科创兴趣小组活动材料之三——发明创造校本教材
发表日期：2015/9/19 15:18:56 出处：本站 作者：fdh 有7715位读者读过
目 录
第一章 创造发明的基础知识
什么叫创造发明?
发明创造的火花
技术发明活动的一般心理过程
青少年技术发明活动的特点
青少年技术发明的实施过程
发明课题选择的一般原则
对青少年技术发明评估的标准
小发明的创作程序
小发明的特点
怎样区别发明和发现？
小发明有规律可循吗？
如何捕捉小发明的目标?
如何完成一项科学小发明?
不要把小发明同科技作品的制作混同起来
小发明要坚持“三自”原则
科技创新发明的基本方法
点子思维基本训练法
福特与斯隆的思维博弈
彩色电扇——突破定势思维
发散思维——点燃灵感的星星之火
侧向思维——跳出原来的圈子
逆向思维——反其道而行之
新颖性——小发明的实质
先进性——小发明的技术要求
实用性——小发明的社会效益
科学性——小发明的决定因素
小发明成功的因素1
小发明成功的因素2
小发明成功的因素3
小发明成功的因素4
小发明成功的因素5
阻碍发明创造的思维方式
猴子实验——群体惯性
引火烧身——线性思维
大象的悲剧——惰性思维
失去的金子——习惯思维
创新的思维障碍——偏见思维
鸡眼思维——利益偏见
不识庐山真面目——位置偏见
创新的思维障碍——偏见思维
以偏概全——点状思维
固执己见——刻板印象
霍布森选择——封闭思维
第二章 创造发明的基本方法
第三章 创造发明的实例
[组图]放大镜手机套
[组图]防风衣架
[图文]第二代刺猬式草坪拾叶器
[组图]珠江三角洲农耕湿地重金属脱毒研究
[组图]多用途拾物手推车
[组图]酒精灯升降机
[图文]口香胶机铲除机
[图文]自动晾衣架
[图文]立体条码
[图文]新型多功能坐浴椅
[图文]地拖鞋
[图文]防风雨伞2
[组图]防风雨伞
[组图]超低强力抽油烟机
[组图]内绕互通式立交桥
[组图]电脑开关装置
[组图]高层建筑外墙清洁装置
[组图]节能无灰烟缸
[组图]省力地拖桶
[组图]神奇的裤子
[组图]圆桶视力表
[组图]方便钉书机
[组图]防风垃圾铲
[组图]防扬尘扫帚
[组图]二合一十垃圾桶
[组图]防误剪指甲钳
[组图]可伸缩带照明电蚊拍
[组图]自行车两用脚架锁
[组图]两用放大镜
什么叫创造发明?
什么叫创造发明？创造发明是指首创前所未有的事物，首创新的制作方法。
创造发明要有扎实的基础知识，同时更要有良好的智力。这种智力，主要地表现在观察能力、实验能力、创造思维能力、想象能力和动手能力，具有能产生设想的创造思维，掌握能创造新产品的创新技能。列宁曾经阐明创造性幻想的作用。他说：“幻想是极其可贵的。有人认为，只有诗人才需要幻想，这是没有理由的，这是愚蠢的偏见！甚至在数学上是需要幻想的，没有它就不可能发明微积分。幻想是极其可贵的品质。”
发明创造的火花
人类从最原始的茹毛饮血时代进入到信息化时代，其间经过了漫长的过程。这是一个生与死、血与火的考验过程。在这个过程中，人类就是依靠自己的聪明智慧去改造自然、征服自然的。而这些改造自然、征服自然的所有方法与技巧就是科学。
“科学技术是第一生产力”。既然是生产力，它就能使一定的物质世界产生出类似核聚变的物品。比如著名的科学家袁隆平培育的杂交水稻，一下子使单位亩产提高了若干倍；作为自然界最普遍的物质“水”，人们对它最初的认识也不过是供给饮用，可是蒸汽机、发电机的发明，它却能源源不断地向人类提供电能……
科学与发现和发明创造紧密相联。而创造发明又要以最基本的知识为前提，没有一定的知识作后盾，难以有所发现。现在，我们正处于学习最基本的知识阶段，一切有志于为人类做出贡献的同学，必须趁现在的大好时光，努力学习，在自己幼小的头脑里埋下一颗发明的种子。
据生理学家研究：人与人的智力相差无几，一个擅长发明且有成就的人与常人的差别就在于他们非常留心身边一些细小的现象，抓住苗头，认真观察、反复思考、反复实验，终有成就。，我们无成就，就是我们太不在意这些细小的现象，对一切事物“熟视无睹”，因此就决定我们成为了一个非常平庸的人。
青少年搞发明创造不是“天方夜谭”，我们可以从一些细小的事情入手，初学创造者可以从改进一些物品开始。不要期望搞一个重大的发明。毕竟我们所学有限，条件不够。事实上搞一些小发明完全可能。我们国家为了鼓励青少年发明创造，特设立了“宋庆龄奖学金”。武穴市教科所开展的青少年“五小”活动，其宗旨是鼓励同学们去搞一些小发明、小制作。而且，在这些活动中，确实也涌现出了不少的“小发明家”。
为了给同学们的小制作、小发明指明方向。由我校童志勋主任编录的《创造的火花》小册子已经出版，这是一本很好的发明指导书。该册子针对青少年的生活实际、知识结构，给我们讲明了小发明一些最基本的技法。可以说：这是一本系统的发明创造辅导书。该册子讲理论浅显易懂，联系实际深入浅出。读了这本册子后，我们仿佛觉得：我们都是一个发明者，只不过我们在无形中蒙住了自己的眼睛；原来发明创造离我们如此之近。
其实，课程改革它本身就是要关注人的发展，同学们在被关注的同时，一定要自我关注。比如我们就应该把小发明、小制作当作我们学习生活的一部分。在课堂学习中，努力打好基础，课外时间勤于动手。说不定，你的发现或发明（制作）会给社会带来极大的效益呢。
江泽民同志说过：“创新是一个民族进步的不竭动力”。同学们，世界的发展已经进入了快车道，科技的发展日新月异。为了民族的振兴，为了国家的富强，同时，也为了证明我们是龙的传人，让我们发挥自己的聪明才智吧！
技术发明活动的一般心理过程
技术发明的目的就是要创造出新的事物和方法，在技术发明的过程中创造思维贯穿始终。从创造心理上分析，人们发明活动的心理过程一般可分为准备、酝酿、顿悟、验证四个阶段。
第一，准备阶段。它是创造思维围绕着掌握问题，收集材料而展开的，并决定着创造思维以后发展的方向。
要想发明，首先要对发明的对象有深刻的了解。这就需要发明者必须有第一手的资料和与其有关的技术等方面材料。这些材料要靠发明者观察、分析、探索实际问题来获得；同时要研究收集到的与此有关的技术资料，前人申请专利的情况，社会需求情况等。在此基础上研究发明的方向和解决问题的关键。同时，对这些资料进行分析、比较、综合的思考，使发明的对象概念化、图像化和可视化。
这一阶段发明者的态度是：高度紧张，全神贯注，努力对对象进行深入的了解和探讨。
第二，酝酿阶段。这是探索解决问题的潜伏期，这一时期常常需要较长的时间。
针对掌握的问题和收集的资料，发明者常常借助于发散性思维（也就是求异思维、扩散思维），就是“不依常规，寻求变异和多种答案的思维形式”，广开思路，从不同方面去思考，分析、比较、综合寻找解决问题的最好方法。
这一阶段如同酒的酝酿，使之趋于成熟。虽然活动不如第一阶段紧张，但人的思维却时刻不停，考虑一个个方案，比较它们的优缺点；寻找解决问题的一个个方法，判断它们的可能性。发明者常用散步或拉琴等方式来“散心”，因而被旁人称为“创造的短时休息”期。
第三，顿悟阶段。这是发明的具体解决问题的明朗时期。也有称为灵感期的。
在酝酿阶段苦思冥想中，突然灵感闪现，找到解决问题的关键方法，使整个发明难题迎刃而解。
灵感在技术发明活动中的作用是十分突出的。它是人们在自觉或不自觉地想着某一问题时，在头脑中突如其来地产生一种使问题得到解决的想法。灵感往往是对某一问题进行长期研究，但久思不得其解，因此将其暂时搁置起来，去做一些与它无关的事的时候产生的。一般做一些轻松愉快的事更容易产生灵感。
第四，验证阶段。这是对发明成果进行实际验证，判断其解决方法是否正确，并寻求更科学、更合理的创造途径。
这一阶段为了完成发明，不倦的思索和探求，全力以赴，使发明成果更加完善
青少年技术发明活动的特点
青少年技术发明活动的心理过程与成年人是基本相同的，然而由于青少年的年龄特征和心理特点又与成年人有所不同，所以青少年的发明活动过程与成年人相比存在着差异。
（1）发明的动机往往出于自己的兴趣。而这兴趣的形成，一般由于以下四个原因：一是在日常生活、学习、劳动中遇到有不顺手、不称心、不方便的时候，也想试一试自己能不能通过发明创造解决问题，在试探当中对发明产生了兴趣；二是在参加校内外各种科技社团和兴趣小组、夏令营的活动当中，在科技辅导员的启发下对发明活动产生了兴趣；三是听了技术发明的讲座和阅读有关书刊产生了兴趣；四是受到家庭的影响对发明产生了兴趣。据天津市第四届青少年创造发明比赛286名获奖学生调查，由于以上四个原因形成发明兴趣的学生人数分别占286人的54.5％、25.18％和23.43％。
对发明活动有了兴趣，就驱使青少年主动地观察事物，广泛收集资料，积极选择发明的课题，勤于作品的构思。这种兴趣将在整个的发明活动中起主导作用。因此必须为青少年的发明活动创造一个良好的环境，给他们以支持、鼓励、理解和指导。使他们对发明的兴趣由好奇式的兴趣发展到喜爱式的兴趣，进而到习惯式的兴趣，这样才能持久地保持下去。
（2）课题的选择随意性大。青少年的技术发明活动不同于其他的科技活动，它在活动中不能像科技制作或实验那样，大家做同一种作品或实验，它一般是由青少年独立进行选题、构思、设计、制作的。这就决定了青少年技术发明的课题是由本人选定，并不是由他人或社会机构选定。因而课题选择的随意性比较大，而且变动频繁。
当他们对发明产生了兴趣后，就去查找自己所遇到的各种不方便的事物，从而发明的课题也不断产生。面对这断断续续产生的课题，他们一般不是把这些课题集中起来分析取舍，而是遇到什么课题，就去构思制作，刚碰到了一点困难，就可能放下这个课题又去考虑另一个课题。这就造成青少年在技术发明时碰巧也会产生一个好的构思，成功地完成一些好的发明项目；但也可能由于这样见异思迁，不深入研究，造成很多青少年在发明活动中成功率低。
（3）技术发明课题范围比较狭窄。在中国发明协会举办的国家级的全国发明展中，发明项目共分为19类。但在全国和省、自治区、直辖市举办的青少年科技发明比赛中的统计，青少年技术发明项目最多也只有12类，有时只有7－8类，其中绝大多数项目属于生活和学习用品教具两大类。
青少年主要的任务是学习，他们的生活范围基本是家庭和学校，接触社会面很窄。不很了解社会需要哪些发明，工厂中设备哪些需要革新改造，即使知道，由于知识和技术力量的限制，也不能胜任。青少年技术发明的项目多是在他们身边遇到的不方便事物和方法，据对天津市第四届青少年科技发明创造比赛286名获奖者的调查，81.12％的发明者认为他们课题的产生常常是从身边的生活、学习、劳动、游戏中遇到不方便时才找到发明课题的，50％是生活用品。课题选择来自身边的好处是：选题比较容易，直觉灵敏，便于构思设计，便于实施验证，容易成功。但是这类选题是很有局限性的，范围较狭窄，加以青少年使用的物品常常是重复的，去年初中一年级学生接触的事物，今年初中一年级的学生仍会再接触，往往造成一个课题的重复，对青少年个人讲是“发明”，对社会讲并不是发明。
（4）青少年的发明活动有一定的周期性。这是由于中小学生年龄特点和心理因素的影响，以及学校教育的阶段性所决定的。从天津市第四届青少年发明比赛获奖学生数字的年级曲线和年龄曲线看，说明了青少年技术发明活动的周期性是：小学高峰期为5－6年级，即11－12岁；初中为初二、初三年级，即14－15岁；高中比较均衡，即16－18岁。
（5）青少年技术发明的工艺水平较低，在转化为产品时往往要进行第二次开发。青少年的技术发明活动是在课外时间进行的，他们的经验不多，工艺能力不强，一般只用一些简单工具进行手工操作，工艺比较粗糙。
另外，青少年对自己的发明项目构思、设计后，某些材料不易找到，限于技术设备不足，又不易制作，因而需要找一些代用品或废品制作，往往不够美观、精致、坚固。
作为技术发明的成果应该转化为产品、商品被社会接受，但青少年的发明项目要转化为产品商品前，大部分需要有关人员的第二次开发。这也是因为青少年在发明制作中，一般不考虑材料来源，常常只选取易得、价廉、加工容易的材料；对于作品使用寿命、流水生产的装配、今后的维修等都不考虑，消耗材料、工时等也是不计算的。但这些关系到质量、成本、价格的重要因素对于工厂来说是至关重要的。所以对于一件较好的青少年发明项目，在投产之前，有关人员在其构思、设计、功能、效果不变的情况下，要对其材料、结构、工艺等方面进行二次开发，才可转化为产品、商品，增加社会效益和经济效益。
（6）非智力因素对青少年发明能不能成功的影响很大。技术发明活动周期长，一次成功率不高，难度大，而青少年的年龄特点，兴趣不巩固，注意力不持久，在每一件发明过程中都会发生意想不到的各种各样的困难，对于这些困难单凭智力、创造力是不能战胜的，还需要靠良好的个性，特别是某些非智力因素，尤其是意志的作用。意志就是人自觉地确定目的，并且根据目的来支配、调节自己的活动，克服困难，实现预定目的的心理过程。青少年在技术发明活动中由选题到完成，若没有坚强意志，是难以成功的。除意志外其他的非智力因素所起的作用也是不可低估的。
青少年技术发明的实施过程
（1）准备阶段。首先是提出问题。青少年发明创造的欲望和动机，就能促使他们认真观察周围的事物，积极思考，提出问题。其次是列出发明课题。面对众多的课题，要进行筛选，从中选择一项到两项符合发明要求并适合于自己的知识、技术、能力条件的课题。第三是收集资料。根据选择的课题，要多方收集有关的资料，尽可能地掌握同你的发明课题有关的最新最详细的情况。
（2）制定方案。根据确定的发明课题，制定周密的实施方案。一般说来，制定实施方案需要有以下四个步骤：第一步，列出明确的发明目标，包括这个目标的具体要求；第二步，剖析目标。对已确定的目标进行分解，分解成一些小目标，然后逐个解决为实现各小目标所必须解决的每一个小问题；第三步，形成构思。为实施每个小目标和解决每一个小问题寻找可行的途径和办法。把可行的途径和办法进行组合，构思、制定出这项发明的总体实施方案；第四步，对总体构思、实施方案进行补充和修正。要用文字或图表形式表达方案，务求全面具体。
（3）总体设计。按照实施方案规定的目的要求，制定这个课题的整体图形和各部分的图形。由于中小学生一般没有学过机械制图，不要求他们制定规范的机械图，但是可以画出示意性的草图，包括整体的形状、大小、外观色彩等，使这项发明有一个比较完整的雏形。为了使总体设计更加完善、合理，还可以利用纸片、木材、铁丝、胶水等材料做出一个模型，再对模型进行改进，并进一步考虑先做什么，后做什么，如何装配，各部分尺寸、形状，使发明的总体设计更加完善。
（4）制作样品。按着总体设计制作出的样品并不是模型，它可以是最终的发明物品，也可以不是最终的发明物品，还可以进行改进。样品是一件实物，能够实验使用。各部分的功能应符合总体设计。
（5）评估验证。任何一件发明，只有经过实践的检验，才能判断它是不是合格。有些发明构思虽好，但在制作中，常遇到许多意想不到的问题，发明样品做成后，不能达到预想效果，不能使用，就要想办法加以补救或重新构思、制作，直到达到预想效果为止。
在整个实施过程中，制定方案、总体设计、制作样品、评估验证都会随着构思的变化而改进变化，这四个过程也常常会反复交替进行。
发明课题选择的一般原则
青少年技术发明的课题种类虽然不多，范围也较狭窄，但他们发现的问题，提出的发明课题却是五彩缤纷的，在这众多的课题中选择哪一项呢？选好的课题，有助于发明的成功。
在选择发明课题时，应注意以下几个原则。
第一，选择身边常遇到的问题作为发明。从青少年日常生活、学习、工作、游戏、走路、旅行、劳动当中寻找选择课题，对目前人们使用的用具，文具等，想一想怎样能提高效率？质量怎样能更好？怎样减少故障？怎样可以更安全？怎样可以使价格更便宜？怎样用起来更方便？等等。选择身边常遇到的问题，就便于青少年的观察，分析课题既明确又具体，也便于构思、设计，也容易成功。
第二，选择课题要从主客观实际条件出发。青少年技术发明最后的成果是要以实物形式出现，并能在实践中使用。这不仅需要青少年的构思、设计，还要经过青少年自己动手去制作、实验等过程。因此在选择课题时一定要考虑青少年是不是具备完成这项发明课题的条件。某些课题所需的知识和技术虽然能通过学习得来，但是这个目标不应距离青少年本身的科学文化知识基础太远，否则，他们在短时间内无法掌握所需知识和技术，这个课题就难以坚持下去。同时还要考虑到工具、仪器、设备、经费等条件。凡是超越了实际的可能，尽管这个发明课题很吸引人，也要实事求是地将其舍弃，免得白白浪费时间和精力。
第三，选择课题要专一并且简单易行。青少年的发明是在课余时间进行的。精力和时间都很有限，这就决定了在一段时间里选择发明课题要专一，从一事一物去构思，从一点一滴做起。这样容易成功。
提倡选择课题要专一易行，并不是说青少年的发明水平就一定很低。正因为它专一易行，青少年可以发挥想像力强，不受旧框框限制的长处，在构思上多下功夫，同样可以搞出高水平意义的大发明来。
对青少年技术发明评估的标准
对青少年技术发明评估的标准，最根本是看它对人类对社会所起的作用。
从总体上要看它的经济效益和社会效益。具体分析，要从新颖性、先进性、实用性和科学性等“四性”来判断发明质量高低。
（1）新颖性是发明的实质。一项好的发明，首先就要具备新颖性。新颖性是发明质量标准中最重要的一条。
新颖性指的是在提出这项发明以前（包括在报送参加发明比赛和展鉴以前），或是在申请专利以前，没有出现过同样的东西或是同样的方法（这里说的同样，是指同样的技术内容）。而且这项发明并没有向公众公开过，这就叫做具备新颖性。
怎样看一项发明具备不具备新颖性呢？具体地可以从以下几个方面来看。
第一，从时间上看。在时间上，只要发明者在提出这项发明以前，没有出现过同样技术内容的东西或方法，就是具备了新颖性。
第二，从公开的方式看。公开的方式指的是：一、在国内没有公开使用过，没有在商店销售过；二、没有在国内或国外的报纸、杂志、书籍、广播、电视、电影、展览会上公开地发表过、展示过（因为用这些方法比较容易超越国家的界限）。三、没有任何人已经申请并且被批准授予专利权公开了的技术。这样的发明就具备新颖性。
第三，从“公众”看。一项发明要具有新颖性，必须是以前还没有向公众公开过的。“公众”是什么意思呢？“公众”是指在被允许知道的一定范围以外的人，尽管人数很少，但他们知道了这项发明的技术内容就是“公开”。这项发明也失去了它的新生。这里说的被允许的一定范围，指的是发明比赛展览的评审人员和在申请专利过程当中必须经手的工作人员等等。如果这些人知道了，尽管人数比较多，仍然可以被认为没有失去新颖性。
第四，判断一项发明有没有新颖性，只限于以现在的一项发明同过去已有的另一项东西相比，而不是把过去已有的许多项凑起来，用过去的“群体”同现在的“个体”相比。例如，铅笔同橡皮头的铅笔，就是一项发明，是有新颖性的。
第五，发明的新颖性要从发明项目的主体看。这就要看这项发明的主体部分是不是以前所没有过的新东西，有没有新的功能和新的用途，是不是新的方法。只有简单的外形变化，而主体结构和原理同过去已有的基本相同，就不能被认为具有新颖性。例如，过去有人把圆柱形的铅笔变成六角形的铅笔，这样可以防止铅笔滚动，增加了铅笔的新功能，这就具有新颖性，就是发明。但是，如果仅仅是改变了铅笔的长短，而没有增加新的功能，就不能算是发明。
新颖性是发明的实质，是衡量发明质量的决定性的一条标准，只有先确定一个项目是否具有新颖性，才能确定它是不是一项发明。
（2）先进性是发明的技术要求。一项发明具备了新颖性，就能算是一项优秀的发明吗？这不一定。因为有些发明项目，尽管是首创，但是使用起来，既不方便又不省力，也没有提高工作效率，技术上并不比已有的东西先进，也就不是一项优秀的发明。因此，先进性是发明的又一个重要的质量标准。
先进性是指一项发明在和性能类似、用途相同的其他东西相比较之下，技术上有所进步，能解决以前没能解决的问题，而且使用方便；或者是它改造了原有的方法、工艺，使用了新的方法、工艺、提高了原有的性能或是增加了新用途，这就具备了先进性。
怎样衡量一项发明的先进性呢？它主要采用比较的方法。两种性能类似，用途相同的东西，只要经过比较，就能看出哪一种在技术上更先进一些。人们常说的“不怕不识货，就怕货比货”就是这个意思。
（3）先进性是技术更新的体现。发明应当是越搞越先进，而不能越搞越倒退。如果一件发明，比起同类的东西来更笨重，用起来更费事，制造起来要消耗更多的原材料，这就不具备先进性了。
在衡量发明的先进性的时候，对于还在中、小学学习的青少年朋友们来说，要求只能适当，不能不切合实际，使大家觉得高不可攀。只要是在原有的基础上增加了功能、改进了方法和工艺等方面有一点进步，就应当说具有一定的先进性。
先进性体现着发明的社会效益。实用性是说这项发明能制成产品供给人们使用时的使用价值。这就要看发明能不能解决实际问题。实用性要求一项发明能够解决生产、工作、生活当中的实际问题。这些发明做成实物以后，不但能够使用，而且能够产生良好的社会效益。
在衡量一项发明是不是能够解决实际问题的时候，首先考虑一下，这项发明能不能帮助人们办到一件或几件原来办不到的事，是不是在人们原来使用过的工具、用具上增加了新的功能，是不是让人们省了力、省了事、省了时间、省了原材料、省了地方。要考虑一下，这项发明制作和生产起来是不是比较简便易行，使用方法是不是简便，是不是容易推广普及。如果得出的答案是肯定的，那么，就可以认为这项发明具有实用性。
实用性体现着发明的社会效益。要想使一项发明具备实用性，一定要了解人们的需要和心理。
（4）科学性是发明的决定因素。衡量发明的质量，还有一个重要的标准，这就是科学性。发明是科学，来不得半点虚伪。因此，科学性是发明的决定因素。
科学性指的是发明的性能、原理构造、方法等要符合公认的科学道理，没有科学错误。判断一项发明是不是具备科学性，要经过认真的实验检查、分析、鉴定才能对它的科学性作出结论。
另一方面，要考虑发明使用后对环境是否造成污染，对人体身心健康是否有不良影响等。如果对它造成的不良后果没有有力的防治措施，也应当看作是科学性不强或不具备科学性。
在鉴定发明的科学性的时候，对于化学、生物以及一些新的学科的发明要特别慎重，有些项目必须经过有关科技部门严格鉴定，要有科学实验记录，如果没有科学的依据，就没有办法肯定他们的科学性。对使用电、火、毒性药品等关系到人身安全和健康的发明项目，更要注意确保万无一失，这也是科学性的表现之一。
对于一项青少年技术发明是不是具备“四性”，要综合起来分析。这“四性”是相互联系、相辅相成的；发明活动应按照“四性”的要求去选题、去构思、去设计、去制作。只有认真掌握这“四性”，才能使发明水平不断提高，才能搞出较好的发明来。
小发明的创作程序
明确了小发明的特点以后，同学们一定会提出：如何进行小发明的创作活动呢？
任何一个小发明的创作都有一个循序渐进的程序。即：观察→联想→设计→绘图→制作→实验
这个程序往返重复、逐步提高，就是获得小发明作品的全过程。
1、观察
观察是小发明入门的向导。世界闻名的生物学家达尔文说过，我既没有突出的理解力，也没有过人的机智，只是觉察那些稍纵即逝的事物并对它进行精细观察的能力上，我可能在众人之上。要想搞小发明作品，首先要注重观察，善于观察周围的事物，提高自己的观察能力。
大发明需要观察。法国园艺师约瑟夫·莫尼埃发明钢筋混凝土就是从观察中得到启示的。大家知道，水泥同沙子、石头混合，制作混凝土，就成了耐高压的人造石头，是很好的建筑材料。但是，它也有一个缺点，就是它的抗拉强度比较低，影响了建筑工程上的使用。莫尼埃搞园艺，整天同花坛打交道，那些用水泥制作的花坛很不结实，常常会被碰坏。有一天，他在观察植物根系的发育情况时，看到植物根系在松软的土壤里，相互交叉成网状的结构。他发现，虽然土壤是松散的，但交叉成网状的植物根系把土壤抱成了一团。莫尼埃从这个现象中得到了启示，他想，如果在制作混凝土时先在里面加上一些网状结构的铁丝，就有可能使建筑的花坛变得结实。果然，这个方法有效。他先后用这种方法建成花坛、蓄水池和第一座钢筋混凝土大桥。
小发明也要观察。例如，获得全国第一届青少年科技创造发明比赛一等奖的“方便香皂盒”，发明者就是通过观察一般香皂的结构和特征，发现了它的不足：由于盒里潮湿，常常使香皂和盒子粘住，不易取出来。然后巧妙地运用了杠杆原理进行构思、设计、制作。当人们打开香皂盒时，杠杆使盒里的香皂立起来，使用起来很方便。可见观察是创造发明的基础，任何创造发明都来自对事物的认真观察。
事实上，每一个人每一天都在观察，但是有些人能从观察中发现发明课题，而有些却不会。为什么呢？法国细菌学家巴斯德说得好：“在观察的领域中，机遇只偏爱那种有准备的头脑。”
怎样提高自己的观察能力呢？怎样才能做到善于观察呢？要做到如下四要：
第一、观察要有目的。就是说，观察时要明确观察什么？主要是要弄清楚是被观察事物的特性、特点和原理。这样才能发现事物最本质的特征，有可能进一步发现问题，提出问题，进而提出“怎么办”？有时甚至针对事物的某一缺点进行专门观察，分析原因，研究解决的办法。
第二、观察要仔细。要观察事物的方方面面，善于发现某种事物现象的某些微小变化，不放弃任何一点值得探求的线索，这样才会发现原来认为很熟悉了的事物的一些新特征，才能发现原来问题，产生新的构思。
第三、观察要深入。观察时不仅要用“放大镜”看问题，还要用“显微镜”看问题，要从外部深入到内部去观察，这样能发现常见事物的内部特征，事物的本质，才能启发灵感，产生创造发明的新课题。
第四、观察时要有比较。通过深入的观察，比较两种事物之间的不同特征和它们之间的联系，发现其中的不同点和相同点。并且通过比较、想象，构思出新的事物或新的方法。
由此可知，要想步入学科小发明的大门，首先要经过有目的地、仔细地、深入地观察，经过思考，广泛地观察比较，提出行得通的、办得到的发明课题。
2、联想
什么叫联想？联想是从一事物想到另一事物的心理过程。从当前的事物回忆起有关的另一事物，或从想起的一件事物又想到另一事物，都是联想。联想能力就是旧观念同现实结合，进而产生新观念的能力。联想能力强的人容易捕捉发明课题，容易形成新的构思。
联想可以使大家接收到更多信息的启示，激发灵感，加速小发明的进程。要想做到善于联想，就要有广博的知识，丰富的阅历，并勇于突破传统思想和习惯势力的束缚。
3、设计
同学们针对某一事物的优缺点，提出了大量的问题和产生了众多的联想，由于受知识的限制，其中有的是可能达到的想象，有的是创造性的积极幻想，但也有的是毫无把握的空想。要获得“小发明”的课题，还必须从联想中进行筛选，淘汰那些不切合实际或暂时达不到的想法。
通过筛选，有了基本上可行的课题，就可以进行初步的设计。在对某一课题的各种设计中，又会出现简单问题复杂化和复杂问题简单化的情况，既有创造性、先进性的，也有没有创造性、过时的；既有有使用价值的，也有没有使用价值的。这时就需要辅导老师帮助你们再次进行筛选，寻找确属小发明的可行的设计方案。
4、绘图
对于中小学生来说，可行性设计方案往往只是一个想象的粗浅轮廓。无论想象物多么简单，都必须绘出加工图纸（根据不同年龄、年级、提出不同的要求）。这是制作小发明前的必要步骤。同时，这也有利于训练绘图能力，培养同学们科学的严谨细致的工作作风。
5、制作
有了加工图纸，准备好原材料和各种制作工具，然后按图纸进行制作。制作中，如果发现图纸有问题，可以修改图纸或者重绘。当然，在制作中还可能会遇到各种意想不到的困难，这需要请辅导老师和家长协助排除。
6、实验
小发明作品制作后，要进行实验。在实验中证实或修订自己设计的方案。小发明作品是要不断改进的，需要多次的观察、联想、反复的设计、绘图，进行再制作，再实验。
发明虽小，创作艰难。哪怕是一件极其简单的小发明作品，它的创作都不是一想而就，一作而成的。没有细心观察，善于联想，决不会有闪光的发现；没有绘图制作，反复实验改进，决不会有成功的作品。“观察→联想→设计→绘图→制作→实验”，整个创作过程的各个环节，都不可忽视。只有把握住交叉反复的各个环节，才能搞出高水平的小发明。
7、说明
发明作品完成后，公开时，要写出说明书，以便推广使用。说明书的内容，一般包含功能、结构、器材、制作、操作、原理等几个方面。有些发明作品，一看示意图就明白的，就可写得新简单一些，不要面面俱到。
小发明的特点
了解小发明的特点，对于选择发明课题，取得发明成功有着重要的关系。小发明的特点是什么呢？
第一、小发明是首创前所未有的事物，首创新的制作办法，而不是仿制，复制原来已有的东西。这是最主要的特点，改进是不是发明？只要通过改进使作品有新的实用功能或新的使用方法，这也是一项发明。
第二、小发明的特点是“小”。所谓“小”，一是搞“小”的发明，而不是去搞那高深尖端的、难以办到的科研项目的大发明；二是不脱离青少年年龄小，知识量小以及经费有限等实际。
第三、小发明要具有实用性。搞小发明的目的是为了能解决学习、生活、劳动中的实际问题，而不只是供人观赏，摆摆样子。
第四、小发明是指科学技术范畴里的创造发明，文学、音乐、舞蹈、美术的创作，除了演奏乐器、操作工具的发明外，不属于科学技术范畴，因此它不是我们这里所说的小发明。
只有同时具备了这四个特点，才称得上是一项小发明。只有了解了小发明的特点，才能选准课题，在创造发明中少走弯路。
怎样区别发明和发现？
发明和发现是含义不同的两个概念，尽管它们相互间有联系。但毕竟不是一件事。
什么是发现？发现是人类认识世界的过程，是通过人的视觉、味觉、触觉等感觉器官直接感知到或借助于仪器感知到世人尚未感知到的自然现象，并从中找出自然规律。例如，1666年，英国科学家牛顿借助三棱镜在他的住所进行了著名的色散实验，发现白光是由赤、橙、黄、绿、青、紫等不同颜色的光组成的。这就是发现。而发明则不同。认识世界并不是我们的最终目的，最终目的是要改造世界。发明则是人类改造世界的一种重要手段。发明不像发现那样主要是依靠感官去认识世界，而主要是依靠感官去认识世界，而主要是依靠人的大脑，借助一定的科学思想和技术手段，去构思并依靠双手造就出我们这个世界上还没有的崭新的物品和未曾有过的新方法。发明是一种技术性强的脑力劳动，因此人们时常在“发明”之前冠以“技术”，说明“技术发明”。
有一个很生动的例子，请你判断一下，是发明还是发现？据报导，美国太空总署进行一次难题招标，内容是设计一种超级太空笔。要求这种笔能在真空状态下使用，而长时间不用上墨汁，必要时还能倒着书写。于是，热情的美国人上上下下都在讨论着这支太空笔。许多专家和设计者更是各显神通，拿出了不少的图纸与实施方案，但那复杂的结构使得招标委员会望笔兴叹。一天，太空总署又收到一个包裹，当工作人员打开一看，怔着了，好大一会，才哑口然大笑，拍手称好。这包裹是一位小学生寄来的，里面装有一打铅笔和一张纸条，纸条上写着：试试看铅笔如何？显然，这位聪明的小学生只是发现，而不是发明。
小发明有规律可循吗？
1.提出问题
要使自己养成善于观察、善于提出问题的习惯。如果对平时司空见惯了的东西，不以为然，熟视无睹，那么，绝对不会从自己身边的事物中发现那些不满意、不方便、不习惯、不顺手的地方，这样也就找不到发明创造的选题了。为了养成发现问题的好习惯，我们就“用陌生的眼光看待每一样东西，多问几个为什么”的方法训练自己。
2.广收信息
要认真学好功课，还要积极参加各种活动，使自己见多识广。凡经过几次提建议搞发明的同学，都有这么个体会：如果在头脑里储存的有用东西越多，那么在提建议搞发明时，选择有用东西的机会越多，成功的希望也就越大。否则，会出现“书到用时方恨少”的现象。参加学校组织的“星期日创造发明俱乐部”，是实现这一点的有效途径。因为在俱乐部，不仅有各种“请进来，走出去”的参观访问，而且还经常观看科技电影、电视片，阅读科技书刊等。值得一提的是，我们还着重学习《小小发明100例》、《小灵巧优秀作品选》、《儿童发明创造基础训练》中的创造技法，开阔了我们的思路，使我们的脑子更灵活了。我们运用“缺点列举法”、“移植法”、“智力激励法”等创造技法，使作品获得成功的越来越多。
3.动手实践
最后，要增强自己的动手实践能力。我们都知道，没有动手实践能力，是不可能把自己头脑中的设想变成现实的。因此，我们都比较重视一些基本工具和基本技能的操作和训练，例如钳、锯、刨、电笔等使用，电烙铁焊接、铁皮加工等技术的学习。当作品制成后，我们要把作品放在家里或学校“俱乐部”里，请家长、老师和同学对它“吹毛求疵”，以便进一步改进，使作品更完善，更符合实际需要。
要是大家都能这样做，一定能取得成功。
如何捕捉小发明的目标?
1．适应需要。需要是小发明的主要目标，经过你仔细的观察，充分的调查，抓住生活、学习、劳动中的某一需要，作为小发明的目标，然后下功夫进行研究，从而获得小发明。
有一个制帽厂的工人叔叔，发现草帽不用时在背上很不方便，而且雨淋后会变色，影响美观，他就到群众中去调查，了解到人们需要的太阳帽除了美观、结实外，还要能折叠，不戴时可放进兜里。于是，他们通过反复研究，发明了尼龙面料、折叠式太阳帽，很受群众欢迎。
2．列举缺点。在生活中，往往有一些使你伤脑筋的麻烦事情，如果能把其中的问题列举出来，再着手研究和解决，就有可能获得小发明。
穿过雨衣的小朋友都知道，雨衣有一个大缺点，就是从雨衣上流下来的雨水会淋湿裤脚和鞋子。北京市打钟庙小学四年级学生林恒韬同学发现这个问题后，就下决心设计一种新型雨衣。他想，如果把雨衣的下边改成雨伞的模样，就好了。怎么变呢？在雨衣的底边装上一个可充气的塑料管，穿时吹满气，雨衣的下半截不就撑开了吗？这样，雨衣就不会贴在腿上，裤腿和鞋子就不会淋湿了。不用时把气放掉，照样可以折叠存放。他的发明终于成功了。
3．分析借鉴。地理老师上课时经常用到大地球仪，地球仪从楼下搬到楼上，非常费力。怎样减轻老师的体力负担呢？河北省石家庄市的王学青同学仔细分析了地球仪的特点，联想到他经常玩的气球，要是把地球仪上的图搬到气球上，用时把它吹起来，不用时将气放掉，那不是很轻便吗？就这样，他发明了“充气地球仪”。王学青同学这一小发明，是他善于借鉴，把已知的原理、熟悉的部件转移到要解决的事物上才获得成功的。
如何完成一项科学小发明?
完成一件小发明并不是"眉头一皱，计上心来"这么简单，它要经过选题、构思设计、制作、实践检验与改进、成功等步骤。
搞小发明的第一步，就是要确定发明的对象，考虑研究什么问题，这就是选题。对青少年来说，应从自己所熟悉的生活实际出发，在学校、家庭及周围的生活圈中去寻找发明题材。如当你在学习、生活中遇到一些困难时，你肯定会说："要是有某某东西就好了。"这个你想的所要发明的东西就可作为发明对象。不过，同学们在选题时，一定要结合自己的知识水平和设计制作能力，不要空想办不到的发明。
体裁选好后，接着是构思设计。也就是根据基本的科学原理和经验，设计出选题对象的形态、结构、方法与实施方案。构思时尽可能想出多套设计方案，再根据可行性与实用性精选出最佳结构方案。方案以取材简单、巧妙易行、缺点最少为好。
构思成熟后，就可以开始制作了。制作时应尽可能利用现有条件，在少花钱甚至不花钱的前提下制作出精巧的作品。某些技术上的问题，可以
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
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。
不要把小发明同科技作品的制作混同起来
小发明和科技作品的主要区别是：
第一、科技制作主要是在具有现成的图纸、样品等资料的情况下，按照图纸、样品等资料的要求去制作。而小发明要创新，是前所未有的。
第二、科技作品的工艺要求比较高，要精细，要在内部结构和外观工艺的要求上下功夫，着重考虑制作水平。而小发明则要求构思巧妙、新颖、先进、实用。
第三、科技制作主要是仿制、复制，它比较容易获得成功。但是小发明要求的是创新，无论构思，设计都比科技制作要困难得多，有时需要经过反复实验，才能成功。
所以，大家要注意小发明同科技小制作的区别，不要把科技作品当作小发明作品。
小发明要坚持“三自”原则
进行创造发明要坚持自己选题、自己构思、自己设计的“三自”原则。但是，并不是不要有经验的长者的帮助，并不排斥与他人合作。因为小发明者大多是年龄小的青少年，科学文化知识、技术水平受到限制，实践经验缺乏。因此，在自己选题、自己构思、自己设计的前提下，可以请老师、家长进行辅导。工艺技术上的一些问题，如电焊、铸造、机床切削等等，还可以请工人帮助。但是，决不能让别人包办代替自己去选题、构思和设计，更不要抄作别人的发明作品。抄作别人的作品是一种不光彩的不道德的行为，应当坚决反对。只有这样，才能使自己在小发明活动中学到真本领。
科技创新发明的基本方法
1．以常规思维方式学习基础知识，以逻辑思维方式分析和掌握基础知识。即在课堂上老老实实的学习课本知识和教师的讲解，掌握最基本的知识和解决问题的方法；然后，能以反向思维的方式为以掌握的基础知识提出问题，再想法进行解决，达到对知识的深化和掌握。做到举一反三，触类旁通。例如：学习一节新的课文，不论是中文还是英文，首先是进行朗读几遍达到能够复述下来，再对每一个句子进行分析它的措辞、句式、词组等，从而了解作者的用词技巧和所要表达的思想感情。达到对知识的深化了解和掌握。有了这个基础后，通过作者所描述的故事情节和景物为素材来进行扩写和缩写，锻炼自己的写作能力和考察检验自己对本节课掌握程度。最后，重新再把课文细细的品味，就可以达到真正的理解和掌握
2．求异创新，敢于打破传统观念的束缚进行创新。生活中和工作中的许许多多的习惯、工作方法、使用的工具等，人们长期使用就会产生自觉不自觉的认为只能这样做的想法。长期以来，一代一代循轨蹈距；如果你想改进则认为是大逆不道。这种传统观念的束缚和人的懒惰必然阻碍社会的进步和科技的发展。所以，你要创新首先要有创新的勇气，敢想敢干，不怕失败，才有可能取得一定的成果。历史上许多成名人物所取得的成绩所走过的里程大都是这样，我们要在着方面取得一定的成绩也必须这样做
3．善于观察，积极勇于实践。任何科技的产生和发展都是社会的需要，如果社会不需要，在好的东西也会被淘汰。所以，我们进行科技创新，必须深入实践中去，在生活实践中挖掘人们的需要，这样创新的产品才能有生命力。比如：我们每个同学都希望每科的成绩不费吹灰之力都能得100分，而且永远如此。如果你发明一个产品能够达到这样的目的，他会适合很多人的需要，他的生命力就会经久不衰，也就会给你创造很高的经济价值。诺贝尔发明的炸药就是很典型的例子.
4．有不怕失败，锲而不舍的精神。任何成绩的获得都是来之不易的，发明的过程也布满着艰难坎坷，只有坚持不懈，不怕失败才有可能取得成绩。
点子思维基本训练法
１.广度训练：
广度开发，主要采用外延式训练。比如“笔”的外延是：毛笔、水笔、铅笔、水彩笔、圆珠笔、签字笔、验钞笔、试电笔……微型笔、广告笔等等。
２.深度训练：
深度训练，是内涵式训练。比如笔尖、笔套、笔胆、笔芯、笔的外形、笔的结构、笔的材料、笔的功能、墨水的种类………耐磨的原理等等。
３.关联度训练：
关联度训练，是跳跃式训练。比如由笔想到文具盒、纸张、书法、计算器、绘画、小手电、玩具、提醒器、速记、录音、纠错、识别………思维速度一定要快！你要顺着你那神奇的思维线，在你大脑的信息海洋里，以最快的速度"钓"出你需要的信息，很多好点子就这样出来了。
福特与斯隆的思维博弈
走出思维误区——创新思维模式和方法
在变幻莫测、充满竞争的市场经济中，企业家的思维定势带来的经营后果，有时却是异常惨重的。1913年美国著名企业家亨利·福特受屠宰流水作业的启发，设计了汽车装配流水线，能过标准化零部件和高架供应线，大批量生产统一规格的黑色“T”型车。这一在福特脑中酝酿了整整10年的创新思维，诞生了管理史上著名的“福特制”。它开创了一个新的工业生产技术时代，也使福特成为一度占有68％世界汽车市场的“汽车大王”。但是，福特在陶醉于他创新思维所取得的巨大成就的同时，也在大脑中埋下了“思维定势”的种子，居然公开宣称，福特公司从此以后只生产黑色的T型车。当美国汽车市场渐趋饱和，早期购车人需要更新车辆，对汽车的档次、性能、外观有了更高要求时，福特的“思维定势”使他大吃苦头。美国另一著名企业家、通用汽车公司总裁斯隆看到福特产品单一、款式陈旧这一致命弱点设计制造出不同价格档次的汽车，并且首创了“分期付款、旧车折旧、年年换代、密封车身”的汽车生产四原则，一举击败福特，登上了世界第一汽车制造企业的宝座。斯隆的思维创新击败了福特由思维创新退化而来的思维定势。
思维创新是一种打破了常规的、具有创见意义的思维：思维创新的本质旨在适应市场、开拓市场和引导市场的应变性思维。美国著名管理学家彼得·德鲁克说过：“市场经济是一种开拓进取型的经济，因而创新是一种最宝贵的企业家精神”。
彩色电扇——突破定势思维
走出思维误区——创新思维模式和方法
日本的东芝电气公司1952年前后曾一度积压了大量的电扇卖不出去，7万多名职工为了打开销路，费尽心机地想了不少办法，依然进展不大。有一天，一个小职员向当时的董事长石坂提出了改变电扇颜色的建议。在当时，全世界的电扇都是黑色的，东芝公司生产的电扇自然也不例外。这个小职员建议把黑色改为彩色。这一建议引起了石坂董事长的重视。经过研究，公司采纳了这个建议。第二年夏天东芝公司推出了一批浅蓝色电扇，大受顾客欢迎，市场上还掀起了一阵抢购热潮，几个月之内就卖出了几十万台。从此以后，在日本，以及在全世界，电扇就不再都是一副统一的黑色面孔了。
只是改变了一下颜色，大量积压滞销的电扇，几个月之内就销售了几十万台。这一改变颜色的设想，效益竟如此巨大。而提出它，既不需要有渊博的科技知识，也不需要有丰富的商业经验，为什么东芝公司其他的几万名职工就没人想到、没人提出来？为什么日本以及其他国家的成千上万的电气公司，以前都没人想到、没人提出来？这显然是因为，自有电扇以来都是黑色的。虽然谁也没有规定过电扇必须是黑色的，而彼此仿效，代代相袭，渐渐地就形成了一种惯例、一种传统，似乎电扇都只能是黑色的，不是黑色的就不成其为电扇。这样的惯例、常规、传统，反映在人们的头脑中，便形成一种心理定势、思维定势。时间越长，这种定势对人们的创新思维的束缚力就越强，要摆脱它的束缚也就越困难，越需要作出更大的努力。东芝公司这位小职员提出的建议，从思考方法的角度来看，其可贵之处就在于，他突破了“电扇只能漆成黑色”这一思维定势的束缚。
发散思维——点燃灵感的星星之火
走出思维误区——创新思维模式和方法
发散思维也叫多向思维、辐射思维或扩散思维。是指对某一问题或事物的思考过程中，不拘泥于一点或一条线索，而是从仅有的信息中尽可能向多方向扩展，而不受已经确定的方式、方法、规则和范围等的约束，并且从这种扩散的思考中求得常规的和非常规的多种设想的思维。
多向思维的概念，最早是由武德沃斯于1918年提出，以后斯皮尔曼、卡推尔作为一种“流畅性”因素而使用过。美国心理学家吉尔福特在“智力结构的三维模式”中，便明确地提出了发散性思维，也即是多向思维。他认为，发散思维是从给定的信息中产生信息，其着重点是从同一的来源中产生各种各样的为数众多的输出。它的特点一是“多端”，对一个问题可以多开端，产生许多联想，获得各式各样的结论；二是”灵活”，对一个问题能根据客观情况变化而变化；三是“精细”，能全面细致地考虑问题；四是“新颖”，答案可以有个体差异，各不相同，新颖不俗。在50年代后，通过对发散性思维的研究，进一步提出了发散性思维的流畅度（发散的星）、变通度（发散的灵活性）和独创度（发散的新奇成份）三个维度，而这些特性是创新性思维的重要内容。
侧向思维——跳出原来的圈子
走出思维误区——创新思维模式和方法
有句成语叫做“他山之石，可以攻玉”。当我们在一定的条件下解决不了问题或虽能解决但只是用习以为常的方案时，可以用侧向思维来产生创新性的突破。具体运用方式有以下三种：
侧向思维要求我们彻底打破“自我本位”的思考方式，经常问一问自己以下一些问题：
别人正在干的我能不能不干？
别人不干或没有想到干的我能不能干？
其他行业、专业、企业的做法、思路、产品特点、发明创造能否为我所用？
现在的产品、思路、方法能否改变原来设想的路径，转换方向用到更能发挥作用的其它地方？
1）侧向移入。
这是指跳出本专业、本行业的范围，摆脱习惯性思维，侧视其他方向，将注意力引向更广阔的领域；或者将其他领域已成熟的、较好的技术方法、原理等直接移植过来加以利用；或者从其他领域事物的特征、属性、机理中得到启发，导致对原来思考问题的创新设想。如为了减少摩擦，人们一直在不断地改进着轴承。但正常思路无非是改变滚珠形状、轴承结构或润滑剂等，都不能带来大的突破。后来，有人把视野转到其他方向，想到高压空气可以使气垫船漂浮，相同磁性材料会相互排斥并保持一定的距离。于是，将这些新设想移入轴承中，发明了不用滚珠和润滑剂，只需向轴套中吹入高压空气，使旋转轴呈悬浮状的空气轴承，或用磁性材料制成的磁性轴承。侧向移入是技术解决技术难题或进行管理创新、产品创新的最基本的思维方式，其应用实例不胜枚举。如鲁班由茅草的细齿拉破手指而发明了锯；威尔逊移入大雾中抛石子的现象，设计了探测基本粒子运动的云雾器；格拉塞观察碑酒冒泡的现象，提出了汽泡室的设想，等等。大量的事例说明，从其他领域借鉴或受启发是创新发明的一条捷径。
2）侧向转换。
这是指不按最初设想或常规直接解决问题，而是将问题转换成为它的侧面的其他问题，或将解决问题的手段转为侧面的其他手段，等等。
【案例】冰箱用途的延伸
在美国，每个家庭都有电冰箱，这已经持续了近一段时间了。这种高度成熟的产品竞争激烈，利润率很低，美国的厂商显得束手无策，而日本人却异军突起，发明创造了一种与19英寸电视机外形尺寸一般大小的冰箱。
当微型冰箱投入市场后，人们发现除了可以在办公室使用外，还可安装在野营车娱乐车上。于是，全家人外出旅游，舒适条件全部具备。微型冰箱改变了一些人的生活方式，也改变了它进入市场初期默默无闻的命运。
微型电冰箱与家用冰箱在工作原理上没有区别，其差别只是产品所处的环境不同。日本人把冰箱的使用方向由家居转换到了办公室、汽车、旅游等其它侧翼方向，有意识地改变了产品的使用环境，引导和开发了人们的潜在的消费需求，从而达到了创造需求、开发新市场的目的。
3）侧向移出。
与测向移入相反，侧向移出是指将现有的设想、已取得的发明、已有的感兴趣的技术和本厂产品，从现有的使用领域、使用对象中摆脱出来，将其外推到其他意想不到的领域或对象上。这也是一种立足于跳出本领域，克服线性思维的思考方式。
【案例】拉链的诞生
拉链的发明曾被誉为影响现代生活的十项最重大的发明之一。它的发明人贾德森是为了解除系鞋带的麻烦而想到的，并于1905年取得了专利权。这项发明吸引了一个叫霍克的军官，他决定建厂生产拉链。但是，专利本身只是一种“可行”技术，并不是一种“成熟”的技术。拉链虽好，但需要特殊的机器才能批量生产。霍克经过19年的时间才研制出拉链机，可有了拉链却没有人用这个东西代替鞋带。他用了很大的努力仍然找不到销路。后来，一个服装店老板将思路引向了鞋带以外，生产出带拉链的钱包，赚了一大笔钱。从那以后，半个世纪以来，拉链几乎渗透到人类讨会生产、日常生活的每一个角落如衣服、枕套、笔盒等等。
总之，不论是利用侧向移入、侧向转换还是侧向移出，关键的窍门是要善于观察，特别是留心那些表面上似乎与思考问题无关的事物与现象。这就需要在注意研究对象的同时，要间接注意其他一些偶然看到的或事先预料不到的现象。也许这种偶然并非是偶然，可能是侧向移入、移出或转换的重要对象或线索。
逆向思维——反其道而行之
走出思维误区——创新思维模式和方法
【故事】孙膑智胜魏惠王
孙膑是战国时著名兵家，至俄国求职，魏惠王心胸狭窄，忌其才华，故意刁难，对孙膑说：“听说你挺有才能，如你能使我从座位上走下来，就任用你为将军。”魏惠王心想：我就是不起来，你又奈我何！孙膑想：魏惠王赖在座位上，我不能强行把他拉下来，把皇帝拉下马是死罪。怎么办呢？只有用逆向思维法，让他自动走下来。于是，孙膑对魏惠王说：“我确实没有办法使大王从宝座上走下来，但是我却有办法使您坐到宝座上”。魏惠王心想，这还不是-回事，我就是不坐下，你又奈我何！便乐呵呵地从座位上走下来，孙膑马上说：“我现在虽然没有办法使您坐回去，但我己经使您从座位上走下来了。”魏惠王方知上当，只好任用他为将军。
哲学研究表明，任命事物都包括着对立的两个方面，这两个方面又相互依存于一个统一体中。人们在认识事物的过程中，实际上是同时与其正反两个方面打交道，只不过由于日常生活中人们往往养成一种习惯性思维方式，即只看其中的一方面，而忽视另一方面。如果逆转一下正常的思路，从反面想问题，便能得出一些创新性的设想。
【案例】晶体管的革命
晶体管的发明曾引起了一场世界电子革命。这其中的逆向思维起了很大的作用。50年代，世界各国都在研究制造晶体管的原料锗。其中的关键问题是要将错提炼得很纯。日本的专家江崎与助手在长期的探索中，不管怎样小心操作，总免不了混入一些杂质。每次测量其参数，都会发现显示不同的数据。有一次，他想：如果采用相反的操作法，有意地一点点添加进少许的杂质，结果会怎样呢？经实验，当将锗的纯度降到原来的一半时，一种极为优异的半导体就诞生了。
逆向思维也是企业经营管理创新中重要的思维方式。逆向性思维具有以下特点：
1）普遍性。逆向性思维在各种领域、各种活动中都有适用性，由于对立统一规律是普遍适用的，而对立统一的形式又是多种多样的，有一种对立统一的形式，相应地就有一种逆向思维的角度，所以，逆向思维也有无限多种形式。如性质上对立两极的转换：软与硬、高与低等；结构、位置上的互换、颠倒：上与下。左与右等；过程上的逆转：气态变液态或液态变气态、电转为磁或磁转为电等。不论那种方式，只要从一个方面想到与之对立的另一方面，都是逆向思维。2）批判性。逆向是与正常比较而言的，正向是指常规的、常识的、公认的或习惯的想法与做法。逆向思维则恰恰相反，是对传统、惯例、常识的反叛，是对常规的挑战。它能够克服思维定势，破除由经验和习惯造成的僵化的认识模式。
3）新颖性。循规蹈矩的思维和按传统方式解决问题虽然简单，但容易使思路僵化、刻板，摆脱不掉习惯的束缚，得到的往往是一些司空见惯的答案。其实，任何事物都具有多方面属性。由于受过去经验的影响，人们容易看到熟悉的一面，而对另一面却视而不见。逆向思维能克服这一障碍，往往是出人意料，给人以耳目一新的感觉。
【案例】白痴咖喱粉
日本HU-OSE食品工业公司的浦上董事长对咖喱粉新品种的开发情有独钟。他曾推出跟传统咖喱粉大为不同的“不辣咖喱粉”。当时食品业对浦上大加嘲笑，认为他是“发疯了”。当时，在世界任何地方，咖喱粉的味道都是辣的。但是，出乎意料是，被人们断言卖不出去的“白痴咖喱粉”推出不到一年，竟成为日本最畅销的调料品之一，至今仍然称霸不衰。
新颖性——小发明的实质
一个优秀的发明，应具备新颖性。新颖性是小发明质量标准中最重要的一条。
（1）什么是新颖性呢？
新颖性指的是在提出这项小发明以前，或是在申请专利以前，没有出现过同样功能、构思、技术的东西，或同样的制作方法。而且这项小发明并没有以任何形式向公众公开过。这就叫做具备新颖性。
（2）怎样判断一项小发明有没有新颖性呢？
可以从以下几个方面来看。
第一、以时间为标准来判断。在时间上，只要发明者在提出这项发前，没有出现过功能、构思、制作、技术相同的作品或制作方法，它就具备了新颖性。
第二、以公开的方式来判断。公开的方式是指：（1）尚未在国内或国外的生产、生活实践中公开使用过，尚未在商店中作为商品销售过；（2）没有通过国内外的报刊、书籍、广播、电视、电影公开过，没有在展览会上以公开或内展的方式展出过；（3）没有任何人申请专利，并已被批准授予专利权而公开了的技术。凡是在这些公开方式上没有公开过的都是新颖的。
第三、以“公众”是否知道来判断。一项小发明要具有新颖性，必须是以前还没有向“公众”公开过的。“公众”是指那些人呢？“公众”是指被允许知道的一定范围以外的人。不论这些人的人数是多还是少，它却已失去了小发明的新颖性。这里说的被允许知道的一定范围，指的是小发明比赛的评审人员和申请专利过程当中必须经手的工作人员等等。只要发明作品仅仅属限于范围以内的人知道，不论其人数多少，该小发明作品仍被认为没有失去新颖性。
第四、从“体性”来判断。判断一项发明是否具有新颖性，限于以现在的一个小发明的“个体”同过去已有的同类东西的“个体”相比，而不能同把过去已有的许多“个体”拼凑起来比，即不能用过去的众多个“个体”同现在的一个“个体”相比。
第五、从“主体”来判断。看这项小发明的主体部分同过去已有的东西进行比较，是不是具有新的功能，是不是有新的使用方法。假如，它们只在外形上作些改变，而主体结构和功能同过去已有的东西基本相同，就称不上具有新颖性。
新颖性是小发明的实质，是衡量小发明质量的决定性的一条标准。只有先确认一个项目是否具有新颖性，才能确定它是不是一项小发明。
（3）如何使你的小发明具有新颖性呢？
通常，解决这个问题的途径有以下几条：
第一、发明是为了满足人们生活和生产的需要，社会需要什么新用品，你就发明什么，这样的发明就有可能具有新颖性。
第二、大多数发明是对已有发明进行与完善所做出的一种“补充发明”即对某项已有发明进行了有成效的改造工作，这样发明也具有新颖性。
第三、使老产品扩大功能，变成别的领域里的新产品。这就是要求从某种产品的功能用途上动脑筋，能有所发现，有所发明。
第四、在没有任何已有发明的借鉴下，完全凭个人的知识和经验，运用各种发明技法进行独创，由此做出的首创发明就具有绝对的新颖性。
先进性——小发明的技术要求
假如一项小发明具备了新颖性，是不是就是一项优秀的小发明呢？不一定。因为，对小发明有新颖性的要求外，还要对它的使用、技术有所要求，即使用起来是否方便又省力，是否提高了工作效率，技术上是否比已有的东西先进？因此，先进性是小发明的又一个重要质量标准。
（1）什么是小发明的先进性呢？
小发明的先进性是指一项小发明在和用途、性能类似的东西相比较，技术上有所进步，解决了以前没有解决的难题。或者，在制作上使用了新的方法、工艺，提高了性能，这就是具备了先进性。
（2）怎样衡量一项小发明的先进性呢？
主要采取比较的方法。将小发明作品与用途相同、性能类似的东西进行比较，看一看发明作品在技术上是否先进一些。
先进性是技术革新的体现，是鉴别小发明质量高低的重要标准，小发明应当越搞越先进。
实用性——小发明的社会效益
需要是发明之本。我们搞小发明是为了满足社会和人们的各种需要。因此，一项优秀的小发明不但应具备新颖性和先进性，还应该具备实用性。实用性也是小发明的一条重要的质量标准。有些小发明，虽然结构新颖，技术也比较先进，但是不实用，制作上难度很大，或者不能投入生产。或者，即使生产出来，使用起来却极为不便。也就是，这些作品社会效益很差。这样的小发明就不具备实用性。因此，在搞一项小发明的时候，一定要认真想一想，这项小发明有没有实用性。
（1）什么是实用性？实用性是指这项小发明能制成产品供人们使用，使用起来方便，价值大。
爱迪生在发明电灯的过程中，详细分析了弧光灯等各类灯的全部资料。他根据“不管哪种发明，必须首先考虑实用价值，既要适合大众需要，又要经济实惠”的原则，认为：白热电灯光度虽弱，但比较经济，只在玻璃泡里装上一个小段耐热材料，电流把它烧到白热化时便会发光，是一种理想的灯泡。但是，关键是必须为白热灯找到一种理想的耐热材料。为此，他研究了煤气灯的全部历史，分门别类试验了1600种耐热材料、6000余种植物纤维，试验一次一次失败，但他不气馁，最后终于发明了经验实用的电灯。
（2）怎样衡量一项小发明是否具有实用性？
首先，看这项小发明是不是可以做成实物。任何一项小发明不能只有想法、构思，画出几张设计图纸，制作了象征性的模型，而必须做成实物。因为只有实物，才可能经过检验，证明这些想法、设计是合理的、可行的，证明确实能够使用。任何一项小发明只有经得起实践的检验，才能说具有实用性。有些小发明虽然构思新颖，但是在实施、制作的时候，不能达到预想的效果，显示不出它的使用价值。
其次，要看小发明能不能解决生产、工作、生活中的实际问题，产生良好的社会效益。
总之，在衡量一项小发明是不是解决实际问题的时候，应考虑一下：
（1）是不是使人们原来使用过的工具、用具，增加了新的功能；
（2）是不是让人们省了力，省了时间，节约了原材料；
（3）这项小发明制作和生产起来，是不是简单易行；
（4）使用方法是不是简便；
（5）是不是容易推广普及。
这五个方面衡量，如果它是符合的，那么，就可以认为这项小发明具有实用性。
应该明确：实用性体现着小发明的社会效益。判断一项小发明是不是实用，真正的、最高的权威不是发明者本人，而是使用这项发明成果的人。
科学性——小发明的决定因素
衡量小发明的质量，还有一个重要的标准，就是科学性。
（1）什么是小发明的科学性呢？
科学性指的是小发明的性能、原理、构造、方法等要有科学依据，不违背科学原理，没有科学性错误，不损害人们、社会的整体、长远的利益。
（2）如何判断一项小发明是否有科学性呢？
这是一项比较复杂的工作。一般要经过认真的实验检查、分析、鉴定。这些工作除了有些项目发明者可以自己做以外，有不少项目需要有关科研单位帮忙解决，才能对它科学性做出结论。
在鉴定一项小发明的科学性时，不仅考虑作品本身，还要注意考虑其它因素，如环境因素、安全因素等。有一位同学发明一种无泪蜡烛，是用几层塑料薄膜把普通蜡烛包起来，使蜡烛亮度增大，不流泪，耐燃。但是，这种蜡烛在燃烧过程中，周围的塑料也跟着燃烧，塑料燃烧时放出有毒气体，造成了环境污染，危害人们的健康。所以，这项小发明不具有科学性。因此，在创造发明过程中，一定要按照一定的科学道理进行构思、设计与制作，决不能盲目行事。
优秀的小发明应具备新颖性、先进性、实用性和科学性，这是小发明的质量标准。这“四性”是互相联系、相辅相成的，没有新颖性就不成为创造发明；有了新颖性，但不先进，不可能促进科学技术的进步，就没有实际意义；没有实用性，不会被人们承认，缺乏使用价值，起不到提高经济效益和社会效益的作用；没有科学性，在科学原理上站不住脚，或者发明不了，或者即使发明了但没有使用价值，也就没有发明的必要。因此，鉴定一项小发明要以“四性”综合起来进行分析。按照“四性”的要求去选题、去构思、去设计、去制作。这样，才有可能搞出比较好的发明来。
小发明成功的因素1
1、善于学习 勤于思考
任何创造发明都需要知识。可以毫不夸张地说：没有知识就没有创造发明。不可想象，一个一无所知的人会有发明创造。
在历届全国及各省、市青少年科学创造发明比赛中参赛的作品，绝大部分都是运用课本上知识的结果。
在搞小发明时，决不能忽视基础知识的学习。相反，要更努力学好基础知识，学得越扎实，搞小发明时就能得心应手地将科学的知识同具体的实践结合起来，运用学到手的知识进行创造。这就是说，不但要学好基础知识，而且要创造性地运用知识，激发创造潜力，使自己成为创造型的学生。
创造性的学习有哪些特点呢？
（1）善于学习，兴趣广泛，知识面广，能牢固掌握各种基础知识。
（2）不死记硬背，注重理解，能灵活运用知识。在学习知识的过程中，有意识地培养自己的创造思维能力。
（3）有强烈的创造意识和欲望，多疑好问，想象力丰富。触类旁通，善于把各种知识组合起来思考问题。
（4）善于集中注意力思考一个特定问题。敢于实在旧框框，多角度、多方位、多层次地思考。
搞创造发明，要做到勤于思考，爱迪生曾经说过：“不下决心培养独立思考的人，便失去了生活中的最大乐趣——创造。”思考是产生问题之母。只要我们对自己周围的事物多观察、勤思考，发现矛盾，分析矛盾，就有可能提出新课题。如果对自己身边的工作、学习、生活中出现的问题患“不敏感症”，熟视无睹，就提不出改革意见，搞不出创造发明来。
坚持思考使人大受其益。1832年10月，美国著名画家莫尔斯搭乘“萨丽”号油轮从欧洲返回纽约。有一天饭后，杰克逊博士在餐厅里为旅客表演实验。当他在一根铁棒周围缠绕上一根很长的铜导线，并且给导线通上电流时，只见那铁棒把另一根横在饭桌上的铁棒吸引了上来。在场的观众大为惊奇。莫尔斯边看边思考，忙问：“那个电流能跑多快？”博士回答说：“对不起，我不知道，但很神速，所以到现在还没有人测量过。”那天晚上，莫尔斯独自在甲板上走来走去，一直在想：“如果电流能不停地跑10英里，那我就让它跑遍全世界，并且用电流的停和不停、停得长得停得短等等组合起来，某一组代表一个数字，再由不同的数字代表字母……，这样不就能够即时把消息传到远方了吗？”从这以后，他每天都把这一想法无止境地追究下去。甚至把自己的画室变成实验室，夜以继日地反复研究和实验，终于在1837年发明了按动键钮便发出“滴滴、嗒嗒”声响的电报机和以他命名的“莫尔斯电报密码”。莫尔斯的这项发明使世界通信技术跨进了一个新领域。事实说明，没有思考便没有发明。
大凡创造发明者都是勤于思考。许多著名的发明家，就是坚持天天安排一定的时间思考问题的。日本发明学会会长丰泽丰雄，在每天早上参拜狐仙的15分钟内，进行思考。他颇有风趣地说：“托这个福，我每天用15分钟考虑问题，从而各种好方案、好主意相继涌现。我想，狐仙一定会在苦笑吧！”日本的中田藤三郎，因患有痔疮，上厕所的时间较长，他便别出心裁，在厕所里挂上一个小本子和一支笔，规定每天一上厕所就想方案。中田藤三郎坚持了一年，结果想出了用改小圆珠笔芯容量的方法来解决圆珠笔漏油的问题。有志于搞创造发明的青少年，要保证每天有思考的时间。每天都应当挤出一定的时间云思考和研究问题。
无数事实证明，如果每天挤出时间，或者利用一些零碎时间思考问题，并且长期坚持下去，一定会产生许多巧妙高明的构思。
怎样思考呢？思考要得法，要科学地想。
（1）要多思，广开思路，不忙于下结论。这里所说的“多思”，既有时间上的涵义“反复思考”，亦有空间上的涵义“多角度思考”。人们在常规性分析问题时，往往喜欢有序地、连贯地、按部就班地思考。对于创造发明性思考而言，常常选择不定向的、跳跃式的、自由自在的思考方式。让各种念头的小舟在思维的大海中任意漂泊。当你想好一个构思后，又从多方面云思考，还可能会想出更好的构思来。
解决一个问题并不是只有一个方案，它可以有很多个。我们在创造发明中要广开思路。
（2）思考要突破框框、独辟蹊径。发明是一项创造性的工作，是前所未有的，是不能墨守成规的。对于发明，最大的阻力是思维定势，它会使人寸步难行。因此，在思考问题时，不能先入为主，不能囚于旧框框，要敢于发现现有事物的缺点，敢于突破已有的框框。这样，才能有所发现，有所创造。
（3）思考既要全面细致，又要突出重点。小发明的设计要全面周密考虑。发明虽小，但它却是一个整体。要既考虑功能，又考虑结构；既考虑整体，又考虑部件；既考虑实用，又考虑美观；既考虑使用，又考虑经济；既考虑优点，又考虑可能出现的问题……。在全面细致的考虑中，还要抓住关键问题，突出重点，集中精力，把主要问题解决好。这个关键、重点问题是这项发明成败的决定性因素。
小发明成功的因素2
息呢？简单地说，信息是具有新内容、新知识的消息。信息的本质，指的是一种新的知识或一种新的产品诞生。随着社会的发展，时间的推移，信息所占的地位将越来越重要。搞创造发明就更离不开信息了。
信息在创造发明中两个主要作用：
（1）帮助你捕捉创造发明的目标，解决创造发明中的热点。爱迪生有一句格言：“我首先查看世界需要什么，然后，努力去发明它。”这就是从信息中选择课题。了解社会需要信息是发现创造发明课题的主要思路之一。例如，有一个制帽厂，生产的草帽销路很不好。什么原因呢？经过了解，发现草帽不用时只能背在背上，很不方便，而且一经雨淋日晒就会变色，影响美观和缩短寿命。那么人们需要一种什么帽子呢？他们派出几个调查组从群众中去调查，了解到人们需要一种美观、大方、结实、方便的太阳帽。因此，他们精心研制和发明了一种“折叠式太阳帽”，这种帽子既能遮阳，又很轻便、结实，可以折叠，便于携带，而且下小雨也可以戴，深受群众欢迎。
（2）可以检验你的创造发明是不是具有新颖性。如果信息量太少，所构思的创造发明否有新颖性，就无法判断。不少青少年搞了一些小发明，但是不了解信息，他们搞出来的都是人家早就发明了的，有的在报刊上已发表的，有的还是全国青少年科技创造发明比赛中获了奖，有时已被别人申请了专利。所以他辛辛苦苦搞出来的小发明失去了新颖性。20世纪80年级初，上海一家保温瓶厂组织了厂里的技术力量，花子大量物力、财力，研制出了以镁代替银镀制瓶胆的技术。当时认为这是一项重大发明，准备申请国家专利。谁知一查资料，发现早在1929年英国有一家公司已研制出这项技术，并且取得了发明专利权。这样，这个厂花了很大代价研究出来的成果，就算不上是新发现了，所以掌握信息在创造发明活动中是非常重要的，用以防止重复地搞创造发明。
怎样掌握信息和积累资料呢？掌握信息和积累资料的方法是很多的，除了学好课内知识以外，还有：
(1)阅读课外书籍、报刊和专利文献资料；
(2)仔细考察周围的事物；
(3)参观科技展览会、展销会；
(4)市场调查和考察；
(5)经常听看广播、电影、电视等；
(6)日常的交谈与交往；
(7)积极参加各种类型科技讲座、科普报告会和信息发布会等。
掌握信息、积累资料要注意两个问题：
（1）应当根据创造发明的特点，有针对性地去掌握和搜集信息。搜集的内容有：国内、外公开的新技术、新发明的公布与资料，国内外专利索引，各种新发明、新产品说明书；全国各省、市、自治区举办的发明展览会的有关资料、报道；全国及各省、市、自区青少年科技创造发明比赛项目的有关资料与报导；市场需求和人们的消费情况；人们对一些日用品的使用意见；发明格言，青少年发明的故事，创造发明的新方法等。从而丰富自己的知识，扩展思维，启迪智慧、触发发明灵感，提供创造构思。
（2）要一边调查考察，一边整理记录，把得到的信息整理成资料、卡片。用做笔记的方式，摘录原始资料，写提要，记心得，列索引等。对摘录的信息资料要注明出处，以便备查。这些积累的资料、卡片、笔记将成为你创造发明的思维宝库。
小发明成功的因素3
在明确了新颖性、先进性、实用性、科学性是衡量小发明的质量标准以后，同学们一定会跃跃欲试，希望自己能搞出优秀的小发明来。但是，步入小发明的成功之路，还要懂得小发明的成功要素。下面谈谈小发明成功的五个要素。
随时记录 深入研究
发现一个新问题，有了一个新构思，如果不及时把它记录下来，很快就会忘掉，再要重新把它回忆起来便很难。因此，随时随地做记录，也是创造发明所必须做的事。
做记录，就是要求把平发现的问题、涌现出来的各种构思，随时动手记录在笔记本上，把迸发出来的发明火花保留下来成为日后创造发明的“火种”。随时随地做记录，是世界上所有发明家的习惯。所以，大家应该随身携带笔记本，把见到的有关特殊现象，发现的新问题，脑子里产生的新构思，听到一切与创造发明有关的信息，全部记录下来。久而久之，你们的笔记本就会成为你们创造发明的最好的智囊和帮手，使你们得到意外的收获。爱迪生搞发明，就有良好的记录习惯。每当一个新主意出现在脑子里，他总是立即写在笔记本上。他的笔记本有匆匆记上的字句，也有奇妙的设计草图。为了发明白炽灯，他就写了上万页的笔记。奥地利的洛伊在研究药物时，一天夜里，他一觉醒来脑里突然有个主意，但没有及时记录下来，到了早晨就再也想不起来了。第二天半夜，那个想法，突然又出现了，他高兴得连忙写了记录，早上到实验室照着做实验，成功解决了神经冲动的化学媒介作用的难题。
记录是为研究服务的。随时做好记录还不够，还要对记录进行及时的研究，从中选择最有实用价值、最容易突破的关键课题。德国的欧立希记录了许多阅读资料。一次他从记录的一篇文章中知道，非洲流行着一种昏睡病，当锥虫进入人的血液大量繁殖后，人就会长时间昏睡而死。药品“阿托什尔”可以杀死锥虫，救活病人，但病人常常会双目失明。对此，欧立希进行了研究：阿托什尔是一种含砷的药品，能否改变一下这种药品的结构，使它只杀死锥虫，而不伤害人的视神经呢？发明的课题就这样提出来了。19世纪70年代，瑞曲典科学家诺贝尔正在为硝化甘油炸药的极易爆炸和不便于运输而大伤脑筋。困惑中，他信手翻阅笔记，忽然一段文字吸引了他：“硝化甘油从容器里滴入含有硅藻的地上，随即凝结……。”于是，他产生一个想法：“何不把硝化甘油和硅藻土混合起来？由此，他发明了便于运输的安全炸药。记录信息给研究者提供多大的帮助呵!
小发明成功的因素4
在明确了新颖性、先进性、实用性、科学性是衡量小发明的质量标准以后，同学们一定会跃跃欲试，希望自己能搞出优秀的小发明来。但是，步入小发明的成功之路，还要懂得小发明的成功要素。下面谈谈小发明成功的五个要素。
面向实际 选好课题
发明什么？是发明者遇到的首要问题。怎样解决“发明什么”这个难题？最好的办法是了解实际。
（1）面向身边事物。仔细分析青少年发明的获奖作品，大部分都来自身边的事物。我们身边的事物，诸如家庭中的日用品、学习用品、办公用品等并不都是十全十美的，生产这些物品的方法也不一定都是最佳的，它们或多或少地存着这样或那样的缺点。例如，挂衣服的衣架，一阵风吹来，衣架连同衣服会被吹到地上；自来水笔吸墨水时，笔杆上会被墨水沾染；停水时，忘记关闭水龙头，水来时造成“水患”……这样的事情简直太多了。如果有人能想办法克服上面各种物品存在的缺点，那么发明的课题就会源源而来。
（2）面向市场。市场上的商品琳琅满目，他们是否都十全十美呢？不一定。只要你有发明欲望，开动脑筋，留心观察，就会有所发现，这些商品会向你发出发明课题的信息。1989年，浙江省瑞安中学组织学生参加在瑞安市举办的国外小商品展览会。这些有创造心理的学生留心观察，发现有的商品外形不美观，结构不合理，功能太单调，使用不方便等缺点，于是进行了再创造的思考和实验。有的把门窗的防风钩以螺丝定位改为插闩定位，有的把日本的夜光门锁移植到荧光秤星、荧光羽毛球上……。不仅在市场，即使旅游，你也常常会有感而发，想出个发明课题来。
（3）面向文献。专利文献或科技作品常常引起人们思维的“共鸣”，启发你产生新的设想。1845年英国人W·斯旺阅读一份J·W·斯塔尔关于电灯的英国专利文献，读后才思大发。他在考虑如何制造碳丝白炽灯。经过几年努力，终于在1860年制造出世界上第一只碳化灯丝的电灯。爱迪生发明的电灯，在实用性和商业价值上都远远超过W·斯旺发明的电灯。而爱迪生的发明是在他阅读和研究了W·斯旺发表在美国的《科学美国人》杂志上的文章，得到启示后才制作成功的。参阅有关专利文献和资料，选择发明课题快速、有效，成了人们选择课题的重要途径。在选择发明课题时，要注意些什么呢？
（1）在选择发明课题的目标要专一。在我们周围有许多题目都可以成为发明课题。但是，青少年搞发明，一般都利用课余工余时间的。一个人的精力有限，不可能同时去搞许多发明。因此，只能选择一个有价值、容易完成的课题，目标专一地进行构思，收集有关信息资料，进行制作、实验，才会容易取得成功。
（2）要以简单易行的做起。小发明课题的选择，应着眼于“小”字，从小突破，从简突破，从身边的事物突破，逐步提高难度。小发明从小作品做起，容易成功，有利于提高信心，积累必要的经验。
（3）选择课题要从可能性出发，量力而行，切忌好高骛远。小发明是青少年自己的创作活动，它的产品或作品不仅需要小发明者自己去构思、设计、制图，而且还要自己去制作试验，最后做成实物。因此，一定要考虑到自己是否具备完成这项发明的能力、设备和经费等条件。
小发明成功的因素5
在明确了新颖性、先进性、实用性、科学性是衡量小发明的质量标准以后，同学们一定会跃跃欲试，希望自己能搞出优秀的小发明来。但是，步入小发明的成功之路，还要懂得小发明的成功要素。下面谈谈小发明成功的五个要素。
确定目标制定方案
选好了小发明的课题后，就应确定小发明达到的目标，并着手制定周密的实施方案。按照制定的方案去执行，实现小发明的构思、设想，制作小发明的实物作品。
一般说来，制定实施方案有以下六个步骤：
（1）列出明确的发明目标，确定这个目标的具体要求；
（2）分解目标。把已确定的目标分解成一些小目标，拟出为实现每个小目标所必须解决的每一个小问题；
（3）广泛收集与发明目标有关的情报资料，并进行仔细的研究，找出它的特征和缺点，分析借鉴，扩展思维，由此及彼，推陈出新。
（4）形成构思。为实施每个小目标和解决每一个小问题寻找可行的途径和办法。把可行的途径和办法进行组合、构思，设计出这项小发明的总体实施方案。
（5）对总体构思、设计方案进行深入思考，反复补充和修正，使之更加完善。
（6）按实施方案的步骤，做出样品，进行实验。以实践的结果对发明的目标进行检验，看是否达到了预期的目的。
猴子实验——群体惯性
创新的思维障碍——定势思维，猴子实验——群体惯性
有科学家曾做过一个实验：将4只猴子关在一个密闭的房间里，每天喂很少食物，让猴子饿得吱吱叫。数天后，实验者在房间上面的小洞放下一串香蕉时，一只饿得头昏眼花的大猴子一个箭步冲向前，可是当它还没拿到香蕉时，就被预设机关所泼出的热水烫得全身是伤，当后面三只猴子依次爬上去拿香蕉时，一样被热水烫伤。于是猴子们只好望“蕉”兴叹。
又过了几天，实验者换进一只新猴子进入房内，当新猴子肚子饿得也想尝试爬上去吃香蕉时，立刻被其他3只猴子制止，并告知有危险，千万不可尝试。实验者再换一只猴子进入，当这只猴子想吃香蕉时，有趣的事情发生了，这次不但剩下的两只老猴制止它，连没被烫过的半新猴子也极力阻止它。
实验继续，当所有的猴子都已换过之后，仍没有一只猴子敢去碰香蕉。上头的热水机关虽然取消了，而热水浇注的“组织惯性”束缚着进入笼子的每一只猴子，使它们对唾手可得的盘中美餐——香蕉，奉若神明，谁也不敢前去享用。
这就是群体惯性形成的过程。在变化莫测的市场环境中，企业要想赢得竞争优势，就必须学会随着时代的发展变化而迅速调整，否则只能像故事中的猴子那样，在昨天的教训上平白失掉明天的机会。
然而，一些把成功归因于富有竞争力的经营管理模式的企业，面对一切以变化为主题的现实，仍高高在上，丝毫不怀疑让自己成功的经营管理模式的价值和适用性，不思更新，固执地运行在“成功经验”的轨道上。结果，由于一成不变，企业昔日的辉煌渐渐蜕变为组织惯性，成为企业生存道路上的羁绊。
引火烧身——线性思维
创新的思维障碍——定势思维，引火烧身——线性思维
有这样一则幽默：美国航天员在太空中用圆珠笔写不出字来，于是美国航天局决定划拨100万美元的专款攻关。研究是在极其秘密的状态下进行的，结果不用我说，大家也能够猜得出来，凭美国的人、财、物力，这不过是小事一桩、小菜一碟！最后研制出了专用的“太空笔”。庆祝之余有位官员突生疑问：苏联航天员在太空中是用什么笔写字的呢？一批精干的谍报人员被派了出去，答案很快就有了：苏联航天员用的是铅笔！
现实生活中类似的“线性思维”的例子不胜枚举，但可并不都是幽默，有的甚至是血的教训。一个漆黑的夜晚，司机老王开着一辆“除了喇叭不响什么都响的”北京吉普外出，车行半路抛了锚，他初步判断是油耗尽了，便下车检查油箱。没带手电筒就顺手掏出打火机照明，随着“轰”的一声巨响，他就什么也不知道了……等他醒来时正躺在医院的病床上，是一位路过的好心司机把他救了，车报废了，脸毁了容，万幸的是命总算捡了回来。老王说：“当时只是想借打火机的光，看清油箱里究竟还剩多少油；根本不成想打火机的火，会引爆油箱并引火烧身。”这是典型的由“线性思维”惹的祸。
线性思维模式有两个基本特点：（1）把多元问题变为一元问题。客观对象所包含的问题往往是多元的，线性思维模式要求把其中一个问题突出，把其余问题撇开，或者把复杂问题归结为一个简单问题，然后予以处理。（2）用一维直线思维来处理一元问题，使之成为具有非此即彼答案的问题，并排除两个可能答案中的一个。
大象的悲剧——惰性思维
创新的思维障碍——定势思维，大象的悲剧——惰性思维
一家马戏团突然失火，人们四处逃窜，所幸没有人员伤亡。但令马戏团老板伤心和不解的是：那只值钱的大象却被活活地烧死了。
“这怎么可能呢？栓住大象的仅仅是一条细绳和一根小木棍啊！”老板怎么也想不通。
通常，没有表演节目时，马戏团人员会用一条绳子绑在大象的右后腿，然后绑在一根插在地上的小木棍上。以避免大象逃跑。我们都知道以大象的力量，可用长鼻子卷起大树，拖拉巨大的木材。甚至可以一脚踏死动物。为什么它如今则乖乖地站在那里呢?
原来，当这头小象被捕捉时，马戏团害怕它会逃跑，便以铁链锁住它的脚，然后绑在一棵大树上。每当大象企图离开它时．它的脚被铁链蘑得疼痛，流血，经过无数次的尝试后，小象并没有功逃脱。于是在它的脑海中形成了一旦有条绳子绑在它的脚上，它是永远无法逃脱的印象。因此，当它长大后．虽然绑在它脚上的只是一条小绳子和小木棍，但它懒得再去思考栓住它的是什么东西。
惰性思维是指人类思维深处存在的一种保守的力量，人们总是习惯用老眼光来看新问题，用曾经被反复证明有效的旧概念去解释变化世界的新现象。不去尝试，不敢冒险，因循守旧，大好的时机和自身无限的潜能被白白地葬送，挫折和失败的悲剧肯定不可避免。
比如说看魔术表演，不是魔术师有什么特别高明之处，而是我们大伙儿思维过于因袭习惯之势，想不开，想不通，所以上当了。比如人从扎紧的袋里奇迹般地出来了，我们总习惯于想他怎么能从布袋扎紧的上端出来，而不会去想想布袋下面可以做文章，下面可以装拉链。
在生活的旅途中，我们总是经年累月地按照一种既定的模式运行，从未尝试走别的路，这就容易衍生出消极厌世、疲沓乏味之感。所以，不换思路，生活也就乏味。很多人走不出思维定势，所以他们走不出宿命般的可悲结局；而一旦走出了思维定势，也许可以看到许多别样的人生风景，甚至可以创造新的奇迹。因此，从舞剑可以悟到书法之道，从飞鸟可以造出飞机，从蝙蝠可以联想到电波，从苹果落地可悟出万有引力……常爬山的应该去涉涉水，常跳高的应该去打打球，常划船的应该去驾驾车，常当官的应该去为民。换个位置，换个角度，换个思路，也许我们面前是一番新的天地。
失去的金子——习惯思维
创新的思维障碍——定势思维，失去的金子——习惯思维
一个穷人在一本书里发现了寻找“点金石”的秘密，点金石是一块小小的石子，它能将任何一种普通的金属点化成纯金。点金石就在黑海的海滩上，和成千上万的与它看起来一模一样的小石混在一起，但秘密就在这儿。真正的点金石摸上去很温暖，而普通的石子摸上去是冰凉的。所以，当它摸着石子是冰凉的时候，他就将它们扔到大海里。他这样干了一整天，却没有捡到一块是点金石的石子，然后他又这样干了一星期，一个月，一年，三年，可他还是没有找到点金石。然而他继续这样干下去，捡到一块石子，是凉的，将它扔到海里，又去捡起一颗，还是凉的，再把它扔到海里，又一颗……
但是有一天上午他捡起了一块石子，而且这块石子是温暖的——他把它随手就扔进了海里。他已经形成了一种习惯，把他捡到的所有的石子都扔进海里。他已经习惯于做扔石子的动作，以至于当他真正想要的那一个到来时，他也还是将其扔进了海里……
贝弗里奇在其《科学研究的艺术》一书中解释了惯性思维：“我们的思想多次采取特定的一种路，下一次采取同样的思路的可能性就越大。在一连串的思想中，一个个观念之间形成了联系，这种联系每利用一次，就变得越加牢固，直到最后，这种联系紧紧地建立起来，以致它们的连接很难破坏。这样，正像形成条件反射一样，思考受到了条件的限制。我们很可能具备足够的资料来解决问题，然而，一旦采用了一种不利的思路，问题考虑得越多，采取有利思路的可能性就越小。”
创新的思维障碍——偏见思维
曾经读到过这样一则故事：
一只驴子背盐渡河，在河边滑了一跤，跌在水里，那盐溶化了。驴子站起来时，感到身体轻松了许多。驴子非常高兴，获得了经验。后来有一回，它背了棉花，以为再跌倒，可以同上次一样，于是走到河边的时候，便故意跌倒在水中。可是棉花吸收了水，驴子非但不能再站起来，而且一直向下沉，直到淹死。
无独有偶，新近又读到了这样一则古老的寓言：
从前，有个卖草帽的人，每天，他都很努力地卖着帽子。
有一天，他叫卖得十分疲累，刚好路边有一颗大树，他就把帽子放着，坐在树下打起盹来，等他醒来时，发现身旁的帽子都不见了，抬头一看，树上有很多猴子，而每只猴子的头上都有一项草帽。他十分惊慌，因为，如果帽子不见了，他将无法养家活口。突然，他想到猴子喜欢模仿人的动作，他就试着举起左手，果然猴子也跟着他举左手；他拍拍手，猴子也跟着拍拍手。
他想机会来了，于是他赶紧把头上的帽子拿下来，丢在地上。猴子也学着他，将帽子纷纷扔在地上。
卖帽子的高高兴兴地捡起帽子，回家去了。回家之后，他将这件奇特的事，告诉他的儿子和孙子。
很多很多年后，他的孙子继承了家业。有一天，在他卖草帽的途中，也跟爷爷一样，在大树下睡着了，而帽子也同样地被猴子拿走了。
孙子想到爷爷曾经告诉他的方法。于是，他举起左手，猴子也跟着举起左手；他拍拍手，猴子也跟着拍拍手，果然，爷爷说的话真管用。
最后，他摘下帽子丢在地上；可是，奇怪了，猴子竟然没有跟着他做，还是直瞪着眼看他，看个不停。
不久之后，猴王出现了，把孙子丢在地上的帽子捡起来；还很用力地对着孙子的后脑勺打了一巴掌，说：“开什么玩笑！你以为只有你有爷爷吗？”
驴子为何死于非命？孙子为何不能像爷爷当年那样拿回被猴子拿走的帽子？每一个人都能够看得出：很重要的一个原因是他们都机械地套用了经验，受了经验偏见思维的影响，他们未能对经验进行改造和创新。
正是经验使我们昂首否定，还是经验又让我们低头认错，人们总是跳不出经验，它甚至让一切最大胆的幻想都打上了个人经验的偏见，就像作家贾平凹所津津乐道的某一个农民的最高理想：“我当了国王，全村的粪一个不给拾，全是我的。”这似乎就是人们说的“乡村维纳斯效应”。德波诺在《实用思维》一书中饶有兴味地描述了一种常见的社会现象：“在偏静的乡村，村里最漂亮的姑娘会被村民当作世界上最美的人（维纳斯），在看到更漂亮的姑娘之前，村里的人难以想象出还有比她更美的人。”在村里，它是真理，在全世界，它就是偏见。
鸡眼思维——利益偏见
创新的思维障碍——偏见思维
所谓利益偏见不是指由于你的利益关系会导致你立论的有意识的明显偏颇，而是指一种无意识的偏斜——对公正的微妙偏离。
利益偏见更普遍的情况则是所谓的“鸡眼思维”，也就是马克思所说的：“愚蠢庸俗、斤斤计较、贪图私利的人总是看到自以为吃亏的事情；譬如，一个毫无修养的粗人常常只是因为一个过路人踩了他的鸡眼，就把这个人看作世界上最可恶和最卑鄙的坏蛋。他把自己的鸡眼当做评价人们行为的标准”。然而推而广之，普通人难道没有偏见吗？一些普通人的话语表述背后难道就没有值得思考的地方吗？事实上，大多数的恋人都认为自己找到了世上最好的人，大多数孩子也都会得出结论说自己的父母是世界上最好的父母。所谓“忘婆卖瓜自卖自夸”其实就是一种典型利益偏见思维模式。
不识庐山真面目——位置偏见
创新的思维障碍——偏见思维
有一则禅的故事说的是小海浪与大海浪的对话：
小海浪：我常听人说起海，可是海是什么？它在哪里？
大海浪：你周围就是海啊！
小海浪：可是我看不到？
大海浪：海在你里面，也在你外面，你生于海，终归于海，海包围着你，就像你自己的身体。
尼克松总统水门事件被黜后，跌至人生谷底，这时他才得以悟出：“最美的风景不是登上峰顶所看到的，而是下到谷底抬头所体会到的”这句话。这与哈维尔在历经磨灭难后所得出的结论是一样的：“为了在白天观察星辰，我们必须下到井底，为了了解真理，我们必须沉降到痛苦的底层”。这就叫“思不出其位”。每个人都生活在一定的社会坐标体系中，各种思想无不打上其鲜明的烙印，连老黑格尔也不忘说：“同一句格言，出自青年人之口与出自老年人是不同的，对一个老年人来说，也许是他一辈子辛酸经验的总结。”这正是：少年听雨歌楼上，红烛昏罗帐。壮年听雨客舟中，江阔云低断雁叶西风而今听雨僧庐下，鬓已星星也。悲欢离合总无情，一任阶前点滴到天明。站在什么样的年龄位置就会有什么样的感情。这与站在什么样的物理位置，就会得出什么样的认知是一样的。
在一些企业里，老板总抱怨员工出工不出力、磨洋工，员工总抱怨老板发的钱太少、心太黑。这其实就是各自所处的位置不同，才导致双方似乎无法弥合思维差距。
创新的思维障碍——偏见思维
“情人眼里出西施”——文化偏见
创新的思维障碍——偏见思维
著名华裔人类学家许烺光（曾任美国人类协会主席）在《美国人与中国人》一书中十分严肃地举了一个例子：“在一部中国电影中，一对青年夫妇发生了争吵，妻子提着衣箱怒冲冲地跑出公寓。这时，镜头中出现了住在楼下的婆婆，她出来安慰儿子：‘你不会孤独的，孩子，有我在这儿呢。’看到这儿，美国观众爆发出一阵哄笑，中国观众却很少会因此发笑。”这两种截然不同的反应所透出的文化差异是明显的，在美国人的观念中，婚姻是两个人的私事，其间的性关系是任何别的感情无法替代的。而中国观众却能恰当地理解母亲所说的含义。这正如一些美国留学生在读了《红楼梦》后，总是不解地问中
我们所有的人都受到自己所在地域、国家、民族长期积淀的文化的影响，看待问题的角度不可避免地打上文化、宗教、习俗的烙印。这就是为什么一些美国人对中国对台湾坚定的态度不可理解，同样，一些中国人对美国为什么老是抓住人权不放也感到不可思议的原因。
以偏概全——点状思维
创新的思维障碍——偏见思维
在白纸上画一个黑点，而后问：你看到了什么？
答案至少有一百种：芝麻、苍蝇、图钉、太阳的黑子、污迹......这些都是常规的联想，有的人的思维就更活跃一些，他可能会回答说：我看到了缺点......我看到了遗憾......我看到了损失......
但是，为什么就没有想到其他的？
为什么你的眼睛仅仅盯住那个黑点？而没有看到黑点旁边的那一大片的白纸？而正是这个黑点束缚和禁锢了我们的思维，使我们看不到其余更多的更好的更丰富的东西。某些人一件事情没有办好，就垂头丧气——“我真没用，我真窝囊，我是天底下最愚蠢的人。”透过别人不经意的一句话或一件事就给这个人下定义——“他品质有问题。”其实，更重要的是我们要关注广阔的存在，而不是那个黑点。
固执己见——刻板印象
创新的思维障碍——偏见思维
曾经在某一网站看到这样一个笑话：如果你的前面是一位发怒的重庆女孩，后面是万丈深渊，那么，奉劝你还是往后跳吧！这个笑话不能说没有一点道理，重庆女孩的泼辣，可以说是“盛名远播”，因此，一提到重庆女孩，首先浮上脑海的就是“泼辣”二字，丝毫不顾其中是否有被冤枉的“例外”，这就是所谓“刻板印象”。
刻板印象指的是人们对某一类人或事物产生的比较固定、概括而笼统的看法，是我们在认识他人时经常出现的一种相当普遍的现象。我们经常听人说的“长沙妹子不可交，面如桃花心似刀”，东北姑娘“宁可饿着，也要靓着”，实际上都是“刻板印象”。
刻板印象的形成，主要是由于我们在人际交往过程中，没有时间和精力去和某个群体中的每一成员都进行深入的交往，而只能与其中的一部分成员交往，因此，我们只能“由部分推知全部”，由我们所接触到的部分，去推知这个群体的“全体”。刻板印象固然有省事省力的好处，但不少情况下却会出现耽误大事的判断错误。
霍布森选择——封闭思维
创新的思维障碍——偏见思维
300多年前英国伦敦的郊区，有一个人叫霍布森。他养了很多马，高马、矮马、花马、斑马、肥马、瘦马都有。他就对来的人说，你们挑我的马吧，可以选大的、小的、肥的，可以租马、可以买马。你们都可以选呢，人家非常高兴去选东西了，但是整个马圈旁边只有一个很小的洞，很小的门，你再选大的马出不来的，它的门很小。后来获得诺贝尔奖的一个人叫西蒙，就把这种现象叫做霍布森选择。就是说，你的思维你的境界只有这么大，没有打开，没有上层次，思维封闭，结果就是你别无选择。
第二章 发明创造的基本方法
发明创造有章法，学习和掌握好创造发明的一般技法，对于开展创新活动有积极的指导作用。本章介绍青少年开展创造发明活动中常用的一些方法及应用，供同学们参考。
第一节 组合发明法
组合发明法是指按一定的技术原理，把某些技术特征进行新的组合，构成新的技术方案的发明技法。爱因斯坦曾说过：“我认为为了满足人类的需要而找出已知装置的新的组合的人就是发明家。”
组合发明法的类型有“技术手段”与“技术原理”多种组合，主要有：
１．异物组合
例一，火药的发明，其组合有硝酸钾、木炭和硫磺，遇火就会爆炸。
例二.，汽车是由发动机、离合器、传动装置等各部件组成。在功能上相互支持配合的发明创造的产物。
例三.，收音机和录音机的组合也受到人们的欢迎。如果使收音机与钟的技术特征有机地组合起来，变为一种新颖的“钟控收音机”，无疑是一个成功的组合发明。
例四，“方便提漏”是“提子”和“漏斗”两件不同但又有密切关连的用具的组合。这件作品的关键是提子和漏斗之间附加阀门，如图3所示，在使用时只要往瓶口上一搁，液体顺利流下，提起时塞子自动落下。
例五.，“多用指挥台”是我校学生发明的一件作品，获省小发明二等奖。
如图4所示，它是集发令、领操、领奖等多种用途的体育用品组合件，具有一定的实用价值。3号台像抽屉一样可伸缩，底座装有轮子，推动到场地后用翻板撑起，可固定住指挥台。
2．同物组合
例如.“双头钉书机”、“双头话筒”、“母子灯”、“双色笔”等用具，使用起来既方便又实用。
3．主附组合
例如.带闪光灯的照相机、自行车的车铃和车灯、跳绳的绳子上加一个计数器，都属于此种类型。
4．重组组合
例如.移动电话(俗称大哥大)属于重组组合。同样，把录象机、放象机、电视机重新组合成一体机也会很受欢迎。晶体二极管、晶体三极管是科学家把P型半导体和N型半导体进行了重组组合而制成的。如图5所示，可形成PNP型和NPN型各类晶体管。
PN晶体二极管
P型半导体N型半导体P型半导体
晶体三极管PNP
组合创造法通常按以下程序进行：
(1)确定组合对象；
(2)提出多种组合设想,捕捉新课题.；
(3)对新设想进行技术分析,得出有实用价值的新产品或新技术。
.组合发明法是一种被广泛应用的发明技法。组合只要合理有效就是一件成功的发明。有人说，当今世界首创性发明是很少的,绝大多数都是组合发明，这句话是有一定的道理。美国阿波罗登月火箭总设计师韦伯说："我们所用的技术，都是已有的、现成的关键在于综合。”组合现象在我们身边到处可见，大至宇宙飞船，小至教鞭式的圆珠笔，都闪烁着组合创造的火花。
还有一种叫随机组合构思法，用随机联想的手段把两种事物进行“强制性”的组合，以产生意想不到的效果。这是开展小发明活动中一种实践方法。现将二元坐标法介绍如下：
从自己身边或想象中列出各种各样事物、功能、材料、颜色、外形等，组成二元坐标。列表举例：(表中，ｏ表示已有发明；ｐ表示有联想意义；ｘ表示一时难以联想。)
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电 |
磁 |
绳 |
罩 |
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灯 |
O |
O |
O |
O |
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钥匙 |
P |
P |
O |
X |
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雨 |
X |
X |
X |
O |
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钻 |
O |
P |
X |
X |
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笔 |
O |
O |
O |
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杯 |
O |
O |
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塑料 |
P |
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玻璃 |
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第二节 观察分析法
人们通过感觉器官有目的有计划地感知客观对象，获取科学事实，进行分析验证，从而做出发明创造的一种方法，叫做观察分析法。观察分析的方法是多种多样的，可以是：
(１)需求例举：人类有生理需求、安全需求、等。生理需求是指衣、食、住、行等，安全需求是指避免意外事故、人类安康长寿等。为了适应人们的需要愿望去观察去调查、抓住生活或生产中某一需要下功夫去研究，寻找创造发明的课题。例如，“母子雨衣”、“晴雨两用伞”等。
(２)希望例举：从个人或社会的意愿和需要，提出实现其愿望的种种设想。例如：希望能省力地搬重物上楼，就发明了一种爬楼梯的小车。希望像鸟一样在天空飞行，就发明了气球、飞机。希望三角板能当圆规用，就发明了“带圆规的三角板”。人们穿着的服装能变化，不断更新，是因为顾客的“愿望”在不断地改变。如有人希望有一种不用钮扣、穿脱方便的服装，于是就设计出一种尼龙搭扣的服装。
当然，并不是所有的愿望都可变成发明。例如，早期有人就想制造一种“永动机”，只要机器一开动，不用任何燃料或能量便能一直不停地工作下去。有不少发明家为此绞尽脑汁，并制造出各种稀奇古怪的机器。然而，无论他们怎样精心设计，这些机器总不能永远地开动。后来，科学家证实，根据能量守恒定律，永动机是不可能存在的，是一种不符合科学道理的幻想。
(３)缺点例举：观察产品和工艺的缺点、问题及不足，找出改进重点，制定发明方案。如：黑板反光使学生看不清黑板上的字，有人就发明了平玻璃黑板。原先发明的钢笔出水慢，不太流畅，美国的沃特曼就在钢笔尖中部钻一小孔，开一条细缝制作了这种新型钢笔尖，出水流畅，很受欢迎。从此，沃特曼也成为世界的“钢笔大王”。又如，美国的一位画家名叫海曼，他在用铅笔画素描时，常用橡皮擦除，可是，小小的橡皮经常不见，很恼火，干脆用细绳把铅笔和橡皮连接起来，但使用起来还是不方便。后来，他把小橡皮装在铅笔的尾部，成为一支带橡皮的铅笔，并获得了专利，逐步在世界上推广开来。
我国著名科学家李四光冲曾告诉人们：“观察是得到知识的一个重要步骤”。达尔文则说“我既没有突出的理解力，也没有过人的机智，只是在观察那些稍纵即逝的事物，并对其进行精细观察的能力上，我可能在普通人之上”。我们既要对宇宙空间的万物进行观察分析，也要对前人积累的知识经验进行观察分析。从事发明创造，一定离不开观察分析，并付诸实践检验，就有可能获得成功。以下几个实例也说明观察分析的重要性。
例一，英国细菌学家弗莱明在研究各种葡萄球菌时，发现在一瓶未加装置盖的培养皿边沿生长了一种奇特的霉菌，离它较远的葡萄球菌也被它溶解了。对于这种奇特的现象，弗莱明进行了仔细的研究，结果发现了青霉素，获得了1945年的医学生物学奖。无独有偶，发现青霉素50年前，日本的科学家也观察到同样的现象，只把它当成一种普通的现象，一念之差，失去了科学界的最高奖。
例二.，拉链的用途很广泛，但上下拉动时，锁扣的入口处常把两边的布边夹住而拉不动。一中学生通过仔细观察，找到了发生毛病的症结，他在锁扣入中处上下两边，做成类似龟壳状，当拉动锁扣时，就象破冰船一样，先把布边撑开，便使锁扣顺利通过，效果很好。获全国小发明一等奖。
例三，“母子雨衣”、“纸杆铅笔”、“双向可调手电筒”、“折叠式尼龙绸太阳帽”等。都是根据生活需要而创造出来的。
例四.，“视力检查辅导助器”是我校的一件小发明作品，获省青少年小发明比赛二等奖。大家知道，测视力时，当老师用杆子指住视力表上一个“Ｅ”时，要用手往右摆一下，而老师也经常要把头转来转去，用手示意也不很方便，即使用了反光镜来辅助，也会打手势模糊而出现差错。这个辅助器包括指示器、健盘、眼罩三部分。如图6所示。
它制作简单、操作方便、容易掌握。只要戴上眼罩遮住一只眼，后根据所指的符号的开口方向，按一下相应的按键，指示器相应的一只小灯炮发光，一目了然，可减少一些麻烦。图6
第三节 联想构思法
把某工程技术领域里的某种现象与其他领域里的事物联系起来加以考虑的方法叫联想构思法，或称想象法。“所谓想象，就是把浮现在脑海中的形象重新进行组合安排。”
爱因斯坦说“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉”。
根据两个对象之间在某些方面(如:外形、结构、性能、需求等)的相同或相似,通过联想,推出其他方面的的有用作品，也是一种思路。联想来自人的思维能力，人有视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉这五种感觉，这种感觉传到头脑中，产生思考，获得联想，就会得出想象，组合成一种科学的设想。
联想构思法的以下类型：(1).接近联想;(2).相似联想;(3).对立联想；(4)类比联想。可以用一个简单例子来说明：
对立联想接近联想相似联想类比联想
山－－－－－河－－－－－鱼－－－－－虾－－－－－虫。
例一，锁扣安装不好，会钩人的衣角，使人
行动不方便，一小学生发明了一种新式的门扣，如图7所示。使用时横着扣，不用时竖直下垂。该作品获青少年小发明比赛一等奖。
例二，美国琴纳发现挤奶女工手上长了脓胞后，便不再得天花这一事实，发明了牛痘接种法。图7
例三，我校发明的“电磁测微仪”作品获98年全国青少年发明创造比赛二等奖，并获得国家专利。本作品根据电磁学原理，利用通电螺线管中的电磁力推动金属弹簧片去驱动显微镜下的载玻片移动，带动被测小物体一起移动。联想构思法的应用起了关键的作用。它是由显微镜、电压表、驱动构件三者组合而成。外形结构如右图8，也是学生实验中常见的实验仪器。显微镜下可观察植物
细胞，花粉等的形状，大小，如何能定量测定其线度的大小，这就是一个很重要的课题。通过联想构思，反复实验，终于获得了成功。图8
第四节 移植发明法
什么是移植呢?如农业上,将这里的植物苗移栽到别处去；医学上将身体的某一部分或某一器官移植到自己或他人的特定部位去，就叫移植。移植发明法，是指将某一领域中的原理、方法、结构、材料、用途等移植到另一个领域中去，从而发明创造出新的作品。曾有一位发明家说过：“移植发明法是科学研究中最有效、最简单的方法，也是应用技术研究最多的方法之一，重要的科学研究成果，有时来自于移植。”
移植发明法的主要类型有：方法的移植、原理的移植、材料的移植、结构的移植和用途的移植等。现简述如下：
1．方法移植：
例如，听诊器是医生的常用器械，它是法国医生莱纳克发明的，莱纳克很早就想发明一种能及早发现人体心脏运动是否正常，但苦于没有好的方法。一天他偶然发现两个孩子在翘翘板上，一个孩子耳朵贴在翘翘板上，另一个孩子用钢针在板上划动，莱纳克好奇地也俯着耳朵一听，果然听到了另一端划木头的声音，他就借鉴这种方法发明了世界上第一只听诊器。
又如，鱼网是用来捕鱼的，可是在自然保护区内，人们用它来捕捉珍稀动物，这样不至于伤着它们。
再如，面包是由面粉经过发酵加工而成的。把面包发酵的方法移植到塑料加工上，对塑料进行发酵处理，就发明了价廉物美的泡沫塑料。同样，泡沫金属、橡胶海绵、气泡混凝土都是用这种方法移植的现代产品。
2．材料移植：
例如，过去的洗衣机外壳用钢板制造，容易生锈和发生触电事故，现在改用硬塑料外壳，提高了综合性能。
又如，过去一直用丝绸、棉纱织布制衣，现在可用化学纤维、特种纸张来制作衣服。
再如，有一中学生将原来的助焊剂进行重新配制，改变了原来的成份，使新配制的助焊剂能够助焊不锈钢、黄铜、铁等金属物品，焊接速度大大提高，产生了明显的效果。
3．原理移植：
例如“太阳能雨伞灶”，雨天用它挡雨，晴天，在阳光下把伞倒放，伞柄指向太阳，铬材料的发光层能在伞的聚焦点产生出500度的高温，便可以烧水做饭菜。
又如，蛋壳的外形呈拱形结构,能够承受较大的压力,建筑队师们用此原理设计院成功了大型游乐宫、球形体育馆、各种拱桥等等。
再如，科学家把蝙蝠探路的原理移植到发明超声波仪器中，这种仪器目前已被广泛用于军事、医疗、环保、远航等方面。
4．结构移植：
例如，人们利用动物的骨骼结构，把它用于桥梁设计上，于是创造出平直形桥、吊形桥、悬臂形桥等许多新颖桥梁。
又如，“拉链”的结构移植外科手术上，用来弥合伤口；用于折叠式箱柜，家用蚊帐也有独到之处。
再如，将人用手抓拿衣物时，手指的关节变化规律，应用于机器手或模仿发明一种"机械抓物器"。
应用移植发明法，首先要从问题出发，寻找方法、原理，进行移植，其次从结构、材料等方面进行分析研究，创造出与原型完全不同的新作品，达到创新的目的。
为了测定微小质量，寻找一种简单易行的测量方法，绍兴一中学生发明的“微质量光学秤”就是将“库仑扭秤”的基本原理，进行了合理的移植，并通过对结构和材料的分析研究，制作了与原型完全不相同的“质量扭秤”，取得了惊人的成功。使用它可以测量出一只蚂蚁的质量，一张小纸片上写一个字的份量也能被秤出来。
第五节 逆向发明法
世界上所有事物都有正反两个方面，其表现形式是多种多样的，如大小、上下、东西、里外、正负、作用力与反作用力、分解与化合等等。人们沿着事物的相反方向，用反向探索的思维方式对现有产品或课题设计进行逆向思考，提出新的设计和新的发明的一种方法，我们称逆向发明法。
逆向思维方式一般可分为功能反转、结构反转、因果反转、状态反转四种类型。
一．功能反转
功能反转是指从已有事物的相反功能，去设想和寻求解决问题的新途径，从而获得新的创造发明。
例一．德国某造纸厂，因工人的疏忽在生产中少放了一种胶料，制成了大量不合格的纸，用墨水笔一写，字迹就化开来，如果这批纸全部报废就会给公司带来重大的损失。肇事工人拼命地想:有没有什么好的补救办法呢?有一天，他因漫不经心把墨水洒在了桌子上，便慌慌张张地用边上的那张纸来擦，结果墨水被吸得干干净净，"变废为宝"的念头在他的头脑中一闪而过，就这样这批纸当作吸墨水纸全部卖了出去。后来，又有人做了个带把的船形架，把吸墨水纸装在上面，这样，一个"吸墨器"的新发明就诞生了。
例二．一位同学在复习的时候，常为在嘈杂的环境里无法朗读、背诵课文而烦恼。该怎么办呢?一次，他想到医生用的听诊器不受外界的干扰，可以听到病人心脏跳动的声音而大受启发。于是他找来塑料漏斗作话筒，两个橡胶瓶塞作耳塞，中间用橡皮软管连接。做好后，他对着话筒朗读课文，这时耳朵里不再灌满周围的噪声，而能清晰地听到自己的朗读声。就这样一个小发明"排干扰朗读器"诞生了。这个小发明已生产成产品出售，受到了广大学生的欢迎。
二、结构反转
结构反转是指从已有事物的相反结构形式去设想和寻求解决问题新途径。
例一。飞机设计师在第二次世界大战后，把飞机的机翼由"平直机翼"改为"后掠机翼"，使飞机的飞行速度由低于声波速度的"亚音速"提高到"超音速"。
例二．烧蜂窝煤炉的时候，有一件事很麻烦，那就是当下面的一个蜂窝煤
烧枯而需要在上面添加一个新的蜂窝煤时，一种办法是烧枯的蜂窝煤往下揿，这样由于炉栅条的阻挡，不仅费力，而且揿碎的煤灰会飞扬开来造成污染;另一种方法是把上面的蜂窝煤先夹出来，接着再把下面烧枯的蜂窝煤夹出来。这样做灰是少了，可是很麻烦。上海的一位同学用"结构反转"的办法把炉栅的栅去掉，改成在圆环的四周制成五个坡口向上，直径小于蜂窝煤的煤爪。这样一个新发明"无炉栅蜂窝煤炉"就完成了。使用的时候，只要在上面轻轻地一揿，就能把带有五个爪痕而基本完整的蜂窝煤揿下去。这个发明成果已生产出售，并受到用户的欢迎，并在全国发明展中获得了银牌。
三、因果反转
因果反转是指从已有事物的因果关系，变因为果去发现新的现象和规律，寻找解决问题的新途径。
例一．半导体致冷元件是用帕尔帖效应的工作的，人们利用这种原理发明了野外高温作业用的小功率制冷机，以及医疗急救用的小型无噪声的制冷机等。
例二．帕尔帖效应的逆效应是塞贝克效应，事实上半导体致冷元件也可工作在塞贝克效应下，其热电转换效率比金属高。有人又利用半导体致冷元件的热能一电能的转换特殊性，在半导体致冷元件两端维持60C以上温差时，所产生的电可点亮一个小电灯，设计发明出一种热能一电能转换的照明产品。
例三．在发明史上，由奥斯特电能生磁的发现和电磁铁的发明到法拉第提出磁能生电，到发电机的发明;从爱迪生发现送话器听筒音膜有规律的振动到他发明留声机，都说明因果反转是导致新发明的有效方法。
四、状态反转
状态反转是指人们根据事物的某一属性"(如动与静)的反转来认识事物和引发创造发明的一种方法。
例一．过去用锯和刨来加工木头时，都是木头不动而锯子和刨子动。自从人们发明了固定的电锯机和电刨机，就改成了木头动而机器不动。同样"电梯"的发明也是这样，原来是人动"梯"不动，现在是"梯"动人不动。
例二．相传北宋史学家司马光在儿童时期就聪明过人，有一次，他和一群孩子在一一起玩耍，有个小朋友一不小心突然跌进了盛满水的大缸中，缸太高，骇子们没法拉他上来，于是孩子们急得手足无措，又叫又喊，这时，司马光捡起一块大石头，并举得高高地扔向缸体，将缸撞破，水流了出来，落水的孩子得救了。司马光在缸高人小的情况下，采取了"一反常态"、力所能及的方法，救出了孩子，这里表现了他的思维方法就是与众不同，是一种反向、颠倒的思维方法。
弯下腰来，从两腿之间看身后的世界，这世界是颠倒的，又是新奇、陌生的，有时候，人的思维如颠倒过来想一想，往往会产生一种意想不到的效果。在创造思维和发明中，运用反向、颠倒思维的实例很多。本世纪40年代，匈牙利人发明了圆珠笔不久，人们发现，圆珠笔在书写过程中，随着笔珠的磨损而变小，从而引起漏油的毛病，既弄脏纸张，又污染衣袋，许多人因此对圆珠笔产生厌烦情绪，于是，不少人就想方设法提高珠子的耐磨性。但是，这一问题解决了，笔杆与笔球相接触的耐磨问题又出现了。这时，日本人中田却"反过来"想这个问题:为什么不把注意力放到笔芯上呢?如果笔芯的装油量适当减少，使得圆珠笔在磨损漏油之前，芯子内的油已经用完了，不就无油可漏了吗?通过反复试验，他获得了成功。
其实，反向思维就是一种注意力的转移，或者说"换个角度想一想"。在不少情况下一种思路无法解决的问题，用另一种相反的思路却能迎刃而解。因此，从事创造发明活动时，应该经常提醒自己"反过来想一想"。转换思考角度、逆向思维，可能会找到解决问题的办法。
创造发明的方法还可以列出许多种，诸如：信息交合法、设问创造法、多路思维法、专利发明法等等，都可以成为我们进行创造发明活动中的基本方法。现在世界各国提出的创造技法或理论已有300多种，是现代创造学研究的重点。学习和掌握一些创造技法，可以帮助我们在科技创新的园地中施展才华。
第三章 发明创造的实例
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