宋老师讲创新方法

宋国松

小典故

双动式活塞风箱

古代，中国冶金术长期处于世界领先地位的一个重要原因，就是我国劳动人民发明了双动式活塞风箱。这种具有划时代意义的发明，在公元前四世纪已被广泛应用。它使用人工推拉，通过活塞的往复运动，驱使空气流动产生连续气流，以不断地鼓风。

冶金史上最早使用的鼓风器是一种皮囊，它鼓风是间歇性的，鼓风时无法吸气，吸气时无法鼓风，因而效率很低。而双动式活塞风箱，在鼓风的同时吸气，在吸气的同时鼓风，因而能够连续鼓风。这是采用功能逆向法的典型案例。

工具箱

功能逆向法

功能，即事物、系统或方法所能够发挥的作用、效能等。如：机械的推和拉、提和压，电器的加热和制冷，材料的利用和废弃等。

功能逆向法是指向已有的事物、系统或方法的功能逆向形式去设想，以寻求发明创新的方法。

逆向思维中“功能转换、废物利用”的方法在发明创造中的应用是极其广泛的。

反复印机。日本是一个资源贫乏的国家，因此他们十分崇尚节俭。当复印机大量吞噬纸张的时候，他们不但一张白纸正反两用，而且采用了“功能逆向法”，发明了一种“反复印机”，已经复印过的纸张通过它以后，上面的图文消失了，重新还原成一张白纸。这样一来，一张白纸可以重复使用许多次，不仅创造了财富，而且还节约了资源。

煤渣空心砖。我国2010年消耗煤炭30亿吨，其产渣量大约在5%～10%。虽然煤渣相对于煤炭来说是废弃物，但是，人们使用“功能逆向法”，将“废弃”转变为“利用”，将煤渣与水泥或湖泊淤泥等材料配比，制作出可供建筑使用的煤渣空心砖，既减少了对制砖黏土的需求、对环境的破坏，又实现了“废物利用”，降低了生产成本，真是“一举多得”。

拱冰式破冰船。传统的破冰船依靠自身的质量来压碎冰块，因此它的头部采用高硬度材料制成，船体十分笨重，转向非常不便，而且非常害怕从侧向漂来的冰块。前苏联科学家运用了“功能逆向法”，变向下压冰为向上拱冰，即让破冰船潜入水下，依靠浮力从冰下向上破冰。新的破冰船设计得非常灵巧，不仅节约了许多原材料，而且不需要很大的动力，自身的安全性也大为提高。遇到较坚厚的冰层，破冰船就像海豚那样上下起伏前进，破冰效果非常好。

集中供暖供热分户自控装置。我国东北地区是冬季供暖的重要区域，也是能源消耗的重点地区。但是，由于供暧设施只具有供暖功能，并且限制供热（水）功能，直接或间接地造成能源浪费，制约了节能减排目标的实现。获第七届宋庆龄少年儿童发明奖的铜奖作品“集中供暖供热分户自控装置”运用“功能逆向法”，改变原有的限制，为用户提供了使用和控制的供热（水）功能。

思考题

一、认识功能

通过网络、图书等方面的资料收集，谈谈你对“功能”二字的认识。

二、认识方法

请举发明实例说明什么是功能逆向法。

三、实践项目

你能否运用功能逆向法进行一些发明设想，并尝试完成它？

（作者：辽宁省大连市第十九中学教师）