小发明之路111

全国青少年科技创新实践活动，自1982年在上海举办以来，已成为中小学科技活动的传统项目和学校教育的重要组成部分。同学们参加这项活动，激发了爱国热情，增长了科学知识，培养了探索创新的科学精神和科学研究能力。为帮你开阔眼界，活跃思维，我们特从本期起连载小发明之路，向你详细介绍小发明的选题思路和创造技法，但愿你从中得到精神上的鼓励、方法上的启迪，产生创造的灵感，会心地说一声：“我能行！”小发明之路（1）什么是科学小发明 刘统菊 一提到“发明”二字，有些同学就害怕了，那有多难啊！其实创造发明并不神秘，有好多中小学生的发明，都在全国甚至国际上获了奖呢！ 科学小发明，是指青少年在日常学习、生活、劳动中，对那些感觉到用起来不称心、不方便的东西或方法，运用自己学过的科学知识，设计、制造出目前还没有的更称心、更方便的新物品或新方法。它同“大发明”比较起来，选择的范围比较窄，解决的问题比较单一，使用的材料比较好找，所花的经费也不多，所以称为“小发明”。小发明有没有质量标准呢？有。一件优秀的小发明应具备“三性”，即新颖性、创造性和实用性。 1.新颖性。新颖性是指你在完成这个小发明之前，还没有出现过同样内容或技术的产品。也就是说，你既在街上的商店里买不到同样的产品，也没有在书刊、广播电视中看或听到过介绍；同样的发明，既没有由他人向专利局提出过申请并记载于专利申请文件中，也没有由他人申报参加各级发明创造比赛。但是，如果你在别的发明上增加了新的功能、新的方法、新的用途，或是将原有的几件物品巧妙地组合在一起，构成一个新个体，增加了新的功能，那也算具有新颖性。好客鞋 一天，魏强同学跟爸爸到一个朋友家做客，一进门就把他给难住了：主人家铺着地毯，不换鞋显得不礼貌。换鞋吧，脚又有臭味。回家后，魏强就想：如果有一种拖鞋，不用脱下脚上的鞋就能穿，那该多好！后来，他从旅游鞋上的尼龙搭扣得到启发：将拖鞋上的鞋袢装上尼龙搭扣，一按就搭上，一掀就拉开，要肥要瘦不就可以调节了吗？于是他找来一双旧拖鞋，剪开鞋袢，缝上尼龙搭扣，做成了“好客鞋”。这项小发明在第四届全国青少年发明创造比赛中获得了三等奖。其实，魏强的小发明只不过是将尼龙搭扣这项别人的发明移植到拖鞋上，但使拖鞋有了新的功能，尼龙搭扣也有了新用途，这项小发明也就具备了新颖性。2.创造性。创造性是指小发明同原来的同类产品已有的技术相比，有突出的实质性特点和显著的进步。方便肥皂盒 一般的肥皂盒装点水，肥皂就会发粘，不容易取出来，肥皂的寿命也很短。天津的范平同学利用杠杆原理发明了方便肥皂盒。打开肥皂盒，肥皂就会立起来。它和同类产品相比，技术上要先进一些，获得了第一届全国青少年发明创造比赛一等奖。3、 实用性。实用性是指该发明能够制造或使用，并且产生积极的效果。小发明要能够做成实实在在的物品，不能只是想法或设计图纸，而且还要能够解决生产生活中的实际问题。防虫树裙 山西临县盛产枣子，但枣曲虫对枣子的危害很大。刘艳同学仔细观察枣曲虫的生长活动规律，发现雌虫要爬上树干与雄虫交配再残害树叶、树果。他就想了一个办法，在树干的半腰围一圈硬塑料片，内层涂上除虫药膏，使雌虫上不了树。这种简单巧妙的防虫树裙，实用性强，受到了枣农的欢迎，荣获第六届全国青少年发明比赛一等奖。当然，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。小发明之路(2)列举缺点找选题中流 学搞小发明首先就要学会选择发明课题。 一个重要的方法，就是从学习、生活中不顺当、不方便、不合意的事情着手，列举缺点，多问“有什么缺点需要克服的？”再去寻找克服缺点的方法，这种根据现有物品的缺点而提出改革设想的方法称缺点列举法，也是选择小发明题目的一种简便有效的方法 _。 四用防触电插座 电源插座几乎家家都有，但它很容易触电，对于小孩子来说特别危险，而且插上拔下很麻烦。上海的徐琛同学解剖了几种传统的电源插座，设计了一种“四用防触电插座”，这种插座在普通插座的插孔中，加装了两道绝缘的活门，只有插头同时插入两个插孔时，才能接通电源。这样，当小孩不注意把小手或铁钉等插入任一插孔时，由于有两道门挡着，也就不会触电了。这项小发明荣获了第二届全国青少年科学创造发明比赛一等奖。 气压水瓶的改进 气压水瓶有缺点吗？有！由于它的出水管直插瓶内水底，所以每次压水时，底部的沉淀物往往使压出的水变浑浊。北京的张雪克同学针对这个缺点，对气压水瓶作了改进，他把吸水管口接了一截橡胶管，管口加一个塑料浮球，由于球始终浮在水面上，所以气压水瓶底部的沉淀物不会从吸管吸出。该发明获得了第二届全国青少年创造发明比赛三等奖。 列举物品的缺点实际上就是发现问题，而创造发明正是为了解决存在的问题。所以，我们每发现一个缺点，提出一个问题，往往就找到了一个发明的题目。 那么，怎样研究和发现缺点呢？ 首先，要随时留意自己日常使用的物品存在哪些不足或不方便之处，并善于抓住一件物品深究细挖。伞，是大家常用的遮阳避雨的工具，似乎没有什么文章可做，可一些大小发明家却抓住它不放，花样日异翻新，如太阳伞、双人伞、折叠伞、母子伞、快干伞、天文伞层出不穷。可见，一件事物有很多的发明题材可搞，而同一题材又可用各种不同的设计方案构成不同的发明。再拿钢笔来说吧，它的缺点还很多，如笔帽容易脱落或丢失，笔尖容易堵塞，圆形笔杆容易从桌上滑落损坏笔尖，晚上停电或野外作业写字看不见当你尽可能多地列举出某一物品的诸多缺点后，再根据你的能力，选择某一缺点或部分缺点作为研究对象，确定小发明课题。 针尖墨水笔防干笔帽 福建的王珏同学看见爸爸每次用针管笔绘完图后总要细心地把笔内的墨水洗干净，既浪费了墨水，又多花了时间。但是为了防止针管状的笔尖里的墨水干结堵住针管，只得如此。王珏同学将这一缺点作为发明对象，进行研究，经过多次探索，终于发明了“防干笔帽”，即在笔帽内上端装上一个眼药水瓶橡胶盖。这样，把笔插入笔帽后，胶盖刚好堵住笔尖口，很好地起到了防干防堵的作用。这项巧妙实用的发明获得了第五届全国青少年发明创造比赛一等奖。 防摔钢笔 使用钢笔时还有一个缺点，这就是钢笔摔在水泥地板或其它硬物上时，笔尖容易被摔坏。海南的黎文同学根据这个缺点，对钢笔做了一些改进，很好地解决了这个难题。他将笔尖内套尾部凸出和笔胆座连接的部分挫掉，中间插进一段弹簧。经试验，将钢笔的笔尖朝着水泥地板掉下来，笔尖一点也不会损坏，拿起来照样写字。这项“防摔钢笔”荣获第七届全国青少年发明创造比赛二等奖。 其次，可以利用节假日到商店去就某些比较熟悉的物品搞商品调查，征求营业员、顾客对某一物品的意见，看一看又有哪些新的物品销售，使用了哪些新工艺、新材料、新方法，这既可以丰富自己的知识，学到一些好的经验，得到一些有益的启示，也可以发现某些商品之不足，从而发现和确定自己的发明课题。 第三，经常与同学、家长交流所见所闻，所感所想，从中捕捉发明的题目。 既然每一件事物或多或少存在着一些缺点，发明课题自然俯拾皆是了。小发明之路(3)提出希望找选题中流 在日常生活中，每个人都有这样或那样美好的愿望，如上课时，希望教师用的粉笔没有灰尘；练字的时候，希望毛笔能自动出水；上学途中下雨，希望书包能当伞用 _这种种希望之点，往往能转化为发明的课题。 希望和需要是成功之母。在仔细观察和充分调查的基础上，从生活、学习、工作的需要出发，根据你或别人的某种希望，提出你“希望”东西的样子，再运用自己学过的知识和别人的经验，提出切实可行的办法，这种发明思路称为希望点列举法。 自来水防冻阀门 天津李秀红同学家乡虽装上了自来水管，但冬季院内地上的自来水管很容易受冻不出水，甚至冻裂。李秀红了解到，村里人希望有一种防止冬天水管受冻的阀门，她就将这一希望作为发明目标。 她和几个同学钻研探索产生了发明构思：如能制出一个阀门去掉自来水管内不用时的存水，使水管变成无水的空管，不就没有受冻问题了吗？她们动手绘图，设计阀体、阀芯、阀盖、弹簧垫等零件，用粉笔作模型，经过反复修改，一种具有通水、断水、回水功能的自来水防冻阀门诞生了，荣获第三届全国青少年创造发明一等奖。 希望列举法和缺点列举法一样，也是一种行之有效的重要选题方法。但它同缺点列举法相比，更使发明者显得灵活、主动，因为缺点发明法是围绕现有物品的缺点提出各种改进设想，一般不会离开物品的原形，而希望点列举法则是按发明者的意愿提出各种新的设想，它可以不受现有物品的限制。因此，它是一种积极的、主动型的选题思路。 全方位昆虫观察箱 自然课上，老师抓了只昆虫让同学们观察其身体结构，每位同学都要单独将昆虫标本盒仔细看一遍，还看不全昆虫的各个部位，一节课就这样你看一下我看一下结束了。河北的田江华同学看到这种情景后，并没有局限在对标本盒的改进上，而是提出了新的希望：如果有一个观察箱，把昆虫放在里面。从各个方面都可以看到昆虫的各个部位，那该多好啊！ 他根据镜片反射的原理和观察部位与反射角度相关的原理，分别用四块、六块、八块镜面玻璃进行上下左右不同部位的组合，最后以观察范围最大的145角组合成全方位昆虫观察箱，它可以供十几位同学从不同角度同时全方位的观察昆虫标本，既省事，有省时。该发明获得了第五届全国青少年创造发明一等奖 。 当然，提出希望并不是暂时难以实现的科学幻想，更不是不着边际的胡思乱想，而应该从身边的事物、日常生活出发，提出恰如其分的希望，并思考找出切实可行的办法。 这就要求“小发明家”做个有心人，善于观察生活中的细节，琢磨在自己或别人遇到某种困难时希望有什么好物品或好方法。同时，还要做个热心人，积极了解人们对所需物品的意见，主动调查用户心目中所希望物品的样子和性能，再根据大多数人的急需和自己的能力确定发明课题。 全保护荷花餐巾台布 吃饭时漏掉的饭菜很容易将衣服弄脏，也给扫地的人带来不便，西方人吃饭时在胸前围上餐巾布，在腿上铺一块盖布，也很不方便。山西的李珍同学就想，如果有一个不使衣服弄脏又方便实用的餐桌布就好了。她将这一希望作为发明目标，设计了“全保护荷花餐巾台布 ”。她将台布的周围做成尖形的花瓣垂在桌的四周，吃饭时，只要把花瓣尖端的扣眼扣在胸前的纽扣上，花瓣就可以代替餐巾和盖腿布，吃饭人的衣服和地板就不会被食物弄脏了。这项小发明获得了第五届全国发明展览会铜牌奖。人们多种多样的需要和无限美好的愿望，为创造发明提供了无限广阔的天地，只要我们经常了解人们的需要，把握人们的希望之点，则发明的课题将取之不尽。小发明之路（4）偶然发现出选题中流 日常生活中常常会出现一些偶然的现象。如果我们抓住一瞬即逝的偶然现象不放，想一想其中的道理，再加以研究，往往可以搞出成功的小发明。这种发明思路称为偶然发现法。 自锁式衣钩 一天，吉林的崔强同学放学回家，脱下衣服往衣钩上一挂，刚转身，“啪”的一声，刚挂好的衣服掉地上了。就是这个极为偶然的现象，诱发了崔强同学的发明灵感：何不发明一个衣服挂上去不会掉的衣钩呢？找到发明课题后，他就着手研究，最后他将衣钩改成两个钩，一个挂物钩（主钩），露在盒外，一个防掉钩（副钩）藏在盒里。如果有衣服挂到主钩上，衣服的重量变成力，通过主钩传到副钩上，副钩就从盒里冒出来同主钩咬合，夹住挂在上面的衣服。风吹不掉，人碰不掉。这项小发明获得了第三届全国青少年创造发明一等奖。 柄不入液的舀液瓢 一次，湖南的骆剑舞同学无意中将塑料水瓢碰落到水缸里了，正当他要从水缸里捞瓢的时候，他发现水瓢虽浮在水面上，柄却插在水里了，想拿出瓢就必须把手伸进水里，这多不卫生啊！他突然想起姥姥讲过的一件事：村里的一位老大爷收藏配过农药的塑料瓢，由于他的孙子洗瓢时忘了洗瓢柄，结果柄上的残药引起大爷中毒。骆剑舞同学从这次偶然发现和偶然事件中萌发了发明一种“柄不入液瓢”的念头。后来他从小朋友玩的不倒翁受到启示，在塑料瓢柄对面的瓢体部位附加一适当的重块，这样，不管是空瓢还是盛水的瓢落水后，柄总是向上翘着让你随手可握，既方便又卫生。这项小发明除在第六届全国发明展中获得金牌奖外，还被宋庆龄基金会授予专项发明奖。 你可能会说，这些现象太平常了，我也碰到过，甚至碰到过多次。是啊，偶然现象就经常出现在日常生活中，科学就在你身边，新的发现也许就在你的眼皮底下。对于同一个现象，有些人熟视无睹，有些人却看成难得的机遇。水开了，壶盖不断被顶起来，谁没见过呢？但只有英国的瓦特对这种现象仔细观察、认真思考，最终发明了蒸汽发动机。牛顿也是从苹果落地这一极普遍的自然现象中，偶然发现了万有引力。弗莱明在培养葡萄球菌的实验过程中，偶然发现了青霉杀死葡萄球菌的功能，而后发明了青霉素。由此看来，许多创造发明就蕴藏在一些微不足道的偶然现象中，关键是看你能否“捉住”这些稍纵即逝的机遇。 多功能拼贴板 一个星期天，山西的李琳同学做作业时，放在写字台上的三角板忽然拿不起来了。原来，三角板上沾了水，就紧紧贴在玻璃板上了。这个偶然发现引起了李琳的思考：水又不是万能胶，怎么能将三角板和玻璃板“粘”在一起呢？通过分析和查阅资料，她才明白这是大气压力的作用，水将三角板和玻璃板之间的空气赶跑了，那之间变成了真空，于是，周围的大气压力就把三角板紧紧压在玻璃板上。她巧妙地利用真空和大气压力的作用，用一个旧镜框镶一块塑料板，沾上水可以拼上各种小塑料片，要修改或另贴时，只要把水搽干净就行了。李琳将这个小发明取名为“多功能拼贴板系列”，既可供学生做手工游戏，又可供教师上课时演示。 李琳同学是怎样找到发明的题材的？是好奇心。好奇，是吸引人们走向发明创造的磁石，是种在人们心中的一颗发明创造的种子。要想抓住机遇，就应该留意身边的一切，具有强烈的好奇心。不仅对一些奇、特、怪的事情感兴趣，而且要善于从一些普通的事情中发现别人未发现的新东西。 当然，机遇只是给研究者提供一个线索。只有善于抓住线索不放，认真思考，追根到底，善于挖掘事物的本质特征，偶然的发现才会带来意想不到的成果，搞出令人欣喜的发明。小发明之路（5）补偿感官找选题中流 人体是一部相当灵巧而完美的活的机器，它的主要部件感觉器官（眼、耳、鼻、舌、手等），是摄取、存储和处理信息的重要工具，它们既有各自的独特功能，又相互配合得相当协调、默契。 然而，感官的功能并非无限，有时需要补偿。如口传音不够洪亮，不够遥远，而且转瞬即逝，于是人们发明了喇叭、麦克风、电话和录音机以补偿其功能。为了弥补肉眼视野的局限，人们发明了望远镜、电视、雷达等。人们还发明了放大镜、显微镜帮助人眼“明察秋毫”。 感官也并非时时处处都完善无缺，它的伤残或“假伤残”也需要加以补偿。如针对伤残的某些生理缺陷（聋、哑、肢残等），可用聋人电话、哑语、轮椅等代偿。即使是一些健全的人，有时因处于特殊情况致使成为“假伤残”。如两手提着重物，却逢下雨要打伞，就出现了“手伤残”，这样就要设法用其它部位或物体来代替“假伤残”部件的功能。 感官功能的补偿或伤残的代偿，往往是导致小发明的导火线，根据这种思路选题的方法称为感官补偿法。 盲人用自控饮水桶 一次，湖南的王勃弟同学倒水喝，由于水冲得急，差一点把他烫伤了，如果是盲人倒水喝，怎么办呢？盲人从开水桶中放开水，看不见杯中的水是否已满，很不方便。于是，他设计了一种盲人冲开水的自控饮水桶。饮水桶由盛水桶、水龙头、导气管组成。导气管通入桶内直达顶部，在桶外比水龙头略长。将桶灌好开水后，用橡皮塞塞紧灌水口。使用时，杯口顶住龙头和气管弯曲处，当放水达到离杯口2_3_厘米时，水堵住导气管，由于桶内气压小于桶外气压，所以桶内的水就无法流出来，达到了安全目的。此发明获第三届全国青少年创造发明比赛三等奖。 王勃弟同学本身是一个健全人，但它时时处处都想到了残疾人，即使在倒水喝的时候，也不忘替残疾人着想，正是他的一颗爱心触发了发明创造的灵感。你在做某件事情时，不妨假定自己是某类伤残人，看能不能想出一个绝妙的发明题材。 当然，更多的时候，你会感觉到自己的感官“不够用”，因为某一种感官正在从事某项工作，无法“离开岗位”去做其它的事。这时，你就成了暂时的假伤残人，只好求助于其它感官帮忙或想办法找某件物品来代替,_在这些“不够用”的情况下，你可能会迸发出创造的火花。挂钩式水龙头 如果用两边有耳的锅到水龙头前接水，往往一只手端锅，一只手关水龙头。端锅的那只手就很吃力，如果用粗铅丝做一个挂钩，挂在水龙头的“脖子”上，就可以把一个锅耳挂上去，充当了第二只手的作用。请你再想一想，假如拧开水龙头后，你的两只手都“残”了，而自来水在“哗哗”地流，没挂钩的一边锅耳没人端怎么办呢？感官的“不够用”，还体现在其功能的局限上。有时觉得手不够长、眼睛不够亮、鼻子不够灵敏等，想办法补偿其功能就是一个发明题材。瓜果采摘器 有位小朋友家里种了一些丝瓜，而且长势很好，只是丝瓜藤爬得高高的，不容易采摘。怎样让采摘丝瓜的手“变”长呢？他找来一根长竹竿、一只网兜和一把大剪刀，再加上螺栓、绳子、弹簧等东西，制成了“瓜果采摘器”。瞧，这么长的“手”还愁摘不到丝瓜么！有时候，某一种感官并没有做事情，但它想“偷懒”而不爱“上班”，也许这样会更方便一些。行，那就设计一个代它“上班”的“替身”吧！钟闹灯亮 陕西的刘鹏同学每天早上闹钟一响，就得从热被窝中爬起来下床去开灯，好几次都弄感冒了。要是小闹钟一响灯就亮，那该多好啊！他找了一块铁皮剪成长方形，对折，一头卡在闹钟发条的旋转纽上，另一端伸向电灯开关，这样，钟一闹，铁皮就被闹钟纽带动旋转，从而揿动开关，灯就亮了。这个小发明中，钟闹带动铁皮旋转，补偿了按开关的“手”，“钟闹灯亮”的整个过程补偿了脚走路的动作。感官补偿法是一种很有用的选题方法，据此搞小发明也是一项很有意义的工作。小发明之路（6）联 想 法 小发明创造技法之一中流 联想是一种科学的、丰富的想象过程，是由一事物的表象、词语或动作想到另一事物的表象、词语或动作。比如你见到意志坚强的人就联想到钢铁，见到凶狠的人就联想到豺狼。 当你研究一个发明对象时，把你已经知道的物品或曾经看到的某种现象同研究的对象联系起来，加以比较，从中受到启发，或者是对某种技术的模仿和借鉴，从而打开思路，创造出新的东西来，这种小发明的方法称为联想法。 双尖绣花针 一天，武汉市的王帆同学去姑姑家，看见姑姑正忙着绣花。只见姑姑绣花时，总要先把针尖朝下一扎，拉直绣线，然后翻转手腕，使针尖朝上，再朝上扎出来，手就这样一针上一针下来回不停地动着。王帆问姑姑：“这样上下翻转不累吗？”姑姑说：“累。绣一天花，手腕又酸又痛！”王帆看着姑姑劳累的样子，便想能不能改进一下这种传统的绣花方法呢？ 有一天，王帆在电视上看到渔民织网的情景，渔民拿着两头尖尖的梭子直着穿过来，直着穿过去，就把网织好了，根本不用翻转手腕。王帆马上联想到：把绣花针也制成跟织网梭一样两头带尖、中间开孔的样子，不就解决了翻转手腕的问题吗？于是，他请在机械厂做工的姑父作了一根两头有尖，把针鼻挪到针中间的绣花针。姑姑一试，果然省力，手腕不再酸痛，而且因为减去了翻转手腕的动作，还提高了效率。这项小发明获得了第四届全国青少年创造发明比赛一等奖。 沉沙器 内蒙地区的很多家庭和学校都用上了对口抽水泵，克服了人工压水的缺点。但由于流水中总有沙子进入水泵，既容易阻碍水的流动，又会把水泵里的叶轮打坏，甚至憋坏电机，所以人们经常须把水泵拆开，把沙子清洗出去，很麻烦。内蒙古的崔成华同学想到：能不能制作一种东西，避免地下流水里的沙子进到水泵里去呢？他开始设计时，是在进入水泵前的水管里放一块铁纱罩，把水里的沙子挡住，但时间一长也会把管子堵塞，纱罩也会被堵死。怎么办呢？这时他联想到一个民间故事。故事里的猎人要捕捉野兽的时候，常常给野兽准备一个陷阱，使野兽失足掉下去，再也爬不上来。对了，何不给沙子准备一个往下掉的“陷阱”呢？于是，它又在紧贴纱罩前面的水管下面，装上一根竖管，竖管的底部装上可以拧开的螺丝。这样，当带沙的流水流经铁纱罩的时候，沙子被铁纱碰撞以后，跌到下面的竖管里。每隔一定的时候，拧开竖管底部的螺丝，放掉沉沙，就可继续使用。这项小发明获得了第二届全国青少年创造发明比赛二等奖。 多用升降篮球架 冬季上体育课时，上海的方黎同学看到全班40多人只有一个篮球架练习投篮动作，投一次篮要等很长时间，同学们不仅没学会投篮，还冷得够呛。心想：如果能有一个可供几个同学同时练习投篮的球架该多好啊！ 有一天，她和三个同学坐在一个方桌上吃早点，四人各坐一方。哦，有了！做个东南西北四个方位都有球圈的球架，不就可以提高四倍的效率吗？晚上，她绘设计图时，妹妹说：“你给我们幼儿园的小朋友也设计一个篮球架好吗？”一句话提醒方黎还必须考虑球架的高度问题。后来，她又联想到家里的落地扇。如果球架也能像落地扇一样可升可降，不就可以适合各年级同学使用了吗？在老师和同学们的帮助下，“多用升降篮球架”诞生了，在第一届全国青少年科学创造发明比赛中获得了二等奖，还受到了国家体委副主任徐寅生同志的高度评价和赞赏。 由以上三例可以看出，联想法是一种富有活力的创造发明方法。运用联想法，必须思路开阔，善于把握事物之间的共同之处和彼此之间的关系，善于调动你记忆中的所有储备。王帆看到渔民织网的梭子与绣花针之间有很大的相似之处，从而直接类比发明了“双尖绣花针”。崔成华同学则从记忆中的一个故事情节诱发了“沉沙器”的设计灵感。 另外，还要善于从毫不相干的事物之间透过现象分析，并找到其中隐蔽的相似之处，开展联想。从表面上看，篮球架、围方桌吃饭和落地扇三者之间似乎各不相干，毫无联系，但方黎同学透过表面找到了它们的相似之处，并由此悟出解决问题的办法。运用联想法要求同学们在平时多看、多想、多在脑中放一些供联想的事物。有时也许只是一句话、一个故事、一次游戏，都会激发起你发明的灵感呢！移 植 法 小发明创造技法之二把大家已经知道的原理，已有的物品或方法等，移植运用到自己的发明上，得到一项新的发明，这种方法叫做移植法。这种技术性移植是发明创造的一条重要途径。如前面讲到的“好客鞋”，就是作者将已有的发明“尼龙搭扣”移植到拖鞋上发明的。充气太阳灶 太阳能对人们极有吸引力，但目前的太阳灶造价高，工艺复杂，又笨重（50千克左右），调节也麻烦，野外工作和旅游时携带就不方便了。上海的连鑫等同学在调查研究的基础上，明确了主攻方向：简化太阳灶的制作工艺，减轻重量，减少材料消耗，降低成本，获取最大的功率。他们首先把两片圆形塑料薄膜边缘粘结，充气后就膨胀成一个抛物面，再在反光面上贴上真空镀铝涤纶不干胶片。用打气筒向内打气，改变里面气体压强，随着打气的多少，上面一层透明膜向上凸起，反光面向下凹，可以达到自动会聚反射光线的目的。这种“无基板充气太阳灶”只有4千克重，拆装方便，便于携带，获第三届全国青少年科学发明创造比赛一等奖。该发明实际上是多种移植的结果：他们把充气玩具的技术，日常商品商标的不干胶贴片，凸透镜似的抛物面结构，移植到新的太阳灶上来，他们把课本上的光学、流体力学的原理等知识，移植到太阳灶的设计上，从而成功地完成了小发明。蜡烛灯 蜡烛是人们常用的一种照明工具，但烛焰怕风，烛体不易固定，亮度不能控制。怎样改进这些缺点呢？湖北监利中学的柳国弘同学先考虑固定烛体与防风，他将蜡烛插在一个铁筒中，罩上一个玻璃罩。他联想到卡口式灯泡的固定方式，并借用到蜡烛灯上，安了个弹簧以使烛焰保持在灯罩的最佳中心位置。怎样使蜡烛不流泪呢？解决这个问题，必须不断降低蜡烛顶部温度，使热量向四周传导散发。汽车的发动机前面均有金属散热片，是否也可以借鉴到蜡烛灯上来呢？他在润肤香脂金属盒上钻一个大孔，将剪好的散热片剪成电扇片的形状，在中心打一个同样的大孔，将剪好的散热片焊接在盒上（两者的大孔要对齐）。怎样控制烛焰的亮度呢？他受煤气炉的空气阀的启发，用内外两个带气窗的套圈套在一起（内圈用散热片下面的铁盒，外圈用一另做的塑料圈），通过转动气门来控制空气流量，实现了调节烛焰亮度的愿望。这个发明可说是一项2“移花接木”的综合体，灯罩是从煤油灯来的，固定方式是从卡口灯泡来的，散热片是从汽车来的。由此可以看出，移植法是一种很有意义的发明思路，同学们掌握得好，能搞出相当好的小发明。运用移植法大关键是要扩大知识面，了解一些新技术、经常分析一些物品或其某一结构的原理、功能。这样，大脑里可供移植的信息多了，你搞小发明时就可信手拈来，为你所用。小发明之路 （7）组 合 法小发明创造技法之三 如果你细心观察和思考，就可以发现你周围的许多东西是由两种或两种以上的物体组合而成的。如带橡皮的铅笔是由橡皮和铅笔组合而成，电水壶是由电热器与炊壶组合而成。带日历的手表，带温度计的台历架，带有圆珠笔的钢笔等，都是由两种东西组合而成的一种新东西。像这样将已有的两种或多种物品或部件进行巧妙地组合，构成新的更好的物品的发明方法称为组合法。组合可分为近缘组合和远缘组合。近缘组合是指待组合的事物原本是“一家人”，或者是“直系亲属”，它们常常在一起“接触”，虽各自有着不同的功能，但彼此间有着密切的内在联系。那么，可以将它们“固定化”地结合在一起，形成一个有机的整体。 编码杆秤 杆秤这种传统的计量工具，使用时间不下千年了。但由于它的秤杆和秤砣是分开的两个部件，所以携带很不方便，特别是有些人还利用换秤砣的方式坑人，使消费者深受其害。于是，四川的张鹏程同学对传统的杆秤作了改进，他在杆秤上开槽，把秤砣做成条形，并把两者通过活节铆在一起，使两者不能分开，再刻上编码。不用时，可以把秤砣镶在杆秤的槽里，既携带方便，又可防止弄虚作假，有利于维护消费者的利益。 这项名为“编码杆秤”的小发明荣获了第五届全国青少年发明创造比赛一等奖。其成功之处就在于巧妙地将秤杆和秤砣这两件“形影不离”的部件综合在一起，把传统的杆秤来了一番革命性的变革，是成功地运用近缘组合的范例。像这种近缘组合的例子很多，只要你留心是可以找出发明的结合点的。比如：无尘扫帚 能否将洒水与扫地两个步骤合成一个步骤，发明一种无尘的扫帚？如在扫把上安一个带微孔盛水的塑料袋，边扫地边洒水灭尘。饭菜盒 许多同学喜欢用铝制饭盒买饭或带饭，但这种饭盒盛菜时很不方便。能不能把盒盖与盒体组合在一起制成“饭菜盒”呢？首先可以将普通饭盒的盒盖加深些，使之可盛菜。其次将盒盖与盒体用合页连接起来，买饭时，打开盒盖，盒体盛饭，盒盖盛菜，用一只手即可端住，特别是在无桌放饭盒时用尤其方便。有时两件事物不是“亲戚”，甚至一点联系也没有，但把它们巧妙地组合在一起后，就增加了新的功能，出现了新的事物，这就是远缘组合。如伞是大家常用的雨具，而手电筒是照明用具，两者本不相干，但把它们组合在一起，下雨天走夜路时，既可遮雨，又可照路，一举两得。还有人把星座图绘制在伞面的内侧，那么在打伞的同时又可观察星空，增加天文知识，岂不妙哉！ 水开报警 江苏的刘中同学一边烧水，一边学习，好几次丢下书本看水开了没有。为了不影响学习，让水开时能提醒他，他就将一只金属哨子照着哨嘴的大小，在木塞上开槽，把哨嘴插入槽里，再换下水壶盖顶上的顶钮。这样，水开后的蒸汽就使哨子“嘟嘟嘟”地叫起来。瞧！“素不相识”的哨子与水壶组合在一起后，就使水壶又增加了新的功能，更受用户的欢迎了。 自动报警的证件夹 福州的陈云同学听爸爸说，现在出门办事身份证不能不带，可就是怕丢失，一旦落入坏人手里，还不知会产生什么后果呢！爸爸的话引起了陈云的思考。他利用平时学到的无线电知识，并从各种音乐贺卡中得到启示，经过无数次改进，终于制成了自动报警的证件夹。他的这项小发明实际上是把一个微型电子报警器装置组合到证件夹上，只要有人从使用者的身上或包内拿出证件夹，它就会自动奏响警声，从而有效地保护各类证件的使用安全。他的这项小发明参加第六届全国发明展览，引起人们的极大兴趣。 由以上实例可以看出，巧妙的组合是无穷无尽的。注意组合的规律性，可以给发明者提供创造性的想象天地。然而，组合并不是凑合，不加选择地把两样物品随意组合在一起是行不通的，也没有必要。如把梳子和餐具组合在一起就很不卫生，也显得不伦不类。只有恰当的、实用方便的完美组合，才可以使事物相互补充，和谐一致，同时扩大用途，增加功能，增加效益。小发明之路（9）扩大增加法小发明创造技法之四中流 书报上的字太小，老年人看不方便，就借助放大镜来看。放大镜的作用，就是把字“扩一扩”。原来的电视屏幕较小，看电视节目费力，所以大屏幕彩电相继问世。这是把屏幕的面积和电视的体积“扩一扩”。很多人喜欢看围棋比赛，但棋盘太小，不可能像看篮球一样观战。于是，把棋盘的面积和棋子的大小“扩一扩”，做一个特大的棋盘挂在墙上演示比赛，让棋迷们一饱眼福。伞是人们常用的挡雨避阳工具，有人将它的面积扩大、再扩大，变成了街头巷尾设摊者使用的晴雨大伞、露天海滨浴场游客享受的太阳伞，使伞又找到了新的用途。 瞧，“扩一扩”、“加一加”也会变得很奇妙，会引发出相当不错的发明。当你把一样物品进行扩大面积、扩大声音、扩大距离、延长时间、延伸长度、加高高度、增加数目、增添配料等扩增处理，物品的功能和用途可能就会发生本质的变化。这种“扩一扩”、“加一加”的小发明技法叫作扩大增加法。 新式邮筒 一般的邮筒只有一个或二个投递口，信投进去后都混在一起，先拣后分，费时又费力。上海的李文彪同学设计了一个新式邮筒。这个邮筒有三个投递口，分别投寄本市、外地和航空邮件。邮筒里分成三格，而且能旋转。这样，邮递员开门取信时，只要转内格，就可以按类取信了。由于收信后不用再拣，就省事多了。 这个小发明就是从增加投递口的个数入手设计的，它在第一届全国青少年创造发明比赛中获得了一等奖。多功能喷杆 山东张桂杰同学发明了一种“多功能喷杆”，在第三届全国青少年创造发明比赛中获一等奖。他是将原有喷洒农药的单喷杆改成相连的双喷杆，同时喷杆的张角和喷头的方向可以调节。使用这种双喷杆喷洒农药，可以同时喷两垄，既可以向一个方向喷，也可以在叶片上下对喷，因此提高了喷药效率，也节省了劳力。这项小发明也是从增加数目着手设计的。足球射门网 上海的滕惠玲同学是个足球迷。她每次看足球比赛时，总要为球员“临门一脚”功夫差而遗憾万分。她想到，足球射门得分的功夫，主要是靠平时磨练出来的。于是，她设计了一个有趣的辅助器材足球射门网。她把球门分割成9个小射门区，并在每个区域后面装上1个小网兜。她还根据射球角度的难易程度，给每个小射门区规定了一个分数，守门员难守的4个死角分数高，容易射进的角度分数低。这样，教练训练队员时，可按训练的要求，进行有趣的射门比赛。踢进的球被网兜套住，得分就一清二楚，拾球也方便。足球专家和教练说：这个小发明具有实战性、趣味性等特点，是训练射门角度的好帮手，业余、专业运动员都能用。在第九届全国青少年发明创造比赛中，该发明荣获一等奖。这个小发明实际上是作者将一个球门分割成了9个小球门，增加了球门的数量。 防滑剪枝剪 山东的中学生林峰家里承包了几亩果园，他和爸爸给果树剪枝时发现，用枝剪剪细的树枝还可以，剪稍微粗的树枝时，树枝会在刀口上向前滑脱，要剪几次才能剪掉，既费时又费力。能不能不让树枝向前滑动呢？在老师的指导下，他在剪刀刀口外侧安装了一块带锯齿的铁板，既不影响刀口的切割效果又防止了树枝滑脱。瞧，他只是在原来枝剪上加了一块小铁板，就解决了大问题，完成了一项小发明防滑剪枝剪，并在第七届全国青少年发明创造比赛中获二等奖。 当你的发明处于困境的时候，你不妨有意识地把发明目标“扩一扩”或“加一加”，也许会拓宽发明的思路。小发明之路（10）缩小省略法小发明创造技法之五中流你知道吗？世界上第一台电脑有一间房子那么大，重30吨。后来，科学家使用集成元件，使电脑的体积不断缩小，缩到电视机大小，而且功能增强了，从而使电脑迅速普及到千家万户。现在，又相继出现了笔记本电脑、掌上电脑、可穿戴式电脑。电脑越来越精致、小巧的发展变化过程，就是逐步缩小体积、省略部分元器件的结果。生活中我们也经常使用一些袖珍物品，如随身听、袖珍小电筒、折叠雨伞、液晶小彩电等，它们都是通过“缩一缩”技法研制出来的。缩小后的东西体积小，造价低，便于搬动、携带，给人们生活带来了很大方便。 运用缩小、缩短、减少、减轻、分解、折叠、卷曲、删减等手段进行发明创造的技法，叫做缩小省略法，也就是通常所说的“缩一缩”、“减一减”方法。这也是一种可行的发明思路。 节省木材的火柴 “嚓”，我们常常划了根火柴，火柴梗燃不到1/2就扔了，这多可惜！广西的钱峰同学建议：把火柴梗的长度缩短1/3至1/2，再配一支能插进火柴梗的套管。用的时候，把火柴梗插进套管。这样，既节约了木材，又增大了火柴盒的容量。他的着眼点就在于“缩短长度”。 三角形日历 现在各家使用的日历普遍呈长方形。山西的关雁龙认为，这样的传统日历样子不新颖，又浪费了纸张。他从众多图形中选择了三角形，因为它具有外观形状显得最大、能节约近50%的纸张、最易于加工等突出特点。于是，他将日历芯和日历挂牌均设计成三角形，发明了“三角形日历”。全国只要有1/10的日历按三角形设计生产，每天就可节约百万元。 他用“减少面积”的思路，敢于突破人们习惯的旧有模式，取得了事半功倍的效果。该发明在第五届全国青少年科学创造发明比赛中获二等奖，并申请了专利。另外，采用折叠、卷绕的方法也能起到缩小减少体积、重量、长度的作用。如卷曲：胶卷、胶布、磁带、钢卷尺、皮卷尺等。“柔”的物品通过卷曲后由长变短，便于携带；长而“刚”的东西，通过卷曲后则达到了“柔化”、变轻的效果。折叠：折叠椅、折叠剪、折叠伞、折叠杯、折叠桌、折叠沙发床、木工用折叠尺等，物体的体积变小，从而节省了空间，增强了灵活性。伸缩：伸缩教鞭、伸缩钓鱼竿、拉杆式笔等。既能拉长使用，又能缩短，收藏、携带方便。此外，省略也是将一个物品更新的有效方法。如：隐形眼镜 省掉了镜框和镜架，代之以装在眼睛里的镜片。数码相机 省略掉胶卷，免去了经常换冲胶卷的麻烦。气球炮竹 用五彩气球取代各种火药鞭炮，省去了噪音、空气污染的干扰和火灾隐患。无线电话 省略电话线，再将电话小型化，可将其随身携带。无线话筒 省略电源线，讲话或唱歌非常方便。 当然，不是任何物品都可以缩小、省略的，这要求同学们在发明过程中，既要考虑节省、方便，又要注意某部件在整体中的特殊功能和实用价值，有时也可以用更轻便、方便、耐用的材料或部件来取代物品的某一部分。小发明之路（11）形态改变法小发明创造技法之六中流 圆溜溜的西瓜容易滚动碰伤，运输也不方便。于是，科学家经过反复研究，培育出了方形西瓜。那么装载和运输起来就方便多了。 现有的一些物品和方法，换一种方式看：改变现有东西的形状，改变制作工艺，改变物品的结构，如把原来方形的改成圆形的，把直的改成弯的，把红色的改成蓝色的，把无香味改成有香味的你也许会觉得比原来的更方便些。这种发明技法叫做形态改变法。 方形漏斗 用漏斗往瓶子里灌液体时，因瓶口和漏斗都是圆形的，瓶里的空气不易排出，液体流得很慢，所以需要一边灌，一边提动漏斗，否则灌得稍快一点儿液体就会溢出。河南的王岩同学则改变了传统漏斗的形状，把漏斗下口的圆形改成方形，使圆瓶口与方形漏斗之间留有较大的空隙。这样，往瓶里灌液体时，瓶里的气体会沿着瓶口的空隙流出来，既方便了使用，又节省了时间。 尖头插销 家里用的门销一般是圆柱形的，很容易被挡住。新疆的郭永钢则将插销头锉成了尖的，形态改变后的插销用起来就方便多了。 新型信封章 一般的信封章（在信封上盖寄件单位或地址的印章）为长方体形，它存在着盖印质量差、印不实的缺点。北京178中学赵晨同学则把信封章的印刷面由平面改为圆弧形，相应的变化则把盖章的动作由下压改为滚，由于圆弧面在纸面滚动时与纸面上接触的部分只有一条线，所以盖印质量大为提高，也具有省力和迅速的优点。这项发明只是改变了原物的形状，却是巧妙的设计，在1990年第五届全国发明展览中荣获银牌奖，也同时获得了第五届全国青少年发明创造比赛三等奖。 双色演示算盘 珠算是我国传统的计算工具，方便学习。许多学校都开设了珠算课，教师用毛算盘挂在黑板上演示，但坐在远处的同学看起来有困难，因为算珠的颜色一样，拨上拨下容易混淆。辽宁的赵宇同学发明的“双色演示算盘”，解决了这一难题。他将现在圆柱形算盘柱子的半腰改成了“扭曲180度”，再将黑算珠背面涂上红色，这样，靠上的黑算珠向上推时，在半腰上就旋转了180，黑珠变成了红珠，坐在后排的同学看到色彩鲜艳的红色，加减乘除，一目了然。此发明在第六届全国青少年发明创造比赛中获一等奖。 从以上几例可以看出，改变物品的形状可以导致优秀小发明的诞生，看似简单，但却十分巧妙。 另外，改变物体的制作工艺和结构也可导致小发明。 多功能墨汁 杭州的秦路同学见老师用墨汁在梅红纸上写字时，由于纸上有油脂，墨汁不易吸附，书写起来很困难。他经过多次试验，对现有墨汁的配方进行了一些改进，增加了去掉油腻作用的原料洗洁净或洗发精，一种新型的多用途墨汁问世了。这种墨汁既能在梅红纸上书写，还可以在塑料制品、陶瓷上直接书写。这项发明在全国第二届青少年创造发明比赛中获得了二等奖。你们不妨试着运用形态改变法，将你所用、所见的现有物品的形状、花色、音响、气味、滋味、结构、温度等改一改，也许会搞出成功的小发明。至此，我们向你介绍了小发明的4种选题思路和6种创造技法，这些都是人们在创造实践中积累和总结出来的带有规律性的方法。熟练地掌握和灵活运用这些常用技法，可以使你不走或少走弯路，帮你更快更好地完成小发明。