创造新思维(科学知识大课堂)
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第3章 基础知识(3)

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。