奇妙的組合法

◎貴州省畢節市第一中學 郭昭鵬

組合法是眾多發明方法中的一種，就是把兩個或多個物品進行適當地組合，形成新的物品的發明方法。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，我將結合實例和大家分享這四種組合法在教學中的應用。

一、矛盾組合法

矛盾組合法是把兩個功能相反的物品進行組合，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了；夏天炎熱、冬天寒冷，于是既能吹熱風又能吹冷風的空調出現了；帶起釘器的訂書機；帶擦除功能的粉筆；等等。

利用矛盾組合法確定發明選題時，一定要注意組合的兩個功能必須相反。我輔導學生設計的“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。我指導學生抓住這一矛盾點，設計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計方式，在順行方向設置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，既能達到讓車輛在入口和出口處減速的目的，又能有效預防車輛逆行。

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，于是有人發明了雙人自行車；想要家里多個床位，于是有人發明了雙層床；想使裝訂的資料更牢固，于是有人發明了雙排訂書機。還有雙頭液化氣灶、雙層文具盒、多屏幕電視接收機等，這些都是利用同物組合法發明的物品。

利用同物組合法確定發明選題時，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”就是我指導學生利用同物組合法發明的作品，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?！搬u醋兩用瓶”就能很好地解決這一問題。

“醬醋兩用瓶”的大瓶內部套了一個小瓶，一瓶兩用，既裝醬油又裝醋，外瓶內是醬油，內瓶內是醋。當取食醬油或醋時，無需端著瓶子倒，只要按壓相應的按壓蓋，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需要拉長或縮短，使用靈活。根據人們的生活習慣，我們還設計了提手，并且在瓶蓋處標注“醬油”或“醋”的字樣，方便人們取食。

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“球的體積公式驗證演示器”，如圖5所示。

圖5 球的體積公式驗證演示器

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

“球的體積公式驗證演示器”使抽象的數學公式形象化，驗證過程生動有趣，學生易于接受。

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生的發明；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生的發明；還有帶火災報警器的吊燈、帶防撬報警器的防盜門；等等。

“預防電梯門‘吃人’裝置”就是利用主體附加組合法發明的作品。在現有電梯系統的基礎上，加裝可伸縮軸裝置，在轎廂門未完全關閉時，伸縮軸插入導軌的對應插孔內，起到固定轎廂的作用，防止轎廂在門未關閉的情況下突然上升或下降，避免安全事故發生。

圖6 預防電梯門“吃人”裝置原理圖

五、總結

運用組合法進行發明教學時，不能簡單疊加、盲目組合、胡亂堆砌，而是要科學地、有機地組合。發明教學并不難，只要教師引導有方，學生學得有興趣，就可以由淺入深，取得成效。