全国科技教育专家辅导团讲座

青少年科技创新选题思路与技巧

全国科技教育专家辅导团讲座

长沙

2009年11月

第一讲当前第1页\共有54页\编于星期二\2点专利制度保护科技创新

推动科技创多出成果、快出成果

科技创新活动是知识产权事业发展之源主讲人：姜加之

全国科技教育专家辅导团中国创造学会常务理事湖南省创造学会副理事长

E-mailszgh606@163.com

当前第2页\共有54页\编于星期二\2点知识产权法律是国家现代化进程的促进和公民权益的保护神。知识产权既是发明者的精神财富,又是发明者潜在的物质财富;知识产权只有在发明成果占有一定市场或者直接转让产权后,才能真正变成物质财富(沙湖桥小学的黄瓜条快速切割器及碧湘街小学的“摔得乐”);大发明不一定就可以赚大钱,经营得好的小发明同样可以赚大钱，大家可以到浙江义坞小商品市场去参观（英国人发明的小小“桌子垫塞”）。当前第3页\共有54页\编于星期二\2点辅导学生发明,必先掌握科学技术的概念科学发现——是什么、为什么？

技术发明——做什么、怎么做？

技术革新——更好做、更好用

技术创新——商品化、大市场一、技术来源于需要，又创造新需要二、技术由积累而成三、技术是妥协的产物,无绝对完美,总可改进四、技术的自由性，无唯一解（瓶盖）五、技术的多样性(现代技术的分类)六、技术系统是发展的，存在生命周期当前第4页\共有54页\编于星期二\2点现代技术的分类资源技术农业技术----农、林、渔业开采技术----矿业、石油、煤炭的勘探、开采材料技术----金属冶炼、石油化工、水泥陶瓷生产技术机械技术----全部制造业、加工组装运输技术----汽车、火车、船舶、飞机宇宙开发技术----火箭、卫星、宇宙飞船建设技术----土木、建筑当前第5页\共有54页\编于星期二\2点能源技术动力技术----内燃机、发电、天然气、管道核能技术----原子能发电、热核聚变新能源技术----太阳能、风能、潮汐能…..环境技术医疗保健、环保节能、安全防灾、生活休闲信息技术电子技术----电讯、广播电视、计测控制IT技术----电脑、网络信息军事技术当前第6页\共有54页\编于星期二\2点技术(产品)的生命周期曲线电子管被晶体管取代及集成电路无限发展蒸汽机车被内燃机车\电力机车取代当前第7页\共有54页\编于星期二\2点发明课题的水平第一水平课题----其特征是应用某些对给定的目的应采取的手段（装置、方法、物质）就能解决的问题。事物没有改变，用常识就可作出的简单改进（32%）第二水平课题----包括技术矛盾解决方法的发明，事物略有变化，需相关行业知识（45%）第三水平课题----包含物理矛盾解决方法的发明，事物变化很大，需系统相关行业以外的知识（18%）第四水平课题----包括突破性解决方法的新技术，事物完全变了，要求不同科学领域知识（4%）第五水平课题----发现新现象，带来变革性的发明（1%）当前第8页\共有54页\编于星期二\2点学校科技创新活动成效的检验学生的创造力是否得到提升？头脑是否更加灵活？观察能力、发现问题的能力、提出解决办法的能力和动手能力是否得到明显提高？学生的创新成果能否参加省和全国的科技创新大赛并获得奖励，检验你各种的成效.如：中国发明协会----《全国发明展览会奖》；宋庆龄基金会----《宋庆龄少年儿童发明奖》；中国科协----《全国青少年科技创新大赛奖》。当前第9页\共有54页\编于星期二\2点优秀科技创新辅导员谭迪鳌老师____长沙市教育科学研究院

全国”十杰”、“金牌教练‘周爱华老师____澧县第一中学

县级中学多项有价值的科技创新成果马学品老师____长沙市雅礼中学

连续四届全国青少年科技创新金奖张成林老师____长沙市岳麓区清水塘中学

农村中学搞出多项专利发明罗定庚老师____宁乡县一中指导学生多项科技创新成果当前第10页\共有54页\编于星期二\2点澧县一中辅导员周爱华指导的成果

《磁悬浮式自动水平调节工作台》-----第19届全国青少年科技创新大赛三等奖夏阳《自助调节麦克风支架》

------第20届全国青少年科技创新大赛<万户创新奖>严晓熹《一种基于光电和IC的复式ID电源管理器》----第21届全国青少年科技创新大赛3等奖雷子巍等《一种基于视觉暂留效应的随振显示装置》-----第22届全国青少年科技创新大赛2等奖宋萍《基于热效应的生化反应速率对比仪》-----第23届全国青少年科技创新大赛2等奖冯舸当前第11页\共有54页\编于星期二\2点《一种基于视觉暂留效应的随振显示装置》-----

第22届全国青少年科技创新大赛2等奖宋萍现象:航天英雄杨利伟说:震动太大,仪表盘看不清楚问题:视觉暂留现象引起求解:保留0.1秒的视觉学习:数码显示技术当前第12页\共有54页\编于星期二\2点第21届全国青少年科技创新大赛金奖内河水波能量转换式航标——邵东县一中谢涛等湿地科学考察机器人——长沙市雅礼中学周鹏等

主干道水管爆裂自控断流装置——长沙市一中汪芳空间站洗衣机——华容县一中白天

再生式珍珠采植机——沅江市一中陈效等日本医蛭食性行为及植物驱避剂筛选”—娄底一中谢立言全国十佳优秀科技教师——邵阳隆回县伍冬云老师全国优秀组织单位——湖南省科协青少年科技活动中心

当前第13页\共有54页\编于星期二\2点第22届全国青少年科技创新大赛金奖道桥防护带侧壁磨洗机器人------

长沙市南雅中学的刘凌霄有机湖泥“肥肠”及其成型机-------沅江市第一中学刘岳曦等定向聚波扫描式席梦思灭螨装置------娄底市第五中郑星拟环纹豹蛛

对低剂量甲胺磷的生态反应及适应机理------长沙市雅礼中学童正茂蜈蚣草富砷特异功能菌筛选及应用研究-----湖南师范大学附中吴颖媛新型水果储存袋的构想与探索-------长沙理工大学子弟小学林国昌倒三角形带垃圾斗的雨水道盖板------隆回县小学刘小溪等

当前第14页\共有54页\编于星期二\2点第23届全国青少年科技创新大赛金奖水面污染团图测绘预警跟踪机器人---雅礼中学谢林海、马炼堪、刘睿鹏叶脉网式凝雾集水装置---汨罗市一中龙超泽一种导致智力低下染色体新核型的发现与探究---雅礼中学荣镭；甘薯蜡龟甲的取食行为与食物选择---娄底市二中谢雯诱导式健鱼器---沅江一中胡周芊、蔡枝叶、梁浩农村家用谷物扬场滤沙（杂）机---宁乡县双江口中学刘思睿低年级电子口算卡---省第一师范二附小魏倍佳田芋除毛机---岳阳市东升小学余谈远当前第15页\共有54页\编于星期二\2点第24届全国青少年科技创新大赛金奖萝卜蚜对天敌捕食的行为反应和繁殖----娄底一中肖晓歌等鱼塘生态水立方图生成机器人----雅礼中学黄昱然等聋哑人音乐视“听”施教装置----华容一中汪泽浩等多通道“绿色”挂衣护理板

----隆回县万和实验学校伍习莲等单卷大疣蛛两种毒素成分的分离与鉴定----长沙一中张劲勋网瘾青少年脑部可疑病变的发现与初步探究----长沙一中黎泉一种新的腓骨肌萎缩症致病基因突变的发现与研究----师大附中刘颖迪等当前第16页\共有54页\编于星期二\2点

当前创新选题存在的问题1、重复模仿，缺奇巧之处,无独创性，抓不住观众眼球2、观察不够，缺好奇心，想象力不足3、找不准创新点,不掌握科技创新方法4、多学科综合研究的集成创新少

5、辅导老师缺综合知识，辅导选题困难6、不知道如何利用社会技术资源7、闭门造车，不懂得如何查新当前第17页\共有54页\编于星期二\2点你能想出来吗？重力如何变成灯光？是凡尔纳的机器岛吗？是直线电机吗？重力灯水上城市电磁炮当前第18页\共有54页\编于星期二\2点钱学森谈科技创新人才的培养问题

今天我们办学，一定要有加州理工学院的那种科技创新精神，培养会动脑筋、具有非凡创造能力的人才。我回国这么多年，感到中国还没有一所这样的学校，都是些一般的，别人说过的才说，没说过的就不敢说，这样是培养不出顶尖帅才的。我们国家应该解决这个问题。你是不是真正的创新，就看是不是敢于研究别人没有研究过的科学前沿问题，而不是别人已经说过的东西我们知道，没有说过的东西，我们就不知道。所谓优秀学生就是要有创新。没有创新，死记硬背，考试成绩再好也不是优秀学生。

当前第19页\共有54页\编于星期二\2点科技创新能力培训要点获奖不是目的，关键是提高观察力和创新能力，把青少年培养成创新人才

学习科技创新方法，寻找创新点了解科技创新选题创意设计要求掌握科技创新选题的思路与技巧熟悉科技创新选题论证的要求学会转化选题不当的科技创新课题学会征求专家的意见和建议当前第20页\共有54页\编于星期二\2点

专家的话听不听？如何听？专家在他的专业范围内有比较广博的知识，他对在本专业范围内的发明项目发表的看法具有相当的权威性。由于专家不是万能的，他对其他专业的发明项目所发表的看法就不一定正确。特别是发表的肯定意见，而指不出存在的问题和泛泛的改进意见，对发明者毫无指导作用，往往误事。主要是他对该技术的实际状况并不了解。湿地科学考察机器人雅礼中学周鹏等当前第21页\共有54页\编于星期二\2点青少年科技创新方法培训对策针对青少年特点:知识面比较窄缺乏专业知识动手机会较少接触实际少实行案例教学启迪好奇之心培养观察能力训练创造思维推进研究学习科技活动基地手工劳作室

电子实验室

科普绘画室科技图书室无扇页风扇当前第22页\共有54页\编于星期二\2点讲授掌握创新方法提高创新能力创新实践创新能力培训方法训练思考讨论案例讲授与讨论结合理论与实训结合案例与分析结合大量案例大量图片大量信息大量动手当前第23页\共有54页\编于星期二\2点科技创新需要勇敢精神敢字当头,不墨守成规、敢于冒险是科技创新的一个重要特点。古往今来，科学家为创新而冒险的故事比比皆是。自然界、社会和人本身都蕴涵着无穷无尽的奥秘，知识的旧领域深不见底，知识的新前沿层出不穷。要获取新知就需要创新，而创新往往离不开冒险。失败是创新道路上的正常现象。失败本身也是冒险探索，就可能有失败，失败甚至惨败是宝贵的财富，可为后来者提供难得的教训。提倡和培养冒险精神是一个关乎民族性格的大问题，值得全社会重视。当前第24页\共有54页\编于星期二\2点为什么我没有想到这个选题？

能不能打破传统思维是关键！1、<空间洗衣机>的创意

——太空缺水,怎么洗衣?2、多通道“绿色”挂衣护理板

——由单纯“挂衣”到“护理”挂衣3、中医的狗皮膏药与西医的创口贴

——由一家一户的祖传到全球大市场4、浏阳豆豉、老干妈与老干爹

——千年老面孔斗不过新产品当前第25页\共有54页\编于星期二\2点加拿大研发出“骨骼打印机”

精确喷出人造骨

房子也能喷成?当前第26页\共有54页\编于星期二\2点谁说电脑硬件没有什么可以发明了?

世界闪存U盘之父——邓国顺

石门县皂市镇鸡爪山村U盘的发明（包括MP3）发现：计算机硬件中的一个空白点:软、硬盘的缺点敌不过存储芯片的优点

发明：移动存储器(1999)

U盘MP3当前第27页\共有54页\编于星期二\2点攀登科学高峰需要什么？

学了不少科学知识，却不掌握科学方法，取得成果的道路是极其曲折困难的；没有科学知识的积累，尽管有一点经验方法，要想取得大成果，是根本不可能的；虽有丰富的科学知识，但不会正确运用科学方法，同样，也难以取得好的成果.只有既掌握大量科学知识，又能灵活运用科学方法的人，才能攀登上世界科学高峰。

当前第28页\共有54页\编于星期二\2点什么是科技创新方法？

科技创新方法——求解科技创新问题的智慧、途径与手段；掌握科技创新方法的人——就能在对自然界的观察中，在前人发现或发明的基础上，熟练地运用掌握的科技知识和科技创新方法，创造性地提出：新的发现、发明、改进革新的方法当前第29页\共有54页\编于星期二\2点创新能力的特征1、探索问题的敏锐性2、统摄思维活动的能力3、转移经验的能力4、形象思维的能力5、联想的能力6、侧向思维的能力7、灵活思维的能力8、评价的能力9、联结与反联结的能力10、产生新思维的能力11、预见的能力12、运用语言的能力13、完成的能力关键是打破传统思维对自己的束缚当前第30页\共有54页\编于星期二\2点膨胀螺栓——原来就是它自行车龙头——前叉的连接结构移植成大量使用的膨胀螺栓当前第31页\共有54页\编于星期二\2点创新能力培训的作用提高广大青少年综合素质，特别是提高他们的创造力和创新能力，起到适应经济飞跃发展，促进国家科技进步的积极作用。

增强创新意识激发创新欲望训练创新思维掌握创新方法多角度的观察世界方案是先進的多思路地提出问题設計是嚴密的多创意的解决方案技術是過硬的当前第32页\共有54页\编于星期二\2点植物CT的发明问题：株洲清水塘地区污染严重，植物深受其害植物有病，查什么？假设：心脏有病，可查心电图：植物也有生物电流，植物生病，电流会变化验证：采用电子放大器将生物电流放大一万倍。在辅导老师的指导下，终于获得了稳定真实的植物生物电流用途：新发明的植物CT为环境监测提供一条新的途径。

当前第33页\共有54页\编于星期二\2点培养好奇心是关键什么是好奇心？好奇心是一种强烈的求知欲善于发现问题、提出问题如何培养自己的好奇心？观察力？失聪者不方便——听不见声音问题：如何让失聪者“听”到声响方案：视觉、触觉、嗅觉、味觉、热觉….失聪者智能提醒装置

——宁乡一中罗雅丹、辅导老师罗定庚获省青少年科技创新一等奖当前第34页\共有54页\编于星期二\2点现实生活中遇到的问题

问题一、房屋装修中大锤砸墙破坏建筑结构问题二、学生是否到校,家长很担心问题三、洪水中被困孤岛,如何救人?问题四、太湖蓝藻爆发,怎么办?问题五、地震带来的严重问题?问题六、小区偷盗严重,保安巡逻是否称职?问题七、蚊子何其多，如何杀灭？当前第35页\共有54页\编于星期二\2点灭蚊子的绝招灭蚊有多少种方法？

蚊烟熏、拍打、手抓、胶粘、电热蚊香、喷药、冻死、高温烧死、计划生育绝育、养鱼、养蝙蝠、真空闷死、大风吹跑、吸气收集、电打死………当前第36页\共有54页\编于星期二\2点什么是创造？

古人说：创——始造也。

《辞海》：首创前所未有的事物《现代汉语词典》：想出新方法、建立新理论、做出新成绩或东西

1、

新颖、独特、有社会或个人价值的成果2、一种新概念、新设想、新方案、新理论的发现、创立或发明3、一项新技术、新工艺、新产品、新材料或新服务的发明或革新当前第37页\共有54页\编于星期二\2点原理创新

方法创新材料创新

结构创新综合创新

林火(化学变化)

火柴\油灯\煤气灯\蜡烛\冷光源\........闪电(物理变化)弧光灯\白帜灯\日光灯\电离发光\激光\核辐射\核裂变\核聚变\荧光\发光二极管\等离子体发光\电致发光塑料\.................光当前第38页\共有54页\编于星期二\2点科技创新需要种子启示引发创新的种子在哪里？1、大自然中存在的事物和现象2、科学上已有的发现、原理和理论3、技术上已有的发明、设计、结构和方法4、科学上的假说和科学幻想5、一切信息来源的启示结论：依据种子进行模仿、移植、嫁接、借用、替代、变换、互换、叠加、综合、剪辑、拼凑等，变成创新的事物。

当前第39页\共有54页\编于星期二\2点

发明种子与发现时间育成时间甘油炸药发现液态硝化甘油的危险性18461867电话发明电报，声音是空气的振动18431874留声机声音是空气振动1877人造丝发现硝化纤维素生成膜状18321891无线电报发现电磁波的存在18881896合成氨由氢和氮通过高压生成氨18701910阴极射线管发现从热阳极产生负电粒子18741919激光器发现光子激发原子能级增加20世纪初1960光纤发现以玻璃取代铜线传输讯号

19651981当前第40页\共有54页\编于星期二\2点热管技术的原理-----1942年美国发明专利1967年用于人造地球卫星它将一些水或酒精，密封到一个管子里。在实际工作中，热量被导入热管，热管里的液体受热变成蒸汽，然后从热管中较热的一端向较冷的一端转移，热管中较冷的一端通过散热风扇把热量从热管中散发，蒸汽还原成液体并回流到热管中较热的一端，如此循环往复。广泛推广到高效换热,节能,空调

军用技术转为民用当前第41页\共有54页\编于星期二\2点如何寻找科技创新的目标

一切发现、提出并选定科技创新目标的创意皆可产生于经过观察思考后的下列五者及其相互关系之中。1、自然界观察到的新现象2、学习中引发的问题3、人类社会需要(重大事件)4、已有事物的缺点问题5、由“懒”引起的问题当前第42页\共有54页\编于星期二\2点如何指导学生获取进行创新的知识

1、学好课程中的知识2、重视课外阅读，注意积累知识3、观察大自然，关心我们周围的世界4、充分利用网络、电视等媒体5、参观科技馆、研究中心、企业车间6、逛大型超市、专业市场、商品集散地如:桃江一中胡丹发明《气流挡尘式轴承自洁装置》获得省青少年科技创新一等奖当前第43页\共有54页\编于星期二\2点选题不当的案例1、长途汽车超载视频监控系统2、买码成功率分析3、高速公路调头装置4、牛奶添加剂-----新型蛋白精5、无障碍侦察机器人6、压力式节水抽水马桶7、楼上污水蓄集回用节水装置

当前第44页\共有54页\编于星期二\2点选题中需要注意什么?1、必须具有创造性、新颖性、实用性——无中生有人缺我有人有我优2、创新点非常明确,能吸引观众眼球3、避免模仿获过奖的作品4、不选缺乏社会公益性的项目5、避免知识程度远非学生水平的项目6、不照搬现成作品，拒绝他人代劳7、遵守“先查新、后定题”选题原则

当前第45页\共有54页\编于星期二\2点潜水式高压水气采藕机

——长沙一中高二戴维打屁引出的发明压缩空气冲藕水力冲藕气——水联合冲藕（第19届湖南省青少年科技创新一等奖）当前第46页\共有54页\编于星期二\2点学一点创造学——解决方法论问题

A.F.奥斯本的“日行一创”——《创造与思考》——“奥斯本智力激励法（头脑风暴法）”成为创造力开发史上的重大里程碑20世纪三十年代，学者们对创造经验的总结和应用做了大量研究，美国首次出现开发创造力的热潮。从创造经验中提炼、归纳出创造技法，在学校开课，在工厂办训练班。使创造学步入实用阶段。

从1936年美国通用电气公司设《创造工程》课开始，美国53所大学、十几家研究所成立了研究创造学的机构，奥斯本在布法罗大学成立了“创造学研究中心”当前第47页\共有54页\编于星期二\2点美国还专门成立“创造性教育基金协会”创造学的奠基人奥斯本的〈创造与思考〉至今已发行1.2亿册。美国从小学