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运用TRIZ理论探索高职学生创新能力的培养

2014-08-07梁艳娟

读与写·下旬刊 2014年8期
关键词:原理工具创新能力

摘要:TRIZ理论是世界上广泛应用的创新方法。针对高职学生创新能力培养问题,分析、讨论了TRIZ理论对学生创新能力培养的意义,提出了应用TRIZ理论培养高职学生创新能力的几种方法,并进行了实践。

关键词: 高职教育;创新能力;TRIZ理论中图分类号:G648文献标识码:B文章编号:1672-1578(2014)16-0025-01创新是一个民族进步的灵魂, 是一个国家兴旺发达的不竭动力,培养具有创新能力的高技能型人才是我国高职教育的重要工作之一。TRIZ是一种发明创造的科学方法,它将人们思考问题、解决问题的过程科学化, 并为问题的创造性解决提供正确的探索方向[1]。TRIZ理论是目前世界公认的引导创新的最佳工具[2],在高职教育中引入TRIZ理论,用TRIZ理论培养高职学生创新能力应是高职创新教育中值得探索的途径。

1.TRIZ理论简介

TRIZ是发明问题解决理论的俄文теории решения изобретательских задач 的英文音译Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch的缩写。它是前苏联根里奇.阿奇舒勒及其领导的一批研究人员,在分析研究世界各国250万件专利的基础上,提出的发明问题解决理论[3]。该理论揭示了创造发明的内在规律和原理,提供了解决创新问题的系统、科学方法。

1.1TRIZ理论体系。TRIZ主要包括以下原理、方法和工具[3-5]:

1.1.1技术进化理论。TRIZ认为技术系统始终处于进化之中,矛盾的不断解决是进化的动力。创新的核心就是解决矛盾问题。TRIZ提出了八大进化法则,运用这些法则可以评价当前产品的技术状态,并预测未来发展趋势,开发富有竞争力的新产品。

1.1.2最终理想解。发明创造的理想状态是理想解。理想解是消除了所有有害作用,充分发挥有益作用的解决方案。TRIZ理论在解决问题之初,首先抛开各种客观限制条件,通过理想化来定义问题的最终理想解,避免传统创新方法中缺乏目标的弊端,提升创新的效率。

1.1.340个发明原理。阿奇舒勒等通过对上百万件发明专利的分析研究,提炼出了具有普遍用途的40个发明原理,这40个发明原理可以用来解决众多的发明问题。

1.1.4矛盾矩阵。为了将一个具体的问题转化为一个TRIZ的问题,阿奇舒勒总结出了工程领域常用的39个工程参数,并把这39个参数形成的技术矛盾和40个发明原理建立了对应关系,组成了一个39×39的矛盾矩阵。应用矛盾矩阵可以根据系统中产生矛盾的2个工程参数,直接查表找出化解该矛盾的发明原理。

1.1.5物理矛盾和四大分离原理。为了解决物理矛盾,TRIZ提出了物理矛盾的11条分离方法和四大分离原理。

1.1.6物--场模型分析和76个标准解。该模型分析是TRIZ中进行问题描述和分析的工具,用来建立与已经存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型。在物--场模型分析的基础上,TRIZ将各类相似问题的解决方法标准化、体系化,给出了76个标准解。在创新问题解决过程中,可根据物--场模型所描述的问题,查找到相应的一般解和标准解。

1.1.7发明问题解决算法(ARIZ)。ARIZ是基于技术系统进化法则的一套完整问题解决的程序,是针对非标准问题而提出的一套解决算法。运用ARIZ可将非标准的、复杂的创新问题转化为标准问题,然后应用76个标准解法来予以解决。

1.1.8科学和技术知识效应库。很多创新方案是在特定工程领域应用了没有使用过的效应得到的。为帮助人们更好地应用本领域和跨领域知识解决创新问题,TRIZ创建了科学和技术知识效应库。

1.2TRIZ解决创新问题的一般流程

TRIZ理论的方法、原理和工具,为创新问题的解决提供了科学、规范的方法。TRIZ理论解决具体问题的一般流程(其过程如图1所示)是:

图1TRIZ解决问题的一般流程

这样应用TRIZ理论就可以把一个复杂的、不确定因素丛生的难解过程,转化为精确的科学运作过程。

2.TRIZ理论对学生创新能力培养的意义

2.1TRIZ理论有利于树立创新有规可循的理念。

由于传统的创新方法过多依赖于人的心理因素,有很大的无序性、随机性和偶然性,致使"创新无规律可循"的思想根深蒂固,束缚了人们的创新意识。TRIZ理论的出现使得创新有规可循,打破了只有依靠灵感才能创造发明的传统观念。TRIZ理论的方法、工具使得创新能力的培养有了可以系统传授的方法,为系统、规范、科学地培养学生创新能力提供了方法和工具的支持。

2.2TRIZ理论有利于形成科学的创新思维。TRIZ理论完备的创新理论体系、原理、程序、分析工具和创新工具可帮助人们有效地控制创新的过程,将众多极端复杂的创新问题转化为相对简单的解决方法,把创新从漫无边际的发散性思维转到按程序步骤一步步逼近的逻辑性、规范化的解决方法上,实现解决创新问题的有序、快速和高效。

2.3TRIZ理论有利于提高创新水平。TRIZ理论描述和量化了人类在发明创造上的经验,建立了系统解决创新问题的一系列方法、工具。矛盾矩阵、40个发明原理、物——场模型分析、76个标准解、ARIZ等方法,就如同和科学家、发明家同桌对话。学习TRIZ理论,掌握TRIZ的方法、工具,就相当于实现了 "集千万发明家于一身",从而提高自身的创新能力。熟练掌握TRIZ理论方法后,一两步就能快速得到创新方案,而不用再一味地等待令人难以驾驭的灵感和顿悟的降临[6]。

3.用TRIZ理论培养高职学生创新能力的探索

目前,国外许多高等院校把TRIZ理论作为必修课或选修课进行教学。在前苏联,甚至一些高中都开设了TRIZ课程,以培养学生创造性解决问题的思维和能力。国内浙江大学等本科院校已开展了TRIZ理论的教学实践。高职院校中也有不少开始了TRIZ的教学探索。例如常州市工程职业技术学院专门组建TRIZ理论教学团队.成立TRIZ理论教学研究中心进行TRIZ理论的教学实践和理论研究[7]。依托广西工业职业技术学院 "高职开展《创新方法-TRIZ》教学,提高学生创新能力的研究"课题, 我们从以下几方面进行了应用TRIZ理论培养学生创新能力的探索。

3.1开展TRIZ理论讲座,激发学生创新意识。高职学生普遍创新意识不强,对自身的创新能力缺乏自信心,觉得创新对自己是遥不可及,高不可攀的。针对这一现象,我们采用TRIZ理论讲座的方式,通过TRIZ理论的案例来激发学生的创新意识。TRIZ理论的40个发明原理通俗易懂,在讲座过程中主要通过日常生活的40个发明原理与创新的案例来启发学生从日常生活用品中找出发明的原理,让学生真实感受到创新就在自己的周围,认识到创新并非"天才"的专利,创新是有规可循的,只要掌握创新的规律和方法,人人都可以创新,从而增强高职学生创新的自信心。

3.2开展TRIZ理论的教学,培养学生创新能力。结合高职教育的特点,面向全院学生开设TRIZ公共选修课,在对创新感兴趣的学生中进行TRIZ理论的学习和训练。教学内容选择: TRIZ是高度综合的创新理论,内容相当丰富,在高职中面面俱到的讲授这些理论和方法,是不可能也是不必要的。必须根据高职的特点,选择适合的内容进行教学。高职毕业生主要面临的创新活动是解决生产、服务中的矛盾问题,以及技术革新等。在TRIZ理论中解决这类创新问题主要采用40个创新原理。因此,我们把40个发明原理、矛盾矩阵作为重点教学内容。教学过程采用项目化教学模式。以案例为主线,把TRIZ理论、方法贯穿在案例中,通过具体形象的创新案例分析和大量实际案例的训练,使学生能够较容易地理解TRIZ的基本理论,熟悉TRIZ的创新流程,掌握TRIZ的40个创新原理和矛盾矩阵等原理工具的运用,从而培养科学的思维方式和解决问题的能力。

3.3在日常教学中融入TRIZ理论,培养学生创新习惯。日常教学,教师可把TRIZ理论融入到专业课程内容中,通过潜移默化的方式,有目的地培养学生的创新意识、科学思维方式和创新习惯。比如在授课中,可结合专业,列举一些TRIZ中与专业有关的创新例子,并提出一些案例让学生在课堂及课后应用TRIZ理论进行思考、讨论;在讲到某些解决方案时,可运用TRIZ理论的发明原理,启发学生从不同角度寻找多种解决方案等等。例如我们在进行三维造型的教学时,运用TRIZ理论的分割、组合、多维性等创新原理来组合和分割特征,从而构成功能、结构不同的零件,这样不仅使学生加深了对造型方法的理解,而且解题的思路也得到了扩展。通过这些方式使学生养成应用TRIZ创新方法、原理的习惯,当自身遇到需要解决的实际问题时,就能够有意识地运用TRIZ理论的创新思维和方法解决实际问题。

3.4在实践中运用TRIZ理论,提高学生创新能力。创新能力是在不断地解决问题的实践过程中得到提高的,实践教学是培养学生创新能力的重要途经。为此在实践教学中,我们注重指导和鼓励学生大胆运用TRIZ方法去发现问题,用40个发明原理等去解决具体的实际问题。例如在毕业设计中,指导学生应用TRIZ方法和工具进行设计分析,方案设计。在学生课外创新实践以及各项竞赛活动中,引导学生应用TRIZ理论与方法进行创新实践等,取得了一定效果。所指导学生在2012、2013全国三维数字化创新设计大赛"中,多项获一、二等奖;在 "中南地区港澳特区第四届大学生机械设计创新大赛"中获二等奖。

3.5 用TRIZ进行创新教育应注意的问题。首先对TRIZ理论要有正确认识。尽管TRIZ理论被誉为创新的"点金术",但这"点金术"是以创新者坚实的专业知识、广博的知识积累为基础的,并非掌握了TRIZ理论的方法、工具就能够进行创新。故创新能力的培养依然必须以牢固的专业知识的掌握和宽广的知识积累为基础。此外应注重教师对TRIZ理论的学习掌握。TRIZ理论是一个全新的理论体系,引入国内时间不长,大部分教师对该理论了解不多,对教师进行TRIZ理论的培训十分必要。只有在教师掌握了TRIZ理论的前提下,才能更好地运用TRIZ理论开展相关的创新教育活动。

4.结束语

TRIZ理论为创新思维的产生提供了科学、系统的方法,为创新提供了行之有效的方法和工具。在高职创新教育中引入TRIZ理论,对克服思维定势,培养科学思维方式,提高学生的创新能力有重要作用。用TRIZ理论培养高职学生创新能力可通过TRIZ理论讲座、开展TRIZ教学、在日常教学中融入TRIZ理论、在实践中应用TRIZ等途径进行。参考文献:

[1]侯圣智,牛占文.TRIZ理论与创新能力的培养[J].中国职业技术教育.2003,29:30-32

[2]运用TRIZ理论提高农科大学生创新能力[J]. 高等农业教育,2009, (5): 86-89

[3]檀润华.创新设计--TRIZ:发明问题解决理论[M].北京:机械工业出版社,2002.

[4]赵新军.技术创新理论(TRIZ)及应用[M].北京:化学工业出版社,2004.

[5]杨青亮.发明是这样诞生的-TRIZ理论全接触[M]. 北京:机械工业出版社,2006.

[6]张武城.技术创新方法概论[M].北京:科学出版社,2009.

[7]颜惠庚,曹叔亮.TRIZ理论:高职院校创新型人才培养的有效途径[J].中国成人教育,2009,(10):95-96.

作者简介:

梁艳娟(1965.7- )女,壮族,广西南宁市人,广西工业职业技术学院机械工程系副教授、高级工程师。研究方向:高等教育管理及人才培养、理论教学、技术改造。

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