移植法

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什么是移植法

  所谓移植法是将某个学科、领域中的原理、技术、方法等,应用或渗透到其它学科、领域中,为解决某一问题提供启迪、帮助的创新思维方法

移植法的原理

  移植法的原理是各种理论和技术互相之间的转移。一般是把已成熟的成果转移到新的领域,用来解决新问题,因此,它是现有成果在新情境下的延伸、拓展和再创造。

移植法的基本方法

  移植法的基本方法主要有:

  ⑴原理移植,即把某一学科中的科学原理应用于解决其它学科中的问题;

  例如:电子语音合成技术最初用在贺年卡上,后来就把它用到了倒车提示器上,又有人把它用到了玩具上,出现会哭、会笑、会说话、会唱歌、会奏乐的玩具。它当然还可以用在其他方面。

  技术移植即把某一领域中的技术运用于解决其它领域中的问题。

  ⑶方法移植,即把某一学科、领域中的方法应用于解决其它学科、领域中的问题;

  例如:香港中旅集团有限公司总经理马志民赴欧洲考察,参观了融入荷兰全国景点的“小人国”,回来后就把荷兰的“小人国”的微缩处理方法移植到深圳,融华夏的自然风光、人文景观于一炉,集千种风物、万般锦绣于一园,建成了具有中国特色和现代意味的崭新名胜“锦绣中华”,开业以来游人如织,十分红火。

  ⑷结构移植,即将某种事物的结构形式或结构特征,部分地或整体地运用于另外的某种产品的设计与制造;

  例如:缝衣服的线移植到手术中,出现了专用的手术线;用在衣服鞋帽上的拉链移植到手术中,完全取代用线缝合的传统技术,“手术拉链”比针线缝合快10倍,且不需要拆线,大大减轻了病人的痛苦。

  ⑸功能移植,即通过设法使某一事物的某种功能也为另一事物所具有而解决某个问题。

  ⑹材料移植,就是将材料转用到新的载体上,以产生新的成果。

  例如:用纸造房屋,经济耐用;用塑料和玻璃纤维取代钢来制造坦克的外壳,不但减轻了坦克的重量,而且具有避开雷达的隐形功能。

移植法的运用要点

  在运用移植创新技法时,一般有以下两种思路:

  1.成果推广型移植。成果推型移植就是把现有科技成果向其他领域铺展延伸的移植,其关键是在搞清现有成果的原理、功能及使用范围的基础上,利用发散思维方法寻找新载体。

  2.解决问题型移植。就是从研究的问题出发,通过发散思维,找到现有成果,通过移植使问题得到解决。

移植法的案例分析[1]

  案例:移植法在正弦交流电路中的应用
  1.欧姆定律的移植

  直流电路中,欧姆定律表述为:流过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。即:I=\frac{R}{U}

  正弦交流电路中,欧姆定律表述为:流过元件的电流相量与元件两端的电压相量成正比,与元件的复阻抗成反比。即:\dot{I}=\frac{U}{Z}

  从上面的移植可以看出,只要把直流电路定律、公式中的U、I、R直接用\dot{U}\dot{I}、Z代替,就可以把直流电路中得出的许多结论直接移植到正弦交流电路中并加以应用。以下就列出三个转变在移植中的其他几个方面的应用。

  2.基尔霍夫定律的移植

  基尔霍夫定律是电路分析中的最基本的定律,它包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。它的移植见下表。

  基尔霍夫定律的移植

  直流电路正弦交流电路
基尔霍夫电流定律\sum I=0\sum\dot{I}=0
\sum I_A=\sum I_B\sum\dot{I}_A=\sum\dot{I}_B
基尔霍夫电压定律\sum U=0\sum\dot{U}=0
\sum IR=\sum E\sum \dot{I}Z=\sum\dot{E}

  注:A:入;B:出

  3.串联电路公式的移植

  串联电路是电路连接的基本方式之一.也是最基本的电路形式。串联电路公式的移植见下表。

  串联电路公式的移植

直流电路正弦交流电路
R=R_1+R_2+\cdotsZ=Z_1+Z_2+\cdots
I_1=I_2=\cdots\dot{I}_1=\dot{I}_2=\cdots
U=U_1+U_2+\cdots\dot{U}=\dot{U}_1+\dot{U}_2+\cdots
\frac{U_1}{R_1}=\frac{U_2}{R_2}=\cdots\frac{\dot{U}_1}{Z_1}=\frac{\dot{U}_2}{Z_2}=\cdots
U_1=\frac{U}{R_1+R_2}\times R_1\dot{U}_1=\frac{\dot{U}}{Z_1+Z_2}\times Z_1
U_2=\frac{U}{R_1+R_2}\times R_2\dot{U}_2=\frac{\dot{U}}{Z_1+Z_2}\times Z_2
  4.并联电路公式的移植

  并联电路是电路的另一种连接方式,并联电路公式的移植见下表。

  并联电路公式的移植

直流电路正弦交流电路
\frac{1}{R}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\cdots\frac{1}{Z}=\frac{1}{Z_1}+\frac{1}{Z_2}+\cdots
R=\frac{R_1 R_2}{R_1+R_2}R=\frac{Z_1 Z_2}{Z_1+Z_2}
U_1=U_2=\cdots\dot{U}_1=\dot{U}_2=\cdots
I=I_1+I_2+\cdots\dot{I}=\dot{I}_1+\dot{I}_2+\cdots
I R_1=I R_2=\cdots\dot{I} Z_1=\dot{I} Z_2=\cdots
I_1=\frac{R_2}{R_1+R_2}\times I\dot{I}_1=\frac{Z_2}{Z_1+Z_2}\times \dot{I}
I_2=\frac{R}{R_1+R_2}\times I\dot{I}_2=\frac{\dot{Z_1}}{Z_1+Z_2}\times \dot{I}_2
  5.电路分析方法的移植

  学生们在学习正弦交流电路之前已经学习了直流电路的多种电路分析方法,如支路电流法、回路电流法、节点电位法、叠加原理、戴维南定理、诺顿定理等。而这些方法只要通过上述所讲的三个转变就可以将上面的方法直接移植到正弦交流电路的分析中去,这里就不在赘述。

  总之,在讲述了交流量的相量表示法及元件的复阻抗基础之上。再讲述上述移植法,学生们会很快学会对交流电路的分析,收到很好的教学效果。

参考文献

  1. 陈杰 王秀玲.移植法在正弦交流电路教学中的应用.《中国校外教育(理论)》.2009年10期
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