“方法”是发明创造活动中的各种规则、技巧、做法的总结,是发明思路和发明方法的具体体现,是已经程序化了的方法,具有一定的可操作性,更是一种在发明创造活动中规范化了的思维运动形式和捕捉技巧。只有把握好一种或几种发明创造方法,才能在创新活动中产生灵感,由平时积累的创新思维和方法中顿悟,发现和解决问题,提出新颖、实用、科学的发明方案。
常用的发明创造方法主要有稽核问题表法、列举分解法、组合创造法、联想类比法、智力激励法、信息发明法等。
(1) 稽核问题表法
该法是根据需要解决的问题或研究对象列出有关问题,然后逐个检核,以探求解决问题的新观念,实现解决问题的目的。比较有名的是奥斯本的稽核问题表法、美国陆军的“5W1H法”和中国的“12个聪明的办法”。这里仅对“12个聪明的办法”进行简单介绍。
“12个聪明的办法”是我国研究人员对奥斯本的稽核问题表法进行深入研究、改造和发展而形成的:
1.加一加:能否通过把一件物品加大一点、加长一点、加重一点、功能加多一点等,使物品在形态、功能、尺寸上有所变化,更有利于使用。如把普通雨伞加大一点成为沙滩伞,把橡皮和铅笔加一起成为橡皮头铅笔等。
2.减一减:把原物减小一点,减轻一点,能否使其形态、价值、功能、成本等明显优化。如电子管——晶体管——集成电路,电子设备体积、材耗、能耗明显减少,性能更稳定、可靠,使用更方便;近视眼镜减小为隐形眼镜,方便了近视眼患者;音乐带中减去歌声只剩下伴奏,便成为卡拉OK带,增加了参与者的乐趣。
3.扩一扩:把原物体放宽一点,扩大一点,使它功能产生明显的变化。如放大镜、显微镜、大屏幕电视、投影电视、围棋和象棋比赛用的演示挂盘等。
4.缩一缩:把现有产品体积缩小一些,给使用者带来方便。如锅炉内部有许多水管,用以增加水的吸热面积,从而提高热效率。有人根据这个原理设计了“火管式水壶”,在水壶内装一螺旋管,一段焊接在壶底开口处,一段焊在壶顶部——成为缩小了的火管式锅炉。
5.改一改:改进物品原来的形状、性能、结构,使其产生新的形态、功能、特性,使产品更简单、轻便、省力、 多功能、高效率、有特色。例如,雨伞由普通伞改为折叠伞、自动伞;白炽灯罩改用彩色玻璃、乳白玻璃;电话机由拨盘式改成按键式、有线改无线等。
6.变一变:通过改变原产品的形状、尺寸、颜色等,使人产一种新的感觉。例如,服装的面料、颜色、图案、款式的变化;铅笔杆由圆形变成六角形、三角形、扁形等。
7.并一并:把一个物体与另一个物体并起来,例如,多种规律和多种功能合并。瑞士有名的多功能军用刀就是把刀、剪、钳、开瓶器等合并起来,成为大受欢迎的世界著名产品。
8.学一学:通过学习、模仿别的产品、物体的形状、结构、色彩、性能、现格、功能、动作等来实现新的创作。例如,美国科学家研究、模仿蜘蛛的动作,制造了8条腿的机器人,能在火山口复杂的地形环境中行走自如。
9.代一代:材料、方法、工具、商品等能否用其他的代替。例如以塑代钢,以纸代木,以半导体代电子管等。
10.搬一搬:能否把某事物或其中某一部件的制作工艺、原理、方法搬动一下,产生一种新物品,这也是发明者常用的技法。例如,电视机拉杆天线搬到圆珠笔上去,制成“教鞭圆珠笔”深受广大教师喜欢。
11.反一反:把某事物的形态、性质、功能、结构反一反,或者把上与下、里与外、前与后、横与竖、方与圆、左与右、导电与绝缘、热与冷等矛盾的两个方面倒一倒,产生新的产品、功能、用途。例如,电转化为磁,可做成电动机;反过来,由磁转化为电则制成发电机。
12.定一定:在解决某一问题,改进某一物品时,能否先有一个约定的标准或大家都能接受的规定,使工作效率更高、更方便、更准确。例如,以前测定温度只能通过人的感觉,既不方便,又难统一。瑞典科学家摄尔休斯想出了在水的冰点与沸点间划100等分,把每一等分定为1度的方法,统一了温度测量。
(2)列举分解法
列举分解法有缺点列举法和希望列举法两种。
缺点列举法就是以现实事物为对象,吹毛求疵,找出其在功能、工艺、外观、结构、材料、原理等方面的缺点,逐一罗列成一览表,找到矛盾和本质方面有较大改进价值的,甚至可把某缺点扩大进而逆用。例如,普通的白炽灯泡始终不肯退出照明舞台,它具有简单、实用、廉价等优点,但其效率低、易损坏,因而人们开发了日光灯、卤素灯、节能灯等许多新光源。
希望列举法是根据人们的希望、意愿,提出各种帮助目的达成的设想,发明制作出新产品的方法。它与缺点列举法相反,完全不受现有产品范围的约束,是一种主动型的创造技法。
例如,上世纪80年代,上海市一位年轻的纺织女工每天骑自行车接送孩子,路上与小孩有说有笑,母子俩十分快乐。可是一到下雨,宝宝只能闷在雨衣里,年轻的母亲十分心疼。一次,她带着孩子去动物园,看到小袋鼠在妈妈的胸前探头探脑的很有趣,她由此大受启发,回到家,便在雨衣前开了一条口子,再装上帽沿,制成了第一件“袋鼠式”母子雨衣。后来这种雨衣很快被厂家开发出来,成为十分畅销的产品。
(3)组合创造法
组合创造法是指用一定的技术原理、功能、目的,将两个或两个以上的技术、物质、方法、产品进行合理的组合,形成新产品;也可把原产品分割,重新排列组合成新产品。
组合创造法是最常用的创造方法之一,它可以是最简单的铅笔和橡皮的组合,也可以是高科技的电脑和机床的组合;既可以是自然科学中的发明技法,又可以是文学艺术上的创作技巧。
例如,羊毛与涤纶组合成毛涤,棉花与涤纶组合成棉涤;杯子与保温瓶胆组合成保温瓶;集粉碎、洗浆、烧煮于一体的豆浆机等。
(4)联想类比法
联想类比法是通过联想类比,把看起来风马牛不相及的物品或技术联系起来,组合在一起,创造出有价值的发明 。
比如,虎和猫时而奔跑如飞,时而突然止步,人们从它们的脚掌结构得到启发,发明出带钉子的跑鞋;通过观察蜘蛛在两棵树之间结网,联想、发明出横跨峡谷的吊桥;借助对蝙蝠的研究,人们发明了超声波探测仪,可以用来测量海洋深度、探测鱼群、追踪潜艇、诊断疾病、工业探伤等。
爱因斯坦说过:想象力比知识更重要。因为知识是有限的,而想象力是无限的。因此,联想、类比、想象越多,发明与成功的机会也就越大。
(5)智力激励法
智力激励法是1941年美国的奥斯本总结提出的、适合小集体使用的发明创造法,借助于集体的智慧来解决问题。因此,为了获得足够多的想法、方便大家畅所欲言,奥斯本规定了4条规则:严禁批评,不作结论;鼓励自由想象,提倡自由奔放,讲求新、奇的思路;追求设想的数量,兼顾提案质量;寻求改进和组合的方法。
例如,1952年,华盛顿发生了一千公里电话线因大风造成树枝被刮断,使通讯联络中断的事故,为了在短时间内恢复通讯,政府指派空军解决这一问题。空军利用智力激励法提出了35种解决办法,而最后恰恰是采取了第36种方法,用直升机螺旋浆的垂直气流吹落了这些树枝,使通讯很快恢复 。
(6)信息发明法
信息、材料和能源是现代科学技术的三大支柱。信息的概念已超越原有的通信和控制系统范畴,渗透到科学技术的各个领域。利用各种信息进行发明,已是一种广泛使用在发明创造活动中的有效手段。
利用信息必须在“深”、“广”、“异”上做文章。
“深”即在现有产品基础上挖掘、深化,寻找现有产品缺点进行改进和重新设计。如玻璃杯易碎,后人发明了钢化玻璃,现在又有了塑料杯。
“广”即将现有成果推广、扩大、转移到一个新的领域。如从喷雾器发展到平喘喷雾药瓶,再到喷发胶、空气清新喷雾剂等。
“异”即根据现有产品的部分原理和目的,创造出结构更好、技术更先进的同类新产品而实现殊途同归。如利用保温瓶夹层真空保温的原理,发明出现在的不锈钢保温杯、博士杯等。
此外,不同信息相交会产生新的信息,不同联系交合可产生新的联系,应努力从不同学科、不同行业中吸取营养,产生新观念。
实际上,创造发明的方法还有很多,要提高发明创造能力,平时必须加强对集中力、观察力、想象力的训练,实际生活、工作中遇到困难和问题时,多想想有什么办法能改进或解决,多参加发明火花、金点子、小发明、小创造、小改革等实践,不断探索、积累,最终必能有所成就。
发明人在研究探索过程中产生了发明构思,如何将仅停留在构思层面的发明创造获得专利保护,是每个发明人必须考虑的问题。因此,了解专利申请的审批程序就显得尤为必要。
创新方法:比创新更重要
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