发明创造技法

第三章发明创造技法

引言

第一节组合就是创造——组合创造法

爱因斯坦曾说过：“我认为为了满足人类的需要而找出已知装置的新的组合的人就是发明家。”

在发明创新活动中，按照所采用的技术的来源可分为两类：一类是在发明中采用全新的技术原理，称为突破型发明；另一类是采用已有的技术并进行重新组合，从而形成新的发明。从人类的技术历史中可以看出，进入20世纪50年代以来突破型的发明在总发明数量中所占的比重在下降，而组合型发明的比重在增加。在组合中求发展，在组合中实现创新，这已经成为现代技术创新活动的一种趋势。

组合法是目前应用最为广泛的创造技法之一，美国著名发明家肖克莱说：“所谓创造，就是把以前独立的发明组合起来。”在一定意义上，组合就是创造。

【案例一】记者发明了坦克

20世纪初发生第一次世界大战时，有一名叫斯文顿的英国记者随军去前线采访。他亲眼看见英法联军向德军的阵地发动攻击时，牢牢守着阵地的德国士兵用密集的排枪将进攻的英法士兵成片地扫倒。斯文顿非常痛心。他清醒看到，肉体是挡不住子弹的。冥思苦想之后，他向指挥官们建议用铁皮将“福斯特公司”生产的履带式拖拉机“包装”起来，留出适当的枪眼让士兵射击，然后让士兵们乘坐它冲向敌军。他的建议很快被采纳。履带式拖拉机穿上盔甲之后径直冲向敌人，英法士兵的伤亡大大减少。德国人望车披靡，兵败如山倒，坦克为英法联军战胜德军立下汗马功劳，成为第一次世界大战中最有影响的发明。

【点评】显然，坦克就是履带拖拉机与枪炮的组合。在这种组合创新中，拖拉机的主要功能是行进，枪炮的功用是攻击，铁皮盔甲的功能是防御攻击，三种功能组合形成集攻防于一体的新发明——坦克。

【案例二】瑞士军刀

被世界各国视为珍品的瑞士军刀，恐怕是迄今为止最精彩的组合发明，其中被称为“瑞士冠军”的款式最为难得，它由大刀、小刀、木塞拔、开罐器、螺丝刀、开瓶器、电线剥皮器、钻孔锥、剪刀、钩子、木锯、鱼鳞刮、凿子、钳子、放大镜、圆珠笔等31种工具组合而成。携刀一把等于带了一个工具箱，但整件长只有9 厘米，重185克，完美得令人难以置信。正因为如此，素以苛求著称的美国现代艺术博物馆也收藏一把作为军刀中的极品。美国前总统约翰逊、里根、布什都特地订购瑞士军刀，作为赠送国宾的礼品。

【点评】瑞士军刀由多种工具组合而成，是世界上最精彩的组合发明。

【试一试】组合游戏

班内同学按座位分成3组，每人一张小纸条，各组成员分别写出姓名、地点与事情。指派同学按姓名——地点——事情的顺序大声读出来。原本平淡无奇的东西，经过“组合”之后，会带来“创意”，带来“欢笑”。

组合后，可能变成：

张三－－－在操场－－－睡觉；李四－－－在教室－－－尿尿；王五－－－在床上－－－打球

【知识链接】

组合创造法：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，构成新的事物或新的产品的创造技法。即将多个独立的技术要素（现象、原理、材料、工艺、方法、物品、零部件等）进行重新组合，以获得新产品、新材料、新工艺等，或使原有产品的功能更全面、工艺更先进。如橡皮和铅笔的组合创造了带橡皮的铅笔；火箭和飞机的组合，产生了航天飞机。

人类的许多创造成果来源于组合。正如一位哲学家所说：“组织得好的石头能成为建筑，组织得好的词汇能成为漂亮文章，组织得好的想象和激情能成为优美的诗篇。”事实上，任何美术作品都是色彩和图案的组合，任何音乐也都是若干音符的组合，任何一部电影都是大量的镜头的有机组合，就连家庭也是人与人组合起来

的……。

常用的组合创造法有：主体附加、同类组合、异类组合和重组组合等四种。

一、主体附加法

【案例】带橡皮的铅笔

海曼——李浦曼是一个生活在美国的画家，尽管终日作画，但他的画没有多少人喜欢，所以日子过的并不宽裕，是位穷画家。

由于生活艰苦，小铅笔头和小橡皮他也常常舍不得丢弃。当时他总为一件事头疼，就是当他想修改画错的地方时，总是找不到小橡皮头，当他东翻西翻，好不容易找到橡皮，用橡皮擦干净要修改的地方准备补画时，又发现刚刚用过的小铅笔头不知哪里去了。只好窝着一肚子火再次东翻西翻，这样修改作品的灵感消失了。

有一天，穷画家望着滚在地上的铅笔和橡皮，突然想出了一个好办法：找来细线将铅笔和橡皮绑在一起，这样就方便多了。后来他改用薄薄的铁皮将橡皮包在铅笔的顶端，制作了带橡皮的铅笔。在朋友的建议下，李浦曼去申请并获得了专利，这项小发明卖给一家铅笔公司，为他带来了50万美元的报酬，从此摆脱了贫穷的生活。同时带橡皮的铅笔给亿万人带来了方便。

【点评】在铅笔的主体上附加了小橡皮头，产生了一个典型的小发明——带橡皮的铅笔。由此可见，一个简单的组合就会改变人生，还会造福大众。

【想一想】你从这个发明故事里受到了什么启发？

【学一学】

主体附加法是指以某一特定的对象为主体，通过增加新的附件使主体增添新的功能。

主体附加法的原理就是在一个主体上附加一个东西，产生一个新的发明，即：

（）+（）=（）

附加主体新产品

如：蜡烛为主体：+金属圈——防流泪的蜡烛

+灯罩——防风蜡烛

+玩具——玩具型蜡烛

灯为主体：+煤油=煤油灯

+电=电灯

+节能=节能灯

+紫外线=紫外线杀菌灯

+彩色=彩色灯

笔为主体：+鹅毛=鹅毛笔+电脑=电脑笔+音乐=音乐笔+香味=香味笔+彩色=彩色笔+磁性=磁性笔+照明=照明笔+翻译=翻译笔

+验钞=验钞笔+玩具=玩具笔+录音=录音笔

【练一练】

在保留下列物品主体功能的前提下，能否加进其他一些技术、成分或附件，以改进功能、扩大品种？请把你设想的结果记录下来。

1、铅笔（A带橡皮的铅笔；B带刻度的铅笔；C带卡通图案的铅笔；D红蓝两色铅笔；E软硬两种铅的铅笔；F带比例尺的铅笔等。）

2、自行车（A电动自行车；B带灯的自行车；C带遮阳棚的自行车；D带后备箱的自行车等。）

3、课桌

二、同类组合法

【案例】双尖锈花针

双尖绣花针，是湖北省武汉市小学生王帆同学的小发明，他当时年仅十岁。王帆仔细观察了湘绣绣花过程，看到绣花针刺到布下面，针尖冲下，需要掉转针头，才能再刺到布的上面来，又需要再次掉转针头刺下去，如此反复操作，非常麻烦。他想，能不能不掉转针头进行刺绣呢？怎样对绣花针进行改进呢？

王帆偶然看见渔民织网的梭子，受到启发，他一想：既然不需要掉转绣花针进行刺绣，绣花针必须对称：两端都是针鼻，无法刺透布；两端都是针尖，虽然可以刺透布，但是没有针鼻也不行，针鼻只能在针的中段位置了，这就是双尖绣花针刺绣时绣花针直立时，下面有针尖，可以刺透绣花布，从下面拔出针，上面也有尖，不再需要掉转绣花针就可以继续刺绣了，减少了刺绣操作的步骤，提高了刺绣的速度。

双尖绣花针虽然简单，却非常新颖和具有实用性，因而获得第四届全国青少年发明创造比赛一等奖，中国发明协会认为该项作品最能体现创造性思雄的特征，特授予专项发明奖。

【点评】

【想一想】

【学一学】

同类组合法概念、原理及举例

【练一练】

三、异类组合法

【案例】

【点评】

【想一想】