?？聘傎愖髌愤x題講座

1、主講: 張德拉 (海南大學 教授) 2014年12月21日 海南大學生學科競賽指導 開展課外科技創(chuàng)新活動 體驗 創(chuàng)新 收獲 講座內容 借鑒獲獎作品-它山之石怎樣開發(fā)課題-贏在起點怎樣進行創(chuàng)作-把握核心怎樣表達創(chuàng)新-注重提煉 回答提問 一、獲獎作品借鑒-它山之石 特等獎、一等獲獎作品匯總（見附件） 選 題 ：切合主題，意義深遠 設 計： 構思新穎，簡便實用 模 型 ：成本低廉，接近實物文 本： 思路清晰，表述到位點評“環(huán)保創(chuàng)意”獲獎作品特點 選 題： 關注社會，立意高遠 設 計： 思路清晰，求新求優(yōu)實 驗： 精心安排，結論可信模 型： 結構合理，靠近原型 文 本： 規(guī)范寫作，內容充實 點評“節(jié)能

2、減排”獲獎項目特點一、競賽主題 節(jié)能減排，綠色能源 二、競賽內容 競賽內容以“節(jié)能減排、綠色能源”為主題，體現新思維、新思想的實物制作（含模型）、軟件、設計和社會實踐調研報告等作品。 全國大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽 三、競賽規(guī)則 1、參賽對象： 全日制非成人教育的本科生、專科生、碩士研究生和博士研究生（不含在職研究生）。參賽者必須以小組形式參賽，每組不得超過7人，可聘請指導教師1名； 2、參賽單位： 以高等學校為參賽單位，每所高校限報15項作品，申報作品時需對所有作品進行排序以作評審參考。 3、作品申報： 參賽作品必須是比賽當年完成的作品。參賽學生必須在規(guī)定時間內完成設計，準時上交參賽作

3、品，未按時上交者作自動放棄處理； 4、作品評審： 專家委員會根據作品的科學性、可行性、創(chuàng)新性和經濟性等指標對作品進行初審和終審，并提出獲獎名單； 四、競賽日程與安排 1、競賽報名： 參賽單位于每年的4月10日前將加蓋公章的高校報名表快遞給競賽組委會（高校報名表見附件，報名時間以郵戳為準）,同時將電子版發(fā)送到大賽官方郵箱，郵箱地址:.2、作品申報（1）電子版 請各參賽高校將競賽作品申報書于每年5月31日前進行網上提交（過時系統(tǒng)將自動關閉，未按時在網上提交者視為自動放棄）。大賽組委會將為每所參賽高校分配一個賬號，用于注冊和上傳作品。屆時由各高校網上提交本校參賽學生作品，為避免集中上傳作品造成網絡堵

4、塞，請盡早在網上提交競賽作品。（2）紙質版 請以學校為單位，將所有參賽作品的紙質版（一式5份）于每年6月5日前郵寄至競賽組委會（以郵戳為準，建議通過EMS或順豐快遞郵寄），另請一并寄送一張加蓋公章的匯總表，務必將所有作品進行排序。對于紙質版材料，科技作品設計說明書請附在科技作品類申報書后面一并裝訂，社會實踐調查報告請附在社會實踐類申報書后面一并裝訂，統(tǒng)一郵寄到競賽組委會（詳細地址見后），并在競賽網站進行申報作品登記。3、作品初審 初定每年5月31日-6月15日，大賽組委會組織專家在網上進行作品初評。 4、專家會評 初定每年6月23日至25日，舉行專家會評，確定大賽三等獎和入圍決賽作品名單。 5

5、、作品公示 通過會評的作品，設為期10天的公示期。 6、終審、決賽 初定每年8月5日至7日，在承辦大學舉辦全國總決賽，即作品終審和決賽。 背景: 健身房的體育器材,大多都具備機械 運動,例如腳踏車、升引器、跑步機 等，這些機械運動產生的能量都沒有 利用起來.思考: 如何利用這部分機械能?辦法: 機械能轉換為電能? 電能應用于健身房的通風與照明？綠色健身房案例1全國二等獎（2008年，第2屆） 創(chuàng)意: 根據健身房的運動器材，利用人們作健身活動時所產生的機械能轉換為電能儲存或直接應用于健身房的通風或照明，能量轉換利用-達到能源利用和健身房節(jié)能.創(chuàng)造技法: 希望點列舉法 聯想創(chuàng)造法創(chuàng)新點:機械能轉換

6、為電能并加以利用。全國二等獎（ 2011年，第4屆) 背景:發(fā)現城市的雨水沒有被利用問題 思考:如何利用雨水為城市建設服務?城市雨水收集與綜合利用方法：利用樓房屋頂收集雨水并儲存，用于洗車、清洗道路、澆灌草地等。案例2新創(chuàng)意: 城市雨水充分利用 補充水源 節(jié)水創(chuàng)新點: 利用城市樓房屋頂收集雨水，并加以利用，實現城市建設節(jié)水和雨水的綜合利創(chuàng)造技法: 希望點列舉法 聯想創(chuàng)造法 背景: 洗衣機脫水設置大多超時，耗能大。思考: 如何使洗衣機脫水完成立即停機? 辦法：（1）重新設置脫水限時裝置? （2）利用脫水檢測裝置實現限時? （3） 實現節(jié)能?洗衣機脫水節(jié)能裝置案例3全國二等獎，2014年第7屆 新

7、創(chuàng)意: 設置水流感應裝置，實現脫水完成立即停機節(jié)能降耗創(chuàng)新點: 在洗衣機排水管中安裝水流感應裝置，脫水完成時實現自動停機，改變洗衣機脫水固定限時停機。創(chuàng)造技法: 希望點列舉法 聯想創(chuàng)造法新創(chuàng)意: 設置水流感應裝置，實現脫水完成立即停機節(jié)能創(chuàng)新點: 在洗衣機排水管中安裝水流感應裝置，脫水完成時實現自動停機，改變洗衣機脫水固定限時停機;所設裝置簡單價廉易實現。創(chuàng)造技法: 希望點列舉法 聯想創(chuàng)造法 背景: 檳榔初加工過程，耗能大、污染大。思考: 如何實現“節(jié)能減排”? 辦法：（1）工藝改造？ （2）裝置改造？ （3） ?檳榔初加工“節(jié)能減排”系統(tǒng)設計案例4全國三等獎，2014年第7屆 新創(chuàng)意: 熱能

8、綜合利用節(jié)能降耗； 廢水、廢氣一體化治理。創(chuàng)新點: 回收煤煙廢氣中熱能，用于鍋爐水的預熱廢氣熱能回收利用；利用檳榔煮水洗滌煤煙氣中的煙灰和有害組分，廢水通過“厭氧處理”，產生的沼氣替代部分燃煤，沼液作為在機液肥用于澆灌果園和菜地。實現以廢治廢,變廢為寶。創(chuàng)造技法: 原理模仿法 聯想創(chuàng)造法 背景: 高校教材、教參全部為紙質，耗材 大、浪費大。思考: 如何減少紙張浪費實現節(jié)源減耗? 辦法：（1）教材循環(huán)利用？ （2）教材電子化？ （3） ?高校教材電子化案例5全國三等獎，2012年第4屆 新創(chuàng)意: 建立教材有效循環(huán)利用機制-減耗； 教材實現電子化-可從根本上減耗。創(chuàng)新點: 高校教材從傳統(tǒng)紙質版轉變

9、為現代電子版，從源頭實現材料的減耗。不僅改變傳統(tǒng)習慣，更是高校低碳經濟建設新開端。創(chuàng)造技法: 希望點列舉法 聯想創(chuàng)造法 2004年全國一等獎 中國科協主席獎 英特爾基金項目獎;2005年在美國獲得英特爾基金項目獎. 便捷式管涌搶險器背景: 洞庭湖區(qū)汛期,抗洪搶險“千里之堤,潰于蟻穴 ” 管涌-潰堤案例4堵管涌的傳統(tǒng)辦法：思考: 還能有別的有效辦法堵管涌呢? 辦法1: 堵管涌專用車 辦法2: 堵管涌機器人 辦法3: ？ 新創(chuàng)意:便捷式管涌搶險器 創(chuàng)造技法: 缺點列舉法 希望點列舉法 原理模仿法創(chuàng)新點: 根據堵管涌的基本原理,突破了傳統(tǒng)方式，發(fā)明了一種新的簡單機械裝置，實現了方便、快捷、低消耗的堵

10、管涌作業(yè)。 沼氣照亮文明村（第2屆） 工業(yè)固廢資源化利用（第4屆） 高校教材電子化（第4屆） 三沙市綠色建設規(guī)劃（第4屆） “樂城”低碳循環(huán)經濟建設 （第3屆）社會調研類獲獎項目 二、怎樣開發(fā)課題-關注熱點1.作品要求 “今天的創(chuàng)新大賽的作品,應當是更提倡科技創(chuàng)新、提倡探究性學習的成果，注重科技含量和創(chuàng)新程度，發(fā)明創(chuàng)造、科技制作和科學研究更富有創(chuàng)新性、科學性和實用性；要適應時代的要求，要適應科學教育與科學普及的發(fā)展與進步”。內容方面 要符合競賽主題要求題目要鮮明、準確，最好能有讓人耳目一新的感覺。要有地區(qū)特色，越是你獨有的，別人未發(fā)現和涉足的，你也許就是最優(yōu)秀的。 題目不要過大，不要奢望函蓋或

11、解決所有問題，應該是能想到并能做得到的項目。課題方面教師的科研課題或科研項目，提倡也鼓勵學生參加。但要明確學生的主要工作和貢獻，而且學生這些工作和貢獻應當是項目成果的主體。 要做好查新和檢索工作，以往比賽有過的項目和作品，不要再重復前人的工作。除非在原有基礎上有新突破、新發(fā)現。注意事項選題基本過程創(chuàng)造技法應用關注社會問題提出多項設想提出課題概念進行選題推敲創(chuàng)新課題確定選題查新檢索缺點列舉法希望點列法聯想創(chuàng)造法類比移植法原理模仿法組合創(chuàng)造法頭腦風暴法節(jié)能降耗低碳環(huán)境保護問題資源利用問題農村突出問題社會安全問題生產效率問題地方特色問題2、如何選題1、為什么做?2、做什么?3、怎樣做?4、成果形式?

12、要解決的問題:海南大學2014年獲獎作品（節(jié)能減排）低成本洗衣機脫水自動檢測裝置設計 （二等獎，趙鵬震 ）檳榔初加工節(jié)能減排系統(tǒng)設計 （三等獎，胡軍 ） 節(jié)能型自清潔散熱鰓片超蔬水表面設計 （二等獎，郭暉 ） 沼氣照亮文明村（第2屆） 工業(yè)固廢資源化利用（第4屆） 高校教材電子化（第3屆） 三沙旅游資源和生態(tài)保護措施（第6屆） “樂城”低碳循環(huán)經濟建設 （第5屆）社會調研類獲獎項目3、課題定位課題定位 源于現實生活PPPPP課題定位確定創(chuàng)新競賽項目問題新課題選題案例 選題創(chuàng)意工程項目作品裝 置論文課題價值?設計難度?樣機檳榔果自動剖切裝置設計手工剖切機械剖切創(chuàng)新點具備功能創(chuàng)新理念: 由手工改為

13、機械 關鍵技術： 剖切裝置設計 投料-剖切-傳動協調檳榔果自動剖切裝置設計安裝調試、實驗測定案例老年人問題生活起居輔助用具工程作品作品創(chuàng)新點用具功能目的意義 ？智能拐杖裝置？課題價值?設計難度?新型智能拐杖的設計與研究論文老人-行動不便、記憶力差、眼疾等。新型智能拐杖的設計與研制1.GPS定位功能2.溫度檢測功能3.紅外避障功能4.計量步伐功能5.CO毒氣檢測功能6.通信功能7.摔倒報警功能拐杖的功能要求：外型設計要求：時髦、可穿戴，并能與互聯網聯網！重點與難點如何實現一體化！創(chuàng)新點：關鍵技術：三、怎樣進行設計-把握核心突出創(chuàng)新課題設計方案設計思路方案構思實驗實踐“發(fā)明創(chuàng)造是實驗的女兒”。功能

14、設計法發(fā)散收斂法鐘表顯示時間功能機械表電子表化學表功能有形層延伸層功能設計法：- 功能鐘表設計根據功能需要思考設計方案例洗衣機分離臟物滾擦式分離震動式分離捶打式分離熱脹式分離透析式分離例2發(fā)散收斂法 - 功能洗衣機設計葉脈網式凝霧集水裝置科技創(chuàng)新.全國一等背景: 淡水資源缺乏 霧-“空中水庫 ” 開發(fā)霧水資源 智利 捕霧化水技術 設計思路:基本功能凝霧集水；結 構不同于 “智利經緯網” ；性能上要高效。例影響因素分析材料選擇結構形狀組合方式材料一定的情況下，網的結構形狀對凝霧集水效果影響很大；從文獻檢索發(fā)現還沒有這方面的記錄。因此，從網的結構形狀方面進行創(chuàng)新設計是方案構思的基本方向.魚網 蜘蛛

15、網 葉脈網金屬經緯網化纖經緯網真葉脈網仿葉脈網實驗1 四種網的凝霧集水比較實驗目的：比較不同網的集水量實驗方法：模擬對比實驗。 實驗設備與材料： 金屬經緯網、化纖經緯網 真葉脈網和仿葉脈網； 家用加濕器；計時器；接水盤、量杯等。在網的規(guī)格、提供的霧量、凝霧的時間都相同的條件下，4種網都有凝霧集水作用，但集水量有差別。其中仿葉脈網的集水量最多，真葉脈網第二，金屬經緯網第三，尼綸經緯網最少。集水量的差別，表明在其他因素相同的情況下，網的凝霧集水效果與材料和結構是有關系的。 實驗結果與分析實驗2 野外凝霧集水實驗結果比較：仿葉脈網集水量最多對葉脈網進行組合設計 根據實驗結果（效果）分析，選擇了三角內

16、凹星形結構的葉脈網組合方案。 總體方案圖模型實驗3 葉脈網式凝霧集水裝置實驗 葉脈網式凝霧集水裝置全國一等獎 中國科協主席獎 英特爾基金項目獎 葉脈網式凝霧集水裝置該項目的創(chuàng)新點在于：（1）通過對霧特性的研究，突破了傳統(tǒng)的用經緯網捕霧取水的方法，提出了用葉脈網凝霧集水的新理念；揭示了葉脈網凝霧集水的主要機理；（2）通過實驗探討了影響葉脈網凝霧集水效率的主要因素（材料、結構、霧與網相對運動），發(fā)現了有利于霧氣凝結和水滴流動的網效率較高，其中具有雙面導流層的仿葉脈網的凝霧集水效果更明顯；（3）利用葉脈網的凝霧集水的高效特性，采用仿葉脈網，設計了具有“二次凝霧”和“旋轉碰霧”性能的可旋轉三星狀葉脈網

17、式凝霧集水裝置。城市浮塵捕捉裝置設計 隨著經濟的高速發(fā)展，許多城市上空浮塵危害日趨嚴重，導致近年來居民中哮喘、肺癌等呼吸道疾病發(fā)病率倍增，同時也引起城市霧霾天氣頻發(fā)，造成大面積大氣環(huán)境污染。“清掃天空”，凈化城市已成為文明城市建設的一項重要環(huán)保工作。由于城市浮塵的特殊性，傳統(tǒng)的吸塵裝置無法承擔重任，因此，有必要研發(fā)專門的捕捉浮塵的裝置。背景例2創(chuàng)意捕塵裝置 裝置固定在車輛（公交車、的士或環(huán)保專用車）頂部。運動中的捕塵裝置，其通道吸氣效應使浮塵流入，所含塵粒在捕塵功能面上被俘獲，經過一段時間的使用后可用洗水對捕塵裝置進行清潔。設計基本思路 新設計的車載式捕塵裝置，以靜電除塵原理為基本依據,關鍵是

18、要解決在空間開放、霧霾濃度不高、體積有限和移動作業(yè)等約束條件下提高裝置捕塵效率等技術難題。圍繞“高效”的功能求解（1） 基于電極對數的高效設計實驗1： 電極材料的選擇實驗2： 聚丙烯塑料碳漿電極的擊穿 電場強度的測試實驗 非金屬聚丙烯碳漿電極 （2）基于通道結構的高效設計捕塵蜂巢結構示意圖 實驗3：確定捕塵蜂巢電極間距實驗。實驗4：電壓對捕捉效率影響實驗（3）基于通道長度的高效設計（4）基于電暈放電增效的高效設計實驗5：測定電暈放電增效板對捕塵效率的影響 車載式浮塵高效捕捉裝置本項目的主要貢獻在于：（1）提出“清掃天空”、捕捉浮塵的城市環(huán)保新理念，并研發(fā)出相應的技術和裝置。(2）解決了在塵粒相對濃度低和車頂位置有限的特殊的室外環(huán)境里實現高效俘獲塵粒的技術難題。圍繞“高效”的核心性能要求采取了三項技術措施. （3）通過“車載式”裝置的構思，依靠相對運動產生的通道氣流效應實現了裝置自助式吸氣以提供捕獲塵粒機會的功能，突破了傳統(tǒng)靜電除塵類設備需要提供產生負壓裝置的限制，安全、節(jié)電、環(huán)保，是城市環(huán)保設備與交通設備珠聯璧合的有益嘗試?？萍紕?chuàng)新全國一等獎四. 怎樣表達創(chuàng)新-注重提煉簡潔扼要亮點突出 表達準確 概括全面 創(chuàng)新物原理創(chuàng)新？方法創(chuàng)新？結構創(chuàng)新？用途創(chuàng)新?參昭物研究背景項目的主要貢獻(創(chuàng)新點)