资源简介

普 通 高 中 教 科 书
《通用技术》选择性必修9：创造力开发与技术发明
第四章 发明成果与专利
第二节 发明成果的专利保护
教学设计
教学背景
清代文学家王国维在《人间词话》写道：“古今之成大事业、大学问者，必经过三种之境界：‘昨夜西风凋碧树，独上高楼，望尽天涯路’，此第一境也。‘衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴’，此第二境也。‘众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处’，此第三境也。” 原本这三首词写的是儿女私情，王国维却用创造性思维的方法，在古人的知名词作品中巧妙地摘引出这几段名句借用来讲做学问的三种境界，不但一语中的，讲得非常透彻，而且让人印象十分深刻。
创造力开发过程是技术发明人的创造性思维过程，也是一种做学问的探索过程，其思维方法在很大程度上与王国维归纳总结出来的“成大事业、大学问者，必经过三种之境界”有一致性，也给选修这门课的同学指出了学习方法。
通用技术是以设计学习、操作学习为主要特征的基础教育课程，技术设计的学习贯穿于整个技术学习的过程。技术的本质在于创造，在通用技术系统课程里专门设置是一门以创造为核心的课程，其目的就是有效地培养学生的创造力与想象力，培养其创造性思维能力， 从而学好通用技术的各项课程。
教学目标：
知识与技能目标:
1.学习专利申请及检索的基本方法。
2.了解专利对发明成果的保护作用。
教学内容分析:
本书第三章则介绍了创新工具和创客文化。通过常用工具的引入，理解创新工具的丰富性和发展性。通过本章的学习，学生将回顾在进行创新作品制作时经常会使用的常用工具，懂得如何利用三维打印机、激光切割机和数控机床等创新工具进行创造性设计的物化实现的基本途径。创客与创客文化是新生事物，创客活动离不开创新和创造性制作。本章中还介绍了创客文化及其对社会进步的影响，从而让学生知晓众创空间的基本概念及其存在的多种形态，能够对创客制作实际效果进行创造性效果和实现路径的具体分析，懂得如何像一个真正的创客那样进行创造。
本书第四章的主题是发明成果与专利。通过案例的引入，让学生能够对创造成果进行实事求是的评价，懂得优化的路径。通过对本章的学习，学生将理解保护知识产权的重要性，在保护自己的创造性成果的同时也懂得尊重他人的劳动成果，并能够通过网络查询有关专利技术的资料，学会专利的申请方法和基本流程。
学情分析:
学生对技术与创造力开发的了解认识有限，面对未来，他们需要学习有关技术与创造力开发的知识。
了解发明创造的必要条件，使学生能够有意识地运用创造性思维体验发明创造的过程，形成积极的创造意向和兴趣，培养良好的批判性思维和创造性思维等思维品质。
教学重难点:
学习专利申请及检索的基本方法。
了解专利对发明成果的保护作用。
教学策略:
栏目“思考”“讨论”“探究”“知识窗”“设计与实践”等，要求学生开动脑筋，相互启发，把自己代入情景之中，感受技术与创造的魅力。同时也让学生养成良好的思维习惯，能够对身边的事物进行判断和分析，设想有无改善和提高的可能性。技术的发展推动了社会的发展，在“大众创业、万众创新”的今天，更需要提升和发挥我们的创造力，希望通过本书能够让学生理解技术，热爱创造，拥有属于自己的设计和作品。
教学准备:
展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。
教学过程:
情景导入:
老师：本节课我们学习《通用技术》选择性必修9：创造力开发与技术发明　第四章 发明成果与专利　第二节 发明成果的专利保护。
任何发明成果的问世，都凝聚着发明人的辛勤劳动及付出，有的发明人甚至投入毕生的时间、精力及财力来完成一项发明。如何让发明人通过自己的发明获得合理的回报，从而更有信心继续从事自己的发明事业？专利就是这样一个全世界通用的技术创新保护手段，它是创新发展的重要动力。专利制度在世界范围内获得了广泛认同，进行专利申请及保护已经成为广大科技人员的基本技能。
许多发明成果有巨大的经济价值，发明人为了这种创造性成果付出了巨大的人力、财力、物力。发明成果应用后，往往很容易被他人滥用谋利，这对发明人很不公平，伤害了发明人利益，打击了发明人的积极性，对社会发展很不利。因此，对发明成果理应给予必要的法律保护。申请专利的发明创造，须通过国家知识产权局的审查及授权才能得到保护。
一、认识专利检索
在申请专利之前，需要对自己的发明成果的实用性、新颖性、创造性进行自我评估，以便正确评价或改进自己的发明创造成果，提高专利申请的成功率。
1．专利查新
专利查新即新颖性检索，指通过检索判断申请发明创造的技术特征是否存在于现有技术中。可从现有的专利文献及其他技术文献资料中，查找分析技术特征相同或相近的文献资料。如果检索发现技术特征已存在，则查新环节可能无法通过。但这种查新带有很大主观性，一般与查询者的知识面、查询文献的范围、检索分析的方法技巧等有关。当需要有法律意义上的查询意见时，可以由具有查新资质的权威机构按规定的流程进行查新，并出具查新意见。
2．专利申请中的其他检索
检索是专利审查中的关键环节，审查员在审查专利申请时，除新颖性外，还要根据检索到的参考文献，对专利申请的创造性及实用性做出分析判断。创造性是指与现有技术相比，所申请专利的发明创造是否有显著的技术进步，对该技术的发展是否有突破性的贡献；实用性是指所申请专利的发明创造能否制造或者使用，能否产生积极效果。
思考
专利检索除了能对自己的发明成果的新颖性、创造性、实用性进行自我评估，还可能有哪些好处呢？
讨论
从不同网站上对同一项成果进行专利检索，对检索结果进行比较，讨论有什么异同。
二、专利检索的方法
专利检索有纸件检索、软件检索、网上检索等多种方法。网上检索具有速度快、内容新的特点，是检索专利的主要方法。具体步骤是：①根据自己要申请的技术方案，确定好关键词进行字段检索，或者按分类进行检索。②根据检索结果分析两者的相似度。③评估自己的发明创造成果是否具备专利申请要求。
我们可以在国家知识产权局网站、中国专利信息网、SooPAT专利搜索引擎等专利检索网站上进行检索。
知识窗
1．专利检索与查询系统。
国内的许多专利数据库都提供免费的检索服务，技术人员可以充分利用专利数据库进行专利信息资源的利用，其中包括：国家知识产权局专利检索与查询系统（简称SIPO）、中国知识产权网（简称CNIPR）、专利之星检索系统、SooPAT专利搜索引擎等。SIPO是由国家知识产权局和中国专利信息中心开发提供的专利检索与查询系统，该系统收录自1985年实施专利制度以来的全部中国专利文献，具有较高的权威性，网上数据每周更新一次，是国内最好的专利数据库检索系统之一。
2．专利的检索方法。
通过专利检索与查询系统，我们可以进行专利检索。以SIPO为例，注册登录后可以在SIPO的专利检索页面进行常规检索和高级搜索。
（1）常规检索。
在常规检索页面选择合适的检索字段，包括自动识别、检索要素、申请号、公开（公告）号、申请（专利权）人、发明人、发明名称等，再输入检索式（例如，智能手机），点击检索即可进行检索。对检索结果可以以不同显示形式进行浏览、收藏或下载，也可以进一步分析、过滤或修改检索式。
（2）高级检索。
高级检索提供了更为丰富的检索入口和智能辅助检索功能，包括范围筛选、高级检索、检索式编辑区及检索历史等四个区域。在范围筛选可以根据检索需要选择不同的国家和地区。高级检索包含多种检索表格项，还可以通过“配置”选择需要的检索表格项。高级检索提供检索式编辑帮助功能，可将鼠标移到检索表格项上以获得该检索字段的应用说明。在高级检索的检索表格项填写检索式后，在检索式编辑区点击生成检索式，再点击检索即可获得检索结果。检索式编辑区还提供了跨语言及扩展功能，这可以帮助我们获得更为全面的检索信息。在检索历史区域，还可以点击“引用”将检索历史中存在的检索式进行逻辑运算。
思考
专利检索能否帮助我们对自己发明创造的作品进行初步评价？
立即行动
对无人机“吊挂”改造设计进行专利查询
要突破传统无人机在空中的滞留时间的限制，主要有两个途径，增大电池容量和减少功耗，发明人周某针对后者提出一套发明方案，要无人机在空中长时间静止停留拍摄时，让无人机悬挂在一个合适的固定物上，这样无人机的电机就可以停止，只要摄像机工作即可，可以大大延长无人机的工作时间（图4-2）（参见教材P76）。
本发明创造成果与传统无人机的最大区别就是增加一个吊挂技术模块，传统的无人机只能飞，而不能吊挂在高处物体上。吊挂式无人机的特征是“吊挂”，在查新时，应以“无人机”“吊挂”和“钩”作为关键词来检索（图4-3）（参见教材P77）。
请根据上述提示对无人机改进方案进行检索，可将“吊挂”“钩”更换成其他同义词或近义词分别检索，并分析检索结果，提出哪些关键词检索到的结果与所申请专利的技术特征最相近，从中领会掌握专利检索中关键词的使用技巧。
三、专利申请
在将发明创造申请为专利的过程中，其中最关键的环节就是专利说明书的撰写。要对发明创造进行分析，把关键的技术特征提炼出来，按专利说明书的要求进行撰写。
案例
无线击剑专利申请
作为奥运会项目的击剑运动风靡全国，但击剑装备十分昂贵，而且击剑者剑柄上要拖着长长的连着计分器的电线，非常不方便，造成击剑运动很难普及。深圳某中学的3位小创客看到这个问题，一起动脑动手发明了“无线击剑”发明装置，将有线的数据传输电缆，改为无线信号传输系统，解决了信号的传输问题。这是一种低成本的可以不受场地限制的普及性击剑方案，有巨大的技术价值及市场应用价值。3位小创客想要给这项技术发明申请专利，他们找学校老师咨询了专利代理机构，认为符合专利申请条件。在专利代理机构安排的专利代理人的指导下，按如下方式进行了专利申请：
1．提供发明技术特征完成交底材料。
将自己的无线击剑的发明技术特征提炼并总结完善，主要是如何在剑上实现无线数据传输的技术特征，写成发明交底书。
2．委托撰写专利说明书。
委托专利代理人撰写专利说明书，并与代理人不断沟通，完善符合发明技术特征的专利说明书。
3．提交专利申请。
向专利代理人提供必要的其他申请人信息，及专利申请的必要选择项目，完成专利请求书的填写，由代理人提交专利申请。
在申请专利前，要确定专利申请的类型。本案例中的击剑装置可以分别申请3种类型的专利：击剑无线数据传输技术可以申请发明专利，对剑体及保护头盔的结构上的改进可以申请实用新型专利，对剑体及保护头盔的外部造型可以申请外观专利。
并不是任何发明创造都可以申请专利，专利法对专利申请的范围及条件有严格的限制。在专利申请前要判断自己的发明创造是否符合专利申请条件。本案例的无线击剑发明是一个典型的对现有技术进行重大改进的发明技术方案，可申请专利。
知识窗
1．专利的概念。
专利二字，从字面可以理解为专有的权利和权益。现特指发明创造的人获得的国家对发明创造成果进行了认可的一种权利。专利可分为3类：发明专利、实用新型专利、外观专利。
2．专利的申请条件及授权条件。
有些技术成果是专利法意义上的发现成果，不是发明类成果，不能申请专利。这里的发现是指自然界客观存在的物质或自然规律被人认识，如牛顿的许多重大定律。而发明是指人类运用自然规律或科学原理，提出一项新的创造性的技术方案。国家授予发明创造的成果专利权须具备新颖性、创造性、实用性3个特性。
3．专利申请及审查过程。
当完成自己的发明创造成果，及时申请专利保护能最大限度地保护自己的劳动成果。
首先我们要确定自己申请的专利类型，然后整理相关资料，委托具有知识产权代理证书的机构或自己个人向国家知识产权局提交专利申请文件。
国家知识产权局受理申请人的专利申请文件后，会经过初审阶段，然后公布专利文件，发明专利还需要进行实质审查，最后对专利授权。
思考
在准备专利说明书时，如何提取发明创造中的技术特征？
四、专利的保护作用
发明成果是发明人付出艰苦努力和汗水换来的，可以给社会及他人带来巨大的物质及精神财富，发明人值得社会尊重，应对其发明成果给予必要的保护。
案例
花100万元买回自己的发明技术
某洗衣机厂为缩短洗衣时间，降低洗衣机能耗，组织科研力量，对其机械控制部分加以改进，研制出新的控制部件，但原厂商没有及时申请专利。一名产品测试人员窃取到全部的技术资料，以他同学的名义抢先申请了专利，随后辞职离去。
就在该厂商新产品研发工作完毕，新产品即将上市之时，却接到了专利侵权警告书，警告书是那个已辞职的员工联合一家律师事务所写的，他要求该厂商支付其专利费200万元，方可使用本该属于厂商自己的新技术，否则将与之对簿公堂。该厂商苦于没有研发过程记录，缺乏能够证明其先期投入新品研制并做好生产准备的必要证据，只得私下协商，以支付对方100万元专利独占许可使用费的方式达成协议。
发明创造成果是一种重要的无形资产，发明人冒着失败的风险，投入巨大的人力、物力、财力去研究探索。研究成功的发明成果，可以给社会和他人带来巨大的实用价值及收益，理应受到法律保护，为此大部分国家制订了知识产权保护法律。
人们应该主动尊重、保护发明者的劳动创造成果，只有这样才能激发发明者的创新创造动力，激发全社会的创新热情。
发明人应该提升专利保护意识，在自身权益遭到侵害时，积极运用法律武器，主动保护自己的创造成果。
五、专利申请的利与弊
将发明成果申请专利后，可通过法律手段进行保护，并向使用专利的机构及个人收取专利许可费，获得经济收益。通过专利申请形成无形资产是最有效的技术成果保护手段。
案例
通过专利运营获得巨大收益
某科技公司是国内较早涉足移动存储领域的公司，在业界率先推出闪存盘（俗称U盘），并在国内外申请了大量专利，与存储领域内知名的公司签订了专利许可协议，多年以来专利许可费收入为其贡献了最高比例的利润，大大超过了公司生产销售实体产品的利润。
该公司十分重视自己技术创新能力，积极在全球进行专利部署，在移动存储多个领域内形成了基础性专利。该公司在维护专利权利方面也取得了很好的成绩，通过专利诉讼、协商谈判等方式维护自己的专利权，取得良好的效益。
思考
专利保护可以成为企业的主要收入来源，这有什么前提？
申请专利对发明人也有不利的一面，在专利申请后，技术方案必须完全公开，而且专利的保护期有限，发明专利保护期最长20年，实用新型专利及外观专利保护期最长10年。
专利申请需要很高的成本，一个发明创造往往要申请多个专利才能达到较好的保护效果，专利申请授权后，每年要交年费，这要申请人具有一定的经济实力才能承担。
知识窗
如何在前述的“立即行动”中的吊挂式无人机改造设计方案的查询基础上进行专利申请？
1．对无人机发明方案查新中遇到的问题进行处理。
通过“无人机”“吊挂”“钩”等关键词检索，查询他人有无申请过相同或相近技术方案的专利，也可以通过图书馆、互联网查询其他人是否发表过这类技术方案。如果未检索到相同或相近的技术，就可以准备专利申请，否则就对本发明创造的技术方案进行调整，再进行检索，直到无相同或相近方案为止。
2．专利申请流程以及办理途径。
（1）确定本发明创造的吊挂式无人机内容是否属于可以申请专利的内容。
（2）确定发明创造的主要技术特征“吊挂”式无人机，可以申请哪一种专利类型，即发明专利、实用新型专利、外观专利3种类型中的哪一种。
（3）准备专利申请文件，包括吊挂式无人机的专利请求书、撰写说明书的技术交底材料。
（4）委托专利代理机构或他人撰写出符合专利申请条件的专利说明书，并填写其他申请材料，然后向知识产权局提出专利申请。
申请专利是一种严格的法律程序。一般情况下委托专业的专利代理事务所，如果申请人自己能够撰写专利说明书，熟悉专利申请流程，也可以直接完成申请流程。
3．专利申请提交后的工作。
经确认的专利文件经过整理提交后，知识产权局就对所提交的专利申请安排审查员进行审查，审查期间审查员会向申请人发出各类审查意见通知书，申请人在规定的时间内按要求完成答复。下面是专利申请的审查过程示意图（图4-4）（参见教材P81）。
通过上述的专利申请事前准备和专利提交，专利申请人即可完成一件专利申请。
学习评价
　　　　　　　　　评价内容 评价方式
自评 互评 师评
能对发明成果进行利弊分析并提出优化方案
理解伦理道德与发明成果的关系
了解专利申请及检索的基本方法
了解专利对发明成果的保护作用
尝试进行专利检索和申请
说明：A—优秀，B—良好，C—合格，D—待改进
通过本章的学习，你的核心素养得到了哪些发展？
课后作业
习 题
尝试对你的作品进行专利申请，体验专利申请的过程。
板书设计
第四章 发明成果与专利
第二节 发明成果的专利保护
一、认识专利检索
二、专利检索的方法
三、专利申请
四、专利的保护作用
五、专利申请的利与弊教学反思
通用技术
选择性必修9：创造力开发与技术发明
普 通 高 中 教 科 书
主 编 刘琼发
副 主 编：李 榕 周卫星 朱美健 席春玲
本 册 主 编：肖 萍
编 写 人 员：陈晓民 顾文扬 陈 威 赵忠华
宋向明 梁剑文
广东教育出版社
广东科技出版社

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