工程学的选题方法及案例分析

1. 工程学的选题方法及案例分析 云南省青少年科技中心 张发现 电话：0871-5192792 邮箱：zhangfx111@126.com

2. 内容： 一、工程学（发明）的范畴 二、获奖项目的启示 三、科技创新的智慧 四、创新竞赛的策略 五、发明技巧介绍 六、案例分析

3. 一、工程学（发明）的范畴 1、科学的含义： 科学是关于客观世界各个领域事物现象的本质、特征及运动规律的知识体系。它是建立在人类社会实践活动的基础上并已经过实践检验和严密逻辑论证的知识。 广义的讲，科学包括自然科学、数学、社会科学、思维科学以至技术。

4. 2、科学的方法论： • 提出科学问题------工作的起点 • 科学观察与科学实验------获取科学事实和验证假说的手段。 科学观察：借助人的感官或仪器来感知科学事实 通过实验找到答案：科学工作的重要组成部分 • 掌握科学思维------成功的保证 逻辑思维：科学思维的基础 创造性思维 • 学会用艺术的眼光审视科学------对美感的追求

5. 3、工程学(engineering)的定义： 工程学是研究自然科学应用在各行业中的应用方式、方法的一门学科，同时也研究工程进行的一般规律，并进行改良研究。

6. 狭义角度的工程学（EN）指技术，直接将科学原理应用于生产及实际应用的项目。狭义角度的工程学（EN）指技术，直接将科学原理应用于生产及实际应用的项目。

7. 二、获奖项目的启示 他们为什么能够得大奖？

8. 例1 、抓鱼手套 • 创新点? • 选题：紧贴生活 • 方案设计： 功能：防鱼滑脱 原理：增大摩擦力 方法：巧用尼龙搭扣，摩擦力的合理分布

9. 40 例2、立体形路标 • 创新点? • 选题：紧贴生活 • 方案设计： 功能：防止车祸 原理：错视原理 方法：绘制假立体图形

10. 启示： 1、发明创造并不神秘 2、获奖作品具有“创造三性” 新颖性（前所未有） 创造性（非显而易见性，先进性） 价值性（应用价值、理论价值 ） 3、获奖者应当具有三大创新智慧 创造性思维 创造性观察 科学实验

11. 三、科技创新的智慧 1、创造性思维 创造性思维 再现性思维 开放、多元、求异 封闭、单一、求同

12. 创造性思维举例 例1、图示的空心立方体为美国最新设计的儿童玩具，请猜猜这是什么儿童玩具？ 皮球

13. 例2、奥迪车广告创意设计（平面设计） 温暖 安全 舒适

14. 4个圆环表示当初是由霍赫、奥迪、DKW和旺德诺4家公司合并而成的。 每一环都是其中一个公司的象征。 半径相等的四个紧扣圆环，象征公司成员平等、互利、协作的亲密关系和奋发向上的敬业精神

15. 例3、请说说塑料不同凡响的特性? 诺贝尔 化学奖 伟大的科学发现 发现塑料导电性 2000 日本筑波大学 白川英树教授 1977

16. 科学发现 聚乙炔塑料 碘杂质 导电现象 导电塑料 技术发明

17. 我们为什么没有想到? 请各位先思考一下： 回型针有多少用途？各组把各自想到的用途汇集记录下来，供大家分享。

18. Y轴 与回形针相关的各种实践活动 总体信息分解 x轴

19. 2、创造性观察 • （1）改变视角 • 苹果里的星星 五角星 用陌生的眼光去看熟悉的事物

20. （2）体察入微 • 观察鸡蛋的形状 • 观察牙刷的形状与设计特点

21. （3）观察奇异 • 西红柿生长的怪现象 V型栽培法

22. 3、科学实验 • 发明创造是实验的女儿。

23. ～U0 + —Ut － 四、科技创新的策略 1、选准课题 • （1）选题四忌 一忌重复课题，选题要有新颖性 二忌过时课题，选题要有时代性 观察新的生活生产方式 三忌“无理”课题，选题要有科学性 四忌争论课题，选题要有趋向性

24. （2）选题标准 美国密西根大学教育学院关于学生“选题标准”的意见： • 可行的：学生能自己设计并完成 • 有价值：学生通过这一课题研究，可以掌握必需的科学概念和科学研究步骤 • 有背景：是学生生活和其周围世界中的真实问题 • 有意义：有趣，能激发学生学习科学的积极性 • 合伦理：不会伤害学生生命和破坏环境 • 可持续：能使学生产生持续较长时间的探究兴趣

25. 观察法 • （3）选题方法 多观察社会生活，从生活中发现课题。 观----看 察----想 用陌生的眼光去看熟悉的事物 观察新的生活生产方式 充分利用市场提供的信息 生产 学习 生活 消费

26. 联想法 • 《食品卫生法》与电子消毒柜 • 洪灾与管涌快速检测排除装置

27. 列举法 • 缺点列举： 针对老大难问题找到有效解决办法 发现隐性缺点并提出有效解决办法 • 希望点列举 现实需要？ 延伸需要？ 潜在需要？ 防盗窗

28. 移植法 • 发泡原理的移植 • 真空原理的移植 • 电镀方法的移植 • 积木结构的移植 例：手搓式洗衣机 试压泵与快速腌盐蛋机 调温型电熨斗

29. 组合法 • 主体添加 • 同物自组 • 异物杂交 • 分解重组

30. 2、注意创新点 • 原理创新？ • 方法创新？ • 结构创新？

31. （1）原理创新 • 激光电话 • 光电鼠标 • 气流帘门 • 无叶片电风扇 • 超声波洗衣机 • 发动机验油法 • 硬币分离装置

32. （2）方法创新 • 例.简谐仪设计 方案2. 电击法 方案2. 漏液法 方案1. 漏沙法 传统方法变现代方法 物理方法变化学方法 机械方法变电学方法

33. （3）结构创新 传统结构 新颖结构 复杂结构 简单结构 分散结构 组合结构 固定结构 可变结构

34. 3、选题内容的确定（练习） 针对我们所在教室里的设备设施进行方案内容的假设，并对此方案进行梳理，确定研究方向和解决办法。 （1）地板 （2）顶灯 （3）仪器设备 （4）窗子及窗帘 （5）门锁

35. 4、工程创新研究的一般过程 • 发现问题 • 确定创新目标、并不断修正 • 调研、查资料、文献归纳、分析 • 制定研究方案 • 局部实验验证 • 设计、制作、不断修正

36. 5、开题报告 • 课题的研究背景（课题的提出或立题依据， 提出问题，并阐述本研究的意义） • 国内外研究概况(文献综述） • 研究内容 • 技术路线 • 可行性分析 • 实施计划 • 参考文献

37. 6、注意作品定位 • 您究竟发明了什么？ • 例：不用裁判的军棋？ • 防近视台灯？ • 新型洒水车？ • 学校道路清洁机？

38. 7、注意作品命名 • 同名成果问题 新成果 特征定语 基本名称 + 创新点 功能 例：按人类工程学设计的台灯 利用错视原理设计的公路限速标志

39. 五、发明技巧介绍 1、形态分析法 一种以系统搜索观念为指导，在对问题进行系统分析和综合基础上用网络方式集合各因素设想的方法。 单缸洗衣机形态分析表

40. 2、U型思维法 鸡和狗的试验

41. 3、洞察奇异法 我没有特殊的天赋，只有强烈的好奇心。 ------爱因斯坦 谁丧失了好奇心，谁就丧失了最起码的创造力。 ------爱迪生 酸碱试纸的发明（波义耳） 西红柿V型栽培法（赵跃荣）

42. 4、假设思考创新法 魏格纳：“大陆漂移”假说

43. 5、逼发创意法 安全别针 傻瓜照相机

44. 6、 调新口味法 各种口味的泡泡糖、冰淇淋等

45. 7、智力激励法  “三个臭皮匠，顶个诸葛亮” 头脑风暴法： 自由思考 以量求质 结合改善 延迟评判 例、电线积雪清除方法

46. 8、寻找斜边法 圆珠笔漏油问题的求解？ 对症下药 探求捷径法 找出原因 当年，爱迪生让他实验室的一位大学生提供电灯泡体积的数据，这位新助手用高等数学的方法足足计算了几小时。爱迪生对此深感遗憾，因为在他看来，这种问题只需一两分钟就能解答，而且只需要小学生的知识就足够了。请你想想，爱迪生找到的“思维斜边”又在哪里呢？

47. 9、同物自组法 电风扇 “长寿”灯泡 双排订书机、多缸发动机、双头液化气灶、双层文具盒、双顶鸳鸯睛雨伞

48. 10、立体思维法 在一块土地上种植四棵树,使得每两棵树之间的距离都相等 ？ 电子线路板 飞机、导弹和卫星等的电于设备 立体文具盒、立体工具箱、立体报刊架

49. 11、综合专利法 利用专利信息进行再创造的一种技法。运用这种技法的要点是熟悉专利文献和善于进行综合。 两条基本途径：一是设计思路综合，二是技术综合。 卡尔森 光导电性和静电学原理结合 静电复印技术的基础专利 丰田佐吉 蒸汽机驱动的织布机

50. 12、能源变换法 “拍卖太阳” “电老虎” “油老虎” “煤老虎” 电子灯泡