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巧用加法减法,进行创造发明

(2016-08-22 22:54:50)
标签:

教育

发明

创意

杂谈

分类: 发明创造


科技道路上的创新基本上可以分为两类:第一种突破性创新,就是在发明中采用全新的技术原理;第二种就是组合式创新:采用已有的技术并进行重新组合。爱因斯坦也曾经说过:“一个为了更经济地满足人类的需要而找出已有装备的新组合的人就是发明家”,日本的著名制作人高桥浩曾说:“创造的原理,最终是信息的截断和再组合。把集中的信息分散开,以新的观点再将其组合起来。”如此看来将事物的信息分散或者组合,通俗来讲也就是把事物的信息进行巧妙加减,似乎是创造性思维的本质特征。

所谓的加法是指从两种或两种以上事物或产品中抽取合适的要素重新组织,从而形成一种具有新功能的新产品、新工艺、新材料的创新方法。减法就是指从一种事物或产品中抽掉合适的要素,剩余的要素形成的具有创新价值和应用前景的新产品的创新方法。

加法创新一般可以分为:信息相加,异类相加,同类相加,技术相加,材料相加,功能相加。例如我们经常在讲授加一加发明方法时经常提到的一个例子,美国佛罗里达州有一位名叫律蒲曼的画家。他用铅笔绘画时,总是不断地需要用橡皮擦修改,所以经常出现用铅笔时找不到橡皮、用橡皮时找不到铅笔的窘境,甚至因此打断了他的创作思路。他曾经把橡皮擦用绳子绑在铅笔的末端,但用不了多久,橡皮擦又掉了下来。又气又恼的他突发奇想,用铁皮把橡皮擦包在铅笔的末端,牢牢地固定住,这一试果然成功了。后来,他把这种运用“1+1=1”方法发明的橡皮铅笔申请了专利。不久,该专利被RABAR铅笔公司购买,他获得了55万美元的巨额酬金。另一个经典的例子就是瑞士军刀,又常称为瑞士刀或万用刀,是含有瑞士军刀许多工具在一个刀身上的折叠小刀,由于瑞士军方为士兵配备这类工具刀而得名。在瑞士军刀中的基本工具常为:圆珠笔、牙签、剪刀、平口刀、开罐器、螺丝起子、镊子等。要使用这些工具时,只要将它从刀身的折叠处拉出来,就可以使用。

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例如我校2012级的王怀烛同学发明的吸蚊式电蚊拍,就是在普通的电蚊拍的基础上加了一个风扇,根据伯努利原理是电蚊拍具备了吸力,可以方便快速的打到平时不易打到的蚊子。该作品成功申请国家专利,并在重庆市青少年科技创新大赛上荣获二等奖。例如2013级的慕宗宇同学的多功能收缩剪刀就是剪刀和雨伞把的加法,2012级的夏靖同学的限时插座就是插座和风扇定时开关的加法,从而插座有了定时功能。

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减法创新发明一般有两种情况:一是“减成若干部分”但仍可构成“一个整体”,但有了新的功能,这是一种分解而不分立的减法创造。例如,将一圆桌面分成一块正方形和四块相同的圆弧形,再铰链成一块桌面,这样除了可以当圆桌,还能变成方桌,功能上增加了,还比如我们的伟大发明活字印刷术,同样也是用的这种方法。二是从“一个整体”中减去一个组成部分要素或几个组成部分要素,由此构成功能独立的新的“一个整体”,这是一种既分解又分立的减法创造。

1:手套是非常简单的生活用品,在手套基础上运用减法能得到什么呢?江苏镇江的一位工程师心血来潮,把普通的薄型白手套的指套部分剪去,再在手套的背面印上五笔字型的指法和字根规则,成为专利产品“电脑上机手套”。这样,初学者戴上手套上机就十分方便,忘记了规则看一下手套的背面立即可知。西安有一位大学教师与其相反,把手套的指套部分分解出来,成为单独的产品——卫生指套,用无菌塑料薄膜做成的指套附在食品包装中,在食用前将指套套上手指,以防手指上的细菌污染食品,特别适合旅行时使用,也获得了专利。

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【例2】手机的出现给人们带来极大的方便,随着芯片和电池体积的减小,手机也越来越小。但是,手机产生的电磁波对人的大脑有害。有人想到用加防辐射网的办法,但效果不明显;有人用外接耳机的办法,又太麻烦。爱立信公司推出的带无线耳机的新型手机,可以使用户不握住手机也能打电话。发明者实际上使用了减一减的发明方法。

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再例如衣服的减法创新:

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明信片的发明就是:信-信纸-信封-邮票=明信片

在居家生活中,鞋子的脱与穿会带来十分的不便而且费时,其主要原因是由于穿鞋过程中后邦的存在,把普通鞋子的后邦去掉就会带来十分的快捷,基于“减一减”的设计思想去掉鞋子的后邦,就形成了现在的拖鞋。

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加一加这种创造技法早就引起人们的注意,并在技术创造实践和学生创新发明中得到广泛应用。而减一减这种方法作为与加一加方法相反对应的创造方法却长期被人们忽视,许多人至今对这一创造技法感到陌生。创造的实践告诉我们:通过分解一件事物,找出可以减掉的要素的创造比组合两个或三个以上事物或要素的创造更艰难。然而,一旦掌握了减一减的创造发明的理论与方法,就能化难为易,在创造王国里取得减法创造的奇异硕果。

减一减创造和加一加创造虽然是不同的创造技法,但是,这两种创造技法的同一思路都是以现有事物的功能为前提以变迁现有功能为目的,达到完善旧功能、增添新功能、开发新产品或新方法。不管是加一加创造还是减一减创造,都已不再只是单纯的创造技法,也是认识事物的方法。通过分解事物,可以使人们深入到事物内部,进行系统的观察与周密的思考,得到不同的要素,为了产生新功能,解决现有问题,去掉多余要素,也可组合目的要素,在分解组合过程中,接触事物各层次的结构,认识各层次的结构功能、分解各层次的结构目的,会看到很多巧妙结构,学到许多设计结构的方法,受到发明启示。使我们发现更多的创造对象,产生更多的创造设想和成果。


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