创造新思维(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：李楠,金昌海,崔今淑

出版社：延边大学出版社

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

创造新思维试读：

前言

为了普及科学知识，探索科学发展的历程，领略科学丰富多彩的趣味，弘扬科学名家的丰功伟绩，学习科学家不懈的创新精神与无私的奉献精神，培养青少年学科学、爱科学的浓厚兴趣，并密切结合青少年朋友日常的生活与学习特点，我们组织编写了这套《科学知识大课堂》。全书共分为十大部分：

奇妙的发明：介绍科学史上有关物理、化学、生物及其他科技发明的知识；

人类的创举：科学史上最重大的发明创造故事，以及日常生活用品的发明创造经过；

科学的楷模：科学史上最伟大的科学家的故事；

上下而求索：科学家们成长、成才、成功的感人历程，以及科学史上令人震撼的科学悲剧；

惊人大发现：天文、地理、物理、化学、数学、生物发展史上的惊人大发现；

探险的世界：纵横四野，探索异域，海洋探秘，两极之旅，飞天梦想，宝藏之谜，探险名家，带你走进一个神奇的世界；

科技轶闻趣事：趣味故事，机遇故事，荒诞奥秘，偶然故事，一段段众口相传的科学佳话；

趣味科学：趣味发明，趣味化学，趣味物理，趣味数学，趣味生物，趣味天文地理，让你充分领略科学的无穷魅力；

创造新思维：思维创造，智能训练，发明创造技法，引领你走进科学的天堂；

与科学家相约：与课本中熟悉的化学家、物理学家、数学家、天文学家、生物学家、生理学家亲密接触。

作为一套普及科学知识的通俗读物，本书有别于专业的学术论著，侧重于知识性、趣味性、实用性，注重对青少年科技素质的培育、科学兴趣的培养、科学精神的塑造与科学方法的启迪，不求面面俱到，但求言之有物，物有所指，指有所发。

你不必成为一名科学家，但你必须用科学的眼光去对待自然与社会，必须用科学的态度去对待人生，必须用科学家的精神去创造未来！

希望《科学知识大课堂》能为你上好这样一堂课！编者二〇〇五年三月

一　基础知识

发明创造的含义及特点

发明的含义

发明创造又称科技发明，简称为发明。它是指运用有关科学理论知识、技术创造出的新事物或方法。一般人们提到发明一词时，常泛指在自然科学范畴之内的发明，如我国的四大发明，发明家爱迪生、侯德榜制碱法等。严格地说，在讲到发明时，应该在前面冠以“技术”二字。技术是根据生产实验经验和自然科学原理而发展成的各种工艺过程或作业程序、方法。用技术发明的提法既可以区别自然科学范畴里的发明与文艺、体育等社会科学领域中创造的新事物，也可以区别技术领域的发明与科学领域的发现。

技术发明是创造新的事物或新的制作方法，这里的“新”是指全人类首创，是前人所未有过的而不是重复原有的东西。

关于“发明”，可以有狭义和广义两种理解。狭义的理解指国家专利法所承认的发明，即“对产品、方法或者其改进所提出的新的技术方案”。这一类发明具有较高的实用价值，可以带来较明显的经济效益，并获得专利权。广义的理解指所有新颖的、独特的、具有一定社会意义和价值的技术成果，包括那些未获专利的技术创造。人们通常所说的技术“小发明”，特别是青少年科技活动中的“小发明”，大都属广义的范畴。这一类发明中有些成果尚不成熟、尚不完备，但发展下去也有可能成为获得专利的发明。“小发明”是“大发明”的摇篮，因为这两者本质是相通的。《专利法》中发明的含义

我国《专利法》中所说的发明包括发明、实用新型和外观设计。《专利法》中规定：“发明是指对产品、方法或者改进所提出的新技术方案。”这个方案必须是利用自然规律，能在工业上制造或使用。它可以是一件全新的产品或者是一种全新的方法。它在技术上高于实用新型。但是，科学发现和总结的思维方法等等，因为它们是客观存在的未知物质或没有利用自然规律，不具备技术特征，所以不属于《专利法》所说的发明。另外疾病的诊断和治疗的方法也不是《专利法》中所说的发明，因为它们是不能在工业上制造或使用的。《专利法》中还规定，实用新型“是指对产品的形状、结构或者结合所提出的适于实用的新技术方案”。从本质上来说，实用新型也是一种发明。《专利法》之所以把它从发明中划出来，是因为这类发明数量太多，专利局审查工作量太大，审批周期必然延长，反而不利于这类低档技术的保护。这类低技术型的发明对我国生产、经济的发展起到的作用却不低，若不加以法律上的保护，就不利于调动广大群众及中、小企业的技术发明的积极性，所以有必要将它从发明中划分出来，专设一种实用新型专利。《专利法》中规定的外观设计并不是一种技术方案，“是指产品的形状、图案、色彩或者三项结合起来，作出富有美感并适于工业上应用的新设计”。最早在国外，外观设计是作为艺术品由版权法来保护的。但产品的外观设计毕竟与一般艺术品有着本质区别，相反它与工业生产、经营却有着密切关系。企业家都希望有单独的法律对产品的外观设计给予保护，即在与工业生产有联系的《专利法》中设置了外观设计专利。外观设计专利目的在于鼓励人们根据不同爱好搞好丰富多彩的产品外观设计，以满足人们的物质和精神上的需要。

发明的特点（1）新颖性。前面说过，凡属发明创造，都必须是新颖的、独特的、前所未有的。专项的科技发明也是如此。但要做到这一点并不容易，因为许多人时常从自己的经验和知识范围出发来判断一项发明是否具有新颖性。在历史上，由于互不了解，人们在不同时间和不同地点重复获得同一项科技发明的事情实际上是很多的。像十进制计数法、冶铁、炼焦、深井采煤等技术发明，历史上是由好几个文明古国在不同时期分别获得的。随着现代社会信息交流的日益频繁，这类事情总的说来是越来越少了，但不能排除个别人由于消息闭塞而重复着人已有的发明的可能性。比如，有一个学生独立地思考并制作了高压锅保险圈，可以延长密封垫圈的寿命，然而，这种装置以前在中央电视台介绍过，那么他的成果就不具备新颖性，不能说是发明。

这里需要说明的是，如一项发明的每个部件是已有的技术成果，但把这些部件按照新颖的方案组合起来，仍然可以说是前所未有的技术发明。比如，美国著名的阿波罗宇宙飞船登月技术，尽管十分复杂，但其中每个部件和技术方案都是以前就有的，并无新的突破。关键在于把这许多部件和技术方案按照严格的系统工程方法重新组织起来，构成一个具有全新性能的系统，这就是一项伟大的发明。

为了保证发明具有新颖性，从事发明创造的人应该学会查阅技术档案和专利资源，以确保自己的工作不是在简单重复前人的劳动。对于青少年来说，要做这样的工作有一定的困难，这就需要得到老师的指导，得到青少年科技辅导员的指导，或者有关专家、学者的指导。在开始接触发明创造活动时，要想搞出全新的发明很难，但在前人成果的基础上略作改进和发展并不难。只要有一定程度的新颖性，都可以看做是有价值的发明，都值得鼓励。（2）创造性。创造性又称之为先进性，全国青少年创造发明比赛称之为科学性、先进性。所谓发明的创造性，指的是在技术水平上超过同类技术成果，在国家《专利法》中具体解释为同申请日以前已有的技术相比，该发明有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型有实质性的特点和进步。具体说来，一项发明的创造性表现在它解决了某个技术难题，使用起来更便利，或者改进了原来的工艺流程，使用了新的技术方案，使产品性能有所提高，用途增多，节约了原材料。如果一项新的技术成果用起来很笨重，制造起来很费事，那么，即使这项成果是新颖的，也不能称之为发明。

有些刚开始从事发明创造的人，不大注重对发明创造技术水平的评估。实际上，技术水平的高低决定着发明创造的方向。如果在技术水平上不能遥遥领先，那么即使一时很新颖，也很快会被淘汰。世界上最早的电子计算机以电子管为主要元件，体积庞大，耗电多，运算速度有限。晶体管计算机在体积、重量、功耗方面则大大降低了，以后又出现了集成电路计算机、大规模集成电路计算机，计算机的体积和重量越来越小，运算速度却越来越快，性能也越来越好。这一系列创造发明的发展方向，正是由技术水平的提高来引导的。（3）实用性。一项发明不仅应该新颖独特，而且应该经济实用。有些人习惯于在头脑中构思科技发明，想得很奇妙，也很有道理，但无法把自己的设想付诸实践，变成有实用价值的东西，这就谈不上发明创造。国家《专利法》中明确指出：实用性指发明或者实用新型能够制造或者使用，并能产生积极效果。因此，具有实用性的科技发明要符合科学规律，同时还要满足社会需求。如果一项发明搞出来后，对社会现实生活毫无用处，或者虽有用处但造价很高，人们实际用不起，无法推广使用，这项科技发明就得不到社会的承认，不具有社会意义和价值。

然而需要注意的是，有很多科技发明的实用性，要从发展的角度加以考察。这类发明在刚出现时，由于技术方案还不完善，或者社会需求还不明显，人们还不了解，或者有关经济条件和技术还不具备，因而一时显得实用性不强，甚至不被人们理睬。但是随着时间的推移，它们的实用性会日益增长，以至后来成为重大的科技发明。像电灯、电话、电报在刚发明时很难为人们接受，其实用性是经过很长时间宣传推广才显现出来的。因此，对于一时显得实用性不强的科技发明，包括青少年科技活动中大量的“小发明”，都要用发展的眼光来看待。

上述科技发明的三个特点，不论对他人的发明作品的评价以及对自己发明作品的估价都是很重要的。如果一个项目的这三个特点都很突出，即使是有很多困难也要想方设法克服，也要把它完成好；相反，就应该果断地放弃。

发明创造的基本要素

一项发明创造能够获得成功，必须具备以下几个基本要素：

知识

任何发明创造都是在前人的知识和成果基础上完成的，没有坚实的知识基础，就不可能在已有的技术水平上有所创新、有所发展。有些人以为搞发明创造靠的是天才和灵气，只要心灵手巧，即使知识不多也会有所成就。他们常举出瓦特、吏蒂芬逊、爱迪生等人为例，说明没念过几天书的业余发明家一样有大成就。其实，这是一种误解。瓦特等人虽然小时候因家境贫寒，没受过系统的学校教育，但这并不等于他们的发明创造没有知识基础。实际上，他们正是靠艰辛的自学掌握了一定的知识，才能完成重大的发明创造。他们由于缺少学校教育的机会而不得不走自学之路。我们现在有条件接受系统学校教育，更应该珍惜这个机会。况且，在科学技术日新月异、飞速发展的今天，自学现代科学技术知识变得越来越困难，我们怎么能够不重视学校教育打下的坚实知识基础呢？科学家爱因斯坦在求学时代对数学并不太感兴趣，数学知识基础并不雄厚，后来在物理学研究中发生困难，因为找不到合适的数学工具，只好重新补数学知识这一课。他回忆说：“我天真地认为对于一个物理学家来说，掌握好基本的数学概念就足够了。我认为数学里其余的部分对于认识自然是并不重要的奢侈品。这个错误后来我只好痛心地承认了。”他的体会对于每个从事发明创造的人都是很有启发的。

能力

从事发明创造的能力，即人们通常所说的“创造力”，它是发明创造的动力和源泉。创造力包括创造性的思维能力、创造意识、创造的毅力和意志、创造的技巧和方法，还包括利用前人和他人的研究成果的能力，从事发明创造活动的组织和协调能力，实施发明创造方案的动手操作能力，等等。现代心理学研究表明，创造力是人类与生俱来的一种能力，人人都有创造力。每个人天赋的创造力差异是不大的，关键在于后天的开发和培养。有些人把创造力等同于智力。研究表明，这两者之间确有一定联系，但并不紧密。智商极低的人当然不会有很高的创造力，智商特别高的人也不会有很低的创造力，但智商较低的人常常与智商较高的人有相同的创造力。因为发明创造活动不仅涉及智力，还涉及心理素质、技巧方法和知识水平等因素，不能认为头脑聪明就一定会搞出发明创造。创造力需要全面培养和综合训练。只要采用适当方式开发创造力，看上去智力水平一般的人同样可以搞出重大的发明创造。

物质条件与环境

从事发明创造需要人们具备内在的条件，即一定的知识和能力，同时，还需要具备外在的条件，即一定的经济基础、技术装备和社会环境。从事发明创造需要一定的资金，进行试验需要一定的材料、设备。这些条件若不具备，发明创造就可能半途夭折。发明创造的成功和推广还要以一定的社会需求为条件，没有相应的社会环境，单靠发明家的个人奋斗是很难成功的。俄国科学家波波夫曾有希望发明成功无线电通讯，由于当时沙俄政府不支持，失去了研制发明的物质条件，致使这项发明后来在意大利青年发明家马可尼手中成为现实。在科学技术史上，这样的事例是很多的。因此，从事发明创造，必须对相应的物质条件给予充分考虑，做好充分准备。如果搞较大的发明创造的物质条件一时不具备，那就需要调整目标，选择较小的但容易实现的课题，力求具有可行性。

信息

从事发明创造者必须信息灵通，能够准确、及时地了解有关的研究动态、社会需求动向、同类课题研究队伍的状况等信息，以保证发明创造成果的新颖性、实用性和先进性。在瞬息万变的信息时代，“两耳不闻窗外事”，关在屋子里搞创造发明，是肯定要落伍的。即使是搞“小发明”，也需要注意搜集信息，了解有关的技术成果和研制状况。有些青少年不大注意了解信息，他搞出来的东西都是别人早就发明了的，有的早已在报刊上发表，甚至已经获奖，或已申请了专利。只有及时了解信息，把这部分精力用在真正的发明创造上，才会更有意义和价值。

发明创造的一般程序

发明创造的具体过程千变万化、丰富多彩，然而大体都遵循着一般程序中以下各环节：

选题

选题是发明创造的第一步，它决定着发明创造的方向和目标，在一定程度上规定了发明创造的价值和可行性。

选题首先要考虑到社会的需要，因此我们可以应用“适应需求创造技法”，即“找需要选题法”。这就应善于捕捉人们工作、学习、生活的需求，善于观察生产和生活的细节，从中选择发明创造课题。比如，安全剃刀是美国人金坎普·吉列发明的，因为他有一次刮脸时不小心把下巴刮出个口子。他想，应该有一种安全的剃刀。他设计出利用一种预先磨好的刀片再加上一条护档，于是这种安全方便的剃刀普及到整个世界。

选题考虑到如何改进人们工作、生活、学习中用到的各种器物的性能，克服其缺点，扩展其用途，我们则可以运用“缺点列举创造技法”，即“挖缺点选题法”。比如，我们常用的漏斗下端是圆的。用它往瓶子里倒液体时，常常要往上提一下，使瓶口与漏斗之间有一点空隙，否则，液体流得很慢，且容易冒气泡。如果把漏斗下端做成方形的，就可以克服这个缺点，这就是一项很好的小发明。

选题时，我们还可以运用“希望点列举”、“信息列举”等创造技法。

准备

在发现和提出问题之后，需要针对待以解决的问题做好必要的准备工作，包括进行调查研究，了解有关的研究动态、资料信息和理论知识，了解研究对象的性能、所处环境、优缺点、社会需求状况等，还要做一定的物质准备，如有关工具、原料、材料、加工设备、仪器等等。发明创造前的准备是难以做到十全十美的，因为发明创造过程中有许多预料不到的情况，但准备工作应尽可能充分、周全、细致，这样可以提高工作效率，有助于发明的早日成功。

解题

解题的主要内容就是如何创造，这是整个发明过程中最关键的环节。在这个环节中，要提出具有创造性的解决问题的设想或技术方案，找出实施设想或方案的途径。怎样创造性地解题呢？灵活、恰到好处地运用一些创造技法，就能巧妙地解题，甚至让人拍案叫绝。例如，人们都使用过电线插头插座，一定知道它的两大缺点：一是容易触电；二是插头容易脱落而出。克服这两个缺点当然可以彻底从插头与插座的结构上着手改造，然而这样一来要重新设计，重新开模具，重新开辟工作流水线，会大大地提高插座、插头的造价。那么，有没有什么好方法既能降低成本又能防止触电和防止插头脱落呢？

徐捷同学通过打电话，拨动电话机盘联想到在插座上也可以加一个拨盘，便很简练地解决了问题，发明了“拨盘式安全插座”。它的构造即在原有工艺的插座上加一个安全盖，盖上有两个孔，平时有弹簧使安全盖插孔与插座孔错位90°。使用时将插座安全盖拨动90°，使安全盖孔与插座孔对准，此时可将插头插入插座内。由于插头上的两脚受到拨盘的弹簧扭转的回复力，所以能防止脱落。这里不难看出，徐捷同学解题使用的是“联想构思法”与“组合创造技法”中的“主体添加法”。

又如：常用的肺活量计有笨重、结构复杂、价格昂贵、离不开水等缺点。是否可以发明一台无水肺活量计呢？张琪同学把手风琴的风箱的结构移植到自己的发明上，一种不需要用水的肺活量计便展现在人们的面前。

解题过程中，一旦富有创造性的设想和方案产生，就须进入验证和实施阶段。

验证

最初的创造性设想和方案很难是完美无缺、切合实际的。这是因为发明创造必须具有实用性。能否实用，是否先进，必须通过实际验证才能确定。在验证阶段，还需要对最初的设想和方案加以改进和完善。

实施

这是发明创造的最后一个环节，即完成发明创造，获得最终成果，使其付诸应用，产生一定的社会效益。实施既包括发明创造成果投入使用，也包括申请并获得专利，通过专利转让途径产生广泛的社会影响。实施还包括对发明创造成果的宣传和推广。实施可能是一个漫长而艰苦的过程，发明创造必须得以实施才能为社会接受和承认，并产生其应有的社会作用。

上面只阐述了发明创造一般程序的主要环节，具体的发明创造过程要丰富得多、复杂得多，其中的奥秘还有待青少年朋友亲身去体验、去探索，从中了解更详尽的发明创造过程和方法。

青少年发明创造活动的内容与特点

青少年发明创造活动的内容

目前，在青少年中开展的技术发明主要指青少年在日常学习、生活、劳动中针对那些感到不称心、不顺手、不方便的事物和方法，运用学习的科学技术知识，创造性地设计和制作出目前没有的产品或生产方法，或对现有的产品和生产方法进行改进与革新，从而为人们的生活、工作、学习带来方便。

青少年的技术发明中的发明与《专利法》所提倡和保护的发明本质上是相同的，但又有较大的区别。《专利法》所提倡和保护的技术发明是为了“促进科学技术的发展，适应社会主义建设需要”。青少年的发明也同样有这个目的，但是，在青少年中开展这项活动的最主要目的还是为了培养和提高青少年的创新精神与创新能力，提高他们的科学创新素质，成为未来的创新后备人才，以促进科学技术的发展和社会的进步。

对于青少年技术发明，不仅要求学生自己构思，自己设计，还要自己动手做出实物，经受实践的验证。当然，由于青少年年龄小，受到技术水平、设备或体力条件限制，在制作当中，本人不能胜任的工艺可以允许他人协助或代做。

目前在我国，青少年开展技术发明活动的项目主要包括以下四个方面：（1）发明。包括《专利法》中所说的发明和实用新型；（2）改进。对原有物品不作本质的改变，只对它的形状、结构等旧有的情况，进行合理的改变，使其有所进步，但仍保持其原有的功能，或增加部分新的功能，使用起来更加方便、顺手；（3）革新。对原有物品的形状、结构进行合理的改革、创新，使它的功能起了变化，适应新的要求；（4）人工培育的动、植物新品种。根据遗传学原理，选择父系、母系的优点，使基因重新组合得到的新动、植物品种。但人工培养的动、植物品种要经过几代的筛选，经过小实验、中试及有关专家的鉴定，才可以被承认是人工培育的动、植物品种。

对于与国家法律和法规有抵触的项目，对青少年身心健康有害的项目，人用药品和食品，纯计算机软件项目（不包括由软件、硬件结合的项目），都不应包括在内。

这里特别要注意的是，不要把发明同科技作品的制作混同起来。发明同科技作品的制作虽然都是青少年课外科技活动的一种形式，但是，这两种活动是有着明显的区别的。它们的主要区别是：第一，在科技制作的过程中，虽然也要发挥创新精神，但它主要是仿造，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就可以了；而发明就要创新。第二，科技作品的工艺要求比较精细，在进行科技制作的时候，要在内部结构和外观工艺的要求上下功夫。在对一件科技作品进行评审的时候，主要是考核这件作品的制作水平，不单是考核它的构思；而发明则要求构思巧妙、新颖。第三，科技制作主要是仿造，因此比较容易获得成功，能够很快地引起大家的兴趣；但是发明要求的是创新，在选题、构思、设计上都比科技制作要困难得多，一次成功的可能性不大，在较短的时间内不容易引起大家的兴趣，甚至有些人经过几次失败后，容易灰心丧气。

青少年发明创造活动的特点

青少年发明创造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，在科技辅导老师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或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。据天津市对第四届青少年创造发明比赛286名获奖学习的调查表明，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，积极去选择发明的课题，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。因此必须对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，这样才能巩固持久地保持下去。（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，大家同做一种作品或实验，它一般是由青少年独立进行选题、构思、设计、制作的。这就决定了青少年发明创造的课题是由本人选定，并不是由他人或社会团体选定，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，很可能就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，不深入研究事物，造成很多青少年在发明活动中成功率低。（3）发明创造课题范围比较狭窄。在中国发明协会举办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、直辖市举办青少年科技发明比赛中，据统计，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、游戏中所遇到不方便才找到发明课题的，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，加之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，往往造成同一个课题的重复，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；高中比较匀衡，即16～18岁。（5）青少年发明创造的工艺水平较低，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，须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，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、容易加工的材料，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、结果、工艺等方面进行二次开发，才可转化为产品商品，使其增加社会效益和经济效益。（6）非智力因素对青少年发明创造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。

青少年发明创造课题的选择与评估

课题选择的一般原则

青少年发明创造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。选好课题，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课题。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，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。青少年的发明创造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、意义大的发明来。

课题选择的注意事项

青少年发明创造活动的目的就在于通过这一活动培养学生的创新意识、创新精神、创造思维、创新能力及个性品质，以促使学生形成良好的创新素质。指导学生正确的选好发明创造课题，是给青少年以正确导向的良好机会，也是实现发明创造活动培养目标的主要环节。（1）重复项目不要选，特别是已经被青少年所发明过的课题决不要选，以保证青少年发明创造的新颖性

有人会问，我们在一些发明展览会上，几年内都看到有同样的课题出现，而且均获了奖，甚至有的还获了高奖，为什么青少年发明课题就不能重复呢？这是因为：其一，成人项目课题比较大，涉及的内容广，创新点比较多，虽是同一个课题，内容、效果可以不断有新的突破。而青少年发明课题比较小，创新点比较单一。比如十几年前，天津一位7岁的小朋友发明了防近视架，既简单又实用，可近年来又有一位18岁的高中生做了一个类似的东西，这就没有新颖性可言。又如吸尘黑板刷、活动撮箕、卷笔刀的小改进、图钉钉拔器等项目，重复后只可能是创新性劳动少，再造性劳动多。其二，青少年发明活动主要是为了培养学生的创新素质，这其中就是要培养学生的创新意识，要使学生掌握善于观察、善于思考、善于发现人们一般难发现的问题的科学方法。老是嚼别人嚼过的馍，孩子会营养不良；老是重复别人搞好的项目，将来会使青少年不善于发现新问题，只能模仿，不会创新。其三，我们已迈入信息时代，因此青少年发明活动还有一个任务就是要培养学生搜集信息与处理信息的能力。有些学生重复别人已经搞好的课题，并不是有意的。但这也说明，辅导老师在培养学生搜集与处理信息能力方面做得不够，辅导员本身也缺少这方面的能力；其四，许多青少年项目的价值大都体现在社会效益、教育效益上，再重复就没有必要了。（2）“花架子”项目不要选，以保证青少年发明创造的先进性

青少年发明创造可以大胆想象，且可以超越现实的使用范围。现在一时用不上，社会发展了之后，可能用上，这是好的课题，或者是现在就具有社会效益、教育效益、经济效益或一定的使用价值，这都是好的。但对于那些现在或将来都无实际意义，失去了先进性的项目，我们应该摒弃。比如现在使用的电话机，人们为了防止别人偷打电话，发明了电子密码电话机，能有效地防止这类事件的发生。但有人还在继续进行按键式密码电话机的发明，在现有电话机上安上几十个按键来达到防止别人盗打电话的目的。这样的课题虽然费了力气，研制出来也毫无意义。这样的“发明”只可能是个“花架子”，表面上看来有点创造性，但实际上是倒退。例如，针对农村的需要，福州市台江第六小学学生发明了一种“测亩—混合卷尺”，这种卷尺能一尺多用，丈量里数、平方米面积时按常规方法，测量土地面积时，先测出平方米面积，然后小数点向左移三位，就得到这块土地的亩面积，十分方便。而有人根据这项发明进行联想，发明了“带计算器的弓尺”。打开计算器后，弓尺转动落地，就可以把弓尺所丈量过的尺寸如实记下来。从表现看起来，这种组合发明还巧妙，有新颖性，但实际是毫无用处。由于弓尺操作起来难于在一直线上丈量，因此，丈量出的土地面积很不准确。60年代初，我国农民就放弃了这种丈量土地的方法，改用长的皮卷尺或篾质长尺丈量。在被人废弃了的工具上加上点时髦的东西，没有消除他的致命弱点，虽然能一时引起人们的兴趣，但经人们稍稍思考后，便很快被舍弃。（3）低于青少年发明者本人现有知识水平、能力的项目不选，以保证青少年发明创造的教育性

青少年发明创造活动主要是对青少年进行培养、锻炼。如果课题涉及的知识水平低于发明人本人的现有知识水平，就达不到活动的要求。就好像一个18岁的跳高运动员，你老安排他练习跳1米的高度，这种练习就无多大用处。例如，一位17岁的高中学生选定了“防书卷角套”的发明课题，这就不合适。如果是一位一年级的小学生，在生活中观察发现了书易卷角的毛病，用一个三角形塑料套来解决这个问题，这孩子的发明就不错，因为它达到了锻炼、培养人的目的，青少年选择发明项目，宜稍稍高出青少年发明者本人的现有知识水平和能力，但又可以通过学习和努力完成的课题，让青少年跳起来“摘果子”，就达到了锻炼、培养人的目的。（4）难度过大或没有实施条件的项目不要选，以保证青少年发明创造的可行性

青少年在学校的主要任务是学习，难度过大的项目既会影响他们的学习，又会过于耗费他们的精力，危及他们的身心健康，因此，不要选。从事发明创造需要发明人具备内在的条件，即一定的知识和能力，同时，需要具备一定的外在条件，即一定的经济基础、技术装备和社会环境。从事发明创造需要一定的资金，进行试验需要一定的材料、设备。这些条件如果不具备，发明创造就可能半途夭折。青少年选上了条件不具备的项目，满腔热情地干了一番，结果一事无成，这样会挫伤他们发明创造的热情，严重的还会导致他们再也不敢发明创造。因此，如果物质条件一时不具备，那就需要引导青少年调整目标，选择容易实现的课题，让他们尝试发明创造成功的快乐，更进一步激发他们的创新兴趣。（5）生僻、以科技制作性质为主体的课题不要选，以保证青少年创造发明的实践性

生僻的课题一般选自于人们不大熟悉的领域，对于这些领域，青少年一般不可能有深入的了解，更谈不上有什么细致的研究。选上了这样的发明课题之后，要完成好，青少年的知识、能力在两三年内都达不到要求，这样就会造成辅导老师参与多，学习生参与少的情况发生，学生在发明创造活动中的实践性就无从谈起。以科技制作性质为主体的课题则一般是创新少，而制作则要涉及一些比较高的技术领域。青少年要掌握某一项制作技术就要花去许多的时间与精力，一个需要综合制作技术的课题，要求学生在短时间内完成好，这也是不现实的。那么，辅导老师也就只好多花时间，多动手代替了。这样，青少年在发明创造活动中的实践性也就不可能得到保证。（6）选题的范围要宽，涉及面要广，以保证青少年发明创造的基础性

青少年发明创造活动是一种素质教育，不是一种技能教育，主要是为学生今后的发展打下坚实的基础。因此，学生发明课题的选择，要引导他们涉及学具、工具、教具、玩具、生活用品等多种类型，使用的知识还必须涉及物理、化学、生物、数学等各个学科。在工作中，我们看到这种现象，某些学生喜欢在教具方面搞些小改革，老师如不注意引导，久而久之，这些学生就会产生一种思维定势，离开了教具，他们就觉得没有发明可言了，而将来他们不可能都成为教具设计者，这就会对他们将来在其他领域的发展产生障碍。为了避免这种现象的发生，就要求教师引导学生从多方面寻找发明课题。

青少年发明创造作品的评估

对作品的评估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览以前），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。

确定一项发明具备不具备新颖性，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：一是在国内没有公开使用过，没有商店销售过；二是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）；三是没有任何人已经申请并且被批准授予专利权并公开了技术的。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颖性。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，铅笔同橡皮都是已有的文具，但是把铅笔同橡皮合在一起做成第一支带橡皮头的铅笔，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柱形的铅笔，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，也不一定就能算是一项优秀的发明。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，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，提高了原有性能或是增加了新用途，这就是具备了先进性。

衡量一项发明的先进性，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“不怕不识货，就怕货比货”，就是这个意思。

在衡量发明的先进性的时候，对于还在中小学校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功能、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。

先进性是发明技术要求，是鉴别发明质量高低的重要标准。（3）实用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上增加了新的功能，是不是让人们省力、省事、省时间、省原材料、省地方。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如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，也应当看做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，就没有办法肯定它们的科学性。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，发明创造活动应按照“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”，才能使发明创造水平不断提高，才能搞出较好的发明来。

二　创造性思维

创造性思维的含义与特征

创造性思维的基本含义

关于创造性思维，哲学界、心理学界和教育学界都对此作过研究。由于各学科研究的侧重点不同、方法论不同，因此，他们赋予创造性思维的内涵和外延亦各不相同。这里，仅就一些有较大影响的、有代表性的观点予以介绍：

第一种观点认为，创造性思维是指认识史上第一次产生的、前所未有的、具有社会意义和社会价值的思维活动。这种观点认为，创造性思维既具有一般思维的共性，又具有其个性，这就是它必须解决前人所未解决的问题。因此，具有创造性思维的人往往是少数的。

第二种观点认为，一个人对某一问题的解决是否属于创造性，不在于这一解决是否已有别人提出过，关键在于这一问题及其解决对解决者本人来说是否新颖。

第三种观点认为，创造性思维有狭义和广义之分。狭义的创造性思维：在发明新技术、提出假说、形成新观念、揭示新规律、创造新理论等这样一些探索未知世界的认识活动中的思维。广义的创造性思维：凡是超越思维主体现有的知识层次，超越常规的认识水平，自觉地、积极地探索未知世界（针对思维主体而言）的认识活动中的思维。显然，这种观点是第一、第二种观点的综合。

那么创造性思维与其他方式的思维区别是什么呢？人们的研究表明，创造性思维就是指一种用新的方式解决某个问题的思维过程。它与其他方式思维的最大区别在于：它是一种提供新颖、独特产物的思维活动，它难以在现有的知识仓库里找到现成的答案，相反，它要求人们摆脱习惯的思维方式，充分利用已有的信息进行重新组合，以探索出一种新的途径来。

创造性思维的基本成分

创造性思维是高级的思维形式，它是超前性的，它以事物的现状和科学的现有成果为出发点，使认识超出现有水平，不断进展，探索未知；它必须超越事物现有的发展状况和暴露层次；它挣脱并游离出现有的知识界面，因而是扩张、发散的。

创造性思维以基本的逻辑思维为基础，通过分析、综合、比较、分类、抽象、概括、类比、归纳、演绎等和其他要素按新的结构来组合，而这种新的结构，就是高一层次的，即创造性思维。在具体的思维形式和方法上，它表现为发散与集中、联想、想象、猜想、直觉、灵感等。

创造性思维的基本成分即扩散性思维与集中性思维。这两种思维是“一个钱币的两面”，是互补的、不可偏废的。传统教育的弊病，往往是只以典型例子来培养和训练学生的集中思维，忽视扩散思维训练。不少学生只会照例子解题、证题，而不会独立探索、发现规律、大胆创新。这样的教学易使学生思维呆板，影响学生智力的发展和能力的形成。

创造性思维的基本特征

与一般性思维相比较，创造性思维具有以下特征：（1）创造性思维是有创见的思维

创造性思维所要解决的问题，是没有现成答案的，不能用常规的传统的方式加以解决。它要求重新组织观念，以便产生某种新的、以前不存在的，至少以前在思维者头脑中是不存在的东西。它是有创见性的，对社会或对思维者个人来说是新颖的、独特的。（2）创造性思维有创造想象的参与

创造性思维的另一特征是有创造想象的参与，因而能够结合以往的知识和经验，在头脑里形成创造性的新形象，把观念的东西形象化，这是创造活动能够得以顺利开展的关键。一个研究者，尽管他积累了大量的资料，如果缺乏创造想象，就走不出事实的圈子，就谈不上创新。创造想象是科学创造和其他一切创造活动所必不可少的成分，所必须具备的心理因素。（3）创造性思维是逻辑思维与非逻辑思维的巧妙结合

创造性思维既包含逻辑思维，又包含非逻辑思维，是逻辑思维与非逻辑思维的结合、对立统一的过程。在创造性思维活动中，新观念的提出，问题的突破，往往表现为从“逻辑的中断”到“思维的飞跃”。这时，通常都伴随着直觉、顿悟、灵感状态。直觉思维、灵感思维正是创造性思维活动的一种表现。创造是富于灵感的劳动。（4）创造性思维的本质在于发现原来以为彼此间没有联系的两个研究对象之间的联系

科学活动的任务就在于探求事物之间的新的联系和内在规律。人们所发现的这种联系或规律愈是深刻，愈是普遍，他们的创造性思维水平也就愈高。（5）创造性思维是扩散思维与集中思维的统一，但创造性首先并更多地表现在扩散性上

这是创造性思维的又一重要特征。前面说过，在创造性活动中，既没有现成的答案可供用，也难以用传统、常规的方法去解决问题，它要求提出崭新的发明性的解决办法。这就既需要扩散思维，又需要集中思维，而只有通过扩散思维，提出种种新设想，然后才谈得上如何通过集中思维从中挑选出好的设想。可见，创造性首先表现在扩散性上。但是，并不能因此而否定集中思维的重要作用，扩散思维与集中思维实际上是一个辩证统一的过程，创造性思维的整个过程都是为了达到创造、创造新的目的。扩散思维在于能提出尽可能多的新设想，集中思维在于能从中找出最好的解决方案。从这个意义上说，集中思维是扩散思维的出发点和归宿。打个比喻，“扩散”是播种，“集中”是收获，不播种就谈不上收获，但光播种而不收获，也是徒劳无益的。

发散思维的培养

当你遇到一个发明创新的课题后，怎样去思考？如果你能围绕这个问题，沿着不同的方向去思考，去探索，尽可能地搜寻各种解决问题的可能性，那么，你就表现出了很强的发散思维能力。

例如：要想消灭老鼠，首先很容易想到下述的一些方法：养猫捕捉，毒饵诱杀，机械装置（捕鼠笼、捕鼠夹）捕捉，等等。如果拓宽思维再进一步思考，则会由养猫想到保护老鼠的天敌蛇、猫头鹰，由机械装置想到电击、火烧、烟熏、水淹、粘胶等等。这样，思路明显增多，即思维开始发散。但以上仍是一些常见的方法。如果撇开常见的灭鼠方法，进一步觅寻其他的方法，很可能找出一些人们不常想到的办法来。如用电子装置模仿老鼠的叫声，引诱老鼠出洞，再捕杀；给一只老鼠注射一种仅对老鼠有害且可在老鼠之间互相传染的病菌，然后把它放归鼠群，使老鼠大量染病死亡。这时候，思维发散得更开，灭鼠的方法就更多了。

凡是围绕一个问题，能突破常规思维的束缚，沿着不同的方向去思考，搜寻出解决这一问题的各种可能性，求得多种解决问题的不同办法，这样的思维方式就是发散思维。发散思维具有三个明显的特点：①流畅性。就是在思维表达上反应敏捷，少有阻滞，能在较短的时间内表达出较多的概念。②灵活性。就是一个人的思维能够举一反三，触类旁通，随机应变，不受消极的心理定势的阻碍，因而有可能提出不同于一般人的新构思、新办法。③独特性。是指提出的解题方案或方法，不与他人雷同或大同小异，有自己独特的见解。

以上三个特点是相互关联的。思维流畅往往是产生其他两个特点的前提。灵活性则是提出创新思维的关键，灵活转换的能力越强，产生独特想法的可能性就越大。

发散思维的类型

发散思维的具体类型有两种：（1）同型发散

同型发散是指围绕与问题直接提供的同类信息进行发散。如问钢笔的用途时，回答说：“写字”、“画钢笔画”、“打草稿”等等。（2）异型发散

异型发散是指围绕问题间接提供的非同类信息进行发散。这是真正体现发散思维创造性本质特征的主要方面。通过想象、联想，它使原来联系不明显的信息产生清晰的关系，使一些看似无关的信息关联起来。于是，新的附加信息便产生了，这样就为以一种新颖而独特的方式解决问题提供了线索。如回答钢笔的用途时，摆脱常规用途观念，便可根据钢笔的颜色、结构、形状、硬度、材质等各种属性生发出奇特的非常用途的想法，体现出发散思维的创造性本质特征，比如可以当玩具，可以当防身武器，可以当尺子，可以当变戏法道具，可以当滴眼药的器具，可以当容器等等。

对于同一问题，是否能尽可能进行异型发散，这可判断一个人发散思维能力的高低。例如，我们向甲乙两人提问：裤子有什么用途？

甲回答：①御寒；②遮身；③长裤剪短做裤衩；④男裤改为女裤；⑤大人裤子拆了做小孩衣服；⑥旧裤子做鞋底；⑦当小孩子尿布。

乙回答：①御寒、遮身；②浸湿后吹气做漂浮工具；③扎上裤腿装东西；④浸在硝酸里做炸药；⑤造纸；⑥在战场上撕了做绷带；⑦做稻草人吓鸟。

甲乙两人同时得到“裤子有什么用途”这个信息，并都答出了七种用途，但二者有明显区别。甲的答案未脱离常规的裤子或布料的用途，基本上是沿着同一方向进行思考的，属同型发散。而乙的答案不仅限于裤子的常规用途，而且从裤子和布料的特点出发，迁移到其他不同质的事物上去了。他的思维方式是沿着不同方向进行的，是多向的、立体的、开放性的异型发散方式。这说明乙比甲的发散思维能力强。

提高发散思维能力

怎样提高一个人的发散思维能力呢？（1）大胆敞开思路。思考一个问题的解决办法时，要求敢于大胆敞开思路，不要先考虑实际不实际、可行不可行。创新活动本身是一种探索性的活动，创新设想的产生不应受到任何限制。人的思路只有尽可能广泛地发散，才可能导致创新。

关于一个小球的用途，可以用于各种球类活动，除此以外，还可以发散想到：小球可做地球仪，做汽车操纵杆的握柄，做玩具车的轮子，做鱼网的浮子，切成两半可以做台灯的灯罩、灯座等。

如果在思考时，你首先就下判断：小球很重会沉入水里，不能做鱼网的浮子，小球太小不能做台灯的灯罩等等，那么就会扼杀许多好主意的产生。（2）学会发散的方法。一种常用的发散思维方法，就是剖析问题具备的各种基本要素，以此作为思考问题的方向。

我们来提一个“典型”问题：红砖有什么用途？

一般的答案是：可用来盖房子。“红砖能够盖房子”是把红砖作为建筑材料考虑的。从建筑材料的角度，还可以回答出红砖另外的一些用途，如用于铺路、砌花坛、修水沟等。

如果再问：除此以外，红砖还可有什么别的用途呢？又该如何思考呢？

我们可以来考察如图，作一个要素分析。红砖是物体，可以从物体的物理性能、化学性能、数学性能、美学性能等方面分析。例如，从物理性能的质量、体积、运动等方面考虑，红砖可当锤子用来砸钉子、砸门、打狗、击鸟，也可用来压纸、压帐篷边缘、吊线，可做垫物防止车轮滑动；化学性能方面，从红砖中可以提取各种化学组成成分，做染料等；数学性能方面，红砖可用作计数；美学性能方面，红砖可摆设各式各样的花纹，刻出各种图像，用于艺术造型等。

如有人提出“曲别针有什么用途”的问题后，我们不再就它能“钩、挂、别、连”的用途上单一方面去考虑了，而是从曲别针的材料、质量、体积、长度、硬度、弹性、形状等要素进行分析，展开异型发散，就会得到成千上万的不同答案。（3）注重思考的独特性。在思考问题的时候，尽可能多地提出一些假设，从新的角度去思考独特的解决问题的答案。（4）有意识地进行自我训练。发散思维训练内容在日常生活中，以及在中学各门课程的学习中都可遇到，关键是要善于捕捉，经常训练。

另外，相对于发散思维的集中思维，是指从发散思维中所获得的众多设想中，依据目标的需要，从可行性与价值性两方面去评价和优选。因为它是集中到实现目标的需要上来思考，因而称之为集中思维。寻找惟一正确答案的思维方式我们用得较多，在此不再单独提及。

发挥想象

牛顿万有引力定律的发现是利用想象得到的。他首先是从苹果落地的现象而开始想象的。其想象的过程是这样：

苹果熟了会从苹果树上掉下来，如果苹果树再高一些，苹果也会掉下来，倘若苹果树有从地球到月亮那么高，那么苹果会掉下来吗？如掉下来，则月亮为何不掉下来呢？这时，牛顿的思路又从月亮回到地球。假设在地球的一个高塔上发射子弹，如果不考虑空气的阻力，那么当初的速度较小时，会沿着抛物线落到地球上。而当子弹的初速度大到一定程度，使子弹运动的抛物线轨迹与地面表面的弧线平等时，子弹就永远也不会落到地球上。这时子弹走的是圆周轨道。既然是圆周轨道，就存在离心力和向心力的平衡，这个向心力就是地球与月亮之间的引力。由此，牛顿产生了万有引力的思想，并导致最后创立了万有引力定律。

发明创造是离不开想象的，想象犹如发明创造插上了展翅高飞的翅膀，更重要的是，想象是发明创造的先导。

牛顿万有引力定律的创立，并不是看到了苹果落地和高塔发射子弹的情景而立即想象到的，而是头脑中已经有了苹果树、苹果从树上掉下来、地球是圆的、高塔、发射子弹、抛石头时呈抛物线运动等形象，然后通过大脑的加工、想象，把这些想象出来的形象重新组合，才形成了上述思路。这种在已有形象的基础上，经过重组联合而创造发明出新的形象的思维活动，就叫做想象。那么，这种创造发明出新的形象的思维活动的能力，就是想象力。

历史上有许多杰出的科学家无不借助于想象的翅膀才取得其卓越成就的。开普勒提出行星运动之定律，哈维发现血液循环，拉瓦锡建立科学的燃烧理论——氧化学说，法拉第提出力线和场的观念，普朗克创立量子理论，爱因斯坦的相对论等等，都是以创造性想象为先导的。

想象对于发明创造如此重要，那么，我们怎样才能展开想象的翅膀呢？许多创新性人才的成功经验告诉我们，就是要让自己掌握一些打破常规的想象方法。

常规的想象方法一般是指静态地、单一地去看待事物，而进行想象的过程。如图“〇↗”，它像什么？常规地想象，得到的是它像“一只气球”、“带线头的毛线团”、“一只苹果”、“一种女式帽子”等答案。

如果打破常规的想象：（1）从动态的方面进行想象，我们就可以得到它像“盆中正跳出一条鳗鱼”，“正在燃烧的手雷”，“一条虫子正在吃苹果”等多种答案；（2）改变观点进行想象：

①宏观方面，我们就可以得到它像“站在月球看到地球正刮龙卷风”，“一颗即将靠近地球的彗星”等多种答案；

②微观方面，我们就可以得到它像“正在分裂的细胞”，“一种细菌正在吞噬另一种细菌”等多种答案；（3）从童趣方面进行想象，我们就可以得到它像“秃子头顶一根毛”，“碗边有一条粉丝”等多种答案；（4）从特殊的生活经历方面进行想象，农民就可得到它像“晒豆角的盘子”的答案，工人就可得到它像“带提绳的安全帽”的答案等。

实践证明，通过一些系统的训练和在实践中的运用，我们的想象能力是可以达到一个较高层次的。

善于联想

联想就是从一个概念想到其他概念，或者从一个事物想到其他事物的思维形式。例如，头脑中原有对某友人的记忆，由于见到一位与他穿戴相同服饰的人，就会很快想到那位友人，以及和他在一起时的种种情景，这就是一种联想。

联想在发明创造中主要有两种作用：

一是通过联想提出创新目标。许多人想搞革新、搞发明，但不知从何入手，常常苦于没有课题。其实，在我们日常生产和生活中经常会遇到问题，只要动脑子去想，往往可以得到许多有益的启示。比如，生产出了故障，可以想想是什么原因造成的，用什么方法使生产少出或不出故障，有哪些解决类似问题的方法可以使用等。特别是在碰到一些有趣的现象或意外的情况时，更是不要轻易放过，很可能这会使你产生新颖的有价值的想法。例如，德斯特拉尔很喜欢打猎，每次打猎回来，衣服上都粘很多大蓟花籽。他用显微镜观察，发现籽上有很多小钩。由这个发现，他联想到如果用尼龙做成一面带小钩，另一面带小圈圈的搭扣一定很好用，从而发明了尼龙搭扣。如果德斯特拉尔对花籽粘在衣服上只是感到讨厌，不仔细观察，不进行联想，他也不会抓住这个有价值的发明课题。

二是通过联想沟能创新思路。在发明创造过程中，往往遇到的问题比较棘手，百思不得其解，一时找不到理想的解决办法。这时，你尽量去联想类似的现象，遇到任何事情都尽量同你要解决的问题联系起来，很可能会收到意外的效果。例如，某单位一位职工研制一种药的原料，因实验过程中的化学反应可能会发生爆炸，危及人们的生命安全，不敢贸然行事。正在他无计可施，实验迟迟不能进行时，电台传出我国地下核试验成功的消息。这位职工马上联想到他的实验也可以在地下进行，一下子问题就解决了。

联想的这两个实例说明，任何事情都有多种属性。两个事物只要有一种属性相似或相同，就可以通过联想在它们之间建立联系，做到“异中求同”，从而受到启发，取得创新成果。

按照联想的各种事物之间的关系，可以把联想思维分为自由联想与强制联想等两种形式。

自由联想

自由联想的主要形式有接近联想、相似联想、对比联想、类比联想、溯因联想、求果联想等。下面主要介绍接近联想、相似联想和对比联想。（1）接近联想

接近联想是从一个事物想到与之接近的事物。所谓接近，一是指事物之间在时间上前后伴随，如从确定发明项目，想到提出措施、设计试验、制造模型、实施投产，二是指事物在空间上有密切联系，如从森林想到木材，想到制作家具等等。

善于联想的人，总是经常能够从一种事物想到与之接近的多种事物，然后通过试验，解决生产和生活中的问题。例如，如牛场给奶牛听了音乐，能多产奶。蛋鸡场给鸡听音乐，能不能多产蛋？有的蛋鸡2场做了试验，在5000m的大鸡舍内，给两万只母鸡放优美的音乐，结果平均蛋重增加，饲料消耗降低，两年共增产蛋1.7万千克。

还有，乙炔能切割钢板，能不能切割水泥？经过研究试验，研究出了乙炔切割水泥的工艺。（2）相似联想

从一件事物的感知或回忆引起对与它的性质上相近或相似的事物的感知与回忆，称为相似联想。在创造活动中，相似联想与接近联想不同之外，是不受两个事物是否接近的限制，有时两个事物表面上看来差距很大，但只要它们在某一方面或某些方面有相同或相似之处，就可以运用相似联想把它们联接起来，把对某个问题的解决办法用到解决另一个问题上去。这样，有助于把创造思维由一个技术领域转移到另一个技术领域，从熟悉的领域引导到陌生的领域。

我国建筑工匠的祖师——鲁班发明锯的过程，就是运用相似联想的典型事例。有一次，鲁班造一座宫殿，需要很多大木料，就叫他的徒弟用斧子上山去砍树。一天砍不了几棵，鲁班很着急，亲自上山去看。山很陡，他抓住树根和杂草，一步一步往上爬。突然，手指被一根小草划破了。小草怎么会这样厉害？鲁班仔细一看，发现小草的叶子边上有许多小齿。他试了试，在手指上一拉就是一道口子。他想，如果照小草的叶子那样，用铁打一把带齿的工具，在树上来回拉，不是比用斧子砍强得多吗？他马上回去打了一把，一试，果然比用斧子砍又快又省力。鲁班就这样发明了锯。（3）对比联想

对比联想是由给定事物联想到在空间、时间、形状、特性等方面与之相反的思维活动。

例如：光明→黑暗　放大→缩小　船→潜艇

1901年出现的除尘器是吹式的，当在伦敦某火车站的一节车厢里表演时，这种除尘器曾将车厢里吹得尘土飞扬，叫人透不过气来。这个现象引起了一位名叫赫伯布斯的在场者的注意。他想：吹尘不行！那么反过来吸尘行不行呢？回家后，他用手绢捂住嘴趴在地毯上使劲吸气，结果灰尘被吸滤到手绢上了。赫伯布斯因此发明了带灰尘过滤装置的真空负压吸尘器。

强制联想

将两类并无内在联系的事物因某种需要而强制联系起来的思维方式即为强制联想。

如1997年在第十届全国发明展览会上获得铜奖的记事发卡，便是一个强制联想发明创造获得成功的实例。

刘旭同学的小姨是一位经理，经常为丢掉记事本而苦恼。刘旭便用音乐门铃的元件、小磁块、塑皮本、女式手袋，发明了一种防丢笔记本。它的原理是以小磁块做开关，把它装配在女式手袋中，塑皮本内安装上音乐门铃的线路，当人们从手袋中拿出塑皮本时，塑皮本就开始发出音乐，直至当使用者将塑皮本放入手袋中时，音乐声才停止。刘旭把它送给小姨，小姨很高兴，夸刘旭肯动脑筋。可不久，小姨把它又退还了刘旭。小姨说丢是不全丢，可写字的时候音乐吵人；另外，体积也较大，不便于携带。刘旭没有泄气，又继续进行探讨，边观察边思考。一天，刘旭看见小姨梳头时，扯下了一个漂亮的大发卡。梳好头后，她又赶紧把它别在头发上。这时刘旭想，小姨特别爱戴漂亮的发卡，设计一种能记事的发卡问题不就解决了吗？刘旭高兴极了。从此，他便悄悄地干起来。通过一个假期的努力，一个新颖别致的记事发卡便在刘旭的手中诞生了。本来，发卡与笔、笔记本是两类毫不相干的事物，为了某种需要，小发明人硬是把它们联系起来，并获得了成功。人们在欣赏这项发明的成功之处时，无不为这种强制联想的方式叫好。

实践证明，将联想思维分成若干类型进行训练，有助于较快地提高联想思维的能力。但在创新过程中不能预先规定好使用哪种类型的联想去帮助创新，只能是让联想去自由地发挥。因此，我们还要加强多种联想的综合训练，采用综合联想链的方式进行。

综合训练可以分三步来进行：

第一步，从给定信息出发，尽可能多地用到各种类型，形成多种多样的综合联想链。如：

在这一阶段，仍以追求数量为主要目标。

第二步，给定两个没有关联的信息，寻找各种各样的联想链将它们联结起来。例如，试建立一个从“粉笔”到“原子弹”的联想链。我们可以这样建立：

粉笔→教师→科学知识→科学家→爱因斯坦→原子弹

在这一阶段，可以不标明类型，要追求联想的速度和数量其中主要是联想链的数量。

第三步，寻找任意的两个事物的联系，可以省去联想链，但要建立两个事物间有价值的联系，并由此形成创造性设想。也有人称这一阶段为强制联想阶段。前苏联曾有200多个发明学校，其中一个发明学校在进行这一阶段的训练时，每人发一本带照片的商品目录，要求任意翻出两页后对上面的商品进行强制联想。一个工人一次翻到的两个商品是自行车和电线杆。他经过强制联想，发明了一种能爬电线杆的自行车，代替了用脚钩爬杆，使电工爬杆机械化。

捕捉灵感

灵感的含义与特点“灵感”两字来源于古希腊文，原意是“神的气息”。唯心主义者把它神秘化，说它是“人与神的沟通”。现代科学证明，灵感是大脑的一种特殊机能，是人的一种高级的感知能力，也是一种富有特色的创造性思维。

灵感又称顿悟。在文学艺术领域，美妙的诗句在诗人头脑中油然而生，奇特的构想在作家心中瞬间涌现等等现象被称为灵感。在科学研究和创造发明领域，灵感则是指突如其来的对事物本质或规律的顿悟和理解，或者是解决问题的创造性设想突然闪现的现象。

灵感作为一种典型的非逻辑思维，其特点主要是：（1）随机性。即偶然性、不确定性。就是说创造性想法的产生，在什么时间、什么地点、什么场合很难确定，常常是意外地受到某种事物的刺激而突然产生的，具有意外性的偶然性。灵感不是由逻辑思维或像数学证明那样一步一步推导出来的，而是具有不期而遇的性质。（2）暂时性。就是说灵感闪现稍纵即逝，所以人们把灵感比做火花，比做闪光，形容它出现得短暂，一闪就灭。宋朝诗人苏东坡把在作诗中捕捉灵感比喻为“作诗火速追亡捕，情景一失很难摹”，以此形容灵感来无影去无踪，抓灵感要像抓逃犯那样十万火急，不能有半点疏忽。许多科学家告诉发明者，身边要准备笔记本，随时出现创造性想法一定要立刻记下来，就是这个道理。（3）认识的突破性。灵感往往标志着认识上的突破。我国著名作家夏衍说过：“所谓灵感只不过是作家从生活实践中长期积累起来的素材，从量变到质变，那一瞬间迸发出来的火花而已。”灵感所以又称顿悟，就是因为认识上出现了飞跃，是一下子抓住了事物的本质，达到理性认识。（4）感情的波动性。就是说灵感的产生大都伴随着情感的波动。在灵感出现前会有情绪激动和不安，在灵感出现后又会有顿悟时的惊喜和情绪的高涨。爱因斯坦在描绘自己创立相对论的心情时写道：“在最后突破、豁然开朗之前，那黑暗中我感觉到了却又不能表达出来的真理进行探索的年月，那强烈的愿望，以及那种时而充满信心时而担忧疑虑的心情，所有这一切，只有亲身经历过的人才能体会到。”

灵感的产生

灵感产生有突发性，但绝不是凭空而来的，而是长期辛勤思考的结果，也可以说，在灵感闪现之前有个充分酝酿阶段。在这个阶段，创造者经过冥思苦想，对问题作了各种试探性解决，有时，仿佛答案就在眼前，但仍理不出头绪。这时，往往精神高度兴奋，情绪激动不安，饭吃不香，觉睡不好，无论做什么，问题总在头脑中萦绕，达到挥之不去、驱之不散，才下眉梢、又上心头的境界。在这种情况下，遇到某些刺激，如在阅读、交谈中得到某种闪光的思想启示，或受到某种现象的启发，或在睡梦中和无意识遐想出现的思想火花，解决问题的办法脱颖而出，豁然开朗。由此可见，不经过充分酝酿、冥思苦想，不付出艰苦努力，灵感是不会出现的。“诺贝尔奖金”的创建人诺贝尔，一生致力于炸药的研究。在他把硝化甘油和硅藻土混合制成安全炸药后，运输和贮存的问题解决了，但炸药的威力却小了。为了发明既安全、威力又大的炸药，诺贝尔每天搜集资料，积累数据，做了大量艰苦的、非常危险的试验。他耗费了十几年的心血，研究工作仍无进展，几乎陷入绝境。一天，不慎在试验中划破了手，他用哥罗丁敷抹伤口。夜里，手指疼痛难以入睡，脑海中突然闪出了一个念头，能不能用与哥罗丁相似的硝棉胶做炸药？他立即跑到楼下去做实验，结果，既安全、威力又大的新型炸药——胶质无烟火药研制成功了。

灵感与潜意识（1）潜意识的概念

潜意识也叫下意识、无意识，是没有被意识到的意识，是对事物不知不觉的体验。奥地利心理学家弗洛依德把整个大脑的功能比喻成一座海上的冰山，自觉的意识功能只是露出海面的一角，而潜藏在海面下的庞大冰山则是潜意识的功能。他认为：“潜意识是我们人类智慧的仓库，在潜意识中潜藏的智慧，不分昼夜、不停地工作着，可以转变为情感或创造的灵感。”

有关学者还发现，潜意识不仅潜藏着包括幼时的经历、耳闻目睹的事物，实践中形成的感觉、知觉、印象、经验和体会，以及学到的知识、理论和方法等等，甚至还包括遗传下来的人类祖先所体验过的知识、感情。它们储藏在记忆的深处，一旦遇到必要的条件，就会发挥作用，或支配感情，或形成绝妙的构思，跃进意识范围，形成有价值的设想。（2）调动潜意识

如何调动潜意识？根据现有的认识和许多科学家的经验，注意以下两点是有意义的。

一是高度的意识努力带动潜意识的方向。灵感孕育在潜意识之中，但它又离不开显意识的参与。灵感的产生，是显意识和潜意识相互融通、交互作用的结果。从心理学角度分析，围绕某一目标进行长期的刻苦钻研，也就是作了高度的意识努力，大脑皮层就会形成优势灶。在这种情况下，大脑对外部刺激的敏感性大大提高，一切因素都能使它发生兴趣，达到一触即发的心理状态。这时，一切下意识的潜意识的不经意的思考，都可能与所研究的问题联系起来，诱发出灵感。这种现象就是高度的意识努力带动潜意识定向。可以说，高度的意识努力，是调动意识功能的前提。

二是自我调节和触媒刺激。在高度紧张地进行思考时，注意力只限于很窄的方向，潜意识处于抑制状态。为了调动潜意识功能，当解决问题陷入困境，百思不得其解，或过度疲劳时，要善于进行自我调节，把问题暂时搁置起来，松弛一下头脑。如，出去散散步，晒晒太阳，洗个澡，打个盹，同人交谈，或干点别的事，把有意识的努力暂时放下，让潜意识发挥作用。这时，可能会受到意外的刺激而闪现灵感，沟通创造思路。也就是说，摆脱自觉的意识思考的束缚，是调动潜意识功能的必要条件。

三　创造性人才培养

青少年发明创造活动的基本要求

要发明创造，首先必须具有创新精神和创新热情

这就是要有热爱科学事业的巨大热忱，要有为造福人类而渴望解决科学技术问题的强烈要求，要有为祖国、为人民而攻克科学堡垒的坚强的决心和信心。爱迪生的座右铭是：“我探求人类需要什么，然后我就迈步向前，努力去把它发明出来。”一个科技工作者如果没有强烈的创新意识和创新热情，是不会有创新的实践和成果的。

所有在科学技术上作出创新贡献的科学家、发明家，都具有强烈的创新热忱。琴纳（1749～1823）发明种牛痘征服天花是一个很好的例子。琴纳是一个立志终身为农民服务的英国乡村医生。那时，天花是一种不治之症。琴纳从挤牛奶的农妇从来不患天花这一现象，研究出用人工接种牛痘预防天花的办法。他先在动物身上试验，后来决定在儿子身上试验。妻子和朋友都强烈反对，但他信心十足，成功地进行了试验。1796年，他成功地为许多人接种了牛痘。由于种痘法的传播，终于在全世界消灭了天花病。今天，天花病毒只保留在某些国家的七个实验室里供研究之用。巴黎有一尊琴纳的塑像，下面刻着：“向母亲、孩子、人民的恩人致敬。”

要有敢于破除迷信、破除陈旧观念的革新精神

美国物理学家施温格认为，科学家必须具备的素质，就是对自然的“进攻性”，不要迷信书本和权威，要敢于冲破传统观念的束缚。要认识到，科学的发展要经历肯定否定的曲折过程，要经历从不完善到比较完善、从比较完善到更为完善的过程。

牛顿对光学作出了很大贡献，他认为光是由高速运动的粒子所组成，即光的“微粒说”。“微粒说”解释了许多光的现象，但对有些问题无法解释。后来荷兰物理学家惠更斯提出光是波的学说。这两个学说争论了大约一个世纪。但由于牛顿的巨大权威，流行的还是“微粒说”。到了1801年，英国医生兼物理学家托马斯·扬站了出来。他说：“尽管我仰慕牛顿的大名，但我并不因此非得认为他是万无一失的。我遗憾地看到他也会弄错，而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步。”托马斯·扬冲破了对牛顿的迷信，大胆质疑，做了一个光的干涉实验，大大推进了光的“波动说”，并得到了大家承认。这是，“微粒说”似乎是被否定了。但是，事情的发展是曲折的，以后的许多实验结果又把光的“波动说”赖以生存的“以太”给否定了。在总结了一系列科学成就的基础上，爱因斯坦提出了光量子学说，认为光是以量子形式穿越空间的。这样，他又复活了光的粒子概念，但不是简单的复活，光量子兼有波的性质和粒子的性质。这就相当圆满地解释了光的许多现象。

科学史上这样的例子是很多的。事物在发展，科学在前进，停止的观点、无所作为的观点是没有根据的。在科学上，轻信权威就可能扼杀智慧，对权威的迷信是捆绑科学的绳索，对书本和权威要尊重，但不要迷信。只有解放思想，破除迷信，才能为科学的发展作出贡献。

要有彻底的唯物主义态度

实践是检验真理的惟一标准。一个科学理论正确不正确，就是看它是否符合实践。科学史上，所有有创见的科学家都忠于事实，从实践出发，而不是从书本出发。否则，是不会有创新的。

关于氧气的发现就是一个很好的例子。在18世纪末以前，人们认为一切可燃物都含有一种物质——“燃素”。1774年，英国化学家普利斯特利（1733～1804）在加热汞的化合物时发现分解出一种比空气更易于促进燃烧的气体。本来，他发现的就是“使化学发生革命的元素”氧，但是，由于受着燃素学说的束缚，他主观地认为所发现的是什么“脱燃素空气”。后来，普利斯特利访问巴黎时，把他的发现告诉了法国化学家拉瓦锡（1743～1794）。拉瓦锡在过去的研究、实验中，对“燃素说”已有怀疑，因此他很敏感地认识到普利斯特利发现的重要性，立即进行了重复试验，并作了定量分析，终于发现了氧，推翻了当时占统治地位的“燃素说”，把化学这门科学向前推进了一大步。

要有创新的勇气和胆识

创新就是要冲破传统观念，而这往往会受到旧观念、旧势力的指责、讥笑、打击、围攻。因此，要创新就必须有创新的勇气和胆识。

爱因斯坦在1905年提出狭义相对论时，全世界只有12个人知道什么是相对论。不仅大多数人表示怀疑，而且像马赫、彭加勒等一些大科学家都表示了反对的意见。但爱因斯坦没有动摇，继续研究下去，又创立了广义相对论。如果当时爱因斯坦缺乏勇气，受到讥笑打击就泄了气，那就可能前功尽弃。

要有坚持到底的毅力

创新是和探索联系在一起的。探索是创新的前提，创新是探索的结果。创新，首先是向未知领域探索。探索，就免不了要遇到挫折和失败。因此，创造性的活动是一种高度复杂的意志活动。只有具备了不屈不挠的毅力和坚持到底的恒心，才能得到创新的成果。贝弗里奇说：“年轻的科学家应该尽早懂得，科学研究的成果来之不易，他如想获得成功，必须具有耐力和勇气。”他还提出，应该培养自己具有爱迪生那样的一往无前的精神：“我既然在寻找世界上需要的东西，我就一直寻找下去，并且试着创造它。”

要有永攀高峰不断进取的精神

创新是没有止境的。科学技术前进的步伐在不断加快，一个科技工作者如果在已有成绩上停留，就可能成为落伍者。对于科技工作者来说，失败和挫折是一种考验，成功和胜利也是一种考验。要做到不断创新，从思想修养上说，就要戒骄戒躁。自满是进步的敌人。一个科技工作者如果自满了，那么，他的科学生命的光辉就会黯然失色。

许多优秀的科学家在科学的征途上永远拼搏，不断创新，保持着科学生命的青春。卢瑟福（1871～1937）是英国物理学家，在原子物理学方面作出了重大贡献。他在1899年发现了放射性辐射；1902年提出原子自然蜕变理论，冲破了原子不可再分的观点；1911年发现了原子核的存在，提出了原子结构的行星模型；1919年用α粒子轰击氮原子，使之变为氧的同位素，第一次实现了元素的人工嬗变；1920年预言了中子的存在。卢瑟福的一生是永攀高峰、不断进取的一生。

我国数学家杨乐说：“人生几十年，可以说相当短暂，如何在这有限的时间里为祖国为人民多做些有益的事物，是值得我们每个人认真思考的。”他小时候发现很多数学定理是以外国数学家的名字命名的，就想：“为什么都是些外国人的名字呢？难道中国人就不能为数学发展做出贡献吗？”他决心“一定要把中国人命名的定理，写进未来的数学书上”。爱国热情鼓舞他不停地向数学科学的高峰一级一级地攀登。他看到一些大数学家的经典著作中常用“显然”二字把一些证明步骤省略了，就偏偏不放过这些“显然”，把每一步骤都补齐，靠笨功夫练出了真本领。政治的风浪，疾病的折磨，都没能阻挡住他向科学进军的步伐。他说：“国家需要科学，人民需要科学。”凭借百折不回的毅力，他攀上了函数论的高峰。从1973～1978年，他同张广厚合作，在函数值分布论方面取得了优异的科研成果，为祖国争得了荣誉。在成就面前杨乐没有止步。当他发现国际上在函数论方面p又出现一个新的分支——H空间时，就决心“一定要为祖国填补这个空白”，又向着新的领域发起进攻。从1979～1982年，他又写出12篇科研论文。他说：“科学是不断发展的，国外的学者也在继续前进。我们必须更加努力，向新的高峰攀登。”

要有严肃的科学态度

我们说的创新是科学的创新。我们讲要破除迷信，解放思想，就是讲思想要符合科学，符合客观事件发展的规律。从认识方面讲，科学技术的创新必须有事实的基础和科学的根据，要排除那些没有科学根据的妄想。

例如，从13世纪以来，有人就开始研究，设计永动机。人们从浮力、水力、热能、光能、化学能、磁力、电力等各个方面来摸索永动机的原理和结构，经过了800年的努力，但都失败了。到了19世纪中叶，科学家们终于发现了热力学定律，从而宣布了永动机是不可能的。但是在这以后，还有不少人忘图发明永动机，其中有的是科学骗子，更多的是缺乏科学基本素养的妄想家。因此，我们提倡科学的创新，一定要排除那些科学的妄想。同时，即使是属于有科学根据的创新，也必须有明确的目的性和现实的可能性，要从社会的需要出发，还要有必要的技术水平的支持，否则也是不可取的。

青少年的发明成果与科学家、发明家的成果相比，确实存在着很大的差别，但发明过程及思想方法都是相同的。青少年的一项小发明成功，也可以说是其创新精神物化的体现。

发明创造活动是一项实践性很强的活动，极有利于青少利实践能力的培养。青少年要完成一项发明作品，从选题到制作成型，必须进行一系列的动脑动手实践活动，离开了实践，就不可能有发明创造诞生。而且这种实践是一种具有高度的综合性的实践，其他形式的一般实践活动是无法替代的。

而创新精神和实践能力是创造人才的基本特征，因此，青少年发明创造活动的作用就在于能使广大青少年成长为创造性人才幼苗，就是要最大限度地开发青少年的创造力。

创造与创造力

创造的含义

创造，这个制造奇迹的摇篮，人类一直对它一往情深。为了深刻研究这个制造奇迹的摇篮，人们合乎情理地把人类一切活动分为两个主要类别：再造性活动和创造性活动。

再造性活动占人类活动总量的绝大部分，它量大、面广，和绝大多数人休戚相关。在农业社会，人们日出而作，日落而归，春播、夏作、秋收、冬藏，年复一年，代代相传。现代工业，各种工艺要求以技术法规的形式下达给操作者严格执行，最好做到产品与样品一模一样。

相反，曹冲称象，阿基米德判断金冠真伪，米开朗基罗完成“摩西雕像”，以及小女孩孟杨发明的两面敷有不干胶的软塑料薄片“软图钉”（一面贴在黑板上，一面贴教学挂图），是不能靠查现成的“手册”、“资料”或者“学习”所能完成，必须进行构思、求索才能实现，这就是所谓的创造性活动，就是依赖现有知识和经验，不能直接完成，必须经过一定的变革和突破才能实现的活动。

创造性活动占人类活动总量的比例不太大，但影响很大；参与的人数不太多，但作用突出。

人类创造成果令人眼花缭乱，相互之间差异之遥远又令人吃惊。它可能是一个新规律的发现，也可能是一首绝妙的好诗，还可以是竞技场上克敌制胜的新招，甚至是一句人们闻所未闻的幽默话等等，在人类活动的任何领域，都找得到它的踪迹。

正由于这两种活动各有鲜明的特征，人们才不把它们混为一谈。然而，它们毕竟是人类活动的两个侧面，它们之间没有鸿沟，相反，却存在一大片中间地带，即各种再造性活动可以增加创造性色彩，这样就会给平淡无奇的平凡活动注入可贵的活力。日本有的汽车螺栓将尾柄制成内凹圆窝，既不影响使用，也不影响美观，却节约了材料。有人测算一辆旅行车的螺栓这样处理后，重量几乎可减轻50千克左右，即可多载一人，节能的效益显著。小小的改进，明显的效益，这仅是问题的一个方面，更重要的是这个中间地带是通往从事创造活动的桥梁，多少个杰出的创造者都是通过这个桥梁最后取得了辉煌的业绩的。

创造的本质是反传统的，往往是对习惯的挑战；同时又是继承与借鉴，新成果要吸收原来体系中积极合理的成分，抛弃陈腐落后的东西，在这个基础上向前发展。因此，创造——这种推陈出新的活动，不是简单的彻底割裂，而是科学的扬弃。

同时，我们可以发现，再杰出的创造性成果，在历史的档案里都可以找到它的“双亲”。因此，所谓的独创问题，实质上是推陈出新的一次飞跃。

事物往往有两重性，炸药可以开矿筑路，也可以用于战争。怎样评价这项发明呢？这类问题要看它的主导方面。它开矿筑路造福于人类，是它的主导方面。至于战争，也有正义与非正义之分，而且它本身并不是引起战争的因素，只是战争的手段，没有它，战争照样进行，只是方式不同。因此，它对人类社会起推动作用是主要的方面，所以炸药的发明属于创造的范畴。

综合起来，创造就是人类运用智慧进行推陈出新，使事物发生性质突变，生产人们所需要的“前所未有”的物质产品与精神产品，从而推动社会文明进步的活动过程。它是一种极其复杂的高级的劳动形式。我们通常所说的发现、发明、革新、创见、创作等分属于不同领域、不同类型的创造。

创造力

既然创造是一种最高级的劳动形式，那么，从事创造活动的人们就必须具有最高层次的能力，即创造力。因此，我们在了解创造力之前，首先要了解能力。（1）能力

什么是能力？能力就是能够顺利完成某种活动的个性心理特征。

人的能力是多方面的：有人擅长打球，有人擅长游泳，有人擅长绘画，有人擅长音乐，有人擅长舞蹈，有人擅长写作，有人擅长工科，有人擅长理科，有人擅长表演，有人擅长雕塑，有人擅长管理，有人擅长演说……因为任何一项具体工作，都有其特殊的环境、条件和内在的多种因素，完成这项工作，就要有与其相适应的个性心理特征，即相应的能力。

人的能力是多层次的。知识和经验是能力的基础，一个人随着年龄增长，体力逐渐增强，智力逐渐发展，活动范围不断扩大，知识与经验越来越丰富，因而，人的能力也一步一步地得到提高。对同龄人作一番横向观察，由于主客观条件的不同，他们的能力也有高低之分，显出层次。也就是说，不同年龄的人之间和同龄人之间，都会显示出能力的不同层次。（2）创造力

创造力，即创造能力，也可以称之为创造才能。它是人所具有的、运用已知的信息产生出某种新颖、独特、有社会或个人价值的物质或精神产品的能力。

创造力是极复杂的综合能力，由认知和个性两方面因素构成。

创造性思维是创造力的核心成分，但是任何创造性活动都不单纯是创造性思维的作用，而是再现性思维与创造性思维的有机结合。解决任何问题都必须在已有知识经验的基础上，根据问题的复杂或新颖程度，决定再现性和创造性思维在其中所起作用的比重。比较简单的问题主要依靠再现性思维就能解决，复杂问题主要靠创造性思维对原有信息进行改造，重新组合，获得新的解决方案或产生新的、独特的产品。

一般讲，科学家和儿童、青少年的创造性思维没有原则性差别。他们有着共同的心理规律。但他们探求新知识的条件不同，导致思维活动水平有差异。科学家的创造结果表现为产品，而学生未必如此。为表明这种差别，有的研究者主张把青少年的创造性思维称为“始创性思维”。

创造性想象是按照自己的创见来形成新的形象，它在创造性活动中是十分重要的因素。文学家对人物形象的构思，发明家对产品或工具形象的想象，学生的创造性游戏、绘画，都离不开创造性想象。爱因斯坦说：“想象比知识更重要。”可以说没有想象就没有创造。尤其是儿童、青少年的创造性，多表现为创造性想象。

观察力的重要性也是不容忽视的。富于创造性的人，往往有敏锐的观察力，能够察觉常人易忽视的问题或现象，从而捕捉住各种机遇。记忆力在创造性活动中的地位，一直没有定论。

另外，在创造过程中，心理活动使得人的知识和经验、观察和思考、智慧和技能、直觉和灵感、动机和意志、情感和气质、道德和理想等等多种心理品质和个性心理特征纵横交错地交织在一起，时而波动，时而和谐，时而冲突，时而缓解。一个医生出奇地暴躁，一位教师出奇地沉默，都可能是新的医学和教育奇迹出现的前兆。科学家、发明家、文学家、艺术家、军事家、政治家，都曾有过这种情形。

当然，这里所说的，“交织”，并不是杂乱无章的。在犹如乱麻一般的现象背后，正是规律。不论是具有高超创造力的天才，还是从事各种具体工作的平凡者，以及青少年学生，他们在从事各种各样的创造活动时，都有着相当稳定的共同的心理活动规律。（3）两种创造力

前所未有的首创是创造力的本质特征，因而也是创造力分类的根本依据。创造力按不同的标准有不同的分类。按照杰出人物与青少年学生相比较的创造力来分，可以分为人类首创性和个体首创性两种。

①人类首创性

对于全人类来说前所未有的首创性，即为人类首创性。例如，我国古代的四大发明，莱特兄弟发明的飞机，维特提出的控制论等等。发明家的新发明，科学家提出的新理论，都属于这种首创性。

②个体首创性

对于某一人类个体来说，具有前所未有的首创性，我们称之为个体首创性。

③人类首创性与个体首创性的关系

首先，个体首创性是人类首创性的基础。随着人类社会的发展，人类首创性不断地由低级向高级发展。而任何时代的人类都是由人迷个体组成的，每一个体也都有一个由不成熟到成熟的发展过程。人类的创造才能与个体的创造才能，其内涵是很不相同的，但就其发生、发展的过程看，杰出人物的创造力都有一个由低级向高级的发展过程。所以，没有个体首创性的台阶，就没有人类首创性的殿堂。同时，人类首创造性又有个体首创性的必然结果。另外，任何时代的杰出人物的伟大创造，其赖以成功的知识和智慧，既是人类历史上精神财富的延续的结果，也是人类个体从小到大不断吸收与积累的结果。

从历史进程看，人类总是不断地发现、发明和创造的。这个任务又总是不断地落到年轻一代身上，现代社会尤其如此。实际上，中小学生继承前人知识经验的过程（学习过程），也是学生的头脑再加工的过程，在这个意义上，学生的学习活动本身也具有创造性。

青少年学生的创造力大多属于个体首创性类型。但这也是很有意义的。今天，学生能够发现前人已经发现的东西，将来才能发现前人没有发现的东西。杰出人物与青少年的创造力，区别固然有，但其千丝万缕的内在联系也是客观存在的。这样看来，未来需要的富于创造性的人才，必须依赖今天青少年学生创造力的健康发展。

人人都有创造力的禀赋，青少年学生的创造潜能是深厚的，关键在于开掘这种潜能的条件如何。这样看来，使家庭的、学校的、社会的等诸多训练适合于青少年学生的创造力的发展，就是一件极其重要的事情了。

此外，有的学者把创造力分成不同层次，即根据创造成果的新颖独特性和价值大小的不同分成五个等级，它们是：表达式的创造力、生产式的创造力、发明式的创造力、革新式的创造力和高深的创造力。还有的学者分析创造力的动态结构，提出创造过程四阶段论，即准备阶段、孕育阶段、明朗阶段和证实阶段。

这些理论可以使我们从不同的角度来认识创造力。（4）创新与创新能力《现代汉语词典》中认为，“创新”是指“抛开旧的，创造新的”，即是说，“创新”是指一种弃旧图新的精神和行为。在这种词义学概念基础上，人们广泛使用创新意识、创新精神、创新能力、创新成果、创新人才等术语。从广义上讲，这里所指的“创新”、“创新能力”与上面提及的“创造”、“创造能力”的基本含义是相似的。至于它们之间的细微差别，需要我们在今后的学习中了解、掌握。

创造性人才的基本特征

显然，要通过青少年发明创造活动使广大青少年成长为创新人才，首先就要明白创新人才的基本特征。这里介绍国外一些对高创造性儿童、青少年特征的看法。有关儿童、青少年创造性高低的测试，国际上常用的是“多兰斯法”和“托拉斯法”。

多兰斯法

多兰斯提出的儿童、青少年创造性测试有17条：（1）常常专心致志地倾听别人的讲话；（2）说话或作文时常常使用类比或推断；（3）能较好地掌握阅读、书写和描绘事物的技能；（4）喜欢对权威性的观点提出疑问；（5）爱好寻根究底，弄清事物的来龙去脉；（6）爱好仔细地观察东西；（7）非常希望把自己的发现告诉别人；（8）即使在干扰严重的嘈杂环境里，仍埋头于自己的研究，不大注意时间；（9）常常能从乍看起来互不相干的事物中找出相互间的联系；（10）即使走在街上或回到家里，仍然喜欢反复思索课堂上学的东西；（11）有较强的好奇心；（12）常常自觉不自觉地运用实验手段进行研究；（13）喜欢对事物的结果进行预测；（14）很少有心不在焉的时候；（15）常常将已知的事物和学到的理论重新进行概括总结；（16）喜欢自己决定学习和研究问题；（17）喜欢寻找所有的可能性，常常提出：“还有别的办法吗？”

托拉斯法

美国著名教育心理学家托拉斯经过长期潜心研究，认为以下21条是高创造性儿童、青少年的特征，也是创造力测试的有效尺度。（1）听人讲话，观察事物，行动专心一致；（2）口头或文字表达时能用类比方法；（3）全神贯注地读书或书写；（4）完成教师布置的作业后，有兴奋的表现；（5）敢于向权威提出挑战；（6）习惯于寻找事物的各种原因；（7）精细地观察事物；（8）能从他人的谈话中发现问题；（9）从事创造性工作时废寝忘食；（10）能发现问题和发现与问题相关的各种关系；（11）除了日常基本生活，平时都在探究学问；（12）持有好奇心；（13）持有自己独特的实验方法和发现方法；（14）有所发现时精神异常兴奋；（15）能预测结果，并正确地验证这一结果；（16）从不气馁；（17）经常思考事物的新答案、新结果；（18）具有敏锐的观察能力和提出问题的能力；（19）在学习上有自己关心的研究课题；（20）除了一种方法外，能从多方面来探索它的可能性；（21）能不断产生新的设想，在娱乐闲暇时也能产生新的设想。

创造性学生的主要特征

国外的研究成果对我们有很重要的借鉴意义，但不能照搬照套。根据我国的研究和实践，具有创造性的学生一般具有如下几个主要的特征：（1）有崇高志向和远大目标

志向与目标是创造的动力因素，是创造性学生的根本特征。正是对远大的理想、目标的执著追求，才会产生献身于事业的积极创造的决心。高尔基说：“一个人追求的目标越高，他的才能就发展得越快，对社会就越有益；我确信这也是一个真理。”明代学者王阳明说：“志不立，天下无可成之事。”可见，树立崇高的志向与远大的目标对造就一代创造性新人的重要意义。目前在培养创造性学生问题上，存在着一种过分强调智力因素，而忽视理想、信念和奋斗目标这样一些非智力因素的倾向。实际上，创造总是高度紧张的脑力劳动和体力劳动的结晶，创造必定经过一番持久而艰苦的拼搏。即使是学生在解决创造性学习过程中的问题，也往往不是仅凭某些智力条件就能轻而易举地解决，而需要经过长时间的刻苦钻研。如果没有坚韧不拔的意志和毅力，就很难达到胜利的彼岸。理想、目标、事业心与社会责任感则是产生顽强的意志力与毅力的源泉。当然，对于青少年学生来说，人生理想和奋斗目标的确立，需要一个由低到高的逐步成熟的过程。（2）有自己的兴趣爱好

兴趣和爱好是一种无形的力量，它标志着一个人在某一方面的积极性，而这种积极性是可以培养的，它往往从好奇好问并经教师引导教育有所得而开始。兴趣爱好是青少年个性中一个实在而有深远意义的组成部分。具有创造性的学生都有自己的兴趣爱好，而学生时代产生的兴趣爱好，往往能最终成为倾注毕生精力的专业，并创造出成果来。（3）“善疑”、“好问”，爱独立思考

具有创造性的学生善于质疑问难，爱独立思考，对周围的事物往往不满足于“是什么”，而总要问个为什么。李四光说：“不怀疑不能见真理，所以我希望大家取怀疑态度。”一个富有创造力的学生，不仅善于提出问题，而且能通过自己的思考、研究去解决问题。所以，思考能力强的学生，一般又都有很强的自学能力，即通过自己学习而获得知识的能力。对于学生的质疑问难，教师不仅应当予以鼓励，耐心解释，而且应当引导学生有目的地独立思考，独立解疑，以便使疑问与创造结下良缘。（4）有丰富的创造性想象力

想象就是在头脑中创造新事物的形象，它是一种特殊形式的创造性的思维活动。想象孕育着创造，是创造之母。求知、创新，开辟未来的新天地，都需要丰富的想象力。对新事物敏感，富于想象力，善于提出新设想与新方法，敢于做前人没有做过的事，能从生活中寻找不满意、不方便、不顺眼的东西，大胆进行想象创新，这也是创造性学生身上较为突出的特征。（5）有勤奋踏实、锐意进取的精神勤奋踏实是创造性学生最普遍的特征，也是获得成功最基的因素。它的表现是：脚踏实地、日积月累地攻读撷取，不断地攻关夺隘，有坚强的毅力和一丝不苟的态度。锐意进取则是一种随时准备以自己的才智迎接并克服困难的一种姿态。它表现为对现有知识和流行观念的不满足，表现为不安于接受书本上现成的答案，急于尝试的迫切心情，表现为对未知领域的探求精神。（6）有较强的动手实践能力

创造性学生要有动手实践能力。创造光用脑子不用手显然不行，需要手脑并用，动脑又动手，才能搞创造。在学校的创造发明教育活动中，应当十分重视培养学生学会使用各种工具，进行装配、修理、实验、种植、饲养等多种活动。在实验中，要训练学生提出设想，设计实验，验证实验，得出结论，发现新问题，书写实验报告的能力，特别是对实验的设计、操作和记录的能力。（7）有搜集、整理、分析信息的能力

创造性学生一般都十分重视信息传递，从阅读书报，收听广播，观看电视及专题讲座中获得信息。信息的搜集、整理和分析对提高学生的能力，发展创造力作用甚大。一些学校对具有创造能力的学生进行调查的结果发现：他们有的已养成每天按时收听知识性强的电视节目的习惯，如，“星球世界”、“智力竞赛。等，从中获得许多课堂上没有讲到的知识；有的喜欢阅读历史与科普读物，如《科学启蒙》、《少年科学画报》、《我们爱科学》、《智力》、《少年知识文库》、《世界地理》等等；有的非常关心报刊杂志上有关科技、体育方面的材料，专门准备小本子，随时认真摘录自己感兴趣的材料。上述这些特征大致上又可以归纳为两类，一是属于智能（智力和能力）方面的，二是属于非智能（品格、个性）方面的。”

四　智能训练

巧妙组合

你知道我们现在使用的自来水钢笔是谁最早发明、最早使用的吗？

那是在公元1166年。有一天，俄国伊巴奇耶夫修道院的一个修道士接到修道院院长的命令，要他连夜完成一篇长文章。那时，人们通常用的书写工具是一种用细竹竿做成的蘸水笔。这位修道士写了几行字就要在旁边的墨水瓶中去蘸一下。写着写着，他忽然灵机一动，想：如果把墨水灌在一个小球里，再把小球装在笔杆头上，让墨水慢慢地渗下来，不是就用不着写几行字就要蘸墨水了吗？他想做就做，在笔杆上装好小球。一试，果然灵验。他一口气写了900行字才重新在小球里装了一次墨水。

这位修道士兴奋极了，他情不自禁地在手稿后面把这支笔的样子画了下来，并在旁边写了一行小字：“这真叫人难忘，我写了900行字，只装了一次墨水。”

这位修道士实际上是在无意之中运用了“组合”这个创造技法，创造了古代第一支自来水笔。但他没有意识到自己这个创造发明的意义，所以这个发明成果没有传播开来。直到前苏联的一位历史学家发现了这份手稿，才知道早在800多年前，已有人发明和使用自来水笔了。

什么叫做“组合”呢？

我们在搞创造发明时可以这样想：

在这件东西上添加些什么部件或把这件东西跟其他东西组合在一起，会成为什么新的物品，能给我们的工作与生活带来哪些方便？

很显然，这里的“组合”有几种情况：（1）部件相加。即甲物体上的某一部件与乙物体上的某一部件相加而成为一个崭新的物体。如举世闻名的狮身人面像，就是狮子的一部分（狮身）与人的一部分（人头）相加在一起。（2）在一个物体上加上别的物体的某一部件。如小朋友使用的圆珠笔，在笔杆顶上加上一个小动物的头像，这种商品能引起小朋友的购买欲望。（3）两种相同的物体相加。如音响的喇叭，可以由好几个喇叭组成。（4）两种不同物体相加。如铅笔加上橡皮就成了橡皮头铅笔。

总而言之，“组合”就是一种重新组合的思想，通过重组创造出新的有价值的东西。

在生活中，有不少像上面讲到的那位修道士那样无意的“组合”而发明了某样东西的事例，但我们在搞创造发明时应该把无意的“组合”转变为有意的“组合”。

伽利略发明望远镜就是把无意的“组合”变为有意的“组合”的例子。

欧洲有一个磨镜片的工人，有一次，他偶然把一块凸面镜片与一块凹面镜片加在一起。他透过这两片镜片向远处一看，“啊！远处的景物怎么移到眼前来了？”他惊讶得大叫起来。这个发现后来给科学家伽利略知道了，他对这个无意之中“组合”而成的事物进行了研究，终于发明了望远镜。望远镜的发明，使人们的眼睛能看得更远。后来，人们又在此基础上制成了天文望远镜，用它来观测天象，发现了许多人们从未见过的宇宙天体，使天文学研究翻开了崭新的一页。“组合”是创造发明中最常用的方法之一。

我们学习中常用的文具许多就是灵活地运用上面讲到的四种情况“组合”的产物。

在圆珠笔笔杆上加上裁纸刀，可以随手把写好的纸条裁下来。在圆珠笔笔杆上加上小木梳，外出旅行的人使用起来十分方便。把3种颜色的笔芯装在一个笔杆中，就成了三色圆珠笔，在写字时可随时选用不同颜色。最近，文具店里出售的一种集钢笔、圆珠笔和修正液于一体的多用笔也是“组合”而成的。

还有如在卷笔刀上加上小镜子、橡皮、小毛刷和盛放木屑的小盒子，就成了一种深受小学生欢迎的多用卷笔刀了。

家用电器中运用“组合”的例子则更多。许多多功能家用电器，都是各种电器的合理组合。如：

收音机+录音机+放音机+选曲电脑=多功能收音机；

电话+录音机=录音电话；

锅+电炉=电暖锅。

人们把衣服与裙子加在一起，就成了女孩子们夏天爱穿的连衣裙；把帽子与衣服加在一起，就是流行的新颖风衣。

当前流行的组合家具，就是许多单件家具相加。当然它不是简单地相加，而是巧妙地组合。组合家具美观、实用，又可充分地利用房间的空间。

用“组合”这个技法发明的新产品，不但给人们的生活与学习提供了方便，在宇航事业中也发挥出很大的作用。科学家用三级火箭把各种人造卫星送上太空，把宇航员送上月球。这种推力巨大的三级火箭就是三枚火箭首尾相接加起来的。

在少年儿童的小发明、小创造活动中，同学们也运用“组合”这把金钥匙打开了一扇扇创造之门。

一个四年级的小学生在他日常使用的钢笔杆上贴上日历，成了日历钢笔。它既可以写字，又可以查日期，写起日记来可用得上了。

有一个一年级的小同学在垫板的一边刻上厘米刻度，等于在垫板上加上一把尺，可以一物两用。

有一个三年级的小同学把圆珠笔的笔杆做成伸缩的，拉长后就成了教棒。在教师节，他把这小发明成果作为礼物送给老师。

上海闸北区有一个三年级的小学生看到妈妈给小弟弟喂牛奶时，怕烫着小弟弟，先尝一尝试试温度。他想，这样不卫生，但不尝一尝又无法知道牛奶的温度，怎么解决这个问题呢？他想到了“组合”，就设计在奶瓶内壁上装一支温度计。这样，不用尝就可以准确地知道瓶内牛奶的温度了。

武汉有两个少先队员发现当水壶朝保湿瓶里灌开水时，壶盖常常会掀起来，烫着灌水人的手。他们想，能不能在灌开水时使壶盖固定在壶上呢？他们受电视天线的启发，在壶盖上加一根能伸缩的拉杆，用螺丝固定。平时，拉杆缩着，壶盖便可以灵活地打开。灌开水时，把拉杆拉出来。顶在水壶的把手上。这样，水壶再倾斜，壶盖也不会被掀开来，当然也不会烫着人的手了。这件作品在全国第三届青少年科学发明成果比赛中荣获一等奖。黑龙江省教委编的语文课本中还把它选为课文，让成千上万的小朋友学习。

上海电视台“智力大冲浪”节目举办的“畅想新世纪”发明设想比赛中，小俞同学就是运用了“组合”这一思路，设想了“多功能新型路灯”而一举夺魁。小俞设计的多功能路灯是把路灯“加”上太阳能电池，“加”上自动取伞还伞机，“加”上监视器。小俞设想，利用太阳能电池吸收太阳能供电，如果突然下雨可供行人取伞还伞，如果有小偷偷窃放在路边的自行车，监视器就可以及时报警……

你也可以运用“组合”这个技法创造出其他新东西。

神奇缩减

有一个笑话说：

一只金丝猴穿着长袍走出家门。黑熊见了它说：“长袍不如短袍好。”金丝猴听了，回家用剪刀把长袍剪掉一截，改成了短袍。

金丝猴穿着短袍走出了家门，山羊见了说：“短袍不如衬衫好。”金丝猴一听，觉得有理，便回家将短袍改成了长袖衬衫。这时，白兔路过这里，见金丝猴穿着长袖衬衫，就说：“长袖不如短袖好。”金丝猴一想，对呀，于是把衣袖剪去了一截，改成了短袖衬衫。窗外树上的小松鼠看见了说：“短袖衬衫不如背心好。”

金丝猴正想剪成背心，被刚回家的猴妈妈拦住了，猴妈妈说：“你这样一直改下去，成了什么呀？”

这则笑话是讽刺小金丝猴自己没有主见。但我们如果从另一个角度想：长袍减去了下摆就成了短袍；长袖衬衫减去一部分袖子就成了短袖衬衫；再把剩下的袖子全部剪去就成了背心。说明了某一样物品减去一部分后有时会变成另一样新东西。这也揭示了搞发明创造的一个思路：缩减“缩减”。

可以这样想：

能在某件东西上减去什么部分吗？能把某样东西的重量减轻一点吗？能在操作过程中减少次数吗？这些从形态上、重量上或过程中的“缩减”能产生什么好的效果吗？

把袜子的套筒“减”去，改成为“袜船”。冬天，在卧室中穿拖鞋时，“袜船”能起到保暖作用。

人们把日常看到的眼镜减去镜架，就成了薄薄的镜片，再换一种片子装进眼眶成了隐形眼镜。

以上主要是形态上的“缩减”。

夏天喝的饮料，原来是装在玻璃瓶中的，从减轻重量角度考虑，把玻璃瓶改为塑料瓶，就给人们带来了不少方便。

有的同学的爸爸、妈妈上班路比较远，需要换几次车，每换一次车就得买一次车票。能不能减少买票的次数呢？公交公司想出了让乘客买“月票”或买“本票”的办法。每月只交一次钱，买一张月票或一本本票，上车就可以不用再掏钱买票了。这样，不但为乘客带来了方便，也减轻了售票员的工作负担。

还有，上海人过黄浦江要乘船摆渡。原来，在浦东、浦西都要买票才能上船。后来，有人想，凡是过江的人，绝大多数是走来回的。于是想出办法，只要在浦西一处买票，票价计来回的钱。从浦东上船不用买票。结果，为国家省下了不少人力物力，过江的乘客也感到方便。

各地纷纷开设超级市场，也是运用“缩减”的道理。顾客无论买多少次东西，都只需在门口一次付钱就可以了。这样许多站柜台的营业员就可以干其他的工作了。

这是过程中“减”少次数的例子。

我们现在使用的汉字比原来的汉字已有了不少简化。简化的实质是减少笔画。如“郁郁葱葱”的“郁”，这个字只有8笔。但原来的“”字要29笔。你看减少了笔画给我们的学习带来了多大的方便啊！

这既是数量上的“减”又是形态上的“减”。“缩减”的方法到了科学家手中，就被应用发明了许许多多造福于人类的新产品。

约瑟夫·斯旺和爱迪生发明电灯就是一个典型的例子。

约瑟夫·斯旺是英国的发明家。他从1845年起研制电灯，但研制的许多电灯泡都像天上的流星一样，闪烁了一会儿就再也亮不起来。直到1877年，斯旺做了一个试验：抽掉电灯泡里的空气，装上碳丝，通上电源时，一个多年的幻想变成了现实。电灯泡发出了耀眼的光，而且维持了很长时间。望着这明亮的电灯，多年来挫折带来的烦恼云消雾散。我们不难看出，斯旺成功的关键一步是从电灯泡中“减”去了空气。

与约瑟夫·斯旺同时，美国大发明家爱迪生也在研制电灯。他经过了无数次失败，调换了1600多种材料，但都失败了。最后也是抽去了灯泡里的空气，才获得了成功。到1883年，这两位不约而同发明了电灯的科学家，联合成立了爱迪生·斯旺联合电灯有限公司。不久，电灯便照亮了世界上亿万户家庭。

日本富士公司发明一次性相机也是一个生动的例子。当时，富士公司胶卷大量积压。为了推销这些胶卷，将一般相机所需的四百至七百个零件减少再减少，最后只留下二十六个零件，发明了价格十分低廉的一次性相机，深受广大消费者的欢迎。由于相机的大量销售带动了胶卷销售，原来堆积如山的库存胶卷也一销而空。富士公司用“缩减”的方法别出心裁地开发了一次性相机，使公司财源滚滚而来。“缩减”当然也就成为我们少年儿童进行小创造、小发明的思路之一了。

如我们平时见到的茶几都是4只脚的。有一个同学用“缩减”的办法，减去了两只脚，把剩下的两只脚改做成L形。这样，在不使用的时候，可以把脚插入沙发的底下，增加了沙发前的空间面积。

有一年夏天，小林拿了一把有柄纸扇到同学家去下军棋。回家时，他想把扇装进塑料包。没想到，扇柄太长，没法装进去。回家后，他用“缩减”的方法，“减”去了扇柄，但没有扇柄，拿起来不方便，他又用“减”的办法在扇面的下方“减”去一块，手伸在这空档中正好捏住扇子。这样就发明了可以装进拎包的无柄扇。

还有台湾的一个小朋友，他见爸爸在装门锁扣时，要在门两旁锁扣片的3个圆孔中拧上3颗螺丝。一副锁扣就得拧6颗螺丝。他想，要是使锁扣片的两条边，都向下弯成卷角，只要往中间的一个圆孔里拧上一颗螺丝，当拧紧这个螺丝时，两条卷边也跟着扌契进了木头。他把自己的想法告诉了爸爸，父子俩一试，果然不错。

这位小朋友思考问题的方法，正是“缩减”法。

无限放大

一天，小明回到家中见爸爸正对着亮光看一卷昨天在公园里拍的胶卷，想挑出一些照得好的去印照片。由于是135的胶卷，上面的人很小，爸爸看得很费力。小明搬出一架自己制造的幻灯机把胶卷放进去。顿时，墙上像放电影一样，胶卷上的人、景物都看得清清楚楚。幻灯机在这里起到了一个扩大的作用。

在人们的生产、生活及发明创造活动中，常常会用到“放大”。

报纸上的字太小，老年人拿个放大镜来看，放大镜的作用就是“放大”。

一般的电影银幕比较小，使电影缺少现场感，反映不出大的场面。怎么办？放大，把它扩成宽银幕，刚才的那些缺点就克服了。

紧张的象棋比赛正在进行，有几百个人要看，总不能让几百个人头都挤在一起吧！于是放大，做一个特大的象棋盘挂在墙上，供棋迷们观战。

随着人们生活水平的提高，我们家中电视机的屏幕也在不断地扩大，从14寸扩大到25寸、34寸，现在市场上推出的“家庭影院”式的电视机，屏幕则更大。屏幕扩大以后，给人们观赏各种节目带来了极好的视觉效果。

我们可以这样想：

这样东西如果放大、扩展（声音扩大、面积扩大、距离扩大……），它的功能与用途会有哪些变化？这件物品除了大家熟知的用途外，还可以扩展出哪些用途？

如吹风机，大家都知道是吹头发的。但在日本，有人却利用吹风机去烘潮湿的被褥，扩展了它的用途。后来，还在此基础上“放大”发明了一种被褥烘干机，销路非常好。“放大”在科学家的创造发明中早有运用。如把一般的望远镜扩成又长又大的天文望远镜。这种望远镜就像大炮一般。有的口径就有1米。它收集的光可达人类肉眼的4万倍，放大率达3000倍。用这种望远镜看星空，38万千米远的月亮，就好像在128千米的近处一样。

中国科学家正计划在贵州南部建成一个能“填满”整个山谷的、世界上最大的射电望远镜。这个半径500米、接受面积相当于25个足球场大的“大锅”被誉为是地球的一只眼睛，将被用来寻找地外理性生命及为宇宙起源寻找证据。

这个巨大的“天眼”外形同锅式卫星天线相似，由2000块15米见方的反射板拼成。整个工程都将在贵州南部的喀斯特洼地中建成。

这只“扩大”了的望远镜的观测波长范围正好包括了探寻地外理性生命的“水域”波长区间，比目前世界上最大的全自动射电望远镜综合效率要高10倍，它将是观测范围最广、观测得最远的仪器。因此，中国的大望远镜计划也引起了国际寻找外星人组织的关注，有关国际组织已提出合作研究申请，中外天文学家将联手用这个仪器搜索外星人。

在通信中常常会遇到由于路途太远而收到的信号很弱的情况。英国科学家威廉·汤姆生发明了镜式电流计电报机后，扩大了信号的强度，使长途电缆通信得以实现。

在军事科学上，“放大”的运用更广泛了。飞机扩大到可以运载汽车、大炮、坦克；兵舰扩大到可以装载成百架飞机；而大炮则扩大到一次能射出几十发炮弹。

我们少年儿童搞小创造、小发明时，“放大”也是一种可供选择的途径。如有一个小朋友在雨天和人合用一把雨伞，结果两人各淋湿了一个肩膀。他想到了“放大”，就设计了一把双人伞，扩大了伞面的遮雨面积。还有一个小朋友看书时爱摘录好词好句，但在摘抄时，书页容易被风吹乱。他先是用回形针去夹书，后来他想到了“放大”，就利用回形针的原理，把回形针扩大，制成了一个又能搁书，又能夹书的压书器。

有一位小朋友，视力有障碍，在测量较短的线段时，在尺上读毫米数很吃力。后来，他利用“放大”的思路，发明了一把放大的尺，形状像两只有对顶角的相似三角形，一只小，一只大。测量时，利用小三角形去量线段，但量出的数据被大的三角形“扩大”了几倍，在大的三角形上读数就方便得多了。“放大”的用处很多，你也可以试试。

越小越好

我们常常可以在警匪片中看见这样一组镜头：一个A国的间谍乔装成旅游者潜入B国。他驾车在重要的军事设施旁边路过。他被那迷人的景色吸引住了，于是就驻足观赏，流连忘返。后来，他叼上一支烟，从口袋里掏出打火机，打火点烟。奇怪的是接连打了好几次都没点着。他换了一个方向，又打了几次，还是没点着，他摇了摇头，无可奈何地把烟扔掉，上了车开走了。

在一家豪华的咖啡馆里，这个间谍与同伙接头，低声地用暗语密谈，又偷偷地将打火机交给对方，相视一笑，扔下几张钞票就向门外走去。

门口，B国的保安人员早已守候在那里，两个被带到了保安机关。在审讯室里，A国间谍矢口否认。B国的警察拿出一个烟缸——那烟缸正是放在那咖啡馆桌上的，从底部取出一个微型录音机。一按，录音机传出了熟悉的声音。A国间谍一下子瘫倒在椅子上。警察又从他同伴的衣袋里掏出打火机，不无嘲弄地说：“我可要见识见识贵国制造的微型照相机喽。”原来，那不是打火机，而是特制的照相机。

电影里的微型录音机、微型照相机都是“缩小”的结果。缩小体积之后，它们的用途就起了变化。“缩小”的思路是这样的：

把某件东西压缩、折叠、缩小，它的功能、用途会发生什么变化？

在我们日常生活中随处可见用“缩小”的方法生产出来的产品。

凡是到过黄山的人都知道，由于黄山浓雾弥漫，上山时要穿雨衣。但黄山山势陡峻，登攀十分费力，身上携带的东西越少越好，越轻越好。于是，人们使用“缩小”的办法制造出一种袖珍雨衣。这种雨衣折叠起来只有一包香烟那么大，重量只有50克左右，价钱也十分便宜，深受旅游者的欢迎。

还有如袖珍收音机、微型电视机、袖珍手电筒、手掌式游戏机、浓缩酱油、压缩饼干、浓缩鱼肝油等等，都是“缩”出来的。

信息化时代离我们越来越近的今天，电脑已开始进入千家万户，成为人们生活中日益重要的电器。电脑的演变也有一个“缩小”的过程。据说，科学家最早研制出来的电脑有两间屋子那么大。后来，随着集成块的出现，电脑体积逐步缩小，成为“微机”进入了办公室与家庭。现在，为了方便人们接受与传播信息，又缩成了手提式笔记本电脑，可以随身携带。

有时某一件东西缩一缩后就成了一件新东西。如把一般的保温瓶缩小，就成了新东西——保温杯。

我国独步世界的微雕艺术的实质也是“缩小”。它缩小的程度是惊人的，在头发丝上可以刻出伟人头像、名人诗句等等，成为一件件价值连城的艺术珍品。

在我国深圳有一个风景区，叫做“锦绣中华”，又名深圳小人国。它就是用“缩小”的办法，把我国的许多景物，照原型缩小后，安排在30公顷大小的地方。这里有名列世界八大奇迹的万里长城、秦陵兵马俑；有最大的宫殿（故宫）、最大的佛像（乐山大佛）、最宏伟的建筑（布达拉宫）、最奇的景观（石林）、最奇的山峰（黄山）、最大的瀑布（黄果树瀑布）；有庄严肃穆的黄帝陵、金碧辉煌的孔庙；还有雄伟壮观的泰山、如诗如画的漓江、小巧玲珑的江南园林及具有各种民族风格、民族特点的民居。总之，你可以在一天之内领略中华五千年文化，畅游大江南北锦绣河山。

最近几年，“缩小”在医学上得到了广泛的应用。如腹腔镜手术，只需在病人腹部划上能插进一把钥匙大小的小孔，然后将微型器械伸进腹腔内进行手术。这种手术又称为“钥匙孔外科”，可以进行胆囊切除等较复杂的手术。病人损伤小、痛苦少、康复快，一般三四天就能出院，并且不会在病人身上留下长长的刀疤。手术中的微型器械就是“缩小”的成果。

最近，在报纸杂志上常常可以看到科学家用“缩小”的思路发明的产品。如细菌电池，缩得只有针尖那么大小，电池内的细菌能把特别的糖浆转化为氢，再通过一系列化学反应后产生出电流来。又如在德国的帕德博思市计算机博物馆里展出的微型机器人，只有4.3克重，比人的拇指还要小。

当然，“缩小”也是我们少年儿童搞小创造、小发明时常用的思考方法之一。

如有一个小朋友发明的简易旅行折凳就是一个例子。这折凳主要有4个部件。长方形木板一块，用作凳面。两块相同的木板作凳脚，用铰链铰合，可以折叠。在凳面的反面装上一根能转动的木棍。使用折凳时，将两凳脚伸开，把木棍转90度与凳脚垂直，撑住凳脚；不用时，把木棍再转90度与凳脚平行，凳脚就可以折叠在凳面上，再把木棍转90度与凳脚垂直，压住凳脚，不让凳脚散开，就便于携带了。

还有一个小朋友发明的便于携带的昆虫笼也是一个例子。这种新式的昆虫笼实际上是只盒子，但在盒子的底与盖之间用蚊帐布连接。不放昆虫时，蚊帐布可以折叠，盒子底盖相合，能缩得很小。

再如贝明纲同学，运用“缩小”的办法，发明了手表式太阳钟。他在制成太阳钟（日晷）模型后，就想把它缩小到可以随时带在身边使用。于是他把日晷的指针和平板都设计成可以折叠的。只要把指南针对准方向，在太阳底下看日晷上指针的影子，就能读出当时的时间。这就成了最经济的自制手表。

二年级小朋友沈冰心同学发明的小鸟喂食器也是成功的“缩小”的例子。她模仿粮食店里的售米器，对其加以缩小、改进，利用一只废弃的塑料药瓶，下端开一个圆洞，用一个锥体形的软木塞顶住，瓶盖上打一个小洞用小铁丝插入与瓶底的软木塞连接。瓶内装满小米，用手一按小铁丝，软木塞向下松开，小米就漏下来，顺着一个小漏斗“流”进鸟笼。手一松，一根弹簧将铁丝往上拉，带动软木塞顶住圆洞，小米就停止下漏。沈冰心同学凭这件作品在和田路小学的小发明擂台赛中得到第一期擂主的称号。

当然，并不是所有的物体都需要“缩小”，也不是缩得越小越好，还要看生活与生产的需要，需要缩到多大就缩到多大。缩的过程也并非简单地、原封不动地把形体缩小，可以通过换材料、换部件、换工艺等方法来达到缩小形体、扩大功能的目的。

仔细观察一下自己的周围，哪些东西是应该缩，又是可以缩的？

学习先进

古时候，人们看见鸟能自由自在地在空中飞翔，就萌发了向鸟学飞的念头。看过电视剧《封神榜》的同学一定会记得那个雷震子吧，他就有一双肉翅，能随心所欲地飞翔，这正是人们想像鸟一样飞翔的美好愿望的体现。于是对鸟的飞行动作进行了模仿。人们开始设想在自己身上装两张能动的翅膀或装上一张特大的风筝，想利用风力将人送上天空，但都没有成功。后来，科学家对鸟类飞行的原理进行了反复研究，终于在1903年发明了飞机，实现了人类上天的愿望。在以后的几十年间，经过

不断改进

工程技术上的“盾构施工法”据说也是运用“模仿”的思路发明的。过去开掘地下隧道时一般都用“支护开掘法”。但一旦遇到土质松软的地方就困难重重。一位工程师在一筹莫展时，偶然发现有一只小虫正使劲地往坚硬的橡树皮里钻。工程师仔细一看，那只小虫是在硬壳的保护下往树皮里钻的。这时，这位工程师想到了“模仿”，能不能模仿小虫钻洞的样子去开凿隧道呢？后来就逐步发明了“盾构施工法”，到现在，我们建造地铁、开凿越江隧道时，普遍使用这种“盾构施工法”。

这些生物成了人类的“老师”的例子还可以举出许多许多。如科学家研究了蝙蝠的飞行，学习其中的原理发明了雷达；研究了鱼在水中的行动方式，发明了潜水艇；研究了大袋鼠跳跃的方式，造出了会跳跃的越野汽车；研究了大鲸在海中游动的情形，把轮船船体改成流线型，大大地提高了航行的速度。人们还模仿某些贝壳制成了坚固的坦克，模仿一些大树、麦秆的性能建造了高耸入云的塔与摩天大厦。

由此可见，所谓“模仿”可以这样想：

有什么事物可以让自己模仿、学习一下？模仿它的某些形状、结构或学习它的某些原理、方法。这样做，会有什么良好的效果？这样会创造出什么新的东西？

当然，我们不仅可以模仿生物，向生物“学习”，还应注意不要放过“学习”别的现象的机会。从这个意义上来说，无数“老师”就在我们身边向我们点头微笑，就看你有没有一双慧眼，一个智脑，去发现它们，去“学习”它们。

日本有一位工程师看到一位清洁工人用玻璃刮去木板上的油漆，当玻璃的锋面变钝时，就再把玻璃敲碎，用新碴口接着刮。这位工程师模仿这个方法，设计了一种美工用刀，把薄长的钢片楔入刀夹内，可根据需要把用钝了的部分掰掉，露出有新刀刃的刀子，这样使用起来方便多了。

当然，模仿不是照搬，而是从现象中寻找规律，模仿中有创造。下面三个事例可以说明这一点。

伽利略年轻的时候，有一次到教堂去做礼拜。教徒们祈祷、唱诗十分虔诚。伽利略却觉得无聊，便东张西望。忽然，一盏悬挂在教堂半空的铜吊灯引起了他的注意。只见吊灯被门洞里进来的风吹得来回摆动。他看了好久，慢慢地发现了一个规律：不管吊灯摆的幅度大小，来回摆动一次的时间都是相等的。

回到家里，伽利略找来一根绳子，吊上一个重物，让它像教堂里的吊灯一样来回摆动。实验结果证明，摆动一次所用的时间跟所吊物体的重量没有关系，而与摆长有关系。这就是摆的等时性定律。后来，有些能工巧匠运用这个定律制造出各种走时准确的机械摆钟。

你想不到吧，我们使用的摆钟竟是向随风摇摆的吊灯“学”来的！

医生常用的听诊器的发明，也是“模仿”的结果。

1816年，法国医生雷奈克为一个年轻的姑娘看病。这姑娘非常胖，要诊断她心脏与肺是否有病十分困难。怎么办呢？这时，雷奈克抬头看见窗外有两个小孩在玩耍，一个孩子用钉子刮擦木板的一头，另一个孩子把耳朵贴在另一头，兴致勃勃地倾听着。雷奈克感到奇怪，就走过去听了一下。呀，那一头小孩用钉子刮木板的声音通过木板清晰地传到了耳朵中。雷奈克马上回到屋里，用一叠纸紧紧地卷成圆筒形，把纸卷的一端按在姑娘的胸部，另一端放在自己的耳朵边。顿时，心脏的“通通”声，听得清清楚楚。后来几经改进，就成了目前医生常用的听诊器。

英国人邓禄普发明充气轮胎也是同样。有一次，他看到儿子骑着硬轮自行车在卵石道上颠簸行驶，非常危险。他想，能否做一种新的可以减少震动的轮胎呢？在花园里，他看到了浇水的橡皮管，脚踩上去很有弹性。于是，他运用这个原理，发明成功了充气轮胎。

我们少年儿童掌握了“模仿”的技法，就能在小创造、小发明中一显身手。

如小学生徐琛、贝明纲发明的防触电插座曾获世界青少年科技作品展览最佳奖。这件小发明的关键部件——四片活门的巧妙组合，就是受到工厂里恒温车间的双层玻璃窗的启发而设计出来的。

再如另一位小同学张军发明的拔毛器，曾获全国小发明三等奖。他也是从爷爷的电动剃须刀的构造得到启发，才设计出来的。

睁开你的双眼，在身边寻找值得自己模仿的事物吧！不断改进“改进”也是创造发明中常用的方法。所谓“改进”就是这样思考：

某件东西在使用过程中，还有哪些缺点或不足？把这些缺点与不足排一排，再分析一下，看看哪个缺点是主要的或必须马上解决的，怎样改进才能克服或尽量减少缺点，给人们带来方便。

方黎、任勇勤、程贝斌等同学发明革新系列篮球架的经过可以说明这一思考过程。

一般的篮球架是为了比赛用的，所以只设一个篮圈。用这种比赛的篮球架在体育课上练习投篮，缺点就暴露出来了。方黎针对这个缺点进行改动，发明了有4个篮圈的篮球架。可是篮圈少的矛盾解决了，另一个矛盾又上升为主要矛盾了。篮圈的高度是固定不变的，如果定得高，低年级小朋友投不到，如果装得低，高年级同学没有兴趣。方黎又开动脑筋，把篮球架做成可升可降的。于是，一个专供练习投篮用的多用升降篮球架诞生了。多用升降篮球架用“改进”的办法，避免了两个缺点。但任何事物都不是尽善尽美的。任勇勤同学又发现了它的不足：如果同时有高年级和低年级学生在练习投篮，一个要升高，一个要降低，不是要“打架”吗？怎么解决呢？任勇勤同学经过反复琢磨，创造出一种如意篮球架，即把4个篮圈，按不同高度装在一根柱子上。高年级同学投高的篮圈，低年级同学投低的篮圈，各得其所。但“改革”并没有到此为止，程贝斌同学又设计了智力升降篮球架。在可升降的柱子上装上一个圆桶，圆桶的下端装4个通道，同学把篮球扔进去后，要动脑筋想一想，球会从哪个通道里滚出来。这种投篮又要动手又要动脑，会使同学练习投篮的兴趣更浓。这3个同学，在“改”字上着手，不断地发现缺点，克服缺点，搞出了一件件有新意的小发明。这3件作品都获得了市级以上的创造发明奖。

在社会生活、生产活动中，人们也常常用“改进”的方法搞创造发明。

拿我们日常使用的雨伞来说吧。解放前有一种油布伞，用比拇指还粗的竹竿做伞柄，伞面的布上抹上桐油。这种伞坚实，但笨重，使用起来很不方便。后来，有人改为油纸伞，用抹了油的纸代替油布作伞面。这一改解决了笨重的问题，但纸容易破碎。于是用金属做伞柄，用黑布作伞面的皮柄伞应运而生。但人们又发现这种伞不能装在提包里，携带不方便。不久，人们对伞骨和伞柄进行了改革，造出了两折伞、三折伞。伞面的颜色也改成多种多样，有的还画上了图案。人们的改革是无止境的。某一件东西在这个环境中看不出缺点，在另一个环境中就可能会暴露出缺点。如下大雨时撑伞，伞面遮住了视线，行走时容易与人或车相撞，那就把伞面改成透明的。骑自行车的人双手握着车把怎么撑伞？聪明的人又把雨伞改成帽式，可以戴在头上，成为风行一时的伞帽。雨夜打伞在马路上行走，来往的车辆不容易看清你；在泥泞的小路上行走，不容易看清路面，都容易发生危险。于是有人就想到在伞上装一个发光器，克服了这个缺点。现在，在日本，有人发明了一种没有骨架的伞。这种伞的结构极为简单，它由伞面、塑料柄和注气塞3部分构成。使用时，只要用注气塞注入空气，伞面就自动张开；不使用时，排出空气，整把伞就成为一个袋子，可以折叠起来放进手提包，十分轻巧，深受用户的欢迎。“改进”就是不断发现缺点，不断克服缺点，永不满足，不断改进，精益求精。

科学家发明耳朵体温表就是一个典型的例子。传统的体温表多数是放在口中测量体温的，体温表要在舌头下面放好几分钟，时间长而且不自在。婴儿量体温就更麻烦，把体温表塞在婴儿口中，不懂事的婴儿会感到害怕，哭个不停，甚至会把体温表咬碎，发生误吞水银事故。针对这个缺点，有位科学家对体温表进行了改进。他首先想到的是缩短测量的时间，发明了一种只要放在舌头上一秒钟就能测得体温的体温表。但当舌头裸露在空气中时，温度容易散失，读数就会不准确。针对这个缺点，他再改进，先是尝试在头颈、头顶、鼻孔等部位测量体温，效果都不理想。后来，他想到了耳朵，耳孔较为干燥，又较少受外界温度的影响，耳鼓的血管联系着脑部的血管，而脑是控制体温的中心。于是，他把体温表再次改进成适合在耳朵测温的样式，成功地发明了耳朵体温表。只要把这种体温表放进耳朵，一秒钟就可以准确地测出体温，既方便又实用。

不少少年儿童在日常生活中遇到不方便、不合理、不科学的事物时，也和方黎她们一样，不安于现状，不怨天尤人，而是运用自己的聪明才智搞出了许多小改革、小发明。

有一个小朋友患了眼病，医生要他每天点几次眼药水。但在点眼药水时，他发现眼药水瓶有一个缺点，就是在点的时候无法对准自己的眼睛，常常会把药水点到眼睛的外面。他针对这个缺点，发明了一种带镜子的眼药水瓶，在眼药水瓶的两肩，根据一定的角度，装上两块小镜子，这样看着镜子点，就能正确无误地把药水点进眼睛了。

比如，我们拿牛奶瓶和放空牛奶瓶一般要用两只手，并且要跑到室外，在牛奶箱里取，很不方便。有的人对此习以为常，但有个小朋友却动起“改进”的脑筋。他设计了一种新型的牛奶箱，把牛奶箱嵌在墙内，一面对室外，一面对室内。箱内装两块斜板，像“人”字形。第一块斜板像个滑梯，方向朝里，装牛奶的瓶就可以从这块板滑进。在这斜板的半腰上有另一块斜板，方向相反。两板交接处有块“〉”形的活动小阀，这里预先放好一只空牛奶瓶。当送奶工人把牛奶瓶从箱子正面放进时，奶瓶就沿着“滑梯”朝里面下滑，中途碰到“〉”形小阀，“〉”就翘起成为“∧”形，空奶瓶就顺着第二块斜板向箱子正面的出口滑去。这样，送牛奶的工人一面放入牛奶瓶，一面就可以取到空瓶。而牛奶订户，可以足不出户取到牛奶。

著名的教育家叶圣陶爷爷生前看到小朋友的小发明后，曾经高兴地说：“这样的孩子，将来一定有出息，长大以后一定能成为建设祖国的有用人才。”

变化是金

哈格里沃斯是英国的一个聪明能干的木匠。他的妻子为了补贴家用，在家里不停地纺纱。看见妻子用老式的纺车“吱呀”“吱呀”地纺线，他心里琢磨开了：用这种纺车纺纱，只能纺一根纱，又慢又辛苦，有什么办法可以改进一下呢？

1764年的一天，哈格里沃斯不小心把妻子的纺车碰倒了，使原来水平放置的纱锭直立了起来。他呆呆地看了半天，突然一个劲地喊起来：“我知道啦！我知道啦……”

原来，哈格里沃斯发现直立的纱锭和水平装的纱锭一样也会转动。他想：我做一个木框子直立着并排安装几个纱锭，不就可以一次纺出几根纱了吗？

在妻子的协助下，他几经改进，终于发明了一种一次能纺八根纱的新纺车——珍妮纺纱机。珍妮纺纱机的发明，在英国乃至整个欧洲纺织技术史上具有极为重要的意义。

这个发明能成功，很重要的一环就在于把水平装的纱锭变为垂直放的纱锭。

还有一个事例，一个修女在窗口纺纱，耳中听到窗外传来刺耳的锯木声，她抬头一看，只见隔壁的一个小伙子正弓着背吃力地用直锯锯一棵树。她一边纺纱一边想，我纺纱不要花多大力气，如果在一个纺纱的轮子周围装上锯齿，锯起来不就省力得多了吗？于是，她发明了圆形锯。这是变条形为圆形。

可见，“改变”也是创造发明的思路之一。“改变”就是这样想：

改变一下事物的形状、颜色、音响、气味、位置、方向会产生什么结果？改变一下事情的次序或操作的顺序又会产生什么结果？

如我们常见的铅笔，一般是圆的，放在桌上容易滚落。于是，人们就把圆的变成六角形的，克服了容易滚动这个缺点。后来又有人把六角形变成三角形，以方便低年级的小朋友把握。为了方便木工的使用，又把铅笔做成扁圆形。铅笔芯一般是黑的，把它变成红、黄、蓝等多种颜色，就有了新的用途。现在还有白色的铅笔，可以在黑板上写字。

我们每天行走的马路，为了适应社会的发展也不断地在“变”。单调的路面颜色会使长时间高速行车的司机感到枯燥，产生疲劳。为了解决这个问题，人们设计出一种彩色路，把不同的色彩掺进黑色的沥青材料，使路面的颜色起了变化。彩色路还是一种信号路，它能告诉司机：红色——前面有交叉口或居民点；蓝色——附近有学校，注意小学生穿行马路；黄色——不准开快车……彩色路对提醒安全行车十分有效，还能起到美化城市的作用。人们还把马路变成高低不平，做出方格、斜条、圆圈等好多图案。粗糙的路面加强了防滑作用，对于每小时跑100多千米的汽车而言，就成了十分安全的“保险路”了。现在又有人把一种奇妙的发光材料掺进了路面，就变成了发光马路。这种马路夜里能把车道映得清清楚楚，司机在黑夜中行驶就像白天一样方便。“变”是无止境的，科学家已在设想把高频导向电缆安置在道路下面，它会发出信号，指挥汽车按一定方向、速度行驶，比司机

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

下载完整电子书