宋國(guó)松

小典故

雙動(dòng)式活塞風(fēng)箱

古代，中國(guó)冶金術(shù)長(zhǎng)期處于世界領(lǐng)先地位的一個(gè)重要原因，就是我國(guó)勞動(dòng)人民發(fā)明了雙動(dòng)式活塞風(fēng)箱。這種具有劃時(shí)代意義的發(fā)明，在公元前四世紀(jì)已被廣泛應(yīng)用。它使用人工推拉，通過活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)使空氣流動(dòng)產(chǎn)生連續(xù)氣流，以不斷地鼓風(fēng)。

冶金史上最早使用的鼓風(fēng)器是一種皮囊，它鼓風(fēng)是間歇性的，鼓風(fēng)時(shí)無(wú)法吸氣，吸氣時(shí)無(wú)法鼓風(fēng)，因而效率很低。而雙動(dòng)式活塞風(fēng)箱，在鼓風(fēng)的同時(shí)吸氣，在吸氣的同時(shí)鼓風(fēng)，因而能夠連續(xù)鼓風(fēng)。這是采用功能逆向法的典型案例。

工具箱

功能逆向法

功能，即事物、系統(tǒng)或方法所能夠發(fā)揮的作用、效能等。如：機(jī)械的推和拉、提和壓，電器的加熱和制冷，材料的利用和廢棄等。

功能逆向法是指向已有的事物、系統(tǒng)或方法的功能逆向形式去設(shè)想，以尋求發(fā)明創(chuàng)新的方法。

逆向思維中“功能轉(zhuǎn)換、廢物利用”的方法在發(fā)明創(chuàng)造中的應(yīng)用是極其廣泛的。

反復(fù)印機(jī)。日本是一個(gè)資源貧乏的國(guó)家，因此他們十分崇尚節(jié)儉。當(dāng)復(fù)印機(jī)大量吞噬紙張的時(shí)候，他們不但一張白紙正反兩用，而且采用了“功能逆向法”，發(fā)明了一種“反復(fù)印機(jī)”，已經(jīng)復(fù)印過的紙張通過它以后，上面的圖文消失了，重新還原成一張白紙。這樣一來(lái)，一張白紙可以重復(fù)使用許多次，不僅創(chuàng)造了財(cái)富，而且還節(jié)約了資源。

煤渣空心磚。我國(guó)2010年消耗煤炭30億噸，其產(chǎn)渣量大約在5%～10%。雖然煤渣相對(duì)于煤炭來(lái)說是廢棄物，但是，人們使用“功能逆向法”，將“廢棄”轉(zhuǎn)變?yōu)椤袄谩?，將煤渣與水泥或湖泊淤泥等材料配比，制作出可供建筑使用的煤渣空心磚，既減少了對(duì)制磚黏土的需求、對(duì)環(huán)境的破壞，又實(shí)現(xiàn)了“廢物利用”，降低了生產(chǎn)成本，真是“一舉多得”。

拱冰式破冰船。傳統(tǒng)的破冰船依靠自身的質(zhì)量來(lái)壓碎冰塊，因此它的頭部采用高硬度材料制成，船體十分笨重，轉(zhuǎn)向非常不便，而且非常害怕從側(cè)向漂來(lái)的冰塊。前蘇聯(lián)科學(xué)家運(yùn)用了“功能逆向法”，變向下壓冰為向上拱冰，即讓破冰船潛入水下，依靠浮力從冰下向上破冰。新的破冰船設(shè)計(jì)得非常靈巧，不僅節(jié)約了許多原材料，而且不需要很大的動(dòng)力，自身的安全性也大為提高。遇到較堅(jiān)厚的冰層，破冰船就像海豚那樣上下起伏前進(jìn)，破冰效果非常好。

集中供暖供熱分戶自控裝置。我國(guó)東北地區(qū)是冬季供暖的重要區(qū)域，也是能源消耗的重點(diǎn)地區(qū)。但是，由于供曖設(shè)施只具有供暖功能，并且限制供熱（水）功能，直接或間接地造成能源浪費(fèi)，制約了節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。獲第七屆宋慶齡少年兒童發(fā)明獎(jiǎng)的銅獎(jiǎng)作品“集中供暖供熱分戶自控裝置”運(yùn)用“功能逆向法”，改變?cè)械南拗疲瑸橛脩籼峁┝耸褂煤涂刂频墓幔ㄋ┕δ堋?/p>

思考題

一、認(rèn)識(shí)功能

通過網(wǎng)絡(luò)、圖書等方面的資料收集，談?wù)勀銓?duì)“功能”二字的認(rèn)識(shí)。

二、認(rèn)識(shí)方法

請(qǐng)舉發(fā)明實(shí)例說明什么是功能逆向法。

三、實(shí)踐項(xiàng)目

你能否運(yùn)用功能逆向法進(jìn)行一些發(fā)明設(shè)想，并嘗試完成它？

（作者：遼寧省大連市第十九中學(xué)教師）