導語：機械創(chuàng)新TRIZ理論的推廣路徑和要求一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、引言

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是創(chuàng)新理論教學與實踐教學相結合的過程［1］。對實際操作能力要求極強的機械類專業(yè)學生來說，引入系統(tǒng)的創(chuàng)新理論教學，構建特色鮮明的實踐教學模式，應用創(chuàng)新型實踐教學策略，成為當前高校教學改革的重要內(nèi)容。我校作為一所“應用型”本科院校［2］，以培養(yǎng)為地方和行業(yè)服務的高級應用型專門人才為教育目標。為促進機械類應用型本科人才實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)，我校在機械創(chuàng)新教學體系的課程體系的整體優(yōu)化、教學模塊的設計與教學內(nèi)容的制定、教學策略與實踐環(huán)節(jié)的設計等方面進行了一系列的改革，取得初步成效。triz理論被西方國家譽為“神奇的點金術”，它使得創(chuàng)新走上了方法學的道路，克服了傳統(tǒng)創(chuàng)新方法隨機性、無序性等缺點［3－4］。為此，我校在機械創(chuàng)新教學體系中引入了TRIZ理論的教學與實踐環(huán)節(jié)。學生通過TRIZ理論的系統(tǒng)學習與實踐應用，使機械創(chuàng)新設計從無序的試錯，走向了發(fā)明原理的類比應用，提高了學生創(chuàng)新思維和實踐設計能力。本文以TRIZ理論教學過程中的學生的課程作業(yè)為例，介紹TRIZ理論的教學過程及學生對TRIZ理論與計算機輔助創(chuàng)新(CAI)軟件的運用成果，并研究TRIZ理論教學推廣的路徑和要求。

二、TRIZ理論教學案例

我院在原機械創(chuàng)新課程體系中，針對大學四年級的機電專業(yè)學生增設了《TRIZ理論與應用》課程。該門課程緊緊圍繞學院實踐教學體系建設，在14個學時理論教學的基礎上，開設了22個學時的實踐教學。使學生通過理論學習，結合實際的課題，運用TRIZ理論和CAI軟件(PRO/I)，學會了對實際的課題進行分析和分解，掌握了提出問題、解決問題的基本方法。在理論教學部分中，通過貼近生活實際例子類比機電專業(yè)領域的工程問題，啟發(fā)引導學生積極思考，營造活躍的課堂氣氛。同時，在活躍的課堂氛圍下，因勢利導地開展分組討論交流，進一步激發(fā)學生創(chuàng)造思維，進而產(chǎn)生概念性的解決方案。在實踐教學環(huán)節(jié)中，設計了若干個工程問題，每位學生(研究個體)通過查閱文獻了解各個工程問題、并結合自己的專業(yè)知識特長，選擇其中一個問題作為自己的研究課題。在研究階段，首先對問題進行詳細的描述、系統(tǒng)分析及分解，找到問題的著手點，隨后通過方案查詢、矛盾分析和發(fā)明原理應用，獲得概念方案。下面是一位學生的課程作業(yè)介紹，可以了解學生對TRIZ理論應用過程。作業(yè)名稱:移動機器人越障能力改進研究。

(一)系統(tǒng)分析應用PRO/I軟件的系統(tǒng)分析模塊建立功能模型，即按照組件之間的相互作用及其作用性質(zhì)建立參數(shù)化、模板化的移動機器人系統(tǒng)模型。如圖1所示。該系統(tǒng)模型展現(xiàn)了實現(xiàn)功能的工作原理;表達了各組件間的作用關系;軟件自動對不同類別的作用提出“Howto……?”句式的建議。

(二)問題分解與三軸分析利用PRO/I軟件提供的RCA(根本原因分析)分析工具，從原因鏈和結果鏈兩個方向將系統(tǒng)分析得到的問題進行根本原因層層剖析，通過不斷地深究，將問題轉變到我們目前可以較為容易解決或者控制的程度。如圖2中所示的灰底方塊圖部分就是根本原因分解圖。三軸分析是在進行根本原因分析基礎上，充分利用在操作順序軸和系統(tǒng)資源軸上可以利用的物質(zhì)、能源、時間等，發(fā)現(xiàn)可以對問題解決有幫助的可利用資源。如圖2中所示的白色底框的超系統(tǒng)資源部分?？傊瑔栴}分解與三軸分析就是尋找矛盾鏈條并充分發(fā)掘解決矛盾可以利用的資源。

(三)解決方案經(jīng)過上述問題分解和三軸分析之后，生成一系列具有因果或者其它邏輯關系的問題(howto問題)，實現(xiàn)了問題轉化鏈條，針對每一個問題鏈條，都可以進行相應思考和操作(如搜尋相關解決方案和專利)，從而發(fā)掘多個解決問題的努力方向，并從中選擇難度、技術和工藝較為現(xiàn)實的方向作可行性的研討，利用TRIZ理論實現(xiàn)對已經(jīng)簡化或者轉化問題的各個擊破，最終得到用戶方案。某位學生經(jīng)過了問題分析、建模、分解和相應求解之后，形成的移動機器人越障機構的一個創(chuàng)新方案，如圖3所示。該雙驅動履帶結構采用2個動力源，且兩動力源均安裝在車體內(nèi)部，分別實現(xiàn)驅動和履帶與輪轉換的功能，從而可提高機器人的越障能力。在整個TRIZ理論應用的實踐環(huán)節(jié)中，還適時地組織討論交流，對學生分析問題、解決問題的過程及方案進行評價，并將評價結果反饋給學生，從而有利于方案的完善和提高。在這個過程中的研究型教學的步驟大概包括:學生接觸各類工程資料;提出問題;教師指導;應用知識;解決問題。是一個探求過程，將教、學、做融于一體，以提高學生創(chuàng)造力。

三、TRIZ理論的實用性和有效性

TRIZ理論為技術創(chuàng)新提供了一整套系統(tǒng)化的解決問題理論、方法和解決方案模型;TRIZ的理論教學實例以再發(fā)明的方式展現(xiàn)，用TRIZ路線“再現(xiàn)”發(fā)明的方法和過程。因而TRIZ理論為創(chuàng)新教育奠定了方法論的基礎。TRIZ理論是當代科技創(chuàng)新理論發(fā)展的重要成果，也是體系較為成熟，應用極為廣泛的創(chuàng)新思維方法之一，已經(jīng)被西方發(fā)達國家，特別是多少世界500強企業(yè)所廣泛采用，成為當今世界科技創(chuàng)新和發(fā)展的重要工具。TRIZ理論所總結的發(fā)明方法的有效性也已經(jīng)被許多現(xiàn)有的發(fā)明創(chuàng)造所證實。我?！禩RIZ理論與應用》這門課程探索性地嘗試了從理論到實踐應用的創(chuàng)新教育模式。通過一學期的TRIZ理論的教學與CAI實訓，大多數(shù)同學都能突破思維定勢，拋棄傳統(tǒng)的試錯法，而是通過系統(tǒng)分析、問題分解、資源和知識庫的利用，最終得到解決問題的概念性方案。在以往的機械創(chuàng)新設計課程中，學生主要利用傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法，如頭腦風暴法或試錯法，創(chuàng)新的程度與成敗主要取決于學生的靈感和經(jīng)驗，當問題的解決方案超出了學生的經(jīng)驗和技術領域時，頭腦風暴法和試錯法往往顯得無能為力。TRIZ理論比傳統(tǒng)創(chuàng)新思維方法的優(yōu)勢在于通過結構化的方法約束創(chuàng)新解的搜索空間，在理想解的指引下，得到創(chuàng)新問題的最優(yōu)解。因此，利用TRIZ理論求解技術沖突的解法，既方便實用又可提高發(fā)明與解決問題的效率。此外，在授課過程中借助CAI創(chuàng)新訓練工具，讓學生在較短的時間內(nèi)掌握TRIZ創(chuàng)新技法，激發(fā)創(chuàng)新潛能，以新思維分析問題，以新方法解決問題。同時，學生還會充分利用CAI創(chuàng)新平臺所提供的豐富的多學科領域的知識庫，解決課題中存在的問題，獲得一些具有創(chuàng)新性的解決方案?？傊?，基于TRIZ與CAI的創(chuàng)新方法能夠引導和促使學生去創(chuàng)新思維，有效地促進概念性創(chuàng)新方案的產(chǎn)生和創(chuàng)新技能的提升。

四、TRIZ理論推廣的路徑和要求

TRIZ理論引入我國是近幾年的事，我國對TRIZ理論的研究和教學還處于起步階段，進一步的推廣必須采取有效路徑。

(一)設置不同層次理論教學模塊基于TRIZ和CAI技術的機械創(chuàng)新教育不是一個“點”，而是一條“鏈”，應貫穿在大學課程體系中。因此，應該根據(jù)機械類專業(yè)學生在不同階段的專業(yè)知識增長規(guī)律，分層次地開設創(chuàng)新相關的系列課程?？稍O置3個層次模塊，即基礎模塊、提升模塊、應用模塊。基礎模塊。針對基本未涉及專業(yè)課的大學一、二年級學生。該模塊側重于創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識和工程思想的培養(yǎng)，基本上屬于理論課程的范疇。提升模塊。針對已具有一定機械專業(yè)基礎知識的大三學生。以TRIZ理論為基礎，通過案例教學強化學生對創(chuàng)新技法的理解和認識，引導學生結合機械專業(yè)知識從創(chuàng)新理論知識的掌握提升到創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。應用模塊。針對已具有較全面的機械專業(yè)知識的大學四年級的學生，重點是創(chuàng)新理論、創(chuàng)新技法及CAI技術在解決具體機械設計問題中的綜合應用。

(二)設置合理的實訓環(huán)節(jié)創(chuàng)新教育這條“鏈”的最難點就是創(chuàng)新實踐。為保證TRIZ創(chuàng)新教學模式從“知識傳授型”向“能力素質(zhì)培養(yǎng)型”轉變，可在教學實施過程中設置如下實訓環(huán)節(jié):創(chuàng)新素質(zhì)訓練、創(chuàng)新技法模擬、創(chuàng)新案例分析和創(chuàng)新問題解決等環(huán)節(jié)。不同層次的理論教學模塊中，各實訓環(huán)節(jié)可綜合交錯。通過設計合理的實訓環(huán)節(jié)，能有效提高學生的創(chuàng)新素質(zhì)和創(chuàng)新技能。

(三)合理使用CAI軟件CAI技術是基于TRIZ理論，結合本體論、現(xiàn)代設計方法學、多領域科學知識綜合而成的計算機輔助創(chuàng)新技術。合理利用CAI技術及其軟件平臺，可幫助學生有效地利用多學科領域的知識和前人的智慧，分析和發(fā)現(xiàn)技術體系中存在的問題，獲得具有創(chuàng)新性的解決方案。將CAI技術融入到創(chuàng)新理論教學中，有利于構建系統(tǒng)完整的創(chuàng)新理論教學與實踐平臺。

(四)采用創(chuàng)造性研究型教學模式創(chuàng)造性研究型教學模式，是以發(fā)展學生的創(chuàng)造性(創(chuàng)造力)為目的，以發(fā)現(xiàn)、探索、研究為活動形式的一種教學模式。為激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，教學模式起著核心的作用。創(chuàng)造性研究型教學模式具體實施的關鍵是把各層次的教學有機地聯(lián)系起來，強調(diào)“層次”之間的傳遞性、互補性和協(xié)調(diào)性。前者為后者打好根基，后者在前者的基礎上不斷開拓深化，做到環(huán)環(huán)相扣，整個創(chuàng)新教學貫穿成一條線，力求使整個“鏈”的作用大于各個“層次”之和，最終使學習活動成為一種自主探究的過程。

(五)建立創(chuàng)新教育評價體系為確保TRIZ創(chuàng)新理論教學和實訓環(huán)節(jié)的順利實施，還需開展階段性的教學效果評價。可通過模塊式的創(chuàng)新技能鑒定來綜合評價教學效果，建立由專人負責的學生綜合創(chuàng)新素質(zhì)評價、企業(yè)用人單位評價和畢業(yè)生跟蹤調(diào)查反饋評價，為有針對性的創(chuàng)新教學內(nèi)容和實訓環(huán)節(jié)的改革提供科學的依據(jù)。總之，將TRIZ創(chuàng)新教學貫穿在大學本科的教學體系中，構建系統(tǒng)完整的TRIZ創(chuàng)新理論教學與實踐平臺，將為機械類創(chuàng)新應用型人才的培養(yǎng)奠定基礎。當然，創(chuàng)新教育是綜合性的、全面性的教育。TRIZ理論在整個創(chuàng)新教育中只是作為基礎和核心，而不應該是全部，其本身也在不斷地發(fā)展和完善之中。

五、結束語

學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是現(xiàn)代教育界永恒的主題，也是一項非常復雜的系統(tǒng)工程。對于絕大多數(shù)高校來說，創(chuàng)新教育與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)還只是停留在理論探討與觀念改變階段，具有可操作性的實踐層面的有效方法與途徑還不多見［6］。而我校的“基于TRIZ和CAI的機械創(chuàng)新教學體系”探索性地嘗試了從理論到實踐應用的創(chuàng)新教育模式，構建了較為系統(tǒng)的創(chuàng)新教育推廣“鏈”。