청소년 과학기술 혁신 활동에서 규칙을 따르고 시야를 넓히고 사고를 활성화할 수 있도록 돕기 위해, 작은 발명품을 만들기 위한 몇 가지 공통 주제 선택 아이디어와 창의적인 기법을 소개합니다. 영적인 격려와 방법론적 깨달음, 연구와 창작에 대한 영감을 얻고, "나는 할 수 있어!"라고 알면서 말할 수 있기를 바랍니다.
1. 무엇인가
과학적 발명이란 무엇인가?
'발명'이라는 단어가 나오면 두려워하는 학생들도 있습니다. 사실, 발명품을 만드는 것은 미스터리가 아닙니다. 초등학생과 중학생이 만든 많은 발명품은 국내는 물론 국제적으로도 상을 받았습니다!
과학발명이란 젊은이들이 일상의 학습, 생활, 업무에서 사용하기에는 불만족스럽고 불편하다고 생각하는 물건이나 방법을 말하며, 학습한 과학적 지식을 활용하여 이를 설계하고 제작하는 것을 말한다. 기존의 것보다 더 바람직하고 편리한 새로운 아이템이나 방법. '큰 발명'에 비해 선택의 폭이 좁고, 해결되는 문제가 상대적으로 간단하며, 사용된 재료를 찾기 쉽고, 지출한 비용이 많지 않기 때문에 '작은 발명'이라 불린다.
작은 발명품에도 품질 기준이 있나요? 가지다. 우수한 소형 발명품은 참신함, 창의성, 실용성이라는 '3가지 속성'을 갖춰야 합니다.
1. 참신함. 새로움이란 이 작은 발명품을 완성하기 전에는 동일한 내용이나 기술을 가진 제품이 없었다는 것을 의미합니다. 즉, 동일한 제품을 길거리 상점에서 구입할 수 없으며 책, 잡지, 라디오 및 텔레비전에서 소개를 읽거나 들은 적이 없으며 동일한 발명이 다른 사람에 의해 특허청에 출원 및 기록되지 않았습니다. 특허 출원서에는 모든 수준의 발명 및 창작 대회에 참가하겠다는 다른 사람의 선언이 없습니다. 그러나 다른 발명품에 새로운 기능, 새로운 방법, 새로운 용도를 추가하거나 여러 가지 독창적인 항목을 교묘하게 결합하여 새로운 개체를 형성하고 새로운 기능을 추가하는 경우에도 새로운 것으로 간주됩니다.
환대용 신발
어느 날 동창인 웨이창(Wei Qiang)과 그의 아버지는 친구의 집에 손님으로 갔다. 문에 들어서자마자 그는 호스트의 집이 어리둥절했다. 카펫이 깔려 있었고, 예의바르게 신발을 갈아입지 않는 것이 어색해 보였습니다. 신발을 갈아 신으면 발 냄새가 또 심해집니다. 집에 돌아온 웨이창은 '신발을 벗지 않고도 신을 수 있는 슬리퍼가 있으면 좋겠다'라고 생각했습니다. 나중에 그는 여행용 신발의 벨크로에서 영감을 얻었습니다. 슬리퍼 끈에 벨크로를 부착하고 찰칵 소리를 낸 후 떼어내면 더 두꺼워지거나 더 얇아질 수 있을까요? 그래서 그는 낡은 슬리퍼 한 켤레를 찾아 고리를 자르고 벨크로를 꿰매고 '환대용 신발'을 만들었습니다. 이 작은 발명품은 제4회 전국청소년발명창작경진대회에서 3등상을 수상하였습니다.
사실 웨이창의 작은 발명품은 누군가의 발명품인 벨크로를 슬리퍼에 이식한 것에 불과하며, 벨크로에는 새로운 목적이 더해졌습니다.
2. 창의성. 창의성이란 작은 발명이 유사한 제품의 기존 기술과 비교하여 뛰어난 실체적 특징과 상당한 진보를 가지고 있음을 의미합니다.
편리한 비누통
일반 비누통에 물을 넣으면 비누가 끈적해져 꺼내기 힘들어지는데요. 천진의 학생 판핑(Fan Ping)은 지렛대 원리를 이용해 편리한 비누 상자를 발명했습니다. 비누 접시를 열면 비누가 일어납니다. 동종제품에 비해 기술적으로 더욱 발전하여 제1회 전국청소년발명창작경진대회에서 1등을 수상하였습니다.
3. 실용성. 실용성은 발명이 만들어지거나 사용될 수 있고 긍정적인 효과를 낳는다는 것을 의미합니다. 작은 발명품은 단순히 아이디어나 디자인 도면이 아닌 실제 사물로 구현될 수 있어야 하며, 생산과 생활에 있어서의 실질적인 문제도 해결할 수 있어야 합니다.
방충 나무 스커트
산시성 린셴(Linxian)은 대추야자가 풍부하지만 대추벌레는 대추야자에 매우 해롭습니다. Liu Yan은 대추벌레의 성장과 활동 패턴을 주의 깊게 관찰한 결과 암컷 벌레가 나무 줄기 위로 올라가 수컷 벌레와 짝짓기를 한 다음 잎과 과일을 손상시키는 것을 발견했습니다. 그는 나무 줄기의 절반 주위에 단단한 플라스틱 조각을 놓고 안쪽 층에 살충 연고를 발라 암벌레가 나무 위로 올라가는 것을 방지하는 방법을 생각해 냈습니다. 심플하고 독창적인 방충나무 치마는 실용성이 뛰어나며 대추농가들의 호평을 받았습니다. 제6회 전국청소년발명대회에서 1등을 차지했습니다.
물론, 작은 발명품을 완성하는 것은 "눈살을 찌푸리고 생각하는 것"만큼 간단하지 않습니다. 주제 선택, 구상 및 디자인, 제작, 실제 테스트 및 개선, 성공 등의 단계가 필요합니다. .
작은 발명품을 만드는 첫 번째 단계는 발명품의 목적을 정하고 어떤 문제를 연구할지 고민하는 것입니다. 청소년의 경우, 자신에게 익숙한 삶의 현실에서 출발하여 학교, 가족, 주변 생활계에서 창의적인 주제를 찾아야 합니다. 예를 들어, 공부나 생활에서 어려움을 겪을 때 "이런 일이 있으면 좋겠다"라고 분명히 말할 것입니다. 발명하고 싶은 것이 발명의 대상이 될 수 있습니다. 그러나 주제를 선택할 때 학생들은 자신의 지식 수준과 디자인 및 생산 능력을 결합해야 하며, 달성 불가능한 발명을 꿈꾸지 않아야 합니다.
장르를 선택한 후, 다음 단계는 구상과 디자인이다. 즉, 기초과학적 원리와 경험을 바탕으로 주제선정대상의 형태, 구조, 방법 및 실시방안을 설계한다. 구상 시 최대한 많은 설계안을 구상한 후 타당성과 실용성을 고려하여 최적의 구조계획을 선택합니다. 간단한 재료를 사용하고, 영리하고 구현하기 쉽고, 단점이 가장 적은 것이 좋습니다.
아이디어가 성숙되면 제작을 시작할 수 있습니다. 제작 과정에서 기존 조건을 최대한 활용하여 돈이 거의 또는 전혀 없이 절묘한 작품을 제작해야 합니다. 일부 기술적인 문제의 경우 교사와 부모에게 조언을 구하여 일부 부품을 만드는 데 도움을 줄 수도 있습니다.
작은 발명품 샘플이 완성된 후에는 실제로 테스트하고 개선해야 합니다. 즉, 작품을 일정기간 사용하고, 사용 중 문제점을 발견하고, 개선점이나 불합리한 부분이 있는지 학부모, 교사, 동급생의 의견을 구하는 것입니다. 그런 다음 모든 측면의 의견을 종합하여 작은 발명품을 개선합니다. 거의 모든 우수한 작은 발명품은 "수정"됩니다.
이쯤 되면 성공의 기쁨을 누리게 될 것이다. 다음으로, 청소년 발명·창작 공모전 각급 참가 신청, 특허 출원, 신문 및 정기간행물에 기사 투고 등을 할 수 있습니다. 공모전 신청 서류에는 주로 조직위원회에서 제공하는 신청서, 프로젝트 설명 및 지원 자료가 포함됩니다. 그 중 프로젝트 설명 내용은 발명의 주제를 어떻게 발견했는지, 발명 계획을 어떻게 설계했는지, 어떻게 구성하는지입니다. 발명품이 생산되었나요? 이 발명품은 참신함, 창의성, 실용성을 어떻게 입증합니까? 당신의 창의적인 기여는 무엇입니까? 발명품을 더욱 개선하기 위한 제안 및 아이디어. 외관 도면(흑백 사진 선호), 구조 도면, 개략도 및 기타 필요한 다이어그램과 정보를 첨부하세요. 의료 및 보건 제품, 신품종 동식물, 국가 보호 동식물과 관련된 소규모 발명 프로젝트도 관련 부서의 인증 자료를 제공해야 합니다.
과학적 발명을 한다는 것은 누구나 할 수 있는 일이자 흥미로운 실천 활동이기도 하다. 모든 사람이 주변 사물을 주의 깊게 관찰하고, 발견하고 질문하는 데 능숙하며, 과감하게 탐구하고, 직접 실습하며, 규칙과 규정의 제약을 뛰어넘는 용기만 있다면 혁신과 발명이 있을 것입니다.
작은 발명을 위한 주제 선택을 위한 두 가지 아이디어
1. 주제를 찾기 위한 단점 나열
작은 발명을 만드는 방법을 배우려면 먼저 다음을 배워야 합니다. 발명 주제를 선택하세요.
공부와 생활에서 원활하지 않고 편리하지 않고 불만족스러운 것부터 시작하여 단점을 나열하고 "어떤 단점을 극복해야합니까? "라고 더 많이 물어보고 찾는 것이 중요한 방법입니다. 기존 항목의 단점을 바탕으로 개혁 아이디어를 제안하는 이 방법을 단점 열거 방법이라고도 하며 작은 발명 주제를 선택하는 데에도 효과적입니다.
4방향 충격 방지 소켓
거의 모든 집에 전원 소켓이 있지만 감전되기 쉽고 특히 어린이에게 위험하며 플러그를 꽂는 것이 번거롭습니다. 그리고 플러그를 뽑으세요. 상하이의 Xu Chen은 여러 개의 전통적인 전원 소켓을 분석하여 "4목적 충격 방지 소켓"을 설계했습니다. 이 소켓에는 일반 소켓의 소켓에 두 개의 절연 밸브가 설치되어 있으며 동시에 두 개만 삽입할 수 있습니다. 잭이 연결되어 있으면 전원을 연결할 수 있습니다. 이렇게 하면 어린이가 실수로 잭에 작은 손이나 못을 꽂아도 두 개의 문이 있어 전기 충격이 발생하지 않습니다. 이 작은 발명품은 제2회 전국청소년과학창작발명대회에서 1등상을 받았습니다.
공기압 물병 개선
공기압 물병에 단점이 있나요? 가지다! 출구 파이프가 병 바닥에 직접 삽입되기 때문에 물을 누를 때마다 바닥의 침전물로 인해 압착된 물이 탁해지는 경우가 많습니다. 이러한 단점을 해결하기 위해 베이징의 동급생인 Zhang Xueke는 공압식 물병을 개선했습니다. 고무 파이프 부분을 흡입 파이프에 연결하고 공이 항상 떠다니는 플라스틱 플로팅 볼을 추가했습니다. 물, 공압 물병 바닥의 침전물은 빨대에서 빨려 나오지 않습니다. 해당 발명품은 제2회 전국청소년창작발명대회에서 3등상을 수상하였습니다.
아이템의 단점을 나열하는 것은 실제로 문제를 발견하는 것이며, 발명품을 만드는 것은 바로 기존 문제를 해결하는 것입니다. 그러므로 우리는 단점을 발견하고 질문을 제기할 때마다 만들어낸 문제를 발견하는 경우가 많습니다.
그렇다면 어떻게 단점을 조사하고 발견할 수 있을까요?
우선, 평소에 사용하는 물건의 단점이나 불편한 점을 항상 주의 깊게 살펴보고, 물건을 잘 잡고 파고드는 능력이 있어야 합니다. 우산은 사람들이 햇빛과 비로부터 자신을 보호하기 위해 흔히 사용하는 도구입니다. 이에 대해서는 별로 할 말이 없는 것 같지만, 크고 작은 몇몇 발명가들은 그것에 매달리며 날마다 새로운 혁신을 만들어내고 있습니다. 태양우산, 이중우산, 접는우산, 모자우산, 빠른우산 등 건조우산, 천문우산... 끝이 없습니다. 한 가지에 대해 많은 발명 테마가 있으며 동일한 테마를 사용하여 다양한 디자인 솔루션으로 다른 발명품을 형성할 수 있음을 알 수 있습니다. 펜을 예로 들어보겠습니다. 펜 캡이 떨어지거나 분실되기 쉽고, 펜촉이 막히기 쉽고, 둥근 펜 홀더가 테이블에서 미끄러져 펜을 손상시키기 쉬운 등 많은 단점이 있습니다. 팁이며 밤에 정전시나 현장에서 글을 쓸 때에는 보이지 않습니다... 최대한 노력할 때 한 항목의 많은 단점을 꼼꼼히 나열한 후 자신의 능력에 따라 어떤 단점이나 부분을 선택하세요. 작은 발명의 주제를 결정하는 연구 대상으로서의 단점.
공기주입식 태양열 조리기는 사람들에게 매우 매력적일 수 있지만 현재의 태양열 조리기는 가격이 비싸고 공정이 복잡하며 부피가 크고(약 50kg) 조정이 번거롭습니다. 일하거나 여행할 때 휴대하기 불편합니다. 조사와 연구를 바탕으로 Lian Xin과 상하이의 다른 학생들은 공격의 주요 방향을 명확히 했습니다: 태양열 조리기의 제조 공정 단순화, 무게 감소, 재료 소비 감소, 비용 절감, 최대 전력 획득. 그들은 먼저 두 개의 원형 플라스틱 필름의 가장자리를 접착하고 이를 부풀려 포물면으로 확장한 다음 진공 알루미늄 처리된 폴리에스테르 스티커를 반사 표면에 부착했습니다. 펌프를 사용하여 공기를 내부로 펌핑하여 내부 가스의 압력을 변경합니다. 공기의 양이 펌핑됨에 따라 상부 투명 필름이 위로 부풀어오르고 반사 표면이 오목해지며 자동으로 빛을 수렴하고 반사하는 목적을 달성할 수 있습니다. . 이 '기판 없는 공기주입식 태양열 조리기'는 무게가 4kg에 불과하고 분해 조립이 간편하며 휴대가 간편해 제3회 전국청소년과학발명창작대회에서 1위를 차지했다.
이 발명품은 실제로 여러 번의 이식의 결과입니다. 풍선 장난감 기술, 일상 상품 상표의 자체 접착 스티커, 볼록 렌즈와 같은 포물선 구조를 새로운 태양열 조리기에 이식했습니다. 교과서부터 태양열 조리기 설계까지 광학 및 유체역학 원리에 대한 지식을 쌓고 작은 발명품을 성공적으로 완성했습니다.
촛불 램프
촛불은 일반적으로 사용되는 조명 도구이지만 촛불 불꽃은 바람을 두려워하고 촛불 본체는 고치기가 쉽지 않으며 밝기를 조절할 수 없습니다. 이러한 단점을 개선하는 방법은 무엇입니까? 후베이성 Jianli 중학교 학생인 Liu Guohong은 먼저 양초 본체를 고정하고 바람을 막는 것을 고려했습니다. 그는 양초를 쇠관에 삽입하고 유리 덮개로 덮었습니다. 그는 총검 전구의 고정 방법을 생각하고 그것을 촛불 램프에서 빌려 촛불 불꽃이 갓의 중앙 위치에 가장 잘 유지되도록 스프링을 설치했습니다.
촛불이 울지 않게 하려면 어떻게 해야 할까요? 이 문제를 해결하려면 양초 주변의 열이 전도되고 방출될 수 있도록 양초 상단의 온도를 지속적으로 낮추어야 합니다. 자동차 엔진 전면에 금속 방열판이 있는데 촛불 조명 참고용으로 사용할 수 있나요? 바디밤의 금속 상자에 큰 구멍을 뚫고 잘라낸 방열판을 선풍기 모양으로 자르고 중앙에 비슷한 크기의 구멍을 뚫은 뒤 잘라낸 방열판을 상자(더 큰 쪽)에 용접했다. 두 개의 구멍이 정렬되어야 합니다).
촛불의 밝기를 어떻게 조절하나요? 가스렌지의 공기 밸브에서 영감을 받아 공기창이 있는 내부 및 외부 페럴 2개(내부 링은 라디에이터 아래 철제 상자를 사용하고 외부 링은 별도로 제작한 플라스틱 링을 사용)를 사용하여 공기 흐름을 제어합니다. 밸브를 돌려 촛불의 밝기를 조절하고 싶은 마음을 실현합니다. 본 발명은 두 가지 "이식 접목"의 조합이라고 할 수 있습니다. 갓은 등유 램프, 고정 방법은 총검 전구, 방열판은 자동차입니다.
이를 통해 이식 방법은 매우 의미 있는 발명 아이디어임을 알 수 있다. 학생들이 이를 잘 익히면 꽤 좋은 작은 발명품도 나올 수 있다.
이식 방법 사용의 핵심은 지식을 넓히고, 새로운 기술을 이해하며, 종종 일부 항목이나 특정 구조의 원리와 기능을 분석하는 것입니다. 이렇게 하면 뇌에 이식할 수 있는 정보가 더 많아지고, 작은 발명품을 만들 때 손끝에서 믿을 수 있습니다.