现代安全帽的发明是受到了什么动物的启发文章列表:

• 1、你知道安全帽是如何制造的吗？
• 2、发明 Out And In——思维与训练
• 3、全国劳动模范、退役军人张能瑜——守护万家灯火的排头兵
• 4、改变世界的五项化学发明
• 5、会报警的井盖……湖南中学生作品在国际发明展上斩金夺银

你知道安全帽是如何制造的吗？

近日一条短视频在网络上走红，一位工人师傅用两种安全帽进行了比拼，拿一线工人戴的黄色安全帽与领导戴的红色安全帽碰撞，结果黄色安全帽应声而碎，再撞几次黄色安全帽破的不成样子，而红色安全帽安然无恙，只留下一些撞击的痕迹。

看到这个结果让人惊讶，黄色安全帽怎么就那么弱不禁风，根据安全帽国家标准规定，耐穿透性能：用3公斤的钢锥在1米的高度落下，钢锥不能与头接触，且帽壳不能有碎片脱离，冲击性能：用5公斤钢锤从1米高度落下进行冲击力实验，传递到头模上的力最大值不超过4900牛。

显然视频中的安全帽达不到这个要求，这种安全帽在网上几块钱就能买到，安全生产无小事，希望每个一线工人都能戴上真正安全的安全帽。

当然一个合格的安全帽测试可不只是一项冲击测试，还有绝缘测试，防静电，阻燃测试等等

安全帽的重要性不言而喻，但在生产活动中，我们会发现有人存在侥幸心里，忽视安全帽的重要性，今天我们来了解一下保护我们生命的安全帽。

安全帽是指对人的头部受坠落物或其它因素引起的伤害起保护作用的帽子，在建造，隧道工程，矿山等场所都必须佩戴安全帽。

安全帽的发展历史

安全帽的发展可追溯到远古时代，原始人类在打猎时会与动物近距离搏斗，为了保护自己的头部，就用一些动物的硬壳或者椰子壳等坚硬的东西戴在头上。

随着冶金技术的发展和战争的泛滥，开始出现了金属头盔，也称钢盔。写出了《变形记》的大作家卡夫卡在1908年发明了首个民用安全帽。

后来人们根据啄木鸟的大脑结构原理，改进设计了带内衬和保护圈的现代安全帽。

安全帽的结构

安全帽是由帽壳，帽衬和下颏带等部分组成。

帽壳是安全帽的主要部件，一般为半球形或者椭圆形薄层结构，主要是吸收和分散冲击力，使用材料一般为ABS，HDPE， PC ，FRP。

帽衬是帽壳内直接与佩戴者接触的部分，由调节按钮，护带，吸汗带组成，使用材料一般为尼龙织带和塑料制成，其作用是为了分散冲击力。

下颌带是系在人下颌上的带子，起固定作用，使用材料一般为尼龙带。

安全帽的制造过程

市面上安全帽的原料大多是ABS塑料，这种材料具有耐较高的冲击性能以及抗腐蚀性，非常适合做安全帽。

通过吸管把塑料颗粒送到机器料斗中进行高温熔化，然后被注射包裹在半球形一样的磨具表面，在磨具中安全帽成型，机器打开安全帽冷却后自动掉落下来。

修掉料口后再根据要求在安全帽上面移印文字或者图案。

把安全帽放在带有孔洞的工作台上，通过安全帽上的卡口装上帽衬，再装上下颌带，安全帽制造完成，就可以打包出厂了。

几块与几十块钱的安全帽的区别主要还是在材料上，毫无疑问几块钱的肯定是回料做的，何为回料，回料也叫再生料，就是生产中的废弃料或用过后的陈旧料，经过回收加工后的材料，回料还有等级。

一级回料指生产时所产生的边角料，这种没有使用过，一级回料的质量跟新料区别不大，

二级回料指原料已经用过一次了，产品再次回收后加工，这个质量就比一级回料差很多了。

三级回料就是用过两次以上再回收加工，质量差的一匹，真是一敲就碎的那种，那些个几块钱的安全毫无疑问就是三级回料做的，充其量也只能当个遮阳帽用，毫无安全可言。

如何选择安全帽

产品上要有合格证，并标注有生产日期，商标，型号，许可证编号信息。

具有特殊性能的安全帽要有相应的标记，如绝缘性能的安全帽要在帽上做出“D”的标记，耐低温的安全帽要标记有承受的最低温度，如-20℃字样。

根据使用环境选择不同材料的安全帽，例如ABS材料抗冲击防砸，PE柔性好耐高温。

要使用在有效期内的安全帽，如ABS塑料安全帽有效期在2年半，超过有效期的安全帽不要购买使用。

安全帽被做成了各种颜色，这是为了区分工作人员的身份，每个行业不同颜色安全帽表示的身份也不一样，不能随便佩戴，如建筑工地上，黄色安全帽代表普通建筑工人，红色安全帽代表管理人员，蓝色安全帽代表技术人员，白色安全帽代表工程质量监管的监理人员。

俗话说，好记性不如烂笔头，铁头功也不如安全帽，为了您自己和家人，请在需要的场所佩戴安全帽。

至于工地上为什么会有几块钱的安全帽出现？

一.老板发的，为什么发这么便宜的，省钱呗，免费发给你用工人们还能说什么呢。老板们注意了，不要为了省点小钱后面要花更多的钱。

二.老板不发那就工人自己买，为什么也买便宜的，省钱是占了一部分原因，但最主要的原因还是因为安全帽太容易丢了，如果说自己买个几十上百块的，并不是说买不起，而是买了之后用不到两天可能就没了,再买还是一样的情况，买一个贵的没问题，三天两头买贵的就我也舍不得啊，几块钱的丢了也不心疼。

不管是发的也好买的也好，这几块钱的安全帽很明显是不合格的，也是三无产品，为何能在市场上流通呢，是值得我们深思的问题？

关于安全帽测试方法本文只介绍了冲击测试，更多的安全帽测试标准可以在我们微信公众号里回复 安全帽，小编会发送标准材料给你。

发明 Out And In——思维与训练

一 发明本质是：空间变换（从一个空间出来，随着变化进入到另一个空间）。

二 空间（体系）的架构：

1 空间根据要设立的目标而搭建

2 空间具有元素（构成事物的基本因素）以及元素的特征或特点

3 空间的元素相互关联

4 空间具有时间属性（时代特点）

5 空间体系（具有功能）由多个空间组成，每个空间之间不一定相互关联或影响。

6 空间元素变化形成新的空间。

三 如何思考：

发现问题（包括查询和对比）

研究问题（满足目标需求的方法和条件）

得出（筛选）最优结果

四 实现过程：（如需要可以借力）

探索 （确立目标和构思方向）

实践 （最优方法－验证）

应用 （完善体系 — 从整体的角度考虑产品）

五 具体思路：

（无论发明的创意是先想到相关的元素及其特征和特点，还是先确立目标后再进行发明，都 可归结到以下思路。）

1 时代背景 （生产条件 文化特点 生活习惯 个人背景和特点等）

2 存在问题 （有什么不足是可以改变的）

3 目标 （实现什么目的）— 可拆分多个小目标，最终实现大目标。

4 方向 （走什么途径）

5 办法 （与目标关联的具体方法和条件）

6 未来 （随着时间的推移，可能产生的变化）

六 能力培养：

1 表达和空间架构能力（立体剪纸）

2 观察力（事物的本质和特点）

3 想象力（从特征或形状联想其他事物）

4 系统思维能力（依据事物特征或特点，从体系角度思考，对事物涉及的不同方面进行完 善，形成最大效能的一个整体）

5 理解和吸收能力（从错误中学习，在失败里成长）

6 自学能力（多了解不同的知识，吸收成长）

7 自省能力（明白自己的长处和短处，不断改善短板）

8 解决问题的能力（做一些没做过的事并尽量自己解决）

案例说明：把发明6点思路贯穿在每个发明例子中进行分析，并搭建变化空间。

思考讨论：1 进入到那时的发明时代，如果是你，你会如何做。

2 讲心得体会并讨论，用体系的思维是否可以做的更好。

1 万能充电器发明分析

时代背景：众多手机厂家充电器、充电线以及充电池各有各标准，通常不能互冲，但电池是 可以拆卸的。

存在问题：充电器触口固定，和不同厂家电池不能通用。

目标：做一个可以给所有电池充电的‘万能充’

方向：让充电器触点可以活动

办法：充电器上面做一个活动机构，根据电池正负极触点不同进行调节。

未来: 电池电量充足，充电宝也基本退出历史舞台。

2 带橡皮的铅笔发明分析

时代背景：发明者是个很穷的画家，铅笔和橡皮擦用到很小都舍不得丢。

存在问题：橡皮擦和铅笔是分开的，使用起来不方便，变小后容易丢失。

目标：让橡皮檫和铅笔合在一起使用

方向：稳固的固定方式

办法：铁皮圈把橡皮和铅笔固定在一起

未来：橡皮擦使用更好的材料

3 拉链发明分析

时代背景：鞋子和衣服上的开合主要依赖扣子和蝴蝶结，不够方便。某些情况下还会造成安 全事故。

存在问题：鞋子和衣服纽扣多，不方便开合。

目标：容易开合

方向：设计链条式结构，快速且稳固。

办法：凹凸咬合，链条成排固定在布上，通过拉链扣实现开合。

未来：材质变化，更加耐用美观。

4 回形针发明分析

时代背景：当时钢材的制作不够精良，容易生锈，回弹性也不行。只能人工弯曲铁丝，不能 大批量生产。

存在问题：大头针损坏纸张和刺破手指；纸夹留下印痕，价格贵。

目标：既不破坏纸张也不留下明显的印痕，而且便宜安全。

方向：改进现有‘回形针’结构

办法：‘回形针’加多半圈，尖硬的两头均指向同一方向。

未来：纸张记载逐渐被电子储存取代，回形针将退出历史舞台。

5 创可贴发明分析

时代背景：纱布（无菌）和绷带（干净）透气，而且处理伤口相对简单，只是一个人不好包 扎，相对麻烦，但也可勉强接受。

存在问题：纱布和绷带是分开的，受伤后一个人不好处理，且不好携带。

目标：处理伤口简单快捷，而且便携。

方向：把纱布和绷带的功能合二为一

办法：纱布具有止血药效，绷带改为胶带。

未来：可以更加迅速愈合伤口药物，不用长时间贴。

6 罐头发明分析

时代背景：拿破仑的士兵东征时因吃不到新鲜蔬菜、水果等食品而饿死，于是悬赏发明。铁 器的制作比较粗糙，铁罐密封工艺不过关，只能人工生产。

存在问题：食物得不到长时间保存，导致士兵饿死。

目标：可以长时间保存食物的新鲜

方向：食物是否可以保存与空气有关，改变存放时的条件，食物得以保持新鲜保存。

办法：让保存的食物隔绝空气以及把食物装入广口铁瓶内加热密封

未来：密封材料更加轻便，可以降低外界温度对食物的影响。

7 茶包发明分析

时代背景：欧美喝茶都是直接在壶里冲泡茶叶，茶叶的量不好控制，经常因为多放茶叶导致 浪费。另一方面，用罐赠送客人试用茶叶成本过高，不利于推广。

存在问题：浪费茶叶、清理不方便、小茶罐赠送客户成本过高。

目标：减少茶叶的浪费和清理环节以及降低成本

方向：茶叶不直接放在壶里冲泡

办法：采用网织棉布袋包裹茶叶

未来：茶包的外观上可以添加个性化元素

8 眼镜发明分析

时代背景：几千年前已经知道玻璃球可以放大物体，但不知用在什么地方，随着印刷术的发 明和文化的传播，学习和阅读的人也逐日增多，那时并没有灯，因此对需要改进 视力的人也越来越多?1880年，爱迪生造出的炭化竹丝灯泡可以持续1800小时， 灯泡才得以普及。

存在问题：已有水晶宝石和玻璃等透光材料，但不知用来调节视力。

目标：解决视力问题

方向：用玻璃来调节视力

办法：把玻璃加工成凸（凹）透镜，用木或金属固定，可以手持或戴在脸上。

未来：通过医学无害治理眼睛，没有近视、老花和散光需要调节。

牙刷发明分析

时代背景：古代人清理牙齿采用咀嚼棒，但并不能很好地清洁牙缝内的残留物，导致容易产 生牙病，以前能够用的材料只能是猪（马）鬃毛，牙刷柄用骨头、竹和金属。

存在问题：漱口和咀嚼棒不能清理干净牙缝残渣，咀嚼棒不能重复使用。

目标：牙刷可清理干净牙缝残渣，而且可以重复使用。

方向: 改变使用材料和使用新的结构

办法：用猪（马）鬃毛作为牙刷毛，然后垂直固定在兽骨上，以便更好清理牙缝。

未来：塑料（食品级）制作整个牙刷，用电驱动。

10 剪刀发明分析

时代背景：在古代，金属冶炼技术在各地已经出现，刚开始出现的剪子可能用来修剪 枝 丫、 头发和兽皮之类，随着西汉张骞出使西域，造纸和丝绸传入中东和欧 洲， 剪刀改进的需求在各地也开始强烈起来，就开始出现新的剪刀形式。

存在问题：刀刃口张不大，剪硬物不行；曲环容易断裂，弹性容易消退。

目标：张口更大和更加耐用

方向：让两股刀交叉，把从后部连接改为中部连接。

办法：在剪刀的两股中部位置各开一个孔，通过孔用轴连接固定起来。

未来：更加专业化和精细化，材料更先进。

11 自行车发明分析

时代背景：马车昂贵，占用路面，不是人人都可以坐得起，个人的交通工具缺乏。食物短 缺，马匹稀少，路途远需要新的交通工具。

存在问题：马车太大，不适合个人出行。

目标：方便个人出行，不用马匹的交通工具。

方向：只用两个轮

办法：前后两个轮子连在一起，上面架块木板坐人，用脚蹬踏地面运动。

未来：对车辆的结构、外观以及材料等进行创新完善。

12 高压锅发明分析

时代背景：帕平是一名法国医生，锅起初只是作为消毒用具。帕平本打算从医，但数学和力 学对他的吸引力更大。1643年，伽利略的学生托里拆利用水银代替水试 验，成 功地在玻璃管中造出真空，由此证实空气有重量，发现了气压。

存在问题：普通的锅气压不够，遇到气压低的地方就不好使。

目标：增加锅内压力

方向：固定锅盖，调节气压。

办法：用螺丝拧紧锅盖，设置一个蒸汽阀，压力过大时可以调节气压。

未来：设计更加安全，材料更加抗压。

13 方便面发明分析

时代背景：二战日本无条件投降，一片废墟的日本极其缺乏水稻，日本只有美国援助的面 粉，顶多能保证面包的供应。安藤是一个原是台湾商人出身，后归化为日本 国 籍，在日本生意经营失败，一无所有，但有生意头脑。

存在问题：吃面要排队

目标：味道好 易保存 不用烹饪 便捷食用

方向：对面条直接加工，冲水即吃。

办法：瞬间热油干燥法 模具固定形状

未来：采用对健康更加有益的加工工艺

14 锯的发明分析

时代背景：已经有淬炼技术，可以制作钢铁制品。

存在问题：斧头砍树不够快，形成宫殿建材的速度也慢。

目标：比斧头更好用的，把木头快速切割成为建材的工具。

方向：用锯齿工具切割木头

办法：把铁片的一端制作成锯齿状

未来：把人工改成其他动力驱动或采用其他切割工艺

15 指南针发明分析

时代背景：地球是一个大磁体，地球的两个极分别在接近地理南极和地理北极的地方。地

球表面的磁体当可以自由转动时，就会因磁体同性相斥、异性相吸的性质指示南

北——这个道理，古人不够明白，但这类现象，古人已经发现。

存在问题：太阳和月亮不能在阴雨天气或海洋辨别方向

目标：可以持续指引方向

方向：利用磁石的特性

办法：制作一个带磁性的光滑勺子，下面是一个中间平滑的底盘。

未来：体积更小、更加方便。

16 纸尿裤发明分析

时代背景：处于二战时期，由于战争的原因，物资紧张及运输困难，棉芯、棉布是战略物

资，供应贫乏，德国人发明了纤维棉纸。

存在问题：尿布要经常换洗，很麻烦。

目标：一次性且卫生不漏

方向：用吸水性的材料，降低成本。

办法：1 采用纤维棉 2 高分子吸水树脂 3 外包塑料套

未来: 更加环保吸水材料

17 安全帽发明分析

时代背景：工作时没有头部防护，出现重大工伤事故。卡夫卡富有同情心，观察力强。

存在问题：工作时经常不佩戴安全帽，容易出现安全事故。

目标: 保护头部

方向：头盔具有抗砸抗撞和适当缓冲特点

办法：在头盔内填充一些布料

未来：材料更加抗击打和轻便便宜 改进缓冲结构

18 尼龙搭扣发明分析

时代背景：1936年尼龙已经被卡罗瑟斯发明出来。乔治是一位很喜欢打猎的工程师，善于

观察，打猎时经常被牛蒡子粘上。

存在问题：拉链的强度和弯曲度不够

目标：可以代替拉链的功能，增加多一种衣服鞋子的开合方式。

方向：采用尼龙材料，参考牛蒡子的结构。

办法：制造一条布满尼龙小钩带子和一条布满密密麻麻尼龙小环的带子。

未来：对材料进行改进

19 蛋筒冰淇淋发明分析

时代背景：1901年，居住在英国曼彻斯特的意大利公民，申请了一项“冰淇淋饼干杯烘焙设 备”的专利。该设备设计用于烘焙饼干杯，这些杯子或盘子可以装满冰淇淋。阿 诺德是一名卖冰激凌的商人，叙利亚人欧内斯特是卖华夫饼的。

存在问题：外卖冰淇淋的容器不够卫生，很多时候也不够用。

目标：换一种杯装的方式，而且让冰淇淋更加好吃。

方向：杯既可以装冰激凌也可以吃

办法：把杯子用鸡蛋做成圆锥筒（烘焙）

未来：蛋卷壳有不同颜色和口味

20 圆珠笔发明分析

时代背景：钢笔是记者的主流用笔，那时对钢材的精加工已经达到一定水准。比洛是匈牙

利一家报社的记者，经常用笔。

存在问题：钢笔的墨水不容易干，而且经常漏墨。

目标：写出来的东西容易干，而且不漏墨。

方向：用容易干的墨，采用不同的工艺加工笔芯，墨不流出来。

办法: 用油墨代替墨水，做钢珠笔芯。

未来：不同特性的油墨和颜色

21 风扇发明分析

时代背景：电动机还没出现，直到1888年美国发明家特斯拉根据电磁感应原理发明了交流

电动机。这种电动机结构简单，使用交流电，无需整流，无火花，被广泛应用

于工业的家庭电器中。

存在问题：用人力摇动扇子很累

目标：不用人力摇动扇子

方向：机械驱动

办法：用发条驱动扇叶

未来：用电驱动 无叶风扇 功能更多

22 音乐盒发明分析

时代背景：钟表相关的技术发展已经到了一定程度。萨洛蒙是瑞士的一名钟表匠。

存在问题：钟琴只能发出一些短暂钟声或铃声；音乐钟也只能发出模拟大自然一些声音。

目标：可以演奏乐曲

方向：模仿钟表内机械发声的原理，利用金属摩擦震动发出音符。

办法：用发条带动带有一定规律凸起颗粒的金属转筒，拨动梳子片发声。

未来：更加精巧和便宜 电子音乐盒

23 弹簧发明分析

时代背景：弹簧已经存在比较长的时间，但弹性特征还没被发现。

存在问题：只知道弹簧有弹力，但没有具体的计量单位。

目标：寻找弹簧除弹性外的规律特性

方向：拉伸的长度与力的关系

办法：测量弹簧的每次的拉力和长度，然后统计分析。

未来：不同的材料 不同结构特性的弹簧

24 剃须刀发明分析

时代背景：剃须刀很锋利，容易割伤皮肤导致感染，薄的刀片技术还没有出现。

存在问题：剃须刀锋利，一不小心就会割破皮肤，且容易生锈变钝，要经常打磨。

目标：安全的剃须刀 刀片可以更换

方向：重新设计剃须刀的结构，让剃须刀更加安全好用，而且刀片可以随时换掉。

办法：剃须刀为T形，把超薄的刀片夹在两块薄金属中间，只留出刀刃且形成固定角度。

未来：不同用途形成各式各样的剃须刀。

25 镜子发明分析

时代背景：公元前3500年，古埃及人发明了玻璃，并制作玻璃瓶。到了公元前十六世纪，

古埃及人就掌握了玻璃吹制的工艺。古罗马战败古埃及后，将古埃及战俘放在

威尼斯岛上专做玻璃，由此玻璃制作技术传到意大利，进而产生了著名的威尼

斯玻璃的鼎盛时期。达尔卡罗兄弟俩是意大利的玻璃工匠。

存在问题：铜镜并不能清晰的反射出物体。

目标：制造可以更加清晰反射物体的物品

方向：利用玻璃的特性，采用与玻璃融合的方式制造镜子。

办法：将水银倒在制成的锡箔镜子上，慢慢溶解锡，形成一层薄薄的锡汞合金。

未来：更加环保和低成本 种类多且不易碎

26 温度计发明分析

时代背景：意大利那时玻璃制品已经比较完善

存在问题：空气温度和人体温度没有具体测量工具

目标：可以对温度变化进行测量

方向：气体可以热胀冷缩，借用这个特性用玻璃制作‘气温计’。

办法：用一根细长的玻璃管，一端开口另一端是玻璃泡。先用手把玻璃泡捂热，然后让玻

璃泡另一端竖直插入到水中，这便形成了一个简单的气体温度计。

未来：不受气压和水分蒸发影响的温度计

27 螺丝钉发明分析

历史背景：主要用铁钉连接家具和木结构。

存在问题：铁钉连接木结构不够稳固

目标：稳固地连接木块

方向：改变‘钉子’结构，让‘钉子’和木块可以更加稳固连接在一起。

办法：给‘钉子’加上螺纹和十字槽钉头成为螺丝钉。

未来：针对不同的需求，采用不同结构和材料。

28 马桶发明分析

时代背景：工业革命的彻底改变了英国的社会经济结构，大量人口涌入城市，粪池很快堆

满了大便，根本不够用。雨天时这些大便从池子里满溢出来，又渗入提供饮用

水河里。1848年英国公共卫生法规定“新建房屋必须配备抽水马桶或灰坑”。

存在问题：个人或家庭用的马桶要用勺子多次冲水，不方便且有些恶心。

目标：一次冲水

方向：蓄水马桶

办法：用水箱存水后，通过阀门开关冲水。

未来：成系统地解决整个马桶冲 抽 送的问题。

29 透气汗带发明分析

时代背景：大多数帽子都有汗带，但并没有专门针对通风和减少皮肤接触面积的设计。

存在问题：汗带与皮肤接触部分过大而且紧贴皮肤，导致帽子不够透气，影响人体健康。

目标：让帽子更加通风透气

方向：减少汗带与皮肤接触面积，设置凸起让风可以进入帽内。

办法：在汗带与皮肤接触那面设置有弹性的梯形凸起

未来：采用更加健康舒适的材料。

30 可躺课桌椅发明分析

时代背景：课桌椅不具备床的功能，或者已有的午睡课桌椅设计并不符合市场实际需求。

存在问题：学生只能在桌面或椅子上睡觉，或者趴着睡，影响身体健康和安全。

目标：课桌椅具有睡觉功能

方向：降低桌面的高度并利用椅子的靠背板 快速拆装的结构

办法：利用U形卡扣固定桌面板和靠背板，在桌子左右两边支架中间分 别焊接两条横杆，

同时在椅子左右两边各焊接一条横杆，桌面板和靠背板都可以扣在这些横杆上，而

且位于同一水平面。

未来：使用更加轻便和牢固的材料，增加更加多的功能。

创造力相关能力训练

——下面对各种概念的论述是从发明的角度出发，而不是对整个概念完整的表述，也不是创造力包含的全部能力训练，只是主要的能力并适合在学校进行训练。

一 空间架构和表达能力

每一种创意从构想到表述出来，最简单有效的方式是通过剪纸，而不是文字或画画。剪纸可以把想法立体的表现出来，具体地把结构和部件表达出来，对专利申请、样板制作以及3D图设计提供很好的参考。

课程训练：

把自己学习和生活遇到的用品通过剪纸表达出来，例如电饭锅。不要求做的很漂亮和有艺术性，只要求能够把每个主要配件和整体结构表达出来，让其他人可以看得明白。然后通过总结每个同学作品的心得体会，提高空间结构表达能力。

二 观察力

我们经常发现对自己身边的事物熟视无睹，因为这些对我们不重要或者影响不大。这里讲的是对物的观察而不是对人的观察，要提高观察力首先要确立观察目标，要提炼出什么有用（聚焦）的元素（并不用研究整个观察对象的整体，发明的观察力不是记忆力），这些元素或者他们的特征特点有些什么用途，因此受到的启发可以用在什么地方。就好像读一篇文章，要抓取关键词。这样可以避免其他不必要因素的干扰，获取真正有用的信息。

例如，我们观察晾晒的衣服，不带着为什么衣服可以干？这个疑问去了解，我们可能得到不同的观察结果：衣服有3种颜色，都是纯色的；衣服都是用两个夹子夹在绳子上晾晒的等等。这些观察都是无效观察，对我们没有任何帮助。

但从衣服为什么会干这个目的进行观察就会发现：在户外有光（热）和风，令衣服上的水分得以蒸发，我们利用这个特征发明了风筒（产生热风）。

我们观察青蛙游泳，青蛙有四肢，一蹬一划游得很潇洒也很快，我们人就模仿青蛙产生了蛙泳。如果我们只是观察青蛙身体构造，那就会得出另外的结果。

课程训练：

1 观察某类物体的特征

例如：碟子有哪些形状，这些形状除了外观外还有什么作用，各自例举并写下体会后，回校一起讨论。

2 观察不同形状在学习和生活中应用

例如：圆形 它们的各自应用，回校后一起讨论。

三 想象力

发明中的想象力是具有关联性且从需求出发，而不是胡思乱想。

从外观和功能（原理）进行关联性联想。

鹰展翅飞翔（这种结构外观可以滑翔） 飞机（需求）

蒸汽有推动盖子的功能 推动轮子转动——蒸汽机（需求）

课程训练：

每个同学分别找外观和功能原理而联想到的发明例子各一个，说说为什么可以这样联想。

四 系统思维能力

我们在日常的创新发明中，很多时候都忽略了系统性思维，只想到一个方面没想到其他方面，从而导致发明出来的东西实际应用价值不高，因此不能推广开来。缺乏完整性的东西总会有缺憾，这种缺陷既是改进的地方也可能是不能落地应用的最大原因，多从不同角度考虑问题，完善发明的产品。

单一插座没有考虑到多样性需求，发挥不了最大的效能；旧的“万用孔插座”没有充分考虑插座与插头接触的稳定性特点，导致安全性出现问题。这个不是工艺和技术问题，而是设计上没有系统性思维。

课程训练：

日常整理衣柜 —— 衣柜是分区的，是一个小系统。每个地方放置的东西不一样，东西有规律整齐的摆放，可以大幅提升衣柜的有效利用率。衣柜不够放时如何办?（日常不用的放在箱子里，平常要用的才摆放出来）回校讨论。

目的：学习系统整理和有效利用

人体系统：反向讨论和体验 人的四肢和眼耳口鼻嘴缺失的感受

目的：认识系统组成部分的重要性，考虑问题要尽可能全面和完善。

个人学习：中国象棋 （每个子有效配合，全局出发，多步考虑）

五 理解和吸收能力

我们人人都会犯错，都会经历失败。发明的过程中会经历更多，因为你走的路很可能是别人没走过的，也就没有成功的经验供你参考和借鉴。重要的是错了知道错在哪里，而且能接受错误并改正它。不断在错误和失败中吸取教训，重新变得更好更强。我们也可以通过多了解类似的案例，从而避免犯类似错误。

1858年美国人汉密尔顿（手摇桨叶洗衣机）为什么这个洗衣机在当时没有流行起来？费力、换水麻烦且损伤衣物 。

任何发明都是在一定的历史背景下的：1902年自来水才开始逐渐普及，1910年电动洗衣机发明才开始真正普及。条件不成熟，系统不完善，发明就做不起来。

课程训练：

每个同学从学习生活中分享自己做错过的例子，讲讲做错过的事得到的教训，然后是自己改正后得到的收获。同学们一起参与讨论，如何从错误失败中成长。

六 自学能力

当我们要发明一样东西，很可能这个东西并不在你的认知或专业范围内，或者就算是你的知识范围内，但在发明的过程中，总会遇到你不懂或没做过的，这样就需要你有自学的能力。

这里说的自学并不是你遇到的问题都要弄个清清楚楚，尽自己能力了解一些最基础的东西或者原理就行。实在不懂或自己做不了，才交给专业的人帮你做。做事可以教人，我们通过做发明可以学习到课程外很多东西。

在发明方面，我们自学的重点在理工方面，并锻炼自己的动手能力，同时也可以学学哲学。

课程训练：

自学折纸和打绳结，回校后交流自学体会并讨论自学心得。

七 自省能力

每人都有自己擅长或喜欢的东西，多学习不同的东西，拓展自己的思维，才能触类旁通，才会知道自己的长处和短处。

学习发明不是就是要当发明家，只是有些人适合做。就像学习语文，我们并不是为了都做文学家和作家。

在学习的过程中，我们可以获取到很多课本没有的知识，锻炼了自己能力，也可以看到自己不足之处。

反省自己很重要的一点就是要接纳他人客观中肯的批评和建议，错了不改就会浪费大量的时间、精力甚至金钱。反省不是自卑而是改善，让自己更加强大。

课程训练：

自省能力的重点在于自己和自己比，在学习和生活中找寻自己做的不好的地方，把具体事情数据化。例如‘时间管理’，定个时间表，然后看看自己是否可以做到，然后逐步改善，过段时间（1个月）后，回校谈心得体会，并进行讨论。

八 解决问题的能力

发明的过程既是解决问题的过程，也是向未知领域探索的过程。例如爱迪生发明灯泡的过程就是解决问题的过程。

为了让灯泡的灯光更加柔和不刺眼，以及寿命更长，爱迪生做了1600多次试验，终于做出可以连续点亮45小时的碳化棉丝白炽灯。后来他又做了多次试验，做成可以连续点亮1000多小时的碳化竹丝灯。为了让灯泡更好地普及，他又建了发电厂，灯泡终于在千家万户点亮了。

课程训练：

销售旧物品（街边或网上）然后拿这钱买菜做饭，连续做饭三天后，每人回校谈心得进行讨论。

附言：

创新和发明区别：

创新思维是发散、跳跃和抽象的；发明思维是有指向、关联和具体的。

创新包涵自然科学和社会学，发明属于自然科学，是相对狭义的。创新没有界限和规律甚至没有对错；发明是有界限和规律并可行的。用创新的思想去引导发明，就会没有重心或靶心，导致效率不高。

不是所有发明都有好处：

例如 塑料袋和电池

我们要做的是加以控制并降低影响，并努力改善这些产品。

提示:

1任何发明都要在安全的前提下开展（危险的事情在没有保障下不触碰）

2不要触犯法律（发明的过程和成品都不能违法和危害社会）

3专利保护（保护自己的想法和成果）

4不能超出自己能力范围或可以借助的力量（浪费时间、精力甚至金钱）

全国劳动模范、退役军人张能瑜——守护万家灯火的排头兵

头戴安全帽、脚穿防蛇靴、手拿砍刀和木棒。近日，张能瑜再一次“披挂上阵”，带领青年员工来到自己曾工作多年的重庆武隆巡线站，对输电线路进行巡视和维护。

1996年从武警青海总队退役后，张能瑜成为国家电网重庆长寿供电公司一名线路检修工人。尽管每天和水泥杆、输电塔、导线打交道，工作艰苦枯燥，张能瑜依然严格要求自己：“这些杆杆桩桩连着千家万户，我虽然只是一名普通巡线工，也要争当守护万家灯火的排头兵。”

2001年，国家电网首次向渝东南地区延伸，成立武隆巡线站。27岁的张能瑜主动请缨，成为武隆巡线站站长，负责武陵山区8个区县的输电线路巡检工作。

名为“巡线站”，却没有“站点”。张能瑜的眼前，是高耸入云的崇山峻岭。为尽快掌握电路巡查的第一手资料，张能瑜身负40余斤重的工具包，以砍刀开路，徒步向大山深处进发。45天里，他走完290公里山路，巡查587座输电塔，磨破3双胶鞋，顺利摸清线路走向。

在人迹罕至、崎岖难行的山中巡线，除了艰苦的工作环境，张能瑜还常常面临难以想象的危险。一次雨中巡检，他驱车颠簸在泥泞山路上。突然，前方山体出现塌方，一块巨石滚落下来。危急时刻，张能瑜迅速打开车门，一个箭步跃了出去，扑向山体一侧。巨石砸中工程车，滚入深不见底的峡谷。

“如果没有在部队的磨炼和训练，我当时不可能有那么快速的反应能力。”忆及往事，张能瑜感慨，“当兵的经历救了我的命！”

攀着树藤爬山、密林深处迷路……在武隆巡线站工作的11年间，张能瑜带领团队成员巡线里程超过500万公里，排查各类隐患7000余起。“我当过兵，武陵山就是我的战场。哪怕有危险，也要打胜仗！”张能瑜说。

“有时工作中更难应对的是‘人情’。”2011年，张能瑜验收一段220千伏高压线路时，发现多处导线对地距离不足5米，达不到规定要求。“缺尺少米意味着安全隐患。把不住这道关，怎么对得起山里的老百姓？”面对施工方的软磨硬泡，张能瑜坚守原则，坚决不予通过。

作为“巡线能手”，张能瑜不忘做好“传帮带”。走上管理岗位后，他经常带领青年员工开展野外作业，面对面传授经验，带出来的“徒弟”个个都是巡线好手。2012年，在公司支持下，张能瑜成立自己的创新工作室。他将多年巡线排障经验运用到工作中，与青年员工一起钻研，获得10项国家发明专利，把工作室打造成创新的“加油站”。

“电力巡线的目的是守护光明。作为一名党员、一名退伍老兵，我希望能传递更多的‘光明’。”近年来，张能瑜多次参加重庆市委宣传部、重庆市退役军人事务局等组织的“工匠精神”宣讲活动，走乡村、进企业，讲述自己的成长经历，激励大家爱岗敬业、实干创新。

那天，48岁的张能瑜再次攀上高高的输电塔。从几十米的高空俯瞰连绵起伏的大山，他感慨万千。

“当兵时，保卫国家是我的职责；退役了，守护国家财产、传播正能量是我的责任。”从输电塔下来，张能瑜收拾好工具，带领队伍继续向武陵山深处走去。（周艳红）

来源： 中国军网-中国国防报

改变世界的五项化学发明

不管你是否承认，跟其他学科相比，化学常常是被忽略的那一个。《科学》杂志在Twitter上公布的50位科学大师中，没有一位是化学家；化学新闻往往也不像物理和天文项目那样受关注。这五项最重要的化学发明，塑造了我们所处的现代世界。

青霉素

这可不是牛棚，而是战时的青霉素生产车间

青霉素很可能挽救过你的生命。没有它，哪怕是小小刺伤或喉咙痛都可能致命。1928年，亚历山大·弗莱明发现培养皿上的霉块能抑制周围细菌的生长，并把发挥抑菌作用的化学物质称为青霉素（又称盘尼西林，penicillin）。但是，他穷其所能也未曾从霉菌提取出可以使用的青霉素。弗莱明放弃了，他的工作也沉寂了10年之久。直到1939年，澳大利亚药理学家霍华德·弗洛里（Howard Florey）和他的化学家团队才终于找到了一种大量提纯青霉素的方法，使之真正投入使用。

然而当时正值第二次世界大战，科学仪器奇缺。科学家只得用浴缸、牛奶搅拌器和书架组装成一个功能齐备的青霉素生产车间。不出意料，媒体被这种神奇的新药震惊了，但弗洛里和他的同事都不喜欢抛头露面，反而是弗莱明出了风头。

青霉素的大规模生产始于1944年，化学工程师玛格丽特·哈钦森·鲁索（Margaret Hutchinson Rousseau）才将弗洛里设计的浮夸仪器改进为大规模生产车间。

哈伯-博斯（Haber-Bosch）制氨法

氮肥的出现使农业生产发生了翻天覆地的变化

在每一个生命体的生物化学反应中，氮元素都扮演着极为重要的角色，氮气还是空气的主要成分。不过氮气通常不怎么和其他的东西发生反应，这意味着植物和动物无法从空气中直接获得氮。因而，氮的来源问题一直是农业生产的主要瓶颈。

1910年，德国化学家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）和卡尔·博斯（Carl Bosch）用氮气和氢气制备出氨气，改变了这一切。它可以作为肥料，提高作物产量，最终为人类提供更多的食物。

如今，我们体内80%的氮都来自于哈伯-博斯制氨法，这个化学反应或许是过去一百年间全球人口得以暴涨的最主要原因。

聚乙烯—意外的发明

即便是塑料，也有悠久历史，斐然价值

大部分塑料制品——从水管到食品袋和安全帽——都由聚乙烯制成。这种年产量8000万吨、在现代生活中不可或缺的材料，来源于两次意外发现。

第一次发生在1898年，德国化学家汉斯·冯·佩希曼（Hans von Pechmann）发现他的试管底有一些蜡状的奇怪物质。他和同事一道研究了这个物质，发现它是一种长链分子，他们给它取名叫聚亚甲基（polymethylene）。不过他们的制备方法没有实用价值，因而像青霉素的故事一样，在相当长的一段时间里都毫无进展。

到了1933年，ICI（一家已被收购的化学品公司）的化学家终于发明了一种制造聚乙烯的新方法。他们在一些高压反应中发现了冯·佩希曼曾留意过的蜡状物质。一开始他们没法重复这个反应，后来发现最初的反应中，氧气泄露进了反应体系。两年后ICI将这一偶然发现变成了实用的合成方法，生产出了如今唾手可得的塑料。

从墨西哥山药中提取出的避孕药

美味的墨西哥山药！

早在20世纪30年代，医生们便知道激素疗法可以治疗癌症和月经失调，也能用于避孕，但由于缺少高效合成激素的方法，相关研究陷入了停滞。当时，孕酮价格高达每克1000美元（换算成今天的价钱），而如今，每克只卖几美元。宾夕法尼亚州立大学的有机化学教授拉塞尔·马克（Russel Marker）发现了合成孕酮的捷径，降低了生产成本。他在植物中寻找结构类似孕酮的分子，最终在墨西哥山药中分离得到一种化合物，只需一步便能转化成孕酮，制成第一代避孕药。

你面前的液晶屏

LCD里的摇滚

你一定想不到，平面彩色显示器的历史居然可以追溯到20世纪60年代晚期：当时英国国防部想要发明一种新的平面显示器，以代替军用车辆装备的笨重且昂贵的阴极射线管显示器。研究人员立即想到，这可以利用液晶材料来实现，当时已经有人提出了液晶显示器（LCD）的概念，但问题是它们只能在高温下工作——除非你把它们安装在烤箱中，否则没什么实用价值。

1970年，英国国防部指派赫尔大学（University of Hull）的乔治·格雷（George Gray）接受了这个任务，让他找到使LCD在更适宜（并且可用）的温度下工作的办法。他合成出了一种叫做5CB的新分子，终于实现了这一点。20世纪70年代晚期到80年代早期，全世界90%的LCD设备都使用了5CB，直到现在，廉价的手表和计算器仍在使用LCD。同时，5CB的衍生物也直接促进了手机、电脑、电视的诞生。

会报警的井盖……湖南中学生作品在国际发明展上斩金夺银

湖南青少年科技发明巴黎斩金夺银

湖南日报·新湖南客户端5月8日讯 （记者 胡宇芬 通讯员 李启洪） 今天从省发明协会获悉，在刚刚结束的第118届巴黎国际发明展上，我省送展的10项中小学生科技发明作品获得2枚金奖3枚银奖5枚铜奖，其中，雅礼书院中学的“触发式报警城市井盖”在获得金奖的同时还获得中国代表团唯一的特别奖“巴黎市政奖”。据悉，此次参展创我省历届参展最好成绩。

国际评委（右二）在认真评审湖南青少年的发明作品

城市化建设在道路上产生了大量检查井，但是在井盖发生丢失、损坏、移位等异常情况时，主管部门和行人无法及时获悉井盖异常信息，造成了严重的安全隐患。雅礼书院中学的楼杉杉同学发明了“触发式报警城市井盖”，一旦井盖发生丢失、损坏、移位等异常，与井盖配套的井内预设的警灯立即触发并升至井外报警，同时压力感应触发智能实时报警系统，同步向主管部门的手机APP端、电脑WEB端实时传送报警信息，以便及时进行应急维护。

另一项金奖作品是“连动互换防护窗”。在看到媒体报道的多起因未安装防护窗或防护窗发生断裂造成的儿童坠亡事件后，天心区沙湖桥小学的张荣景同学一直苦苦思考如何解决。一次他乘坐电梯时，发现当电梯上升时，旁边的配重块落下来，电梯下降时，配重块又升上去。他灵光一闪，可不可以把窗户和护窗组合在一起呢？他立即动手实验，最终发明了“连动互换防护窗”，当窗户向上推开时，防护窗自动落下，防止意外发生。

获得银奖的作品分别是“万能坚果开口器”、“高速公路夜间全息投影路牌”、“汽车智能防误踩油门紧急制动装置”。长沙县职业中专范懿孜、张卓怡、熊尚杰巧妙利用杠杆原理、压强和压力转换原理，设计制造了一个“万能坚果开口器”，开创性地在一个装置上轻松打开核桃、夏威夷果、西瓜子、松子等多种坚果，由于采用向外掰开的打开方式，打开后坚果果肉完整度高。长郡双语实验中学、芙蓉区育才学校的罗浩容、钟启铭、钟启瑞调查了目前高速公路的路牌构成，发现从正面方向才能看到路牌上的信息，路牌的侧面和反面方向没有文字信息。他们发明了“高速公路夜间全息投影路牌”，利用全息投影技术实现四方可视性立体路牌信息，避免驾驶员出现观察盲区。驾驶员误将油门当刹车踩而造成的交通事故不在少数，芙蓉区育英西垅小学的余奕龙、张轩铭、张珉坤发明了“汽车智能防误踩油门紧急制动装置”。当驾驶员驾驶汽车时，超声波扫描到前方有障碍物、并且驾驶员误将油门当刹车踩而使汽车突然加速时，该装置即发出指令，给驾驶员明显的报警信号，同时发出切断油路信号，最终使汽车自动停下来，避免事故的发生。

宁乡市金砺小学黄一翀、杨雅月发明的“易组型环保植物栽培盆”，周南雨花中学陈博宇、刘雨涵、郑肇达、张尚可发明的“水泥建筑固化养护增湿器”，雨花区曹家坡小学李儒鹏发明的“太阳能交通安全帽”，长郡芙蓉中学唐唯轶、戴辰发明的“智能方向盘套”，周南梅溪湖中学易佳星、王宇萱、刘之洋发明的“基于GPS功能的野外消毒除湿自救箱”，均获得了铜奖。