科学小发明是根据少年儿童已有的科学技术知识和实际能力，在日常学习、生活、工作和劳动中，对那些感到不方便、不称心的东西，加以改进、改革和创新。相关小发明有自制手电筒、自制太阳灶、自制彩色蜡烛等。

简介

全国青少年科技活动领导小组对科学小发明的主要项目作了明确的规定：

第一，发明，指一切具有新颖性、先进性和实用性的科技成果；

第二，改进和革新，指对原有物品的形状、构造或其他方面提出的改进技术方案；

第三，新品种，指人工培育的动植物新的品种；

第四，发现，是对前所未知的事物、现象及其规律的揭示。

特点

科学发明是一种重大的科学技术新成就，它必须同时具备下列三个条件：

第一，前人所没有的；

第二，先进的；

第三，经过实践证明可以应用的。

世界知识产权组织对“发明”的定义是“发明是发明人的一种思想，这种思想可以在实践中解决技术领域里特有的问题。”

科学小发明不同于科学发明，是根据少年儿童已有的科学技术知识和实际能力，在日常学习、生活、工作和劳动中，对那些感到不方便、不称心的东西，加以改进、改革和创新。所以小发明是实用新型的“身边科学”。

小发明作品的“三性”

1、新颖性

新颖性是指你在完成这个小发明之前，还没有出现过同样内容或技术的产品。也就是说，你既在街上的商店里买不到同样的产品，也没有在书刊、广播电视中看或听到过介绍；同样的发明，既没有由他人向专利局提出过申请并记载于专利申请文件中，也没有由他人申报参加各级发明创造比赛。但是，如果你在别的发明上增加了新的功能、新的方法、新的用途，或是将原有的几件物品巧妙地组合在一起，构成一个新个体，增加了新的功能，那也算具有新颖性。

案例：好客鞋

好客鞋发明过程:

一天，魏强同学跟爸爸到一个朋友家做客，一进门就把他给难住了：主人家铺着地毯，不换鞋显得不礼貌。换鞋吧，脚又有臭味。回家后，魏强就想：如果有一种拖鞋，不用脱下脚上的鞋就能穿，那该多好！后来，他从旅游鞋上的尼龙搭扣得到启发：将拖鞋上的鞋袢装上尼龙搭扣，一按就搭上，一掀就拉开，要肥要瘦不就可以调节了吗？于是他找来一双旧拖鞋，剪开鞋袢，缝上尼龙搭扣，做成了"好客鞋"。这项小发明在第四届全国青少年发明创造比赛中获得了三等奖。

分析:

魏强的小发明只不过是将尼龙搭扣这项别人的发明移植到拖鞋上，但使拖鞋有了新的功能，尼龙搭扣也有了新用途，这项小发明也就具备了新颖性。

2、创造性

创造性是指小发明同原来的同类产品已有的技术相比，有突出的实质性特点和显着的进步。

案例：方便肥皂盒

发明过程:

一般的肥皂盒有点水，肥皂就会发粘，不容易取出来，肥皂的寿命也很短。天津的范平同学利用杠杆原理发明了方便肥皂盒。打开肥皂盒，肥皂就会立起来。它和同类产品相比，技术上要先进一些，获得了第一届全国青少年发明创造比赛一等奖。

3、实用性

实用性是指该发明能够制造或使用，并且产生积极的效果。小发明要能够做成实实在在的物品，不能只是想法或设计图纸，而且还要能够解决生产生活中的实际问题。

案例：防虫树裙

发明过程:

山西临县盛产枣子，但枣曲虫对枣子的危害很大。刘艳同学仔细观察枣曲虫的生长活动规律，发现雌虫要爬上树干与雄虫交配再残害树叶、树果。他就想了一个办法，在树干的半腰围一圈硬塑料片，内层涂上除虫药膏，使雌虫上不了树。这种简单巧妙的防虫树裙，实用性强，受到了枣农的欢迎，荣获第六届全国青少年发明比赛一等奖。

具体发明

自制手电筒

具体制作方法是：

将一只废易拉罐（如露露饮料罐）起掉一头盖子，另一头用圆头榔头敲凹。用厚瓦楞纸板卷起两节一号电池，电池正极朝上、负极朝下装入罐中。找一个合适的塑料盖（如神奇大大卷的盒盖正好可以扣在露露饮料罐上），在盒盖中央挖一个圆形小洞，洞的大小以使灯泡插紧为宜。将灯泡底座插入小洞。

取一段寻线两端剥去线皮，一端绕在灯座上，另一端从塑料盖侧面扎一个小孔穿出。将塑料盖盖在易拉罐上。检查一下，灯泡、电池是不是紧密接触。到这里一次性手电筒就做好了。使用时，用大拇指把从侧壁穿出的导线按在从拉罐无油漆的焊缝上，手电筒就会发光，大拇指离开导线跳起，手电筒就灭了，使用非常方便。

自制太阳灶

找一个大号手电筒上的凹面反光碗，用硬质泡沫塑料或木料削一根长约4厘米的圆柱体，直径以正好能紧紧塞进反光碗的圆孔为宜。在圆柱的一端横向钻一个细孔，穿入一根直径相当于孔径的铁丝，然后将露在圆柱外的铁丝两头扳折成90°，各留5厘米即可。把圆柱塞入反光碗的圆孔内，再将铁丝两端插在一块泡沫塑料或木质底板上。将一根细竹签的两头削尖，一头插在反光碗中央的圆柱上，另一头插上一小块土豆。把该装置放在太阳下，让反光碗朝着太阳方向，然后，耐心调节竹签长度，让插上去的土豆正好位于发光焦点上。要不了多久，土豆就会被太阳光烤熟，发出香味。

自制彩色蜡烛

材料：彩色蜡笔、蜡 

制作方法：

1．找一个废弃的罐装饮料桶(如1．25升的可乐瓶子)，整齐地剪去盖子的部分，把蜡削入桶中。 

2．把桶放人热水中，并搅拌里面的蜡，使之全部熔化。最好用开水。不过要请父母帮忙，或在父母的监护下进行这个步骤。 

3．把熔化的液体倒人一个形状好看的容器(比如放小块儿巧克力的心形框)中。不要倒得太多哟。至于原因嘛，往下看。当然了，你要先在容器中放入作蜡烛芯的线。 

4．原来的蜡冷却悟，依照上面的方法把熔化的彩色蜡笔液倒入其中(彩色蜡笔这个时候派上用场了)。这样把不同颜色的蜡一层层加上去，好看的蜡烛就做成了。

自制壁挂花篮

材料与工具：雪碧饮料瓶两个、胶水、刻刀、剪刀。 

制作方法： 

1． 将一只雪碧饮料瓶的绿色底套取下，剪成莲花状，翻转向下和瓶身粘成底座。 

2． 在绿色底套上截取2厘米宽的绿色环，仍套在瓶身上。 

3． 去掉瓶颈，在瓶上剪出13厘米长8厘宽的宽带一条，和3厘米宽的窄带若干条。 

4． 用刻刀在3厘米窄条上刻出花纹?然后将这些窄条向外翻折，由下向上插入绿色环中。 

5． 取另一只饮料瓶，利用瓶身，用剪刀剪出6片17厘米长的蒴叶。 

6． 将花篮钉在墙上，插入叶子、鲜花，壁挂式花篮就做成了。

自制蟑螂捕捉盒

取一张220×150(mm)的硬纸板。 捕捉盒最重要的部分为捕捉面。取一张塑料膜，剪成与盒底相同大小，涂上粘合剂铺在盒底上。蟑螂能否被捉，关键在于粘合剂。粘合剂有两个作用：一是将蟑螂引入盒内，二是将其粘牢在捕捉面上。引诱剂的调制：将40%的肉粉、50%的面粉、10%的豆饼混合，总量在20克左右，拌好待用。

粘合剂是20克松香与10克菜油混合，加热至胶状后，把引诱剂与粘合剂混合搅拌均匀，即制成了粘合剂。 把调好的上述糊状物均匀地涂在已衬上塑料膜的捕捉面上，再按原先画好的虚线向内折，最后把舌片b插在凹口a内。 由于松香与菜油混合物的不干性，可使诱饵的粘性长达一个星期。

将捕捉盒置于蟑螂出没的地方，因为盒内较暗，兼有蟑螂喜欢的诱饵，所以蟑螂会爬进盒内争食诱饵，被粘其上。粘满后，既可将纸盒压扁弃之，又可揭去塑料膜，调换涂有诱饵的塑料膜，使盒子得以再次利用。 若将捕捉盒的尺寸扩大，并将粘合剂的成分稍作调整，加厚涂层便能制成纸制捕鼠器。

带刷子的干净橡皮擦

写错了字，要用橡皮擦。擦完后，纸上总会留下不少碎屑。不管是用手拍还是用嘴吹，都不卫生而又麻烦。做一块干净橡皮擦就不会这样麻烦了。 

材料：大橡皮、废毛笔。 

工具：剪刀、胶水。 

制作方法： 

1．在橡皮的一头挖一个浅浅的小圆孔 

2．把废毛笔的笔头拆下来，洗净晾干。 

3．把毛笔头的尖端剪去，使它变成一把小刷子 

4．把毛笔头嵌进橡皮的小圆孔里，用胶水粘牢 好，干净橡皮擦做成了。每当擦完橡皮后，你就可用刷子轻轻地把纸上的碎屑“扫”拢，再倒进废纸篓里。

发明三要素

假说•想象•创造——发明的三要素。发明离不开想象，因为它是“理性的的先躯”。几乎所有的发明家，他们的理论活动之所以富有创造性，就在于充分运用了假说这个有效的方法。而在健全、完善假说的过程中，又都毫无例外地发挥了想象力的作用。

案例学习

钓鱼——“冷冻法”

巴察是一个钓鱼迷，经常来到纽芬兰海岸。他在冰封的海面上凿洞钓鱼，每次都大有收获。由于天寒地冻，钓上来的鱼放在冰上后马上就会给冰冻起来。他注意到，如果鱼身上的冰不化掉，即使在家里摆上几天，鱼味也不会改变。巴察是一个有心人，进一步对肉和蔬菜进行冰冻试验，结果它们也和冰冻鱼一样能够保持新鲜。

他深入进行研究，发现如果食物冰冻的速度和方法不相同，那么它们冰冻后的味道和新鲜度也会有细微的差异。经过几个月的摸索，巴察终于研究成功合适的冰冻方法。他在1923年8月申请了“冷冻法”专利，然后卖给通用食品公司，获利3000美元。应该说，在纽芬兰海岸钓鱼的人很多。何以巴察获得了这项发明呢?归根到底，就是他比其他的钓鱼者更善于想象。

野猪——防毒面具

早在第一次世界大战，德军在比利时的伊普雷战役中便投放了用氯气制造的毒气弹。英法联军的士兵们在绿黄色云雾飘过之后，顿时感到胸闷、气促。半个小时后，中毒者1.5万人，死亡士兵超过5000，损失惨重。本来，能杀伤人的毒气同样也可以致飞禽走兽于死地。可是在清理战场时却发现，野猪在毒气飘过的地方竞安然无恙。研究人员通过反复的观察和试验，终于揭示出野猪躲过毒气浩劫的奥秘。原来并非它们对毒气有先天性的抵抗力，而是用鼻子拱地的天性救了自己。

当野猪嗅到强烈的毒气气味时，它们那突起的嘴巴会本能地拼命拱地，在把土拱松后就将鼻子插到泥土里。因为松软的土壤颗粒能吸附并且过滤毒气，所以野猪能够幸免于难。科学家从中受到启发，终于研制出像野猪鼻子模样的防毒面具，里面装着的活性碳比土壤颗粒更能够吸附有毒物质，并且让空气畅通。不妨设想一下，如果没有从野猪用鼻子拱地这一现象出发加以想象，那么第一代防毒面具的问世有可能要推迟很多年。

蝴蝶——“隐身衣”

1941年6月，德国法西斯侵略军以其“闪电”战略突入前苏联境内。在8月初，几十万德军团团围住列宁格勒，声称要在15天之内攻占这座大都市。然而英勇的前苏军顽强抗击，使侵略者的强攻无法得逞。为此，德军改换战术，决定派出强大的轰炸机群对列宁格勒的军事目标实施狂轰滥炸，彻底摧毁城里的防御系统。前苏军了解到德军这一企图后，决定把重要的军事目标加以伪装。但用什么方法伪装最理想呢?指挥官们没有底。随着轰炸日期的逼近，形势越来越紧张。一天清晨，前苏军一位将军在视察战地时，偶然看见花草丛中有几只蝴蝶飞来飞去。它们时现，令人眼花缭乱，难辨真假。

这位指挥官颇受启发，由花草和蝴蝶联想到军事目标的伪装。他立即找到一位名叫施万维奇的研究蝴蝶的专家，请其主持设计一套蝴蝶式防空迷彩伪装方案。这位生物学家临危受命，潜心研究。他参照蝴蝶翅膀花纹的色彩和构图，把保护、变形和伪造3种伪装方法加以综合，对活动的军事目标涂抹与地形相类似的巨大多色斑点，并且在遮障上涂染了与背景相类似的彩色图案。就这样，蝴蝶专家施万维奇给列宁格勒数百个军事目标披上了他发明的神奇的“隐身衣”。

德国轰炸机上的驾驶员在飞临列宁格勒城‘上空时，个个都傻了眼。因为真真假假，所以无法判定目标的真实位置。他们找不到原先袭击的军事目标，只好胡乱地丢下几颗炸弹便匆匆忙忙的返航了。

苹果——不锈钢水果刀

不锈钢是德国人蒙纳尔茨在1911年发明的，他用12％的铬，混合7％的镍、3％的硅和钨制造了这种新钢材。然而遗憾的是，当时蒙纳尔茨并不十分清楚它的用途。1912年，英国人布里尔利出于战争的需要，致力于耐磨损的新枪膛的研制。他将国内外生产的各种型号和性能的新钢材广为收集，而且对其中的每一种都进行一番试验。当布里尔利和助手发现蒙纳尔茨发明的捏光发亮的合金钢后，将其放在酸、碱、盐等各种溶液里逐一浸蚀观察。

结果令人鼓舞，原来这是上述溶液都奈何不得的奇异不锈之物，一种当时未曾用过的新钢种。然而在作耐磨试验时，却发现它不耐磨，因此无法作枪膛用。布里尔利并未就此停止，放弃希望，而是从别的方面来考虑不锈钢的用途，进行新的探索。他想难道这种新钢材不可以充分利用它的耐蚀性和不生锈的特性，制造出其他的产品吗?一天，布里尔利正在用一把低碳钢水果刀为客人削苹果。削着削着，他突然眼睛一亮，能否试制用不锈钢做水果刀呢?

不久，世界上第一把不锈钢水果刀问世了。今天，这把小刀仍在英国皇家博物馆的橱窗里展出。布里尔利虽然没有在枪膛里派上不锈钢功用场，但丰富的想象力使它在别的方面大显身手。不锈钢“家族”日趋壮大，现在已成体系，去年占世界钢材产量的11％。不锈钢制品的附加值是普通钢材的5至30倍，让我们的生活变得更加光彩艳丽。

数步测距——计步鞋

一天，英国发明家维利•约翰逊同一位鞋厂老板聊天。老板正在为产品滞销而发愁，希望维利能发明出更畅销的鞋。当天晚上，维利躺在床上，一直在琢磨出奇制胜的高招。突然，他回忆起幼年的一件往事：上小学时，为了计算从家里到学校的路有多长，常常边走边数，看一共要走多少步，然后再量出一步的距离，便可算出大概的路程。这时，维利的大脑里突然冒出一个想法枣为何不发明一双能够测量距离的“计步鞋”，肯定能畅销。

维利看准后便动手干起来，第二天跑图书馆查资料。拿出草图后到鞋店搞调查研究，征求厂家和顾客的意见。他在一双特别加工的鞋垫上装好微电脑，在鞋面上安装显示器。每走一步，有关数据便会在鞋面上显示出来。在专利局申请专利时，维利穿上样鞋当众在屋内走了一圈，显示的数据与办公室的实际周长完全吻合。后来，他又对“计步鞋”作了进一步的改进，推出了能计时量距的“测速鞋”，穿上后能显示一个人跑步的快慢。维利发明的被誉为“魔鞋”的新产品一上市，便深受中小学生和运动员的喜爱，第一年在欧美市场便销售了10万多双。有人评价维利是“一个满脑子充满怪点子的人”。

鸡患白内障——鸡“戴”眼镜”

鸡是一种很喜欢互相挑衅的家禽，圈养在鸡舍的鸡经常死于非命，有时“死亡率”甚至高达25％。养鸡专业户为此烦恼不已，但又无可奈何。几年前，美国加利福尼亚州的一个养鸡人意外地发现他的鸡突然死亡率下降。兽医经过检查注意到不少鸡患了白内障，并且告之说这种鸡病无法治好。养鸡人听了之后高兴地说不需要治，理由是鸡越看不清越不会互相打斗。这位养鸡人脑子一转，想象着能否给鸡“戴”上隐形眼镜，产生出人造白内障的效果。

他通过对各种镜片的试验比较后，注意到红色隐形镜片的效果最佳，能使鸡失去往日互相挑剔的冲动。原来在看见血时，鸡互相侵啄的本能就会增加。可是如果看到世界一片粉红时，血也就不那么明显了。他根据鸡眼的构造和大小，开发出适合它们戴的隐形眼镜。试用结果表明，隐形眼镜装在鸡的内眼皮里，一年不会掉出来。

它能使鸡的视线模糊，不会急着去打斗，也不怕被同类啄死，可以专心生蛋和长肉，从而确保鸡场里鸡的死亡率由25％降至5％。在这项发明的基础上，他组建了生产这种特殊眼镜的公司。虽然每副隐形眼镜的售价仅20美分，但来自世界20多个国家的订单源源不断，销售量很大，因此收益十分可观。

空气压缩机

1881年7月，美国总统菲尔德因遇刺而住进了医院。时值暑天，闷热不堪。为了让丈夫更好养伤，菲尔德夫人请求院方设法降低病房的室温，并且排除室内的湿气。当时，一个名叫谢多的人接受了这项任务。他曾经在矿山工作过，有着丰富井下作业的经验。这位善于思索的工程师联想道：空气经过压缩之后会释放出热量，那么如果压缩后的空气恢复到原先的正常状态，那么是不是会吸收热量呢?他动手进行实验，证明把压缩的空气还原，可以使周围的空气冷却下来。

根据这一实验的结果，谢多发明了空气压缩机，安装在菲尔德总统病房的旁边，使房间的温度一下子降低7Y。虽然空调机得到广泛应用是在1902年美国工程师开利发明了世界上第一部空调系统(可同时控制温度及湿度)之后，但谢多善于想象的开创性实验却为此奠定了坚实的基础。

战争——小轮椅

二次大战前，美国有一家销量很不错的缝纫机厂。可是战争的硝烟改变了一切，除军火外，包括服装在内的任何行业都处于半停滞状态。是坐以待毙，还是绝处逢生，厂长杰克面临着严峻的考验。这位有超前思维的企业家想象着战争所带来的后果枣大批的伤残士兵和百姓，当机立断研制残疾人必不可少的小轮椅，然后大批生产。

果真战争结束后，受伤的人们纷纷抢购小轮椅，一时成为消费热点。面对盈利，杰克没有满足现状，而是想象着下一个市场。他想，对于战争结束后的人们来说，最渴望的莫过于幸福美好的生活，而这一切离不开健康的身体。于是这位厂长带领科技人员开发健身器材，接着对企业原来的机械流水线稍作改动，进行生产。不出所料，健身器材开始走俏，成为炙手可热的商品。后采他叉根据市场需求，推出多品种系列化妆品。商机贵在发现，得益于想象，杰克的厂子现已积累数十亿美元的资金。