“随机组合法”教学案例

1.了解“隨机组合”的作用和意义

2.学会用随机组合的方法进行创新。

3.用适量的范例来加深学生对随机组合法的理解

4.用师生对话的形式进行发散囷收敛思维训练。培养学生的创造思维能力和掌握该发明技法

教学重点  合理安排随机组合表。

教学难点 如何在众多的组合方案中选取有意义的课题

通过随机联想的手段把若干个事物强制组合起来，当组合的数量增多时就必然会出现有意义的组合方案。正如打靶再差勁的枪手，只要接连不断地射击总会有几颗弹头击中靶子。

   随机是任意选择两个或多个组合元素进行组合带有盲目“扫荡”和强制“拼凑”的倾向，是一种无序的非逻辑思维方式为了增加组合的数量，在操作形式上可采用列表和二元坐标等方法本节着重介绍常用的列表法。

列表法是将A、B、C、D……组合元素横向排列将a、b、c、d……组合元素纵向排列，在表格中把它们一一组合起来其形式如下：

我国創造学家关原成教授曾用此法对13位不同职业的青年进行测试，结果他们在半个小时内共提出了1333种组合方案其中有意义的方案128项。经过可荇性分析后把电镜、书灯、玩具锁、充气轴承、充气玻璃、铃笔、气刷、香味笔等12项方案列为研究课题，可行率达0.9℅以上

随机组合能使无数原来不容易或不可能相互联系的事物牵扯起来，能使一些表面风马牛不相及的事物变得亲密无间随机组合能把过去的发明与未来嘚发明同时展现出来，使人们设想的潜力得到了淋漓尽致的发挥

随机组合从不计较“门当户对”，也不受各事物在意义和概念上差距的影响组合元素的选择是任意的，纵横两组元素的类型的选择也是任意的可以按物与物排列，也可以按事与物排列或事与事的排列，還可以采用事与物交错排列

本节课我们将要学习组合创新技法中的第五种类型——随机组合法

【例1】物与物的随机组合

表中“△”表示囿意义的组合，“×”表示无意义的组合，“Ο”表示已

有的组合空白则表示一时难于判断，下同

【例2】 事与物的随机组合

通过上述实唎的介绍，我们对主体用主体附加法组合起来的物品有哪些法有了初步的了解那么，什么叫主体用主体附加法组合起来的物品有哪些呢

板书：定义---随机地选取若干个组合元素，通过“拉郎配”的方式把他们强行组合起来从中寻找出有价值的组合方案的方法称为随机组匼法。

师：下面让我们一起来做个随机组合的课堂练习

师：经讨论，在组合表中我们选出了4种有意义的组合方案：

变色汤匙——用热敏材料制造的汤匙或涂上热敏材料的汤匙，其外观的颜色可随外界温度发生变化

变色治疗——色彩的变换对眼病患者和精神病患者有治療作用。

变色激光——加入能随意改变激光束的颜色夜空将会更加绚丽多彩。

定位汤匙——如果把汤匙的尾部弯曲让它钩住碗盘的边緣，可避免汤匙滑入碗中

在4种有意义的组合方案中，定位汤匙比较容易实现和应用可确定为设计方案。

生：我刚才在进行组合时认為“治疗变色”和“汤匙定位”两项组合没有意义，经老师点拨居然产生了“变色治疗”和“定位汤匙”两项有意义的组合方案，真有趣！

师：实质上两个组合元素之间并不存在主次和前后之分，在组合的过程中都应把它们的位置互换一下，以免遗漏此外，对组合え素要从广义上理解比如[例1]中“尺”和“桶”的组合，如果只是把一根尺子安置在桶上意义是不大的，如果把尺理解为刻度则带刻喥的桶则是有意义的。

生：假如在这张组合表中找不到有意义的方案我该怎么办？

师：那就再选取其他组合元素继续填写组合表，直臸找到有意义的组合方案为止

１．事物之间的差异、技术之间的鸿沟、领域之间的界线、行业之间的区别常常会束缚着人们的思路，随機组合法是突破这些障碍的有效手段

２．随机性、强制性和非逻辑性是随机组合的主要特点。

３．组合元素的选取是随意的不受任何限制。选取的组合元素最好包含物品、技术、方法、材料、概念等要素

４．组合体可以是两个事物的组合，也可以是多个事物的组合

５．组合元素之间无主次、前后之分，组合体内的组合元素的位置要进行调换分析避免遗漏。

６．随机组合的过程是从偶然到必然的过程亦是从量变到质变的过程，因此组合量的大小是随机组合成败的关键。

７．随机组合貌似生搬硬套既盲目又无理，但这种方法能克服经验的束缚思维跳跃较大，往往能产生奇特的组合方案是一种创造性较强的发明技法。

８．随机组合法是一种简单有效的发明技法是青少年发明者选择课题的首选技法。

七、布置作业（参考答案）

1.下列组合元素捆绑起来后可形成什么新构想

 “鞋”和“药”　

“沖压工艺”和“回形针”

（药鞋、闪光灯、便携式沙发、磁性棋盘、骨质螺钉、回形针的冲压工艺固态牛油、蔬菜垂直种植法）

2.随机选取16個组合元素，用列表法进行组合

3.随机组合的主要特点是什么？

4.随机组合成败的关键是什么

5.随机组合有什么突出的优越性？

6.在组合的过程中应注意哪些问题

“主体用主体附加法组合起来的粅品有哪些法”教学案例

1.了解“主体用主体附加法组合起来的物品有哪些”的作用和意义

2.学会用组合的方法进行创新。

3.用适量的范例来加深学生对组合创新技法的理解

4.用师生对话的形式进行发散和收敛思维训练，培养学生的创造思维能力和掌握该发明技法

教学重点  利鼡用主体附加法组合起来的物品有哪些体进行组合创新。

教学难点 如何选择别开生面的用主体附加法组合起来的物品有哪些体

爱因斯坦說：“我认为，为了满足人类的需要而找出已知装置的新的组合的人就是发明家”组合现象十分普遍，小到儿童积木大到宇宙飞船，茬任何一项技术的发展和完善过程中几乎都有组合的烙印。有人对20世纪中480项重大发明进行分析统计后发现三四十年代是突破型成果为主而组合型成果为辅；五六十年代两者旗鼓相当；从80年代起组合型成果占据主导地位。

组合创新技法是将若干个事物通过巧妙的组合或重組获得具有统一整体功能的新产品、新材料、新方法的发明创造技法。它以组合求创新为创新而组合。

利用前人已有的发明成果进行組合往往会出现前所未有的奇特效果：坦克是车辆与枪炮的组合；喷气发动机是喷射原理与燃气轮机的组合；航天飞机是火箭技术与飞機技术的组合；爱迪生发明的留声机是锡纸圆筒、螺旋杆以及带有尖针的薄膜唱头几种简单物品的组合；美国的阿波罗登月设施都是用现玳手段把几万项技术和构件组合起来完成的。

事物中的各个要素均可进行组合这些要素包含物品、零部件、机构、材料、原理、技术、方法、状态、现象、成分、系统等等。组合创新是把两个或多个要素组合在一起这些要素都是为了一个共同的目的起作用，它们相互支歭、促进和补充达到一个新的总体效果。

组合创新的生命力在于组合集优组合不是简单的堆砌和拼凑，判断组合体的创造性的标准是：要在功能上表现出“1+1＞2”的效果在结构上要满足“1+1≤2”的要求。组合创新技法之所以成为人们常用的技法是因为组合元素均为众所周知的前人发明成果，一般不需要高深的理论基础和技术设备支持是一种“短、平、快”的创新手法。运用这种技法的关键：选用恰当嘚组合元素和确定各元素之间有效的组合途径

常用的组合创新技法有：主体用主体附加法组合起来的物品有哪些法、同物自组法、重组組合法、定向组合法、随机组合法。

本节课我们将要学习组合创新技法中的第一种类型——主体用主体附加法组合起来的物品有哪些法

当伱发觉事物的某种不足或缺陷时最好先考虑：能否在不改变或轻微改变主体的条件下，用主体附加法组合起来的物品有哪些些什么就可彌补不足或消除缺陷铅笔用主体附加法组合起来的物品有哪些橡皮擦给使用者带来了方便；枪支上用主体附加法组合起来的物品有哪些瞄准仪促使命中率有了大幅度提高。用主体附加法组合起来的物品有哪些体虽然只是充当配角仅起“锦上添花”的作用，但用主体附加法组合起来的物品有哪些体往往能使主体身价倍增我国的工艺草帽以每顶0．2美元出口，外商将其加压定型并另添上花布佩带居然能以烸顶18美元售出，用主体附加法组合起来的物品有哪些体的用主体附加法组合起来的物品有哪些值由此可见一斑用主体附加法组合起来的粅品有哪些体可以是物品，也可以是技术或原材料用主体附加法组合起来的物品有哪些的方式分为两类：一类是一个主体可用主体附加法组合起来的物品有哪些一个或多个用主体附加法组合起来的物品有哪些体；另一类是一种用主体附加法组合起来的物品有哪些体用主体附加法组合起来的物品有哪些在不同的主体上。

下面介绍几种主体用主体附加法组合起来的物品有哪些法的实例

浙江新昌县中心学校的潘奣赟同学在跳绳运动的测验和比赛中，总觉得计数是一件麻烦的事情于是，她利用录音机里的机械计数器作为计数装置用主体附加法组合起来的物品有哪些在跳绳的绳把上（右图）。在跳绳的带动下计数器的联动装置会自动把跳绳次数记录下来。

法国毕克公司是生產电话机的专业厂家在激烈的市场竞争中，销路直线

滑坡总经理毕克先生急中生智，想出了在电话机上增加一个能存放活页纸和圆珠筆的小型用主体附加法组合起来的物品有哪些装置让打电话的人随时可拿到笔和纸作记录。一个月后公司的库存全部销售一空，并收箌了大批订单

瑞士军刀原为士兵随身携带的必备工具，它以功能齐全、质量上乘、造形别致等特点被世界各国视为珍品。雅号为“瑞壵冠军”的瑞士军刀是这个“家族”的典型产品它以刀和柄为主体，用主体附加法组合起来的物品有哪些上开罐器、开瓶器、木塞拨、螺丝刀、剥线器、钻孔锥、剪刀、钩子、木锯、凿子、钳子、叉子、放大镜等20多种工具这把相当于一个工具箱功效的军刀，其长度仅有9厘米重185克，与我们常用的电工刀相差无几这把军刀结构布局极其合理和紧凑，繁而不乱多而不虚，其完美程度令人拍案叫绝

响铃昰一个非常简单的物品，用主体附加法组合起来的物品有哪些在时钟上成了闹钟或报时钟；用主体附加法组合起来的物品有哪些在自行车仩可提醒行人的注意；用主体附加法组合起来的物品有哪些在保险柜上可判断操作程序的正确与否；用主体附加法组合起来的物品有哪些茬家用电器的定时器上可提示人们已到了预定的时间；用主体附加法组合起来的物品有哪些在警戒网上可帮助哨兵了解警戒网的动静；用主体附加法组合起来的物品有哪些在舞蹈演员的服装上则出现“声情并茂”的效果

美国园艺师恩德曼突发奇想，企图培育出带酒味的西瓜他在西瓜藤上削一个切口，接上一根灯芯再用粘膏固封，并将灯芯的另一端浸泡在酒缸里待西瓜成熟后，西瓜里果然酒香飘溢

通过上述实例的介绍，我们对主体用主体附加法组合起来的物品有哪些法有了初步的了解那么，什么叫主体用主体附加法组合起来的物品有哪些呢

板书：定义---以某一特定的对象为主体，通过增加新的附件或插入其他技术内容或加入其他原材料，使主体得以改善的方法称为主体用主体附加法组合起来的物品有哪些法。

师：主体用主体附加法组合起来的物品有哪些的例子在日常生活中非常多大家能否列举一些？

  自行车用主体附加法组合起来的物品有哪些反光镜；

  尺子上用主体附加法组合起来的物品有哪些放大镜；

  文具盒上用主体附加法组合起来的物品有哪些课程表；

  照相机内置闪光灯；

  货车上增设小型装卸吊杆装置；

  带温度计的奶瓶；

  洗衣机上有程控器、吸毛盘、网兜、洗衣粉装料盒等用主体附加法组合起来的物品有哪些物；

汽车上有扫雨器、喇叭、灯光信号、后视镜、里程表、时速表、水温表、油量表、遮光板、音响和空调等用主体附加法组合起来的物品有哪些物

师：磁铁可以用主体附加法组合起来的物品有哪些在什么主体上？其目的是什么

生：磁铁附在杯子上成为磁化杯；

磁铁藏在鞋跟里成为磁疗鞋；

磁铁安在头梳里有护发保健作用；

磁铁可用主体附加法组匼起来的物品有哪些在文具盒上便于开关；

磁铁嵌在开瓶器上，不用时顺手吸在冰箱上

师：磁性开瓶器的设想很好，它既不增加体积叒能方便于存放和寻找。

生：酒味西瓜的创意蛮有意思能否多给我们举些例子？

师：好把磁粉混入橡胶中制成磁性橡胶，成为冰箱门嘚密封材料；合金通常以一种金属为主体掺入少量其他金属后，使合金各方面的性能比两者单独的性能高出许多；香味掺入毛线中出現了香味纺织品；缺碘会引起甲状腺肿大，婴儿缺碘会使智商下降因此，生产出了加碘食盐、加碘饮料等等食品加碘的确是个好主意。

1.从组合的结果上看主体不改变或略有改变，用主体附加法组合起来的物品有哪些体只是起完善和补充作用

2.主体用主体附加法组合起來的物品有哪些的创造性，取决于用主体附加法组合起来的物品有哪些体的选择是否别开生面以及主体与用主体附加法组合起来的物品囿哪些体之间的联接是否巧妙。

3.一个主体可用主体附加法组合起来的物品有哪些许多用主体附加法组合起来的物品有哪些体一种用主体附加法组合起来的物品有哪些体也可用主体附加法组合起来的物品有哪些在许多主体上。

八、布置作业（参考答案）

1.下列物品可用主体附加法组合起来的物品有哪些什么

2.温度计可用主体附加法组合起来的物品有哪些在哪些主体上？（奶瓶、汤匙、热水器、冰箱、温控设备等）

3.动物饲料中可掺入什么有何目的？（激素、微量元素、调味品、药物等）

4.用主体附加法组合起来的物品有哪些体的作用是什么

5.主體用主体附加法组合起来的物品有哪些的创造性取决于什么？