)重,如果不能把它吸收,那樣對(duì)人體身體健康,那么作品的修改方法改變黑板擦 項(xiàng)目的研究過程:
<1>通過查找資料,了解吸塵器的工作原理.<2>將吸塵器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)材料改小 <3>設(shè)計(jì)板擦的大小,將它分層,進(jìn)行安裝 項(xiàng) 目 摘 要
該設(shè)計(jì)的目的為了減少污染和對(duì)人體的傷害
主要運(yùn)用的是吸塵器的工作原理.做一個(gè)比平長黑板擦大,厚的一個(gè)板擦,將黑板擦分為兩層,最外層做成一個(gè)小體抽屜里面的一層放入吸塵器的工作原理材料.在板擦面部,改造一些小孔,產(chǎn)生內(nèi)外壓強(qiáng)差利用電動(dòng)機(jī)將灰塵吸入抽屜內(nèi).在外部安裝一個(gè)盒子為它提供電量并加一個(gè)開關(guān).在使用的時(shí)候?qū)⑺蜷_.作品三:
項(xiàng)目名稱:音樂牙刷 申 報(bào)者: 吳忠高級(jí)中學(xué)高二(6)施進(jìn)洋
作
品 簡 介
該項(xiàng)目的選題確定:
我家里有一個(gè)小侄子,由于長期的吃零食,久而久之牙齒就出現(xiàn)了蛀牙,但是他卻不愿意刷牙,于是我想能不能發(fā)明一種牙刷,使他愿意刷牙,樂意刷牙。
設(shè)計(jì)(或研究)該項(xiàng)目的目的和基本思路:
研究目的:利用音樂吸引小孩使他愿意刷牙,樂意刷牙。基本思路:
《1》我從音樂盒上發(fā)現(xiàn)音樂盒在打開時(shí),會(huì)發(fā)出音樂。于是我便想能不能把這種設(shè)計(jì)應(yīng)用到牙刷上。
《2》我發(fā)現(xiàn)市面上有出售的兒童牙刷能來回折疊,在牙刷打開時(shí)控制電路,發(fā)出音樂。項(xiàng)目的研究過程:
1.從音樂盒上獲取一定量的裝置(如蜂鳴器、集成電路板等。)2.將自制開關(guān)安在牙刷折疊部位上,其他裝置安裝在牙刷的尾部 項(xiàng) 目 摘 要 在生活中,小侄子的生活習(xí)慣常常使我很擔(dān)憂。三歲的他,滿口幾乎都是蛀牙,還經(jīng)常不肯刷牙。于是我便產(chǎn)生了一個(gè)為他“定做”牙刷。通過市場調(diào)查幾乎全部的商家都出售簡單的牙刷,沒有吸引小孩的能力。但是我發(fā)現(xiàn)他對(duì)新事物很好奇,于是我就想到了音樂與牙刷一體的構(gòu)思——音樂牙刷。本裝置吸取音樂盒上獲取一定量的裝置(如蜂鳴器、集成電路板等。)并將其裝置安裝在牙刷的尾部。解決了牙刷與音樂一體的問題,怎樣使之在刷牙時(shí)才能響起呢?我請(qǐng)教物理老師后最終選擇光敏二極管。將二極管安裝在牙刷的頭部,并于整個(gè)電路接通。當(dāng)它放入口中時(shí),一首優(yōu)美的音樂“破口而出”。但是光敏二極管放入口中是否對(duì)身體有傷害還有待研究。
作品四:
項(xiàng)目名稱:《多功能的電子狗》 申報(bào)者: 吳忠高級(jí)中學(xué)高二(6)孫輝
作
品 簡 介
該項(xiàng)目的選題確定:
根據(jù)狗在生活中的特性,仿生設(shè)計(jì)電子狗,從而利用電子狗來逆補(bǔ)狗的一些不足。
設(shè)計(jì)(或研究)該項(xiàng)目的目的和基本思路:
利用電子狗幫助人們解決生活中狗不能解決的一些實(shí)際問題。項(xiàng)目的研究過程:
根據(jù)狗的嗅覺是很靈敏的,促使我有了一個(gè)想法:如把《電子狗》按裝在門上,讓電子狗來根據(jù)主人的氣味來識(shí)別主人,主人的氣味是最終打開房門的必要條件之一,這樣就可以有效地防盜,防止主人把鑰匙放在了家,或是把鑰匙丟了出現(xiàn)進(jìn)不去門的現(xiàn)象。。。項(xiàng) 目 摘 要
問題一:生活中小偷防不慎防,以及人們的大意而把鑰匙丟了。在農(nóng)村狗經(jīng)常被壞人毒死而行竊。
問題二:盲人經(jīng)常看不見東西絆倒受傷或找不到家。問題三:在警隊(duì)里警察常常為了訓(xùn)練一只優(yōu)秀的警犬要花費(fèi)很多的淚水和汗水,由于犯罪分子的狡猾和奸詐,常常會(huì)有警犬喪命。。。問題四:游客經(jīng)常在旅游的過程中由于對(duì)地形的不熟悉,而經(jīng)常的迷路。
本人電子狗的裝置主要由一個(gè)“靈敏裝置”和對(duì)主人氣味的“感官系統(tǒng)”和“自動(dòng)攻擊裝置”,“電路板”及其多個(gè)開關(guān)。。。
解決方案一:把這個(gè)電子狗安裝在門上可以解決,不用鑰匙開門和起到防盜的作用。
解決方案二:解決盲人在生活中遇到的一些問題,例如它可以把盲人安全的帶會(huì)家,而且還可以給主人唱歌,幫助他消除生活中的煩惱。解決三:它可以幫助警察抓犯罪分子,還可以幫助消防隊(duì)救人。解決四:它可以幫助游客在迷失的地方知道自己的準(zhǔn)確地點(diǎn),把游客從迷失的地方帶出去。作品五:
項(xiàng)目名稱:易于安裝的插座 申 報(bào) 者:吳忠高級(jí)中學(xué)高二(6)孫濤
第四篇:二年級(jí)科技校本課程教學(xué)計(jì)劃
二年級(jí)科技校本課程教學(xué)計(jì)劃
一、學(xué)情分析
二年級(jí)學(xué)生雖然年齡小,但是好奇心強(qiáng),學(xué)習(xí)積極性高,擁有活躍的思維并具備一定的動(dòng)手能力。根據(jù)他們的年齡和心理特征,此階段的校本課程內(nèi)容以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力為主的手工制作課。通過捏橡皮泥、貼畫、小玩具制作等豐富多彩的活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和欣賞美、創(chuàng)造美的能力,并在活動(dòng)中促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,激發(fā)學(xué)生的參與意識(shí),合作交流和主動(dòng)創(chuàng)新意識(shí)。
二、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)
教學(xué)目標(biāo):
1.培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力,在活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生熱愛勞動(dòng)、熱愛學(xué)習(xí)、勇于探索實(shí)踐的良好品質(zhì)。
2.轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和參與意識(shí),并學(xué)會(huì)主動(dòng)交流、合作分享、實(shí)踐創(chuàng)新。
3.學(xué)習(xí)和掌握手工制作的基本知識(shí)、基本技能和方法,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識(shí)。
4.培養(yǎng)學(xué)生收集、分析、整理信息、解決問題的能力,并在動(dòng)手中激發(fā)學(xué)生欣賞美、創(chuàng)造美的能力。
教學(xué)任務(wù): 充分體現(xiàn)課程活動(dòng)化,活動(dòng)課程活動(dòng)化的原則,以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和欣賞美、創(chuàng)造美的能力為主目標(biāo),形成一系列富有特色的教學(xué)活動(dòng),捏橡皮泥、貼畫、小玩具制作等形式多樣的活動(dòng),結(jié)合學(xué)生的具體情況,采用個(gè)人、小組、班級(jí)活動(dòng)方式,組織好校本課程的實(shí)施。
三、教學(xué)措施
1.多種形式培養(yǎng)興趣,生動(dòng)活潑發(fā)掘潛能。充分挖掘?qū)W科課程的科技含量,有意識(shí)、有計(jì)劃地對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思想和科學(xué)方法的教育,結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)適當(dāng)補(bǔ)充一些科普新知識(shí)和科學(xué)技術(shù)研究成果,激發(fā)學(xué)生的興趣。
2.尊重學(xué)生的主體地位,以學(xué)生自主活動(dòng)為主,教師講授、指導(dǎo)少而精,盡量讓學(xué)生多練、多動(dòng),多給學(xué)生時(shí)間以發(fā)揮創(chuàng)作空間。
3.采取生動(dòng)、活潑、有趣的教學(xué)方式,呈現(xiàn)一個(gè)愉悅、和諧的課堂氛圍,引導(dǎo)學(xué)生積極參與。
4.對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)進(jìn)行及時(shí)而且積極的評(píng)價(jià),激勵(lì)新的創(chuàng)新火花的迸發(fā)。
5.教學(xué)內(nèi)容、方法應(yīng)以學(xué)生實(shí)際情況而定,教師應(yīng)從學(xué)生的能力、效果等差異出發(fā),因材施教,靈活的作內(nèi)容形式上的調(diào)整,使全體學(xué)生都得到發(fā)展。
四、教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度安排
周次 教學(xué)內(nèi)容 所需課時(shí)數(shù) 1
開學(xué)常規(guī)教育
1課時(shí) 2 橡皮泥貼畫——小金魚
1課時(shí) 橡皮泥貼畫——水果
1課時(shí)橡皮泥貼畫——美麗的花朵
1課時(shí)
橡皮泥貼畫——可愛的小雞
1課時(shí)
橡皮泥制作——花籃
1課時(shí)
橡皮泥制作——泥娃娃
1課時(shí) 橡皮泥制作——泥名片
1課時(shí)
橡皮泥制作——小兔子拔蘿卜
1課時(shí)
橡皮泥制作——小老虎
1課時(shí)橡皮泥制作——小青蟲變蝴蝶
1課時(shí)
手工制作——章魚妹妹
1課時(shí)手工制作——獅子
1課時(shí)手工制作——會(huì)飛的蝴蝶
1課時(shí)手工制作——指偶
1課時(shí)手工制作——飲料瓶娃娃
1課時(shí)
五、教學(xué)評(píng)價(jià)與檢測
注重發(fā)展性評(píng)價(jià),既要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)成果,又要重視學(xué)生積極參與活動(dòng)的全過程,更要關(guān)注學(xué)生面對(duì)挫折和與人交往方面的表現(xiàn)以及習(xí)慣養(yǎng)成等。在檢測方面以學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)表現(xiàn)、動(dòng)手、思維、創(chuàng)新、學(xué)具準(zhǔn)備、制作成果為考評(píng)。
撰寫人:車晶2009-2-8
第五篇:校本課程總結(jié)
2012-2013六年級(jí)90班校本課程工作總結(jié)
科任教師
陳玉瑛
為培養(yǎng)學(xué)生熱愛祖國燦爛文化的情感,陶冶情操,提高人文素養(yǎng)和語文素養(yǎng),積極營造積極向上、清新高雅、健康文明的綠色校園。我校開展了古詩文誦讀校本課程,現(xiàn)將本學(xué)期活動(dòng)總結(jié)如下:
采用多種形式教學(xué)古詩
1、編讀 “書讀百遍,其義自見。”文言詩文與現(xiàn)實(shí)生活相對(duì)脫離,加上其本身字音、句讀、語法結(jié)構(gòu)的特殊性,它的積累更強(qiáng)調(diào)“字不離詞,詞不離句,句不離篇”。指導(dǎo)學(xué)生以小組為單位,查閱收集古詩文經(jīng)典之作,設(shè)計(jì)匯編某一主題的古詩文:如勤學(xué)篇、勵(lì)志篇、愛國篇等,要求多讀至熟、熟至成誦。
2、賞讀 以教材為依托,結(jié)合單元主題指定相關(guān)內(nèi)容的篇目進(jìn)行賞析。如第一單元以理想為主題,就有曹操的《龜雖壽》、岳飛的《滿江紅》、李白的《行路難》及一些邊塞詩等。第二單元以人生為主題,就有陶淵明的《飲酒》、李商隱的《無題》、李煜的《相見歡》等。以“每周之星”的形式,著重推薦一些成就最高、風(fēng)格獨(dú)特的詩人,如李白篇、杜甫篇、白居易篇;田園詩篇、邊塞詩篇、婉約詩篇等進(jìn)行分類賞析。
3、演讀 不少經(jīng)典詩文語言雋永,情節(jié)生動(dòng),形象鮮明,意韻豐富,如杜牧的《清明》、馬致遠(yuǎn)的《天凈沙秋思》。演讀,不僅可以理解詩詞的內(nèi)容,還有助于領(lǐng)悟只能意會(huì)不能言傳的意境和韻味,在課堂上開展古詩文課本劇演出、配樂詩文朗誦等,既可以活躍氣氛,也有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)古詩文的興趣。
4、賽讀 俗話說得好,“熟讀唐詩三百首,不會(huì)作詩也會(huì)湊”。通過古詩文學(xué)習(xí)知識(shí)競賽、接力賽、創(chuàng)作賽等豐富多彩的競賽活動(dòng),以達(dá)到文化熏陶、人格培養(yǎng)與口語鍛煉的目的。
5、研讀 既有對(duì)某一朝代的詩詞作主題思想具體的研究,也有對(duì)詩歌所用意象的揣摩;既有對(duì)詩歌語言的品位,也有對(duì)表達(dá)技巧的探究。如《宋詞中的愛國情結(jié)》、《思鄉(xiāng)詩中的意象》、《對(duì)聯(lián)、趣味詩鑒賞》等。只要行動(dòng)就會(huì)有收獲,學(xué)生在經(jīng)典誦讀的過程中,思維開闊了,興趣廣泛了,聽、說、讀、寫各方面都有了明顯提高。一個(gè)學(xué)期時(shí)間轉(zhuǎn)瞬即逝,期間不乏有許多困惑,有幾許收獲。時(shí)間在變,但我們的信念不變,我們的行動(dòng)不變,期待收獲更多!2013、7、1