奇妙的組合法

◎貴州省畢節(jié)市第一中學(xué) 郭昭鵬

組合法是眾多發(fā)明方法中的一種，就是把兩個或多個物品進(jìn)行適當(dāng)?shù)亟M合，形成新的物品的發(fā)明方法。組合法按組合方式可分為矛盾組合法、同物組合法、異物組合法、主體附加組合法。下面，我將結(jié)合實(shí)例和大家分享這四種組合法在教學(xué)中的應(yīng)用。

一、矛盾組合法

矛盾組合法是把兩個功能相反的物品進(jìn)行組合，從而使物品具備兩種相反的功能。比如：我們有時需要把釘子釘入木頭，有時又需要從木頭里拔出釘子，于是便有了既可以釘釘子又可以拔釘子的羊角錘；學(xué)生用鉛筆寫錯字后，需要將字跡擦掉，于是帶橡皮的鉛筆出現(xiàn)了；夏天炎熱、冬天寒冷，于是既能吹熱風(fēng)又能吹冷風(fēng)的空調(diào)出現(xiàn)了；帶起釘器的訂書機(jī)；帶擦除功能的粉筆；等等。

利用矛盾組合法確定發(fā)明選題時，一定要注意組合的兩個功能必須相反。我輔導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)的“一種防車輛逆行的減速帶”就是利用了矛盾組合法。

在交通道路中，設(shè)置單行道的目的是讓車輛往同一方向行駛，不能逆行。我指導(dǎo)學(xué)生抓住這一矛盾點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種有效阻止車輛在單行道上逆行的減速帶，如圖1所示。

圖1

該減速帶利用琴鍵的設(shè)計(jì)方式，在順行方向設(shè)置30°的斜面，斜面下方安裝可伸縮彈簧。車輛順行時，車輪順著斜面把減速帶壓下去，使路面水平，車輛可正常通行，如圖2所示。

在逆行方向，設(shè)置與路面垂直的豎直面，使車輛無法正常通行，如圖3所示。

圖3

該裝置可安裝在單行道入口和出口處，既能達(dá)到讓車輛在入口和出口處減速的目的，又能有效預(yù)防車輛逆行。

二、同物組合法

同物組合法就是把兩個或多個相同的物品組合，彌補(bǔ)單一物品功能的不足。比如，想要兩人同騎一輛自行車，于是有人發(fā)明了雙人自行車；想要家里多個床位，于是有人發(fā)明了雙層床；想使裝訂的資料更牢固，于是有人發(fā)明了雙排訂書機(jī)。還有雙頭液化氣灶、雙層文具盒、多屏幕電視接收機(jī)等，這些都是利用同物組合法發(fā)明的物品。

利用同物組合法確定發(fā)明選題時，需注意所組合的兩個或多個物品的功能必須相同。“醬醋兩用瓶”就是我指導(dǎo)學(xué)生利用同物組合法發(fā)明的作品，如圖4所示。

圖4 醬醋兩用瓶

在粉面館里，人們需要加醬油和醋時，容易將桌子上的醬油瓶和醋瓶搞混。傳統(tǒng)的醬油和醋都是分瓶裝，既給食客取食帶來了麻煩，又占用了桌面空間。“醬醋兩用瓶”就能很好地解決這一問題。

“醬醋兩用瓶”的大瓶內(nèi)部套了一個小瓶，一瓶兩用，既裝醬油又裝醋，外瓶內(nèi)是醬油，內(nèi)瓶內(nèi)是醋。當(dāng)取食醬油或醋時，無需端著瓶子倒，只要按壓相應(yīng)的按壓蓋，就可倒出醬油或醋，并能很好地控制用量。出醬油或醋的伸縮管可根據(jù)需要拉長或縮短，使用靈活。根據(jù)人們的生活習(xí)慣，我們還設(shè)計(jì)了提手，并且在瓶蓋處標(biāo)注“醬油”或“醋”的字樣，方便人們?nèi)∈场?/p>

三、異物組合法

異物組合法就是將兩個或兩個以上不同功能的物品進(jìn)行組合。比如：電水壺由電熱器與水壺組合而成；電熱毯由電熱絲與毛毯組合而成；電話手表由電話與手表組合而成；還有可以測量體溫的筆、可以發(fā)光的眼鏡；等等。

選題時，需注意所組合的兩個或多個物品的功能不能相同。利用異物組合法，我將透明塑料球、透明塑料圓柱體組合，研究出了“球的體積公式驗(yàn)證演示器”，如圖5所示。

圖5 球的體積公式驗(yàn)證演示器

這個教具是讓球內(nèi)滿載的紅色液體流入下方的圓柱體中，學(xué)生可以觀察到，紅色液體剛好裝滿下方的圓柱體，由此驗(yàn)證球的體積公式：球的體積V= (4/3)πr3（r為球的半徑）。

“球的體積公式驗(yàn)證演示器”使抽象的數(shù)學(xué)公式形象化，驗(yàn)證過程生動有趣，學(xué)生易于接受。

四、主體附加組合法

主體附加組合法是指以某一特定的對象為主體，增添新的附件，從而使新的物品性能更好、功能更強(qiáng)的組合方法。燒開水的鳴壺就是普通開水壺這個主體附加哨子而產(chǎn)生的發(fā)明；帶溫度顯示器的電冰箱就是電冰箱這個主體附加溫度顯示器而產(chǎn)生的發(fā)明；還有帶火災(zāi)報(bào)警器的吊燈、帶防撬報(bào)警器的防盜門；等等。

“預(yù)防電梯門‘吃人’裝置”就是利用主體附加組合法發(fā)明的作品。在現(xiàn)有電梯系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加裝可伸縮軸裝置，在轎廂門未完全關(guān)閉時，伸縮軸插入導(dǎo)軌的對應(yīng)插孔內(nèi)，起到固定轎廂的作用，防止轎廂在門未關(guān)閉的情況下突然上升或下降，避免安全事故發(fā)生。

圖6 預(yù)防電梯門“吃人”裝置原理圖

五、總結(jié)

運(yùn)用組合法進(jìn)行發(fā)明教學(xué)時，不能簡單疊加、盲目組合、胡亂堆砌，而是要科學(xué)地、有機(jī)地組合。發(fā)明教學(xué)并不難，只要教師引導(dǎo)有方，學(xué)生學(xué)得有興趣，就可以由淺入深，取得成效。