由書架取書引發(fā)的思考與發(fā)明設計

科學，能鍛煉人的思維和邏輯。無論你研究的是什么，最后總要形成脈絡非常清晰的文字材料。科學論文恰恰就是文字和思維最好的結合體。鄧玉琳老師，廣東省深圳市南山實驗教育集團南頭小學語文高級教師、班主任;教育部小學語文骨干教師國家級培訓優(yōu)秀學員;全國“閱讀改變中國”2019年度點燈人。她引導孩子們對發(fā)現的問題進行探索，并付諸實驗，最后提出解決的方法。這一系列的過程最后落在文字上，既鍛煉了孩子的思維，又提高了孩子寫作的能力。

問題·探索

有一天，我想取一本書。可是那本書放在書架的最高層。我拿了一把椅子，踩上去，可還是夠不著。我想：如果再拿一把椅子摞起來應該能夠得著，可是我又擔心會摔下來。這時我想：假如有一個書架能夠把我想要的書直接旋轉到面前，該多好哇！

當這樣想的時候，我突然感覺這應該是可以實現的。我見過水車，水車有一個很大的葉輪，輪軸轉動的時候，能夠把水從一個地方運到另一個地方;我們去機場托運行李的時候，人站著不動，行李托運帶便把行李從行李托運帶上運過來運過去;我還看到一種晾衣服用的手搖衣架，衣服掛在衣架的長桿上，用手搖動升降器可以讓衣架升得很高，也可以降到夠得著的地方……

我在想：為什么不能把書架做成一個像小水車那樣的書架呢？書放在專門設計的適合放書的葉輪上，每一個葉輪配上配套的蓋子，再配上軸承、傳送帶和手搖桿，想取書的時候，只需要搖動手搖桿，打開蓋子就可以了。如果可以的話，我還想做電動遙控的書架，按鈕一按，書就會轉到我想要的那一層，拿到我想看的書。

帶著滿腦子的幻想，我開始進行本次論文的思考和創(chuàng)想。

資料·思考

我到圖書館、書城，查找一些與我的設想相關的參考書籍;也利用互聯網，搜索、收集一些我的設計中用得上的資料與文獻。另外，我還觀察、研究了一些參考物。

參考物一：水車

我仔細觀察了水車的結構，看看水車是怎樣轉動、水是怎樣傳送的。水車的葉輪盤和軸是固定在一起的，葉輪旋轉帶動軸也旋轉。木頭軸很光滑，轉動起來很靈活。

參考物二：摩天輪

我仔細觀察后，通過搜索資料了解到，摩天輪是用電動機通過減速機減速，把高轉速低扭矩的機械動力轉變?yōu)楦吲ぞ氐娃D速的機械動力，需要較復雜的連桿類機械結構，隨著車廂繞轉的位置來同步調整其保持水平，一般是通過輪胎等有一定強度的中間機構傳到輪盤上，使其低速轉動。

參考物三：手搖升降式晾衣桿

我發(fā)現，手搖升降式晾衣桿配備了手搖升降器、鋼絲繩、轉向器、頂座和晾桿，裝在墻上，通過鋼絲繩經過滑輪連接頂座、晾桿和手搖升降器，從而實現升降的功能。

參考物四：機場行李托運帶

機場行李托運帶是利用履帶傳送的，是一種非常常見的履帶傳送裝置。

參考物五：立體車庫

我觀察的立體車庫比較復雜，是通過微電腦程序電動控制的。所以我去了好幾次。立體車庫的結構主要由鏈條及滑輪組、載車板、升降機構、橫移入庫機構以及庫架等部分組成。我覺得這個立體車庫的原理很接近我心目中理想書架的設計。

動手·實踐

由書架取書引發(fā)的思考與研究，到這里基本上告一段落了。我準備動手開始設計制作書架了。

圓形水車式書架設計

開始的時候，我準備設計一個圓形水車式的書架。我拿了一個圓盒，比畫了一下，發(fā)現原來這樣是行不通的。因為這種轉動會讓書的方向也同時發(fā)生轉動，非常不安全。所以我必須設計出可以讓書架轉動，但是書自始至終都保持方位不動的書架。于是我又開始了第二次動手實踐。

圓形懸掛式書架設計

我用我的積木材料，設計了一個圓形懸掛式書架。

這個書架有以下優(yōu)點：

第一，這個書架底座有滑輪，可以非常方便地自由移動到我想移到的位置;

第二，這個書架裝了手柄搖桿，可以實現我想把高處的書移到下面的想法，方便我這樣的小孩兒以及行動不方便的老人閱讀書籍。

這個書架也有以下缺點：

第一，這個書架中間的立柱、底座、書架連接處需要非常結實的材料，才可以保證書架不會掉下來砸到人;

第二，如果我能找到比家里的積木材料更合適的材料，我可以把手柄搖桿裝到更下面一點兒的位置，這樣就更方便了。

我希望我還能設計出更理想的書架，于是開始了第三次動手實踐。

立體升降式書架設計

這一次爸爸媽媽專程帶我來到佛山。我們首先找到一家主要生產兒童家居的工廠。我把我的設計理念告訴了工廠制圖的專家，希望他能幫我繪制出一份更加專業(yè)的圖紙。可是這次嘗試是失敗的。因為他們主做家居，很少涉及五金，圖紙繪制不出來。接著我們又請了樣板師傅，指導我們嘗試制作模型，看看能不能做出來。又失敗了。因為我們之前找到的五金材料做不出來我想要的效果。

我們沒有灰心，接著又找到一家主要做出口五金家具的工廠。激光切割配件，修圖，動手制作、更改，連接處的細節(jié)等，每一個環(huán)節(jié)都需要反復思考、設計，稍微有一點點差錯，書架就不能成功。我終于明白，為什么要保護知識產權了，原來每一款新型產品從設計到出爐，都凝聚了設計者無數的心血呀！

不管怎樣，功夫不負有心人，我的樣品終于出爐了。它基本上實現了我想要的樣子，具有旋轉升降、節(jié)省空間、取放方便、穩(wěn)固結實、簡單實用的特點。

這是我最終設計的樣品：一個是板式加五金結構;為了攜帶方便，又做了一個小一點兒的純五金結構。

收獲·結語

通過日常生活中一個取書的舉動，引發(fā)了我一連串的思考與探索，并最終設計出產品。產品的專利號是ZL 2018 2 2151703.3。

這次發(fā)明設計，從一個點子，到制作出一個產品，中間經歷的每一個環(huán)節(jié)都需要我仔細觀察，作好充分準備，還要和制作工人團結合作，遇到困難想辦法解決。這應該是我這次發(fā)明設計最大的收獲吧！

（指導教師：鄧玉琳 周美英）

由于版面有限，我們展示的只是李沐龍同學這篇論文的部分內容。通過這些論文，我們發(fā)現同學們的創(chuàng)造力真是無限的。生活中任何一個細節(jié)，都可能成為你探索的理由。加油吧，少年！