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青岛宁夏路小学六年级三班

 
 
 

日志

 
 

发明方法——6  

2014-12-05 13:58:08|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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发明创造方法:分析借鉴法

分析借鉴法
分析一些发明的诞生过程,大致分为三个阶段,首先对周围事物进行仔细观察,其次,从中找出可贵的某些特征,最后将此特性运用于自己研究的事物之中,这种方法产生的发明也是屡见不鲜。
如何抓住发明特性,是搞发明的人共同遇到的问题。
一、热情是发明的动力,只有热衷于工作,热衷于,热衷于事业才能有所发明,它促使人们动脑筋想问题。如果毫无思想压力,无所事事的人根本谈不上什么发明。对自己的事业、工作、理想应有远大的志向。
那么用什么标准才能从众多的事物中找到自己需要的项目,这要根据自己的知识面,因人而异,大体有以下几项:便宜、省工、实用、美观、时兴。用这些标准来衡量时,要注意不要只站在自己的立场上考虑问题,而主要是为他人着想。
二、寻找降低成本的办法
要想使自己的发明获得最大成功,就要降低成本、减少工序、节能降耗等多种措施。
三、要满足他人的要求,才能受到众人的欢迎,只有满足以上条件,才能被人接受。


发明方法:对比实验法

 物体在空中下落的运动是个十分常见的运动。但是,鸡毛和石头哪个下落得快呢?自古以来,对于这个问题就有着不同的看法。多数人凭着直觉,认为同鸡毛相比,石头要下落得快些。
  为了解决这个问题,人们做了许多实验。
  相传,伽利略在比萨做了一个实验。他拿了一个5公斤、一个1公斤重的两个体积相同的铁球(也就是说它们所受的空气阻力相同),登上了比萨斜塔。伽利略面对着塔下观看的人群(其中有许多学者、名流),把一个盛着两个球的木箱子一翻,两个球落了下来,砰的一声,同时着地。
  根据有关历史考证,认为伽利略并没有作过这种演示,它只是一个生动的传说而已。但是,伽利略肯定做过将不同重量的物体下落的实验,至于是从比萨斜塔上下落,还是从他的房顶下落,这倒是无关紧要的。
  后来,有人在实验室利用玻璃筒做了物体自由下落实验。开始,让鸡毛和石头在有空气的玻璃筒里下落,由于受到空气的阻力不同(鸡毛受的阻力大),所以石子先落下;然后,让鸡毛和石头在抽出空气的玻璃筒里下落,结果发现鸡毛和石头是双双一同落下的。
  类似上述伽利略的比萨斜塔实验和鸡毛、石头的玻璃筒下落实验,在实验研究中称为对比实验。由于发明创造常常是实验的“女儿”,因此发明创造者掌握和运用对比实验法是十分必要的。
  美国某研究机构的科研人员,选择了情绪好坏与癌症发病率的关系的研究课题,他们精心设计了对比实验。首先,他们将癌细胞注射进老鼠体内,然后将这些老鼠分为三个对照组分别放人三只不同的笼子内。第一只笼子内,老鼠不断地受到脉冲电击,这种电击不会伤害老鼠的肌体,便却使老鼠时时处于恐惧和沮丧之中;第二只笼子里,老鼠也受到同样的电击,不过这种电击可由老鼠自己触动一根开关棍而停止;第三只笼子内的老鼠则不受电击。
  实验结果表明:第一组老鼠因癌症发病而死亡的比率比另外两组要大一倍;第二组略小于第三组。因为,第一组老鼠的恶劣情绪使它们的免疫系统受到了抑制,所以癌症发病率最高;第二组有战胜苦难的经历,这种情绪增强了老鼠的免疫能力。可见,增绪好坏与癌症发病率有一定关系。
  在这种实验研究的基础上,研究者提出了改进癌症病人情绪环境的新设想,也有人声称发明出新的“情绪疗法”。
  对比实验的确是常用的发明创造技法,被广泛地应用于工农业生产、生物和医学等领域的创新研究中。例如,农田中比较几个品种的优劣,比较几种施肥法的优势,比较几种田间管理方法的优劣等,都使用对比实验来研究新品种、新施肥法和新的田间管理方法。工业上比较几种工艺流程、设备性能、操作方法的优劣,也使用对比实验,以完善新工艺、新设备和新方法。在临床研究上,常运用对比实验来比较新旧两种药物的疗效,不同的治疗方案和不同的手术治疗等。显然,你想发明一种新药品、新保健用品或新的治疗方法,不安排对比实验是决不可能如愿以偿的。
  运用对比实验法,就是将某个要研究的事物同一个已经确定知道其结果的事物作对比,以便确定某种因素的影响。实施这种方法时,总要将进行研究的对象分成两个相似的组,其中一个为对照组,另一个是实验组,然后通过实验(也就是在对照中)判定实验组具有某种性质或受某种影响。
  “有比较才能鉴别。”当我们在比较中鉴别出这个事物与其他事物的差异点和共同点时,就了解到了这个事物的特殊属性和一般属性。抓住特殊属性去创造性思考,是不愁没有发明创造机遇的。
  比如,每当我们观看一场扣人心弦的比赛时,常常可以看到虽然运动员个个汗流泱背,可是他们却人人扭神抖擞,椎独比赛结束回到休息室时,总有一些队员一屁股瘫坐在那里,再也不想起来,他们实在是太疲劳了。那么,怎样消除运动员的疲劳呢?当然,方法很多,其中最简单的就是洗个澡然后大睡一通。有没有别的办法呢?有人想从开发中药新品种方面突破,用人参、麦冬、五味子等配制出“生脉散”。这种药剂究竟有没有消除疲劳、增进体能的功效呢?显然,发明者要进行对比实验。假如你是当事人,该怎样安排这种实验呢?


发明方法:分段推进法

我国学者王国维在其传世佳作(人间词话)中说:“古今成大事业、大学问者,必须经过三种境界。”哪三种境界?他荟萃三句古代诗词佳句来加以描述:
  “昨夜西风凋碧树。独上高楼,望尽天涯路。
  衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴。
  众里寻他千百度,摹然回首,那人却在灯火阑珊处。”
  上述的第一句即第一境界,意为“悬想”;第二句为第二境界,对应“苦索”;第三句乃“顿悟”境界之意。
  从王国维的形象描绘中,我们好像看到一位执著书生,夜以继日地埋首于浩繁书卷之后,独上高楼,放眼远望,脑海里逐渐形成自己理想中的恋人;于是在茫茫人海中苦苦追寻,如痴如狂,思念得身体消瘦、面容憔悴也不后悔;忽然一天,一瞬闪亮,原来朝思暮想的心上人就在那稀落灯影下摹然出现。
  其实,这种描述也是王国维本人创作过程中的忘我体验。尽管他说的是诗词创作中的“三种境界”,但是对发明创造活动的展开也具有积极的指导作用。即是说,沿着“悬想一一苦索——顿悟”的思维境界一步步推进,是发明创造的一种方法模式。
  通过发明创造实例,我们能更直接理解这种分段推进法的内涵。
  70年代初期,周林在上海上学。每年冬天,他和许多同学一样手脚长满了冻疮,痒痛难忍,四处求医用药,都治标不治本。冻疮的痛苦折磨着他,也引发他的思考:“难道世上就没有更好的办法对付冻疮吗?”带着这个问题,周林四处打听和查阅资料,结果都令人失望。在这种情况下,周林“独上高楼”,产生了求解冻疮治疗难题的“悬想”。
  彻底治愈冻疮的新办法在哪里呢?周林进入“苦索”境界。他利用各种机会,收集民间偏方试验,分析打针、吃药、针灸方法,也无进展。在反复琢磨中,他逐渐感到再现前人的研究是没有出路的,只有走前人没有走过的路才有新的希望。但是,这条新路又在何方?几年过去了,周林仍举目茫茫。毕业后,他在工作岗位上仍念念不忘治疗冻疮的课题,苦苦寻找新的治疗方案。在那些日子里,他走路想,吃饭想,连做梦也都在思索。体重减轻了,面庞憔悴了,但顽强的周林对治疗冻疮的新方案“苦恋”不止。
  终于有一天,周林步入“顿悟”境界,找到了攻克难关的新思路。那天,他在一台大型砂轮旁打磨铸件,沉重的铸件在砂轮的磨削下产生巨大的冲击振动。瞬间,一股强大的振荡冲击波从双手传遍全身,周林感到热血沸腾,此时,一个灿烂的创造火花在脑海突闪:“谐振?谐振?发热?治冻疮?”这一顿悟,使周林中断了的思维变得通畅,他想到了用电谐振刺激人体血液循环的治冻疮原理。
  从此以后,周林便潜心于从生物医学工程和现代频谱技术的结合方面进行研究,终于发明创造出一种治疗冻疮的仪器。这种仪器的核心部件是电热频谱管,它能产生特殊的谐振波。将长有冻疮的手脚放在管下,便开始治疗。实践证用,效果明显。1985年10月,周林以其发明荣获首届世界青年发明家科技成果展览会金牌奖。
  发明创造,各人有各人的经历,不可能是沿着同一条“思维运河”前进的。但从大量的发明创造案例分析当中,我们又发现这样一个规律:发明创造只是一种过程,它不可能一步登堂入室。因此,将发明创造全过程划分出若干阶段,认识各阶段的特点和应采取的对策,对渴望加入发明创造俱乐部的人来说,无疑是一种入门技法。
  如果将发明创造划分为上述的“三种境界”,则称为“三阶段发明法”。
  所谓“悬想”阶段,也就是提出创意阶段。这个阶段的特点是要“独上高楼”,提出匠心独具的发明创造课题。由于创造性思维的运用和社会需要的提示,我们开始可能产生较多的创意或设想,只有通过选择,才能形成进入苦索阶段的课题。
  “苦索”,实际上是分析问题和寻找解答问题的过程。由于发明创造追求的是具有新颖性、创造性和实用性的技术方案,仅仅依靠过去的知识和经验进行逻辑推理是难以如愿的。这个阶段被称作“苦索”。
  “苦索”意味着常常会出现苦思冥想仍无所获的痛苦阶段,思路中止了,解决问题的办法,“上穷碧落下黄泉,两处茫茫皆不见”。但是,有作为的发明创造者,这时应树立信心,学会灵感思维、发散思维、想象思维和直觉思维,把各种思维方法综合运用、任意组合,就会在思考中促使思维突变,迎来“顿悟”时刻。
  进入到“顿悟”阶段,也就是找到了问题求解的突破点。这种“暮然回首”不仅接通中断了的逻辑思维,而且将创造过程转入具体的技术设计阶段。这时,发明创造者就可凭借自己的知识和能力,用新的技术方案去固化自己由顿悟引发的创造性思维成果。
  在这种“三阶段”模式基础上,有人认为还应当增加“验证”过程,即验证顿悟所获的创新方案是否可行,于是又有了发明创造的“四阶段”横式。
  如果再精细一点,免不了出现“五阶段”或更多阶段的进程模式。但不管怎样划分,“提出问题——分析问题——解决问题”的基本框架总是发明创造活动的逻辑思路。
  地上原本无路,走的人多了就产生了路。沿着前人在荆丛中踏出的路前进,对初涉发明创造领域的人来说,无疑是有益的。


发明方法:荒唐启示法

房子油漆数年之后,漆层自然龟裂剥落,使墙面显得残破不堪。在新刷油漆之前,最好将残留油漆刮掉,但要做到这一点,费时费工,有什么好办法清除残留油漆呢?
  有家化学公司的一名年轻人口出狂言:“我们在油漆中加入火药如何?”听到这话的人莫不大吃一惊。在油漆中混入火药,用爆炸的办法清除残留油漆,谁敢在炸药四伏的场地作业?这真是个荒唐透顶的主意。
  然而,一发明者得知此事后却品味荒唐,由爆炸的化学反应本质,悟出了除掉油漆的新设想。他想到在油漆中加人一种添加剂,油漆新刷在墙上时,这种添加剂并不发生化学反应,在需要去掉油漆时,再涂上另一种溶剂,添加剂与溶剂发生化学反应引起微观爆炸,使残留在墙上的旧油漆自动剥落。目前,这家公司正按发明者的思路在开发研制这种新型油漆。
  在实际生活中,有许多想法听起来实在荒唐,构不成任何“合理化建议”。但是,荒唐话或荒唐想法中有没有启示创造性思维的“激发素”呢?这倒是发明创造者应当深思的问题。就像上面列举的例子那样,经过荒唐主意的启示,还能促进发明创造的开展呢!
  怎样从荒唐中得到启示并推动发明创造?一般来说有两条途径:一是拿荒唐想法当“垫脚石”去捕捉灵感;二是将荒唐想法转化为某种“幽默发明”。
  什么是垫脚石?我们常见有一些较浅的河滩上没有桥,但河中放了许多大石头,行人可探石头过河,这种石头叫垫脚石。在创造性思考中,那些荒唐的想法往往与河上的垫脚石一样,“踩”着它,就可以越过思维的河,找到有价值的设想。
  利用荒唐作垫脚石从事发明创造,主要是通过荒唐设想去发现某种逻辑启示。荒唐设想与发明创造成果之间可能没有直接的因果联系,但是人们通过联想、想象和灵感思维的作用,是有可能将二者联系起来的,这就是荒唐为什么也可以导致发明创造的基本原理。
  几年前,荷兰有个城市出现了乱倒垃圾的现象。人们不愿使用垃圾箱,结果把城市搞得很脏,主管部门采用增加罚款及多派街道巡逻监督人员的办法来解决问题,但成效不大。后来,有人提出设想:为鼓励将垃圾倒人箱内者,每倒一次,此人就可以从垃圾箱的电子感应退币机里拿到10元奖金。这个主意当然不可行,因为政府决不会同意为垃圾问题负债累累。当你听了这种荒唐的设想后,该怎样将它当做“垫脚石”去从事发明创造呢?
  首先,你应当解析荒唐设想中有没有并不荒唐的概念。然后由此出发去联想此概念与提出的问题有没有逻辑上的联系,如果有的话,就可以进一步地分析与研究,直至获得某种求解问题的方案。
  这位发明人想,倒一次垃圾得10元奖金的设想固然荒唐,但其中提到的“电子感应退币机”倒是个值得推敲的概念,它是一种非荒唐的事物,是电子技术的一种应用。既然有人将垃圾箱与电子技术相提并论,不妨顺此思路联想下去。结果,发明人想到了这样一种方案:设计一种电动垃圾箱,每当有垃圾丢入,里面的感应器就有反应,但它不是让人去领奖金,而是启动录音机键,播出一段事先录好的笑话,笑话每周更换一次,据说,此办法被采纳后,效果果然不错。只要市民养成了习惯,以后即使不播笑话,人们也会主动往垃圾箱里倒垃圾的。
  有时,人们想发明创造,但苦于没有现成的事物或设想当垫脚石,遇到这种情况时,就应该自己去铺,即大胆地将思路引人荒唐。比如,要开发设计一种新式的鞋,你不妨编出以下能启发思路的“垫脚石”:鞋可以吃,鞋会说话,等等。
  虽然吃饭、说话等活动是生活中常见的,且并不复杂,但放在鞋上就极为荒唐了。鞋又脏又臭,怎么能吃呢?但如果只考虑这些话的非逻辑之处,而不去发现它背后隐藏的某种启迪,荒唐终归是荒唐。
  对“鞋可以吃”这种荒唐话,我们可以这样来解释:鞋不可以直接吃,能不能间接吃呢?即使不能间接吃,能不能成为与吃有关的载体呢?平常吃药,是将药从口中服下;如果打针外涂,药也会进人体内,也是一种“吃法”。既然如此,鞋可以“吃”,是不是能启迪我们想到一种与保健有关的主意呢?比如有人设想发明一种新式的鞋,它的鞋底可以不断地放出人体所需要的元素,被人脚的穴位吸收,补充人体内的消耗。人们穿这种鞋外出旅游、探险、找矿等就更安全了。还有人设想发明一种医疗鞋,它可以向一些部位散发药物,治疗疾病。显然,这些发明设想都利用了“鞋可以吃”这块思路垫脚石。
  至于“鞋可以说话”这种荒唐话,又该怎样解释呢?从中能悟出什么有关鞋的创意呢?读者不妨自己思考。
  利用荒唐进行发明创造的另一条途径,就是顺水推舟,将荒唐形象化为“幽默发明”。例如,在日本曾风行过一种“笑袋”,就是这种发明的典型。这种产品放置在哈哈镜旁的座椅上,人们一坐藏有笑袋的座椅,便发出各种精彩的放屁声,坐者笑得前俯后仰,听者个个忍俊不禁。这一“幽默发明”构思甚为荒唐,但却被许多商家看中,因为这是与哈哈镜配套用来招探顾客最好不过的道具了。

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