科技創(chuàng)新案例分析

科技創(chuàng)新系列講座之八曹輝二OO八年十一月佛山市創(chuàng)新活動特點1.在創(chuàng)新活動中，需要打破常規(guī)，積極向上，尋求獲得新成果，就需要創(chuàng)造性思維，因此它具有非常規(guī)性和積極主動性的特征。2.逆向思維和側向思維就能夠體現(xiàn)上述的兩個顯著特征。為了使同學們進一步了解創(chuàng)造性思維的特點和思維方法的運用，通過一些典型小發(fā)明來進行說明。

創(chuàng)意人是能夠思維的動物，思維能產(chǎn)生創(chuàng)意。創(chuàng)意，顧名思義，就是創(chuàng)造性的意念，實質(zhì)上就是點子。創(chuàng)新思維就是大腦構思創(chuàng)意的過程，開動腦筋去想點子。沒有創(chuàng)新思維訓練，就沒有點子，就不能構思小發(fā)明

進行創(chuàng)新思維訓練進行創(chuàng)新思維訓練，其目的是開發(fā)同學們的創(chuàng)造潛力，利用創(chuàng)造性思維去解決生活當中所遇到的問題，產(chǎn)生一些有價值的小設想和小發(fā)明。當然，能夠獲得創(chuàng)新成果的同學只是極少數(shù)，但絕大部分同學通過這種訓練能夠有效地提高他們的創(chuàng)造性思維能力。現(xiàn)在，根據(jù)上面講述過的逆向思維和側向思維，看一看它們在實際當中是怎樣應用的。

××繡花針1.王帆同學的小發(fā)明，他原是湖北省武漢市烈巷小學的學生，當時年僅十歲。2.他仔細觀察了湘繡繡花過程，看到繡花針刺到布下面，針尖沖下，需要掉轉(zhuǎn)針頭，才能再刺到布的上面來，又需要再次掉轉(zhuǎn)針頭刺下去，如此反復操作，非常麻煩。3.能不能不掉轉(zhuǎn)針頭進行刺繡呢？4.看來繡花針需要改進，但是怎樣進行改進呢？啟發(fā)1.他偶然看見漁民織網(wǎng)的核子，兩頭是尖的，網(wǎng)線穿在核子的中間，受到啟發(fā)。2.他想：既然不需要掉轉(zhuǎn)繡花針進行刺繡，繡花針必需對稱：兩端都是針鼻，無法刺透布；兩端都是針尖，雖然可以刺透布，但是沒有針鼻也不行，針鼻只能在針的中段位置了。3.這樣雙尖繡花針刺繡時繡花針直立時，下面有針尖，可以刺透繡花布，從下面拔出針，上面也有尖，不再需要掉轉(zhuǎn)繡花針就可以繼續(xù)刺繡了，減少了刺繡操作的步驟，提高了刺繡的速度。雙尖繡花針1.雙尖繡花針雖然簡單，卻非常新穎和具有實用性，因而獲得第四屆全國青少年發(fā)明創(chuàng)造比賽一等獎2.中國發(fā)明協(xié)會認為該項作品最能體現(xiàn)創(chuàng)造性思雄的特征，特授予專項發(fā)明獎。3.王帆同學把不對稱的繡花針顛倒為對稱，發(fā)明了雙尖繡花針，利用的就是顛倒思維方法，實質(zhì)上是一種逆向思維方法，是一種典型的創(chuàng)造性思維方法，出人意外地使問題得到解決，使他的小發(fā)明具有新穎性。

××水瓢1.在農(nóng)村，把匏páo瓜——果實和胡蘆相似，但體積比它大，一剖兩半做成水瓢，用來舀水或撮米等。2.這種水瓢有一個缺點,就是把它放到水面上時，由于不平衡，水瓢的把兒浸在水中，水瓢把兒上粘的臟東西帶進水中，污染了飲用水；3.同樣，用水瓢舀取農(nóng)藥藥水時，浸在藥水中的水瓢把兒沾上了農(nóng)藥，也會帶到人的手上，危害健康。4.有什么簡單的辦法能夠使水瓢把兒不浸在水中呢？配重水瓢1.根據(jù)逆向思維，把不平衡變成平衡，在水飄把兒的另一端，也就是原來的瓜的底部，加一個配重，把18克鉛塊鑲嵌在水部底部，使水部平衡。2.經(jīng)過改造的配重水瓢，再放任側面上，就會像小船一樣，水瓢面水平地浮田始面，水瓢的把兒再也不會浸入液體中了。該發(fā)明獲得第五屆全國青少年發(fā)明創(chuàng)造比賽一等獎。3.這也是一種變不平衡為平衡，典型的逆向思維方法?？磥韯?chuàng)造性思維方法在小發(fā)明的設計、實現(xiàn)過程中起到了關鍵性的作用。

被動式光電打靶1.通常光電打靶，扣動扳機，槍發(fā)射出一束光線，照射在靶面中心的光電接收裝置上，顯示出擊中的效果。當環(huán)境光線較強時,將會干擾槍發(fā)出的光線，使光電接接收裝置無法正常工作，造成光電打靶失控。2.在慶祝建國四十周年時，北京市宣武區(qū)青少年科技館電子組接受了陶然亭公園露天光電打靶的游藝項目，在太陽光下進行光電打靶，其設計難度是可想而知了。3.宣武區(qū)青少年科館劉春華同學利用逆向思維，進行光電打靶因果關系的顛倒，一反常規(guī)的…..被動式光電打靶1.一反常規(guī)的讓槍發(fā)射光，靶作光電接收的原理，改為讓靶發(fā)光，槍作接收。2.具體是：在靶面中心安裝一盞100W的電燈泡，扣動槍的板機時，這盞燈閃亮，發(fā)出的光線，如果正好射入瞄準的槍筒內(nèi)光電接收裝置上，就顯示出擊中的效果，這就是被動式光電打靶。3.采用被動式光電打靶的方法，創(chuàng)造性地解決了太陽光干擾的難題，而且還有很高的分辨率，只有“槍口”指向靶心的角度在正負0.3度的范圍內(nèi)，才能顯示出擊中的效果。

1。李培合同學根據(jù)被動式光電打靶的原理進行了理論計算，驗證了被動式光電打靶的特點撰寫《高分辨率被動式光電打靶的研究》科學小論文，獲第五屆全國青少年科學論文討論會二等獎。2。利用被動式光電控制的原理，馮劍同學發(fā)明了被動式光控五線譜板，獲得第二屆北京國際發(fā)明展覽會銀牌獎。這是一種“會唱歌的黑板”，只要用手指或教鞭，指中五線譜任一位置上的音符，就會發(fā)出相應音名的樂音來。3。根據(jù)用手指演奏樂曲的啟發(fā)，王志明同學發(fā)明了光控電子豎琴，獲得了第七屆全國發(fā)明展金牌獎。4。李小宇同學根據(jù)上面的兩項小發(fā)明，綜合在一起，又發(fā)明了激光舞琴，這是一種放大了的被動式光控五線譜板，用人的肢體遮斷光線，把舞蹈和演奏融為一體。該發(fā)明獲得了第三屆北京國際發(fā)明展覽會銀牌獎。

系列發(fā)明

共振式多用調(diào)音器1.該發(fā)明是北京市宣武區(qū)青少年科技館劉春華同學發(fā)明的，獲第五屆全國青少年發(fā)明創(chuàng)造比一等獎。2.利用電子儀器對鋼琴進行全部音域內(nèi)所有鍵音調(diào)律，是國際一大難題，這是因為低音音域的鋼琴弦在振動時產(chǎn)生強烈的諧波，電子儀器無法準確測出基音頻率，高音音域的鋼琴弦振動衰減很快，并且夾雜著較強的噪音，電子儀器反應不及和無法避免干擾。因此，通常的商品電子校音器，只能檢測鋼琴中音音域鍵音誤差音分，不能實現(xiàn)對鋼琴全音域校普。3.這一“國際難題”如何獲得突破性地解決呢？4.劉春華同學聯(lián)想到電吉它的原理：。。。。吉它電吉它的原理1.在電吉它鋼絲弦的下面，放置有一個帶有鐵心的拾振線圈，鐵心下面放置有磁鐵。當鋼絲弦振動時，線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，由于電磁感應，在線圈兩端產(chǎn)生出電信號來，經(jīng)過擴音機放大，由揚聲器放出吉它音來。2.能不能把電吉它發(fā)音原理的因果關系顛倒過來，用在鋼琴校音器呢？

1.劉春華同學用一個音頻信號發(fā)生器，產(chǎn)生出某一頻率的電信號，經(jīng)過擴音機放大，輸出的音頻電流通入電磁鐵線圈，再把電磁鐵放到所要校音的鋼琴弦下面。2.這樣，音頻電流使電磁鐵的磁性強弱發(fā)生變化，吸引鋼琴弦發(fā)生相應的振動，當音頻電流的頻率恰好調(diào)節(jié)到與鋼琴弦固有振蕩頻率一致時，就會發(fā)生共振現(xiàn)象，使鋼琴弦發(fā)出響亮的聲音來，這時音頻信號發(fā)生器頻率數(shù)值就是這限弦發(fā)音頻率。3.利用電吉它這種因果關系的顛倒，導致了“共振式多用調(diào)音器”的發(fā)明。單片機示波式鋼琴調(diào)律儀1.后來，還是利用逆向思維，把常規(guī)的利用耳朵聽音對鋼琴進行校音，顛倒成利用視覺觀看跑動的波形，對鋼琴進行校音，發(fā)明了“單片機示波式鋼琴調(diào)律儀”，有可能使非專業(yè)人員利用視覺調(diào)音，取得和專業(yè)調(diào)律師一樣的諧和純正的鋼琴音律。該發(fā)明獲得第三屆北京國際發(fā)明展覽會銀牌獎。2.對鋼琴進行調(diào)律是國際一大難題，宣武區(qū)青少年科技館電子組的同學們提出了那么多利用電子手段，有共振的方法、有不靠聽覺靠視覺的示波法，對鋼琴進行調(diào)律，取得了可喜的成果。3.這些有效解決方案的思維方法，應該令一些專用電子廠設計師深思，要用創(chuàng)新思維來開發(fā)新產(chǎn)品，一定會取得事半功倍的效果。

由于逆向思維具有非常規(guī)性、離奇勝和挑戰(zhàn)性，常常使產(chǎn)生的發(fā)明取得意想不到的結果1?！翱沙缘牡印庇玫矸墼献龀?，從不能吃變成可以吃，成為沒有無白色污染的一次勝餐具。據(jù)此可以做成一次性快餐盒。2。老鼠磨牙常常把電纜咬壞，怎樣讓老鼠從愛咬到不愛咬？制造出發(fā)苦的電纜，老鼠咬一口比黃連還苦，就不再咬了。3。打高爾夫球，需要寬闊的草地，在室內(nèi)能不能打呢？在光滑的水磨石地面上能打嗎？提示：室外高爾夫球，是利用光滑的高爾夫球面和草地之間相互摩擦，使得高爾夫球逐漸停下來；如果做成室內(nèi)高爾夫球，地面上就要鋪上纖維毛的地毯。不用地毯可以嗎？請利用逆向思維法！4。史是豐速算法，一反常規(guī)的乘法從低

向高位算起，而是從高位往低位算,得數(shù)就可以隨算隨說了。

1.上面講了這么多有關逆向思維的應用，同學們是否能從中受到啟發(fā)？2.了解什么是逆向思維比較容易，說著容易做著難，能夠靈活運用逆向思維方法，還要在實踐中進行磨合。

逆向思維的檢測1.下面做一個逆向思維的檢測。網(wǎng)球和足球、籃球不一樣，足球有打氣孔，可以用打氣針頭充氣，網(wǎng)球沒有打氣孔，用久了有一些漏氣，球就軟了、癟了。想一個辦法，如何使癟了的網(wǎng)球充足氣？2.提示—下：網(wǎng)球為什么會漏氣？氣從哪里漏到哪里？3.網(wǎng)球內(nèi)部氣體壓強高，外部大氣壓強低，氣體就會從壓強高的地方往壓強低的地方擴散，也就是從網(wǎng)球內(nèi)部向外部漏氣，最后網(wǎng)球內(nèi)外壓強一致了，就沒有足夠的彈性了。怎么讓球內(nèi)壓強增加呢？根據(jù)逆向思維，讓氣體從球外往球內(nèi)擴散，怎么做呢？

側向思維在創(chuàng)新實踐中是怎樣應用的××手風琴1.它是由北京市宣武區(qū)青少年科技館楊濤同學發(fā)明的，榮獲第四屆全國青少年發(fā)明創(chuàng)造比賽一等獎。首屆北京國際發(fā)明展覽會銅牌。2.手風琴是普及最廣的一種常規(guī)鍵盤樂器，但音色單調(diào)。3.如何改進它，豐富它的音色呢？全反射式波動演示裝置小方盒子里的秘密發(fā)明特征該發(fā)明運用了逆向思維，把常規(guī)的水波投影演示實驗由透射變?yōu)槿瓷?，由水的表面波變?yōu)閮煞N液體內(nèi)部界面的波動演示，使得該發(fā)明具有鮮明的發(fā)明特征，是評為國際發(fā)明金獎的重要原因之一。

實例1.多功能系列，如多功能起子，多功能尺子、多功能課桌、多功能傘、多功能拐杖、多功能筆、多功能地球儀、2.多功能地球儀臺燈

、3.還有一種地球儀和飲水機相結合的地球儀飲水機強迫組合法1.比如，想發(fā)明一個新的文具用品。那么你可以利用強迫組合法，把文具盒中的文具一一列舉出來，然后將文具兩兩組合起來，看一看能否得到有價值的文具小發(fā)明。2.把鉛筆和橡皮組合起來，就是我們常見的橡皮頭鉛筆。3.把一只鉛筆和另一支鉛筆組合起來，能否導致一個新的鉛筆小發(fā)明？1.從鉛筆的鉛的特性來看，比如顏色，一枝紅鉛筆和一只藍鉛筆組合起來，就是我們常見的紅藍鉛筆。2.如果從鉛的粗細、軟硬、長短、方圓等等，是否會產(chǎn)生一系列新的鉛筆呢？3.一支0.7毫米粗鉛心的鉛筆和一只0.5毫米細鉛心的鉛筆組合起來，就是一支粗細鉛芯的鉛筆；4.把一支6B軟鉛筆和一支2H硬鉛筆組合起來就是一支軟硬鉛芯的鉛筆。鉛筆和尺子相組合1.鉛筆和尺子相組合起來，會產(chǎn)生什么新式文具呢？2.仔細分析一下，鉛筆和尺子都有直的屬性，利用這一點，可以做成比例尺鉛筆：把鉛筆制成三棱柱形，它有三個面，其中一面按一厘米為一格刻度，第二面按1.5厘米為一格進行刻度，第三面按2.5厘米為一格進行刻度，鉛筆的整體利購成了一支比例尺，用舊了，不用扔掉，可以當鉛筆繼續(xù)使用。如此下去，就容易設想出一系列新的鉛筆小發(fā)明。

缺點列舉法

敢于質(zhì)疑，敢于提出與眾不同的創(chuàng)意，是科技創(chuàng)新型人才最可貴的品質(zhì)。缺點列舉法就是通過發(fā)現(xiàn)有事物的缺陷，把各種缺點一一列舉出來，然后提出改革或革新的一種創(chuàng)新技法，缺點列舉法就是發(fā)現(xiàn)問題，而創(chuàng)造發(fā)明就是要解決現(xiàn)存的問題，每發(fā)現(xiàn)一個缺點，提出一個問題，就找到了一個創(chuàng)造發(fā)明的課題。一、選定課題世界上沒有盡善盡美的東西，現(xiàn)在沒有，將來也不會有，金無足赤，人無完人。在科技創(chuàng)新中，要善于發(fā)現(xiàn)一些日常生活中常見事物的缺點。所選的課題要相對小些、簡單些，這樣容易成功。如果課題過大，可以把它分解開來，我們可以該課題的局部進行考慮。如《組裝電子音樂門鈴》如果存在困難，我們就選取操作中需要的螺絲刀作為研究對象。二、分析事物要確定與課題相關的信息種類，如材料、功能結構等，對事物進行了系統(tǒng)分析。如我們可以從螺絲刀材料、結構、用途等方面進行分析，常用螺絲刀是由木柄和金屬桿組成，功能是旋松緊螺釘。三、列舉缺點青少年要善于觀察事物，發(fā)現(xiàn)缺點，找出缺點，抓住不放。其次青少年不能迷信權威，沖破思想束縛，敢于全面地發(fā)掘事物的缺陷，要盡可能詳細地把缺點一一列舉出來。如對螺絲刀，某班同學就提出以下缺點：（1）普通型：修理電視機等器具時，經(jīng)常使小螺絲掉入機內(nèi)；（2）夾頭式不掉螺釘型，光線暗，看不清螺釘；（3）照明式小手電筒型，測定有否強電不方便；（4）試電筆型，氣管壽命不長；（5）高壓電不能測量；（6）攜帶不方便；（7）使用不方便；（8）不能適用不同場合；（9）更換螺絲刀頭不方便；（10）不方便長度測量……等等，在小組合作研究中，螺絲刀的缺點噴涌而出，為改進螺絲刀奠定了基礎。四、激勵改進針對一個或幾個缺點設計并提出方案進行交流時會產(chǎn)生互激共振連鎖反應的客觀規(guī)律，可以通過一種特殊會議，使參加的青少年圍繞一個課題發(fā)散思維，互相啟發(fā)，填補知識空隙，引起創(chuàng)造性設想的連鎖反應以產(chǎn)生眾多設想然后綜合集體創(chuàng)造力，改進缺點進行創(chuàng)新。它要求每個參加者都要像突出隊員那樣，勇敢地向共同目標空進。針對現(xiàn)有“螺絲刀”存在不足，進行設計改進出：（1）夾頭式不掉螺絲型；（2）照明式小手電筒型；（3）試電筆型；（4）子彈頭式；（6）磁性式；（7）直角型；（8）左輪手槍式；（9）帶卷尺式……巧妙地使用缺點例舉法，能讓你在不斷完善事物的同時，不知不覺地掌握了一種創(chuàng)新的技巧，體驗到成功的樂趣。立體發(fā)明法人們進行思維活動時總會受到過去的生活經(jīng)驗和已有思維方法的束縛和影響。立體思維要求人們跳以出點代面的限制，有意識地從上下左右、四面八方各個方向，立體地去考慮問題，也就是要求立起來思索.1.加法（主體附加法）A.加一點例帶星座的雨傘、帶橡皮頭的鉛筆、新型油漆掃B.同物相加例雙頭釘書機、多插頭插座、自行車腳輪C.異物相加例自行車水泵、除臭味鞋墊、帶放大鏡的指甲鉗介紹科