در این پودمان، شایستگی‌های خود را در اختراع، نوآوری، ساخت محصول و فناوری افزایش می‌دهم و به آفرینش خداوند بیشتر توجه می‌کنم.

1-1- اختراع و نوآوری

هنگامی‌که به وسایل پیرامون خود نگاه می‌کنم، پیش خود می‌اندیشم آنها چرا و چگونه به‌وجود آمده‌اند و چه کسی آنها را برای اولین بار اختراع کرده است. من باور دارم اگر من هم مانند مخترع این وسایل، ایدهٔ نو، خلاقیت، همت و تلاش داشته باشم، یک مخترع خواهم شد.

اختراع یا آفرینش، نتیجهٔ فکر و ایدهٔ افراد است. افرادی که روش یا چیزی را برای اولین بار به‌وجود می‌آورند یا می‌آفرینند تا یک کار دشوار را آسان یا یک مسئله را حل کنند. اختراعی که به تولید رسیده باشد، «نوآوری» نامیده می‌شود.

روش‌های گوناگونی وجود دارد تا بتوان مخترع و نوآور خوبی بود، مانندِ ایده گرفتن از آفرینش، بررسی روش کار وسایل پیرامون خود، بررسی زندگی مخترعان، افزایش قدرت خلاقیت و یاد گرفتن روش طراحی و ساخت.

ایده گرفتن از آفرینش: هنگامی‌ که در راه خانه تا مدرسه با دقت به پیرامون خود نگاه می‌کنید با خود بیندیشید چگونه می‌توان از موجودات، آفرینش، درختان، کوه‌ها، آسمان و خیلی چیزهای دیگر، ایده و فکر جدید گرفت (شکل 1-1). کار اصلی آنها چیست؟ چگونه کار می‌کنند؟ مخترع آنها کیست؟ و آیا می‌توان برای اختراع از طبیعت ایده گرفت؟ 

بررسی چگونگی کار وسایل پیرامون: مخترعان و نوآوران در ساخت وسایل و محصولات خود، روش‌ها و ایده‌های نو را به‌کار می‌برند. بررسی چگونگی کار وسایل می‌تواند موجب پدید آمدن یک ایدهٔ جدید و نو باشد و کمک کند تا بتوان وسیلهٔ دلخواه و مورد نیاز خود را اختراع کرد.

برای نمونه، هنگام بررسی یک دوچرخه، می‌توان به این موضوع پی‌برد که چه بخش‌ها و قطعه‌هایی در دوچرخه وجود دارند و می‌توان برای اختراع دوچرخه‌ای که با باد کار کند، از آن استفاده کرد. یا با باز کردن اجزای یک اسباب‌بازی و بستن آنها می‌توان از روش کار آن آگاه شد.

بررسی زندگی مخترعان و نوآوران: شاه عباس صفوی برای رفاه مردم و لشکریان خود که هنگام سفر از شهری به شهر دیگر می‌رفتند و به نان احتیاج داشتند، از شیخ‌بهایی که یکی از دانشمندان آن زمان بود، خواست چاره‌ای بیابد. شیخ بهایی برای نیاز به‌وجود آمده، با امکانات موجود در شهرها، اختراع و نوآوری جالبی را ارائه کرد. اختراع و نوآوری او «تنور نان سنگک» بود و قرار شد نانوایان شهرها، برای مصرف مردم و نیاز سربازان نان بپزند. نان سنگک از نظر مزه و بهداشتی بودن یکی از بهترین نان‌های ایرانی است.

من نیز با بررسی اختراع و زندگی مخترعان می‌توانم روش‌های آن‌ها را به‌کار ببرم و در اختراع و نوآوری خود از آنها بهره‌برداری کنم.

پرورش خلاقیت: برای این  که مخترع و نوآور خوبی باشید، باید خلاقیت خود را پرورش دهید. چندین روش برای پرورش خلاقیت وجود دارد.

سه شیوهٔ زیر را بررسی و آن‌ها را تمرین کنید.
الف) ارتباط اجباری: در این روش شما بین دو یا چند چیز ارتباط اجباری به‌وجود می‌آورید. این ارتباط باعث می‌شود ایده‌های جدیدی برای حل مسائل به‌وجود آید.

نمونه: چگونه می‌توان بین چرخ و صندلی ارتباط اجباری برقرار کرد:
- صندلی چرخ‌دار
- چرخ صندلی‌دار
- صندلی به شکل چرخ
- ......................................................(ایدهٔ شما)
- (ایدهٔ خود را، برای ایجاد ارتباط بین چرخ و صندلی، در شکل زیر بکشید).

ب) هم‌اندیشی (بارش فکری): در این روش یک گروه دربارهٔ مسئله‌ای ایده‌ها و فکرهای جدیدی پیشنهاد می‌کنند. افراد گروه نباید از یکدیگر ایراد بگیرند. آنها باید کمک کنند ایده‌ها و فکرهای بیشتری، هر چند عجیب و متفاوت، ایجاد شود.

پرسش (صفحهٔ 8 کتاب درسی)

 

اگر تنها دو ظرف 3 و 10 لیتری داشته باشید چگونه می‌توانید با این دو ظرف، 8 لیتر آب از رودخانه بردارید؟

روش کاربرد مراحل طراحی و ساخت: یکی دیگر از روش‌هایی که برای اختراع و تولید محصول جدید به‌کار می‌رود، کاربرد مرحله‌های طراحی و ساخت است. فرایند طراحی و ساخت در شکل 7-1 نشان داده شده است.

نمونۀ طراحی و ساخت کیف دستی

علیرضا برای طراحی و ساخت ساک دستی برای خانوادهٔ خود روش زیر را به‌کار برده است:
1- تعریف نیاز (چرا ساک دستی را می‌خواهد و ...)؛
2- بررسی نیاز و مسئله (کیف دستی باید چقدر جا داشته باشد و چه وزنی را تحمل کند و ...)؛
3- برنامه‌ریزی اجرای کار (برای ساخت، نخست به مطالعه می‌پردازد، بعد جنس کیف را انتخاب می‌کند و ...)؛
4- بررسی اطلاعات (نمونه‌های کیف دستی را از نظر اندازه، شکل و جنس بررسی می‌کند)؛
5- بررسی و ارائهٔ راه حل‌ها (چند پیشنهاد جدید برای شکل، اندازه و جنس کیف می‌دهد)؛
6- انتخاب راه حل (بر اساس اندازهٔ مورد نیاز، قیمت و قدرت تحمل، یک شکل و جنس نمونهٔ مناسب را انتخاب می‌کند و نقشهٔ آن‌ را می‌کشد)؛
7- تولید ( بعد از فراهم کردن مواد و ابزار لازم، ساخت یک نمونه، کیف دستی را شروع می‌کند)؛
8- آزمایش و بهبود (آزمایش و بررسی کار ساخته شده و اینکه آیا نیاز خانواده را برآورده کرده است؟ کیف دستی ساخته شده را آزمایش می‌کند که ببیند آیا قدرت تحمل بار را دارد و …)؛
9- ارائه و ثبت محصول (ارائهٔ نمونه در صورت نیاز و تحویل کیف دستی به خانواده). 

کار کلاسی (صفحهٔ 10 کتاب درسی)

 

طراحی و ساخت

گروه ما می‌خواهد وسیله‌ای بسازد که ……………….…………………………….. برای این کار می‌توانیم از نخ، چسب، کاغذ، کِش لاستیکی، آهنربا، مقوا، تکه‌چوب و هر آنچه در دسترس است استفاده کنیم. این اختراع ما خواهد بود و در آینده کار مردم را آسان‌تر می‌کند و به نوآوری تبدیل خواهد شد.

جدول 6-1 فرم خلاصهٔ گزارش طراحی و ساخت ........................ را در دفتر می‌کشیم و آن را تکمیل می‌کنیم.

نقشه اختراع ما: .......................................................................................................

نام اختراع ما: .........................................................................................................

اختراع ما چکار می‌کند؟ ..............................................................................................
ما در این اختراع یاد گرفتیم که: ......................................................................................
موارد استفاده از اختراع ما در آینده عبارت‌اند از: ..............................................................

جدول 6-1- خلاصه گزارش طراحی و ساخت

مراحل	شرح

2-1- فناوری و سیستم

روزی مخترعی توانست با ایده گرفتن و دقت در طبیعت، فناوری ساده‌ای را اختراع کند. او هنگامی‌ که دید دانه‌های خاردار گیاهانی مانند بابا آدم (زردان) به شلوار و جوراب‌هایش چسبیده است، آنها را زیر ذرّه‌بین گذاشت و قلاب‌هایی در سر خارهای روی دانه دید. این قلاب‌ها با گیر کردن به حلقه‌های پارچهٔ لباس به آن می‌چسبند و دانه‌ها با این روش از جایی به‌جای دیگر منتقل می‌شوند. آن مخترع توانست، با بررسی این روش و به‌کمک ایدهٔ خود، فناوری جدیدی که خیلی کاربرد دارد، اختراع کند.

فناوری چیست؟ کاربرد عملی دانش در یک موضوع را «فناوری» می‌گویند. هنگامی‌ که شما دانش و ابزاری را برای زندگی بهتر به‌کار می‌برید در حال تولید فناوری هستید.

شکل 9-1

انواع فناوری: فناوری از نظر پیچیدگی به سه سطح ساده، متوسط و پیشرفته تقسیم‌بندی می‌شود. برخی از فناوری‌ها عبارت‌اند از فناوری ارتباطات و اطلاعات، فناوری نانو، فناوری فضایی و زیست فناوری. با شناخت و کاربرد درست فناوری‌ها، می‌توان آن‌ها را برای زندگی سودمندتر کرد. 

محصولات فناوری طبیعی و فناوری مصنوعی: در خلقت و طبیعت، محصولات فناوری‌های بسیار زیادی وجود دارد که بشر توانسته است برخی از آن‌ها را شبیه‌سازی کند. به ابزار، روش‌ها و وسایلی که انسان‌ها می‌سازند «محصول فناوری» می‌گویند.

کار کلاسی (صفحهٔ 13 کتاب درسی)

 

فناوری طبیعی و فناوری مصنوعی

با بررسی شکل 10-1 و راهنمایی دبیر به پرسش‌های زیر پاسخ دهید:
1- دانهٔ چه گیاهی نشان داده شده است؟
2- از روی این دانه چه محصول فناوری مصنوعی ساخته شده است؟ ................................................
3- کاربرد محصول فناوری نشان داده شده چیست؟..............................................................

نمونه‌ای از فناوری طبیعت: فناوری مصنوعی آجرها و تیرهای کم وزن از فناوری کندوهای عسل الهام گرفته است. یکی از رازهای آفرینش این است که خانهٔ زنبور عسل شش ضلعی است. محاسبه‌های دانشمندان نشان داده است که شش ضلعی مناسب‌ترین شکل هندسی برای داشتن بیشترین فضای ممکن به‌منظور جمع‌آوری شیره و داشتن بیشترین استحکام با کمترین مصالح است.

شکل 11-1- الهام از طبیعت

دستاوردهای انسان، نشان می‌دهد که وی از پدیده‌ها و محصول فناوری‌های طبیعی بسیار بهره برده است. امروزه ساختار کندوی عسل الگوی ساخت آجرهای کم وزن و در عین حال با استحکام شده است. همچنین، این ساختار برای سبک کردن تیرآهن‌های ساختمان به‌کار می‌رود. 

کار کلاسی (صفحهٔ 14 کتاب درسی)

 

بررسی پنکه از دیدگاه سیستم

در گروه خود دربارهٔ پنکه به پرسش‌های زیر پاسخ دهید:
1- اگر اجزای یک سیستم (این وسیله) باهم ارتباط نداشته باشند این وسیله کار می‌کند؟
2-  چرا نمی‌توان پروانهٔ این وسیله را، بدون تغییر دادن دیگر اجزا، بزرگ‌تر ساخت؟
3- فرایندهایی را که در این وسیله می‌توانید شناسایی کنید در زیر بنویسید.