小学校本教材《小小发明家》.doc

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1、小小发明家我快乐“假如没有发明”请你想象一下：早晨起来，如果没有自来水，没有脸盆、毛巾、香皂、没有牙膏、牙刷、梳子和镜子，那将会怎样？在生活中，如果我们没有了电，没有了电灯、电话，没有了收音机、电视机、电冰箱或者出门的时候没有公共汽车、火车、轮船、飞机等等，那又将会怎样？想一想，有哪些东西不是发明创造出来的。发明使你得到了方便和愉快；发明使你的生活多了诗意和色彩。发明使你能及时听到到世界各地的新闻和时事，看到世界各地的足球赛。发明给我们的方便和恩惠实在是太多太多。发明充实了人类的生活。发明延长了人类的生命。发明增添了人类的财富！发明创造活动以及他的成果，已经被认为是一个国家科学技术发达和经济繁

2、荣的重要标志。课 序课 题页码1发明创造的方法42组合发明法53大胆联想法84主题附加创造法105破旧创新法126钻孔创新法147逆向发明法168突破原形创造法189需要发明法2010扩大增加发明法2211智力激励发明法2412仿生发明法2613伸缩与折叠发明法2814创造发明的判断标准30良好的方法能使我们更好地发挥运用天赋的才能，而拙劣的方法则可能阻碍才能的发挥。组合笔（圆珠笔和钟表组合）1成对组合成对组合是将两种或两种以上不同技术因素的现有物品组合在一起的发明技法。根据组合的因素不同可分成多种组合方式。（1）材料组合将不同特性的材料重新组合起来，而获得新材料、新功能。如果硬尼龙丝和软尼龙

3、丝组成中间硬、周围软的牙刷，即能洁齿又不伤牙床。（2）用具组合为了使用方便，把同类用途的用品、工具组合起来。如把保温瓶胆和杯子组合成保温杯；把钢笔与圆珠笔组成两用笔；把毛笔、墨水、砚台组成文房四宝盒；把犁、耙、播种、收割、施肥等农用机械用具组成多用途拖拉机。组合法是将两个或两个以上已有的技术原理或不同的形态结构，通过巧妙地结合或重组，以获得具有统一的整体功能的新技术、新产品的创造发明方法。组合法具有普遍性，许多创造发明，说到底就是把各种已有的信息分解开来，然后按新的思路和技巧加以重新组合。据统计，现代技术开发中，组合型成果约占全部发明的6070以上。应用组合法进行小发明，比较容易入门。组合法有

4、以下几种方式。2辐射组合一项新技术发明后，人们总是千方百计地把它迅速应用到各个传统的技术领域，去推动传统技术的创新，形成新颖技术辐射组合的发明技法。如：以电动机为中心，向电动玩具、电动卷笔刀、电吹风等辐射组合。如：药物牙膏，多用途折椅（童车、手推车、快乐椅、摇床等多种功能）。（3）功能组合把两种或两种以上不同功能的物品组合起来，产生新的功能。电动卷笔刀通过刚才的学习，大家明白了吗？下面请同学们运用这节课所学习的知识来进行一下小发明好吗！如：以铅笔盒为主体，逐渐插入橡皮盒、三角板插，课表卡、防近视蜂鸣器等3插入式组合它是以一种技术为主体，插入其他技术，以完善和增加产品功能的发明技法。如以铅笔盒为

5、主体，逐渐插入橡皮盒、三角板插，课表卡、防近视蜂鸣器等；以电风扇为中心、逐渐插入摇头装置、定时装置、分档开关、指示灯；以台灯为中心，插入日历、电子表、笔插、生态球等组合成多功能生态平衡灯具。如：教师电子黑板无尘粉笔电子教鞭婴儿显示容量和温度的奶瓶电动摇篮报警器等2、 相关联想（由一事物或现象的刺激而想到相关的事物或现象）1、相似联想（由一事物或现象的刺激而想到相似的事物或现象，主要反映事物之间在空间、时间、功能和形态等方面的联系。）如：方便面方便饭方便汤方便调料方便调粥方便菜等联想是指思路由此及彼的连接，即由所感知和所思的事物、概念和现象的刺激而想到其他事物、概念和现象的心理过程。如由“鸟”想

6、到“飞机”，由“停电”想到“蜡烛”，由“蜡烛”想到“无烟蜡烛”、“应急灯”等。联想创造法原理：就是使就是使原来无缘的事物建立起联系，并共同演变成新事物的过程就是联想发明创造的过程。如：电热毯电热鞋电热电热暖脚垫电热干鞋器电热保温饭盒等感受一下，今天的学习有什么收获，对你有什么启发！行动吧，你能行！4、 对称联想（由一事物或现象的刺激而联想到与它在时间、空间或各种属性上对称的事物或现象）3、 因果联想（由一事物或现象的的因果关系联想到另一事物或现象的因果关系）如：女士美容品男士美容品 吹风机吸尘器如：一把剪刀、一盒化妆品、一件上衣、一个文具盒等。主体附加创造法主要有四个特点：1、主体是已有的事物

7、，由于任何事物都不可能完美无缺，加之人们对同一事物又不断提出新的要求和希望，因此，事物总存在着这样或那样的不尽人意之处。当你发现事物 的某种不足或缺陷时，当你对事物产生某种新的要求或希望时，道德应该考虑：能否在不改变主体或者略微改变主体的条件下，附加什么以及怎样附加就可以弥补不足或消除缺陷，就可以满足要求或达到目的。主体附加创造法的原理：主体附加的发明创造，在许许多多的事物上都存在。这是一种比较普遍比较容易的发明创造。你只要明白了主体附加物的创造特点，就能运用自己的才华进行这种创造。如：在洗衣机上，可以附加定时器、水温表、吸毛盘、防绞器、小物品洗涤兜等3、一个主体常可附加许多发明创造。4、一种

8、事物可以附加在多种不同的主体上电扇，电扇可以加在汽车上、可以加在帽子上，想一想，电扇还可以加在哪里呢？如：铅笔上附加的握笔器，香烟上附加的过滤嘴，步枪上附加的瞄准仪等。2、附加分为创新附加和移植附加。附加的事物若是前所未有的事物或是为了附加而经过实质性改进的事物，就叫创新附加。破旧思维创造法的原理：就是改变现有事物在自己心目中的既成形象。不破除旧事物的形象，新事物的形象就很难产生。许多事物在人们心目中的形象往往一成不变，而束缚了人们发明创造的想象。例如：（1）手电筒。改变后可伸缩；可任意弯曲成各种形状，它不再是握在手里，而是可以戴着的眼镜，看到哪里，哪里就清楚、明亮，刚才是柔和的灯光，突然变成

9、刺眼的强光，对着堆干草照射几下，干草便可燃烧。如果警察有这种手电，在夜间抓坏人不就是轻而易举的事吗？发明创造必须有破旧思想，即改变事物在自己头脑中的现有形象。要大胆想象，敢于创新，敢于突破前人思路，提出巧妙、简捷、新颖、合理、科学的设想。最简单的往往是最合理的、科学的，越是简单的，出故障越小。这就是发明创造的“破旧创新法”，也叫“突破原形创造法”。大胆畅想，主动改变旧事物的形象，思考这种改变了形象有什么好处或有什么新的作用。通过刚才的学习，大家明白了吗？下面请同学们运用这节课所学习的知识来进行一下小发明吧！破旧思考法是从某种目的或某种需要出发，思考旧事物的新形象。就是把自己熟悉的事物当做陌生的

10、事物，用幼稚的心灵重新想象出这些事物；从新的角度异化这些事物，这就要我们不断地去观察、去想象、去创造。2）不像椅子的椅子。能坐的衣服，能穿的帽子等等。3）书。一说到书，人们的脑海里立刻出现了：大厚书、小人书、经典书而能否想到花瓣形的书、能伸长缩短的书；文字图案能变的书；能吃的书4）汽车。大汽车、小轿车、大客车、面包车而很少有人想到汽车是圆形的，无论在什么地形中不管怎么走也不会翻车；而且水里、陆地都能行走、会飞的汽车。 多功能有孔浴盆比如：建楼房用的空心楼板、空心砖就是由于有孔，减轻了重量，又利于保温，所以广泛使用；奥特皮鞋由于鞋底上钻了很多孔，从而具有了“养脚排汗”新功能，价格虽然较贵，但深受

11、消费者喜爱，“全国销量第三”；有孔邮票易于撕开；有孔浴盆易于排水；有孔蜂窝煤易于燃烧只要你留心观察，就会发现许多有孔的物品：衣扣、花盆、调味瓶盖、壶盖、钢笔尖上也有钻孔的。钻孔发明法就是通过观察、寻找物体、思考给它钻上孔后，会有什么新的功能或新的用途，如果物体钻上孔后，能满足人们的需要，那么，你的钻孔发明就成功了！感受一下，今天的学习有什么收获，对你有什么启发！行动吧，你能行！添加香水的眼镜框在物体上钻孔能搞出新发明。如果在孔中添加香水，那么物体的功能就更明显，比如在衣扣、便盆、钢笔、眼睛框等钻孔后添加香水，添加香水后的衣扣就成了“香扣”，便盆就成了“香盆”，钢笔就成了“香笔”，眼镜也就成了“

12、香眼镜”了。 如果钻孔后安装上气笛，那么物体就具有发声的功能，若是安装在水壶上就成了发声水壶，安装在沙发上，就成了有声音的沙发了。吸墨器吸墨纸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。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。例如：原联邦德国某造纸厂，因工人疏忽，在生产过程中少放了一种胶料，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。肇事者拼命地想：有没有什么好的补救办法呢？有一天，他漫不经心地把墨水洒在桌子上，他顺手拿起几张这种“没用”的纸来擦，结果墨水被吸得干干净净。

13、“变废为宝”的念头在他的头脑中一闪而过。终于，这批纸被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，一个新发明“吸墨器”就诞生了。世界上所有事物都有正和反两个方面，其表现形式是多种多样，如大小、上下、东西、里外、真假、进退、正负、作用力与反作用力、手心与手背、光明与黑暗、战争与和平等等。沿着事物的相反方向，用反向探求的思维方式对现有产品或课题设计进行逆向思考，提出新的课题设计或完成新的发明的创造技法称逆向发明法。感受一下，今天的学习有什么收获，对你有什么启发！行动吧，你能行！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的新途径。例如：在烧蜂窝煤

14、炉的时候，有一件事很麻烦，当下面的那个蜂窝煤烧枯了，需要在上面添加一个新的蜂窝煤时，一种办法是把烧枯 蜂窝煤硬往下掀由于炉栅条的阻档，这样做不仅费力，而且掀碎的煤灰会飞扬开来造成污染；另一种方法是先把上面的蜂窝煤夹出来，再从上面把烧枯的蜂窝煤夹出来这样一来灰是少了，但做起来很麻烦。一位学生根据“结构反转”的原理，把炉栅去掉，而在圆环的四周制成五个坡口向上，直径略小于蜂窝煤的煤爪。这样，一个新发明“无炉栅蜂窝煤炉”就完成了。使用的时候，只要在上面轻轻的一掀，就能把带五个爪痕而基本完整的蜂窝煤掀下去，这项发明曾在全国发明展中获得银奖。因果反转是指从已有事物的因果关系出发，变因为果去发现新的现象和规

15、律，寻找解决问题的新途径。爱迪生从发现送话器听筒音膜会有规律振动到发明留声机，就是成功运用因果反转方法的结果。状态反转指人们根据事物的某一属性（如动与静）的反转来认识事物。用锯子锯木头，是木头不动锯子动。用固定的电锯机锯木头，则是木头动而机器不动。电梯的发明则是实现了由人动“梯”不动，到“梯”动人不动的转换。再比如，每一位同学文具盒里都有一种学习用品尺子，是不是？这种尺子放在文具盒里，占有的空间很大，而且使用时容易丢失。有一位赵婧同学就觉得，能不能发明一种带磁性的尺子，它能紧紧地贴在铁制文具盒上，不占文具盒的地方，而且不容易丢失。于是，她选择了一种带磁性的钢尺，钢尺由磁性材料制成，钢尺的一端设

16、置有与钢尺呈现一定角度的翘起。不用时，钢尺紧紧地贴在文具盒的内侧，需要使用时，握住钢尺一端上的翘起，就可以将钢尺从文具盒上取下来。不用时，仍然将钢尺贴在文具盒上。你们看，一把尺子，改变他的制作材料，就产生了新的功能，有了新的作用，这种创造方法就是突破原形创造法。什么叫突破原形创造法呢？给同学们举一个例子：古时候，制造镜子的材料最初是用石头磨出来的，叫石镜；后来就有人发现，用铜和银铸出来的镜子比较亮；到了近代和现代，制造镜子的材料是用玻璃和塑料，这些镜子，原形是固定的镜子，它并没有改变，改变的是制造它的材料。而现在，已经有人发明了一种用水和油或者用水和水银制成的液体镜，这种液体镜的发明创造，就是

17、突破原形创造法。感受一下，今天的学习有什么收获，对你有什么启发！行动吧，你能行！同学们，想一想我们身边的物品，可不可以改变一下它的材料、成分，试一试，看能不能有一个新的发明产生。反面突破创造法的原理：任何事物都有相反的方面。研究与其相反的原理、相反的方法、相反的公式、相反的结构、相反的过程、相反的现象、相反的工艺、相反的心理等具有创造性的意义。比如爱迪生从“声音引起振动”颠倒思索“振动还原为声音”的创造，于是产生了发明留声机的设想：赫柏布斯把吹尘器的原理反过来，设计新的除尘装置，结果发明了吸尘器。同一事物在相反的条件下，或者相反的同一事物，会出现不同的现象或者产生不同的效果，从中发现新的原理、

18、新的方法、新的工艺、新的结构、创造新的事物。这就是创造学中的逆向思考法，也叫反思法、倒转思考法。人类的需要、社会的需要永远都不会中止，因而发明也不可能停滞，不可能枯竭。根据发明的本质，我们可以找到最基本的发明方法：即发现需要法和需要解决法。那么，应该如何发现需要呢?一、发现需要法1科学幻想法。即根据科学原理，凭借大脑的思维任意飞翔，发现新需要。我们应该提倡幻想的科学性，根据现有的科学原理、科学技术进行有科学根据的幻想，这样才能使想象出来的东西更有实际价值，才会产生切合实际的需要。2变换时空法。即把事物(物品)所占据空间和时间的量值进行压缩或展开，也包括一些形状的变换。对于物品，指将其占用的空间

19、或其体积进行扩大或压缩，即空间的正变化或负变化；对于过程，指将其耗用的时间减少或增加，即时间的负变化或正变化，从而发现一些新需要。对于生产过程，通过缩短生产周期，提高生产效率，降低成本，实现产品廉价的需要；反过来，为延长产品寿命，增加使用时间，通过改变原材料和改进工艺，实现产品耐用的需要。如在养殖业，缩短了生长周期等于大幅度地提高产量，生长周期减少一半，就等于产量翻番，满足了增加产量的需要；在保鲜领域，食品保鲜时间的延长可以满足减少损失增加收入的需要；这些需要满足的同时，就是发现新需要的体现。时间因素普遍存在于事物之中，抓住这一因素使之向着对我们有用的方向变化，就会发现和满足一些新的需要。3诱

20、发需要法。诱发需要法也可称作科技诱导法，这一方法是发现高层次的重大需要的首选方法。因为重大的发明不可能脱离重大的发现、重大的科学技术，因此，想做出有分量的首创型发明，不研究许多关键的、重要的科学技术是不可能做到的。这也就是世界上许多国家非常重视基础研究的根本原因。因为科学技术中蕴含着深层的需要、更高级的发明。4事件跟踪法。即搜索、跟踪、研究世界上发生的各种事件，从中发现某些需要，从而发明出针对性强的产品。这又是一种发现需要的方法。如空难、车祸、公共卫生、环境、社会动荡、战争、各种自然灾害等等事件，都存在着迫切的需要。5动与静转换法。即环视现有物品(实物的与非实物的)，使其存在的状态由静态变为动

21、态，或与之相反。现在绝大多数的发明产物结构都是静态的，如飞机、汽车、轮船、各种建筑等，如果使其变为动态将会有怎样的结果呢?比如汽车，根据乘车人的数量随意伸缩，从而在人少时或停放时，减少空间占用，又能在行进中减少阻力，节约能源，在人多时可不拥挤；又如房子，由静止不动改为随时跟随太阳方向转动，变为动态，可增加光照，可节能按照动与静的转换法，环视世上各种各样的物品，发现很多需要其实就隐藏其中。6否定法。即对一切物品或方案持否定态度。如否定航天飞机、航空母舰、城市现代交通、楼房、现有厨房模式、工厂内的生产手段等等。否定现在，就意味着思考、寻找比之更好的方案，这样才能使思维获得解放。事实上，否定的背后埋

22、藏着更高层次的需要和发明，我们应当视其为宝藏，更好地对其进行挖掘。7刚柔相济法。即在制作物品时，充分考虑柔性材料的体轻、节能、耐撞等优良性能，选用柔性材料，使现在流行的刚性物品的性能发生显著变化。同时，还有一些常规的需要：如简单化；增加功能；克服缺陷；节能、节材、减排；智能化、网络化、模块化等等，这些都是一些最普通、最广泛的需要，也应处处予以关注。感受一下，今天的学习有什么收获，对你有什么启发！行动吧，你能行！感受一下，今天的学习有什么收获，对你有什么启发！行动吧，你能行！二、需要解决法有了需要，发现了新需要，还需研究解决方法。需要解决法有两个基本的方法，即人工法和机器法。1人工法。人工法又包

23、含全面分析法、变换方案法、变换目标(目的)法、搜寻科技法、集中智慧法。 全面分析法：这是人工法的基础。即对需要解决的问题(事物、对象、物品等)所涉及的各个方面、存在的全过程，作全面、细致、周到的分析和研究，找到解决问题的方法；同时这也是一个广义的发明方法，不仅适用于技术领域，还适用于社会领域。在技术领域，如要完成某项产品的节能需要，就要分析该产品在使用过程中涉及到的各个方面，如能源的来源、能源的转换环节、能源的传输环节、能源的接受方(一个实体，比如房子、饭锅等)材料、结构形式、保温方式等，对其进行详细的分析，找到应该和可以采取措施的环节进行发明。当然，只有分析全面、彻底才有可能发现最容易采取措

24、施或解决问题的环节。变换方案法：以对产品全面分析法为前提，在需要所设定的目标不变的情况下，改变达到该目标的方法、方案或方式，增加解决问题的灵活性和可能性。同时了解所选方法的科技水平是否处于该领域的前沿，尽量采用先进技术、前沿技术，防止研究出落后的、没有竞争力的产品。变换目标法：为实现某种需要而设立目标，这个目标有时是可以改变的。在变换方案无效，解决效果不理想的情况下，考虑改变原先设定的目标，因为目标变化的背后，或许会产生一系列更有前途的、更高水平的发明。这类发明，一般比变换技术方案的发明更具影响力，作用和效益也更大，似有技术战略的意义。搜寻科技法：这是一个行之有效的、解决任何需要都要考虑的重要

25、方法。但要以掌握丰富的科学技术、工艺技术方法为前提。任何需要的解决都离不开科学技术、科技方法，为了能够自如地运用这一方法，必须多方面地学习掌握科技知识、科学技能、科技方法，就好比自己掌握了千军万马，在需要的时候能够指挥自如，得心应手，顺利地解决问题。集中智慧法：即利用团队、集体、群体的优势，充分发挥每个成员的主动性、创造性，并把他们的意见收集起来，找出好的解决方法，这其实就是中国人解决问题的传统方法。“三个臭皮匠，也应处处予以关注。顶个诸葛亮”就是这个方法的形象比喻。我们要确信，个人的智慧是有限的，群体的智慧是无穷的。搞研究、搞技术、搞发明，不仅要看准方向，方法得当，还必须有开放的心态，有海纳

26、百川的胸怀。2机器法。机器发朗法是一个新的、前瞻的概念，是用电脑进行发明，用电脑代替部分人脑的工作。把人类迄今为止所认识和掌握的全部科技知识、工艺技术，科学方法等分门别类，以最小单元的方式，按照故有的规律输入计算机，计算机再根据输入的具体需要，经过逻辑运算，输出若干个解决方案供选择，这是一个大量的、细致的、科学的工作过程，还要运用或发明一些相应的算法。当这一方法达到实用的时候，发明的步伐便能一日千里，发明事业也将会进入崭新的时代。书报上的字太小，老年人看不方便，就借助放大镜来看。放大镜的作用，就是把字扩一扩。 原来的电视屏幕较小，看电视节目费力，所以大屏幕彩电相继问世。这是把屏幕的面积和电视的

27、体积扩一扩。 很多人喜欢看围棋比赛，但棋盘太小，不可能像看篮球一样观战。于是，把棋盘的面积和棋子的大小扩一扩，做一个特大的棋盘挂在墙上演示比赛，让棋迷们一饱眼福。 伞是人们常用的挡雨避阳工具，有人将它的面积扩大、再扩大，变成了街头巷尾设摊者使用的晴雨大伞、露天海滨浴场游客享受的太阳伞，使伞又找到了新的用途。 瞧，扩一扩、加一加也会变得很奇妙，会引发出相当不错的发明。当你把一样物品进行扩大面积、扩大声音、扩大距离、延长时间、延伸长度、加高高度、增加数目、增添配料等扩增处理，物品的功能和用途可能就会发生本质的变化。这种扩一扩、加一加的小发明技法叫作扩大增加法。 新型邮筒当你的发明处于困境的时候，你

28、不妨有意识地把发明目标扩一扩或加一加，也许会拓宽发明的思路。一般的邮筒只有一个或二个投递口，信投进去后都混在一起，先拣后分，费时又费力。上海的李文彪同学设计了一个新式邮筒。这个邮筒有三个投递口，分别投寄本市、外地和航空邮件。邮筒里分成三格，而且能旋转。这样，邮递员开门取信时，只要转内格，就可以按类取信了。由于收信后不用再拣，就省事多了。 这个小发明就是从增加投递口的个数入手设计的，它在第一届全国青少年创造发明比赛中获得了一等奖。 多功能喷杆山东张桂杰同学发明了一种多功能喷杆，在第三届全国青少年创造发明比赛中获一等奖。他是将原有喷洒农药的单喷杆改成相连的双喷杆，同时喷杆的张角和喷头的方向可以调节

29、。使用这种双喷杆喷洒农药，可以同时喷两垄，既可以向一个方向喷，也可以在叶片上下对喷，因此提高了喷药效率，也节省了劳力。这项小发明也是从增加数目着手设计的。 具体说来，智力激励法是指通过一种特殊会议，使参加的人员围绕着一个课题发散思维，相互启发，填补知识空隙，引起创造性设想的连锁反应以产生众多的设想，然后综合集体创造力的一种技法。智力激励会议的具体做法一般是：（1）参加会议的人数为8人左右，包括主持人1名，记录员1员；（2）会议时间为40分钟左右；（3）会议议题明确；（4）绝不允许批评别人提出的设想；（5）提倡自由思考；（6）不作任何判断性结论；（7）提出的设想越多越好；（8）集中注意力，针对目

30、标；（9）参加会议的人不分上下级，一律平等；（10）不允许私下交谈，以免干扰别人的思维活动；（11）各种设想不分好坏一律记录下来。智力激励法，是基于人们在交流设计方案时会产生互激共振连锁反应这一客观规律而创立的，它完全不同于物物交换。拿一个苹果换一个苹果，每人得到的还是一个苹果。如果两个人对同一课题的不同设计方案相互交流一下，那么，每个人所掌握的最少是两方案。智力激励法是创造学奠基人之一美国的奥斯本首先提出的，也可叫作“头脑风暴法”、“脑击法”、“集思广益法”。感受一下，今天的学习有什么收获，对你有什么启发！行动吧，你能行！主持人必须熟悉所要解决的问题，作风民主，能恰当地启发和引导大家始终情绪

31、饱满地提出数量多、质量高的设想。主持人看到时间差不多了，与会者也表示没有什么新设想，于是宣布散会。智力激励法一般分两个阶段进行，以上是第一阶段。第二阶段是互激设想的评议会议，它的目的是使设想成为有实施价值的具体方案。仿生是模仿生物的简称，仿生发明法就是模仿生物的形态、材料、结构和功能的发明方法。 20世纪50年代，科学家已经认识到生物系统是开辟和发明新技术的途径和源泉之一。1960年9月召开了美国第一次仿生学会议。斯梯尔为新的仿生科学命名为仿生学，宣告仿生学的正式诞生。至今仿生学已包括力学仿生、分子仿生、化学仿生、能量仿生、信息与控制仿生、宇宙仿生、电子仿生、机械仿生、建筑仿生、医学仿生、军事

32、仿生、经济仿生等内容。仿生的范围十分广泛，下面仅就形态、材质、结构和功能的仿生，分别举一些实例加以说明。 建筑仿生 蜂巢由许多排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，具有最小面积和最大容量的特点，建房所需的材料最少，而且极坚固。人们仿其结构制成蜂巢式夹层板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。非气动蜂窝结构的轮胎利用蜂窝的多六边形结构互相支撑，达到降低震动、提高车轮强度的作用。由于它并不是充气轮胎，可以避免轮胎爆胎，在噪音抑制和轮胎摩擦发热量上也比普通轮胎更为优越。蛋壳能够把受到的压力均匀地分散到蛋壳的各个部分。建筑师根据这种“薄壳结构”的特点，设计出许

33、多既轻便又省料的仿生建筑物。上海东方音乐厅和台湾桃园北区体育场的屋顶就是蛋形薄壳结构。而国家大剧院的造型颇似“覆盖在水中的银白色蛋壳”，具有最大跨度达212米的圆形穹顶。北京火车站大厅屋顶所采用的薄壳拱形结构，屋顶虽薄，却很耐压，经得起风雨和积雪的“考验”；不仅外形美观，而且节约了人力、物力。澳大利亚悉尼歌剧院的屋顶也是薄壳结构，而造型既像竖立着的贝壳，又像两艘巨型白色帆船。屋顶是薄壳结构的还有北京农展馆、广州新体育馆、意大利罗马小体育馆和巴黎工业展览中心等。分子仿生 蜘蛛丝的强度超过所有其他天然纤维，与强度最高的碳纤维及凯夫拉纤维等相接近，但其韧性明显优于上述纤维。科学家已通过克隆蜘蛛丝的基

34、因或将蜘蛛的基因转移到山羊或蚕的DNA上，从而提取人造蜘蛛丝，它将在医药、工程、体育、军事等领域大显身手。如可用作制造坚固而轻便的护甲、更细的光纤、更加坚韧的手术线、人造腱、人造韧带以及各种新型运动护具等。荷叶“出淤泥而不染”， 不沾污泥和水。人们研制出的人工仿生荷叶，是一种人造高分子薄膜，不沾水又不沾油，可用作自清洁西装和羽绒服等面料。鲨鱼在水中的高游速，得益于它的皮肤可以减少水的阻力。仿鲨鱼皮泳衣，具有极轻、低阻、防水和快干的特性。在最近三届奥运会的游泳比赛中，有许多泳将穿着它打破了纪录。 感受一下，今天的学习有什么收获，对你有什么启发！行动吧，你能行！仿生技术的应用大大推动了科技的进步和

35、人类的发展。仿生技术用于医疗推动了人工和仿生器官技术的发展。人类开始是采用机械和电子的方法模拟出人工器官，如人工心脏起搏器；可以排出二氧化碳、吸进氧气的人工肺；从血液透析演变为血液净化的人工肾等；植入替代人耳功能的电子人工耳蜗，可使患有重度或极重度耳聋的人的听力接近正常；人造视网膜系统用摄像机记录下基本的视觉信息，并将它加工成电信号，通过无线传输到内置的电极上，让盲人恢复其视网膜功能，从而产生模糊的视力。仿生手可以依靠人脑思维来控制，并让假肢有触觉；智能仿生腿是由微处理器控制关节活动的高科技假腿。用烧伤患者自身的骨髓细胞培育成皮肤组织，并已用于临床移植；现在用造血干细胞的移植来治疗白血病的疗效

36、较好。而肝干细胞移植治疗肝脏疾病和干细胞移植治疗脑瘫等正在努力改善中。最理想的仿生组织和器官是根据生物由干细胞的分化而自生长出来或自愈。胚胎干细胞是指当受精卵分裂发育成囊胚时内细胞团的细胞，它具有可体外培养、无限增殖、自我更新和多向分化的特性。它是一种高度未分化细胞，具有发育的全能性，能分化出动物的所有组织和器官。所以可以避免不同个体间的移植排斥，是仿生医学的希望所在。 仿生学的诞生才37年，目前的仿生技术只模仿了生物特殊功能中的极小部分，而且有的还处于初步阶段，如模仿鱼腮的提取空气、供人在水下活动时呼吸用的人工腮还不够理想。仿生自组装更只揭开了冰山一角。能创造巨大价值的模仿植物固氮和光合作用

37、等都尚未取得成功。因此，仿生技术的发展潜力无穷。感受一下，今天的学习有什么收获，对你有什么启发！行动吧，你能行！日本丰田公司研制成一种可自动缩短与伸长的汽车 。司机一按电钮，车身、底盘、轴距就同时缩短或伸长，伸长时，有两排座位可以坐四个人，缩短时，只有一排座位，只能坐两个人。比如我们身边的物品，可以折叠的雨伞、可以折叠的椅子、可以伸缩的钓鱼杆、可以伸缩的旅行杯等。这些都是利用了伸缩与折叠创造法，研制出的新的物品，这也是创造发明。黑龙江省牡丹江市平安小学六年级的刘洪伟同学，有一天在家里洗衣服，发现在晾衣服时，湿衣服的前后两层贴在了一起。于是，他就想，如果能把衣服前后两层撑起来，不让他们贴在一起，

38、这样就增大了与空气的接触面积，衣服不是干得更快些吗？于是，他就动手做了一个这样的晾衣架。同学们，想一想身边的、家里的、教室里的，不经常用的东西，以需要的目的将他们进行伸缩与折叠设计，看看能不能产生新的作用。首先他用铁丝做了一个椭圆形，然后把它固定在普通晾衣架下部的横梁处。用这种晾衣架晾衣服的确是比普通的晾衣架干得快。可是，他又发现这个晾衣架在平时存放时比较占地方，又增加了一个撑子，就更占地方了。于是，他想能不能把铁丝做的撑子折叠起来呀？经过老师的指导，他就做了一个可以折叠的防风快干晾衣架。这个发明创造，就是伸缩与折叠创造法和破旧思维创造法的联合创造。获得了第九届全国青少年发明创造大赛二等奖。1

39、、新颖性标准我国专利法第二十二条规定：“新颖性，是指在申请日以前没有同样的发明或者实用新型在国内外出版物上公开发表过。在国内公开使用过或者以其他方式为公众所知，也没有同样的发明或者实用新型由他人向专利局提出过申请，并且记载在申请日以后公布的专利申请文件中。”2、创造性标准我国专利法第二十二条对创造发明的创造性作出了这样的规定：“创造性，是指同申请日以前已有技术相比，该发明有突出的实质性特点和显著的进步，该使用型有实质性的特点和进步。”判断有无创造性的关键是了解“发明”或者“实用新型”有没有“实质性的特点”和“进步”。“实质性的特点”是指，一件申报的发明作品与申请日以前就有的技术相比要具有本质上

40、的区别。这是一件发明创造作品的质量标志。“实质性特点”应当反映出发明人在智力上的独到之处。“进步”，是相对“现有技术”而言的。一件发明必须同时具有新颖性、创造性、实用性（简称：“三性”），才能成为真正意义上的发明。感受一下，今天的学习有什么收获，对你有什么启发！行动吧，你能行！同学们，通过学习你们是不是发现，原来，发明创造是这么简单呀！只要加一加，减一减，联一联，折一折，小一小，反一反，就能发明创造出我们意想不到的新东西！现在就拿起笔，利用身边的物品，创造出一个特别的新东西吧！3、实用性标准我国专利法第二十二条对“实用性”作出了这样的规定“实用性，是指该发明或实用新型能够制造或者使用，并且能够产生积极效果。”判断的标准是可实施性、再现性和有益性。可实施性要求发明人的发明必须已在实践中得到证实，也就是说，发明人要胸有成竹，完全有把握。只提出任务而无具体的技术方案，被认为不能实施，即无实用性。再现性是指必须符合客观的因果规律，可以实施到任意的重复次数。有益性是指该发明能够产生积极的后果。主编：邹静春副主编：杨丽华 惠勇执行编辑：王丰斌