科学小发明

第一课创造发明基础知识（1）1．什么叫创造发明?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。

2．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，各级政府部门专门设立了很多青少年科技创新评比活动，同时为同学们小发明建立了很多科技学习场所。

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。

龙的传人，让我们发挥自己的聪明才智吧！3．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第二课创造发明基础知识（2）1．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。

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。

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，若起的作用也是不可低估的。

2．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。