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第10章 追根究底,问中创新——设问法

我国著名教育家陶行知说过:“发明千千万,起点是一问;智者问得巧,愚者问得笨。”毫不夸张地说,“问题”正是创造的源泉与起点,是激发思想火花的导火线。在发明创造中,对问题不敏感,看不出毛病是与平时不善于提问有密切关系的。对一个问题追根刨底,有可能发现新的知识和新的疑问。所以从根本上说,要发明首先要学会设问,善于设问。

设问法主要是围绕现有的事物,以书面或口头形式提出各种问题,通过提问,发现现有事物存在的问题和不足的地方,从而找到要革新的方面,发明出新的事物来。

设问的方法很多,经创造学家研究总结,有四种方法比较著名,这就是5W2H法、七步法、行停法、八步法。其中,5W2H法最为实用。那么,什么是5W2H法呢?就是从七个方面去设问,这七个方面的英文第一个字母正好是5个W和2个H,所以称为5W2H法。七个方面分别是:①为什么需要革新(Why)?②革新的对象是什么(What)?③从什么地方着手(Where)?④什么人来承担革新任务(Who)?⑤什么时间完成(When)?⑥怎样实施(How)?⑦达到怎样的水平(How-much)?

设问法是现代生产中经常使用的一种推陈出新的创造技法,特点是简单易学,还可因地制宜,根据不同需要,改换设问的方法。所以,我们应学会设问,善于设问,在设问中找到发明创造的灵感。

案例61 多功能台灯

简介

小时候,“楼上楼下,电灯电话”就是我们的生活理想;今天,一张小小的桌子上就可以有台灯电话了。有时,总觉得桌子不够用,那么,能不能为了节省空间,而把电话和台灯组合在一起呢?如果可以,又怎样来设计他们呢?除此之外,还能不能再加上其他功能呢?

下面让我们来看看冯伟源同学的设计吧。根据示意图我们可以看到,这种多功能台灯主要由电源开关、温度计、电源插座、电话和普通的台灯组合而成。电源开关控制台灯的通断,温度计测量室内温度,电源插座提供其他家用电器的电源,电话集成在台灯的左下方。

点评

台灯和电话是日常生活中的常用物品,冯伟源同学在使用的时候发现这两样物品比较占空间,于是利用设问法设计出了一款实用的多功能台灯,集台灯、电话、温度计、电源插座于一体,不仅增加了很多功能,而且也节省了空间,为我们的家庭办公提供了方便。

思考与练习

1.你觉得在这个多功能台灯上还可以添加什么功能?试用设问法实现。

2.想一想,常用的学习用具有多少?有哪些可以组合在一起?能用设问法去实现你的创意吗?

案例62 冷暖鼠标

简介

在炎热的夏季,长时间使用鼠标手免不了会出汗;而在寒冷的冬天,长时间使用鼠标手又会觉得冷。你有没有想过:能不能把鼠标设计成冬暖夏凉的呢?那么,冬天一般怎样来为手取暖?夏天又怎样来纳凉呢?我们能不能在鼠标里同时实现这两种功能呢?

邓智恒同学的冷暖鼠标发明就为我们解决了这个问题。冷暖鼠标,主要由网状鼠标外壳、小风扇、电热丝、控制开关、鼠标按钮、鼠标底盘和滚球组成。天热的时候,控制开关拨到第一级,小风扇通电,把凉爽吹送到手上;天冷的时候,控制开关拨到第二级,电热丝通电,把温暖传递到手上。当拨动开关到第三级时,鼠标上的吹风和发热两个功能都被切断,鼠标作普通鼠标使用。

点评

邓智恒同学首先发现在夏天和冬天使用鼠标的时候,手会出汗或感觉寒冷,然后提出问题:能不能发明一个冬暖夏凉的鼠标呢?怎样来解决这个问题?人们夏天常用电风扇纳凉,冬天常用电暖气取暖,那么能不能让鼠标同时具有这两种功能呢?于是,冷暖鼠标诞生了。为了使鼠标的冷暖效果更明显,鼠标的外壳要不要改变呢?于是,鼠标原有的塑料不透气外壳又变成了网状外壳,无论是小风扇吹的风,还是电热丝发的热都可以通过网状空隙传到手上。这样一款冷暖鼠标,辅助功能好,实用性强,如能投产,肯定能受到广大用户的喜爱!

思考与练习

1.在本例中,你觉得鼠标的外形能不能再改进?改成什么样子?如何使它更加美观实用?怎样实现?

2.现在的鼠标都要把它放在桌面才能使用,如果长期使用鼠标,人的肩部非常酸痛,你能不能发明一个可以握在手里就能操作的鼠标?

案例63 伸缩照明衣叉

简介

晚上晾收衣服,对于生活节奏较快的都市人来说,是常有的事。这时,有一盏照明的灯是很有必要的。你想过怎样解决这个问题吗?能不能把照明灯直接安装在衣叉上呢?衣叉又能否随着高度变化而调节长度呢?带着这些问题,黄妙霜同学发明了具有伸缩和照明功能的衣叉。

伸缩照明衣叉,主要功能是可伸缩、可发光照明。这种衣叉的手柄内装有一个控制电路,只要按下按钮,电路接通,小灯泡发光,方便在夜间或光线不足的时候晾收衣服。同时,衣叉手柄可旋转伸缩,任意调节长度,使用极为方便。

点评

黄妙霜同学在使用衣叉的时候,发现了不便之处。首先,她提出问题:能不能给衣叉加一个光源?加在哪里?怎样用电路来实现?其次是解决问题:加一个小灯泡,用小电池作为电源,用按钮开关控制。尤其值得一提的是,黄妙霜同学别具匠心地用有机玻璃密封住小灯泡,这样既透光又能防止碰碎灯泡,更能有效地防止因淋水而造成的电路短路现象。最后她还为衣叉设置了伸缩功能。经过重新改造后,衣叉的实用性更强,为我们的生活带来了更多的方便。

思考与练习

1.想一想,生活中有哪些东西在白天使用比较方便,而在夜晚使用的时候就很不方便的?哪些地方不够方便呢?你想让它拥有什么功能?怎样解决这个问题?

2.电蚊拍,可以用来电蚊子,但是有时候由于长度的限制,而电不到蚊子,你能想到解决办法吗?

案例64 多功能文具盒

简介

作为学生,笔、尺子、圆规、涂改液、铅笔刀、计算器等等都是常用必备的工具,如果你近视,还得有眼镜。这么多零碎的东西如果能集中放在一个盒里多好呀!尤其是眼镜,怕挤压易破碎,计算器东放西放也易丢失。那么,能否设计出一个既能放置眼镜、计算器等贵重物品,又能放置其他文具的多功能文具盒呢?这个文具盒,能否在黑暗中也能方便地使用呢?怎样去实现这些功能呢?

黄宝琳同学就发明这样一种多功能文具盒,它由三层组成:最下面一层,分左右两格,这两格都是采取抽屉结构。左边的抽屉底部装有海绵,主要为放眼镜等易碎物品所用,右边抽屉由高强度塑料或有机玻璃制成,用来存放计算器等贵重用品。中间层,是照明工具层,用来存放电池和可伸缩灯,方便在黑暗中照明使用;最上面一层,属普通文具放置层。这样三层一组合,就可以把必需的学习工具和用品集中放置在一起了,既方便又稳妥。

点评

如果文具盒能存放眼镜,如果文具盒能在黑暗中照明,该多好啊?黄宝琳同学发明的多功能文具盒就有效地解决了这些问题。他对传统的文具盒稍加改造,设成三层,同时实现了存放文具、眼镜、计算器、照明等多种功能。黄宝琳同学设计得多么好啊!但这里需要指出的是,如何实现可伸缩灯的伸缩功能呢?黄宝琳同学有没有考虑过呢?

思考与练习

1.生活中,坐自行车后座的人有时候比骑自行车的人更辛苦,你能为自行车后座设计一个减震系统吗?试用设问法去实现。

2.试举例说明,生活中还有哪些物品需要进行减震或强度设计?你能设计出它的结构,并简述它的原理吗?

案例65 安全插座

简介

“电老虎”,谁都不敢轻易去碰它。如果家里有了刚会走路的小朋友,就更应该格外小心了。小家伙可能一不小心就会把自己的小手指伸到小插孔里,或者因好奇把小铁线、小铜线插进小孔,这多危险啊!但是安装在墙上的插座怎样排除这种危险呢?如果把它的孔封住,使用的时候又很麻烦。有什么办法让插孔里的小铜片不带电,只有在使用的时候才带上电呢?

如果你还没想出什么新招,那就请先看看林朱明同学的发明吧:在普通的插座上给火线加上一个点动开关,控制插孔中的铜片与火线的接触。未使用时,即使小朋友不小心用手或者用导体与插孔的铜片接触也不会触电;而插上插头时,刚好压住点动开关,电路接通,正常工作。就这样,插座的安全性得到了大大的提高。

点评

林朱明同学的这个发明是多么巧妙啊!他发现电源插座对小朋友存在安全隐患,于是就想:能不能发明一个使用起来同样方便,又不存在安全隐患的插座呢?怎样实现呢?一般的用电器,在不使用的时候是不带电的,当要使用的时候闭合用电器的开关就可以了,能不能把用电器的这种开关原理应用到电源的插座上呢?答案是可以的。通过实践,林朱明同学设计出了这种安全插座。它结构简单,使用方便,即使小朋友的手碰到了也不会触电,解决了人们的忧虑。如果投入生产,定会受到广大家长的青睐!

思考与练习

1.当你遇到电源插座使用不安全这个问题时,你还想到了其他解决的方法吗?试一试用设问法搞出你的发明创造。

2.观察周围的用电器和机械设备,你发现它们在哪些地方存在安全隐患?你能从多方面提出改进方法吗?

案例66 带指南针的手机

简介

在一个陌生的地方,你是否有过分不清东南西北的烦恼?这时候,如果能有一个指南针在身边该多好啊!但是经常随身携带一个指南针又太夸张了,把它附设在什么物品上好呢?哪些物品是需要随身携带的呢?手机随身携带,可以随时和外界保持联络,如果把指南针和手机结合在一起,那不是很完美吗?

朱展成同学就为我们发明了这样一个带指南针功能的手机。它只是在手机外壳的中下部加装一个指南针,透过有机玻璃,可以清楚地观察到指南针的指向。一般情况下,指南针只起装饰作用;手机关机后,则可以准确地指示南北方向。

点评

朱展成同学在日常生活中,曾因分不清东南西北而烦恼过,于是,他就想:若能随身携带一个指南针,定能给生活带来方便。但是指南针到底怎样随身携带呢?最后他想到了和手机结合在一起。他的这种发明,确实为外出旅游、探险、野外作业、晚上走山路的人带来了很大的方便,具有很强的实用性。

思考与练习

1.你能试着为这种带指南针的手机加装一个温度计吗?加在哪个部位比较好呢?怎样来实现?

2.手机,确实为我们的生活带来了很大的方便,一旦丢失,就会很不便。丢失原因很多,其中一个就是从口袋或手机袋中跌落。你能为跌落的手机设计一个报警器吗?请尝试着用5W2H法去实现。

案例67 语音提示电子秤

简介

现在市面上的电子秤为消费者提供了准确的重量和价格提示,让人们购物时觉得公平、公正。但是,这种电子秤是不是就没有缺点了呢?除了用数字显示的方式告诉顾客物品的重量和价格,还能不能用其他更便捷的方式告知顾客呢?下面让我们来看看周嘉宝同学发明的具有语音提示功能的电子秤吧。

这种语音提示电子秤不仅能准确地称出重量、显示金额,而且还可以显示时间,并用语音提示重量和价钱。其实,它只是在普通电子秤上增加了两个扬声器和一个时间显示屏。语音提示声音的大小可以通过音量按钮调节,时间显示也可以通过按钮进行调节。

点评

周嘉宝同学发明的语音提示电子秤,可以清晰地用语音提示物品的重量和价钱,为人们提供准确的信息服务。有了这个电子秤,不仅看得清晰,而且听着悦耳,无形中增加了购物的愉悦。其实,在生活中,不仅电子秤加上这个自动语音提示功能更加方便,我们很多的计量工具也可以加设这个语音提示功能。你想试一试吗?说不定你就此有了属于自己的发明专利了。

思考与练习

1.生活中有关计量的问题很多,你能举出一些实例吗?请你使用设问法,为其中的一个例子设置一个自动语音提示系统。

2.市场上有各式各样的秤,由于商贩们自私心理作祟,秤常常不准确,令人气愤异常。你能为人们设计一个使用方便的校准仪吗?

案例68 带照明灯的风筒

简介

你使用过电吹风吗?它给我们的日常生活带来的方便可不少。但是,在使用电吹风吹干物品时,你有没有遇到过看不清楚的遗憾呢?那么,你有没有试着想改变一下呢?加一个光源在电吹风上怎么样?再继续往下想,在什么地方加呢?电路又该怎样实现呢?这个光源到底要多大呢?

谈文静同学带着这些问题一步步思考,一个个解决,最终发明了一种带照明灯的电吹风筒。这种吹风筒只是在风筒的出风口处加装了一个亮度适当的射灯,就很好地解决了照明问题,满足了特殊情况下的需要。此外,在风筒的两边还可各挂装一个可以转动角度的镜子,当你吹发定型的时候,你可以更好地把握自己的形象!

点评

谈文静同学的这个发明,通过提出问题,发现了原有的电吹风在某些方面存在不足的地方。然后通过一步步设问,一步步解答,最后选择了在电吹风的风筒上附加一个射灯的办法,圆满地解决了因光线较弱而看不清楚被吹物体状况的问题。在利用设问法解决问题的过程中,谈文静同学又发现,如果在风筒上再加一个由万向节连接的镜子,那使用起来就更加方便了。

从这个例子我们可以看出,只要我们多问几个为什么,积极捕捉我们日常生活中的一些点滴想法,发明就在我们身边!

思考与练习

1.没见过这么得意的电吹风吧!谈文静同学的作品的确够有新意。其实我们多看看身边的物品,多问问自己:是否能换一种使用的方法呢?也许你就会有更好的发现。

2.在生活中,有一些物品在一般情况下使用时,比较方便,但在某些特定的情况下,一下子变得不太方便了,你可以举一些这样的例子吗?如何解决呢?

案例69 电动黑板擦

简介

擦黑板的时候,粉笔灰四处乱飞,你曾为擦黑板烦恼过吗?你能想办法,不用自己动手就能把黑板擦干净吗?何善芝同学发明的电动黑板擦,只要按下启动按钮,黑板擦就可以动起来,帮我们擦黑板了。那这种功能的黑板擦是怎样设计的呢?控制黑板擦的电路又该怎样实现呢?

何善芝同学就顺着这个思路发明了电动黑板擦。其结构原理是:在黑板的上下边缘各安装两条滑轨,长条形毛粘刷就跨接在两条滑轨之间;在滑轨上(黑板左右边缘正对着的位置)各装一个行程开关,用来控制毛粘刷左右往返动作;环绕黑板的滑线通过黑板左方的两个定滑轮与线轴连接,带动毛粘刷实现运行动作;电动机安装在黑板的右方,用来控制线轴正反转。使用时只需按下启动按钮,电动机就带动滑线拖动毛粘刷沿着滑轨往返运动,黑板就被擦得干干净净了。

点评

何善芝同学考虑问题比较全面,首先从提高效率着手,把黑板擦的长度制作成同黑板的宽度一样,大大地节省了擦黑板的时间;接着,又增加了黑板擦的自动功能,用一个小电动机作为动力源,提高擦黑板的效率;为了保证板擦平行移动,减小阻力,她又在黑板的上下边缘处安装了两个滑轨,这样板擦运动起来就比较自如了。看,设计得多巧呀!

但这个电动黑板擦是不是就完美了呢?最要命的灰尘怎样处理呢?能否有改进的办法?

思考与练习

1.你能否发挥你的才智,把这个电动黑板擦改装成结构更加简单,操作更加方便,且具有吸尘装置的黑板擦呢?

2.仔细观察生活,请举出生活中哪些工具在使用的时候效率比较低,或造成环境污染影响健康?试着不断提出问题,一步步解决问题。

案例70 多功能铁锤钳

简介

铁锤、铰钳、扳手是电工经常要用到的工具。但当工人在高空作业时,若同时携带这么多的工具,既麻烦又繁重,并且一不小心上到高空可能还缺少某个工具,影响工作继续进行。那么,能不能在一件工具上同时实现铁锤、铁钳、扳手的功能呢?怎样才能实现呢?为了解决这个问题,何绮雯、梁彩燕两位同学发明了多功能铁锤钳。

这种多功能铁锤钳的主要构造是:以钢丝钳为基础,在头部添加一个铁锤头,在一个手柄的尾端添加一个六角形扳手孔,而另一个手柄的尾端改造成一个叉口开瓶器。这样,一个工具就可以同时具有拔钉、剪线、剥线、锤打、开瓶盖、旋紧螺母等功能。尾部的扳手孔还可以方便高空作业者携带和悬挂,而塑胶面手柄会让使用者操作起来更加舒适、方便。

点评

何绮雯、梁彩燕同学善于体察生活,铁锤、铰钳、扳手不仅是维修电工的操作工具,同时也是家庭中必备的常用工具,若将它们巧妙地设计到一起,就可以给人们带来很多方便。关键是怎样让一个工具具有多种功能呢?如何设计才能方便携带?经过推敲和精心设计,通过一定的方式将它们组合起来,就成为了一样新颖的物品。该发明构思新奇、制作工艺简单,特别适用于高空作业和普通家庭使用。可见,只要我们敢于设问,就能激发出智慧的火花,新事物、新发明也就将应运而生。

思考与练习

1.对于何绮雯、梁彩燕同学发明的铁锤钳,你认为还能再添加其他功能吗?

2.想一想,生活中还有哪种行业需要同时用到很多工具?你能利用设问法在一种工具上同时实现多种工具的功能吗?

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