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篇1
在TRIZ之父Altshuller的領導下，TRIZ研究團體分析了近250萬件高水平的發明專利，并綜合多學科領域的原理和法則后，建立起由解決技術問題和實現創新開發的各種方法、算法組成的TRIZ理論體系。
1.TRIZ體系結構
TRIZ提供了發現、解決問題的工具和技術，可以幫助設計人員避免解決問題過程中繁瑣的試湊工作。TRIZ方法論包含分析工具和基于知識的工具。
(1)TRIZ分析工具。分析工具包含物質－場分析、ARIZ算法、需求功能分析等，這些工具用于問題模型的建立、分析和轉換。①物質-場分析：TRIZ將所有的功能都分解為兩種物質及一種場，產品是功能的一種實現，可用物質-場分析產品的功能。物質S1可以是被控粒子、材料、物體或過程，物質S2是控制S1的工具或物體，場F是用于S1與S2之間相互作用的能量，如機械能、液壓能、電磁能等。②ARIZ算法：ARIZ稱為發明問題解決算法，是發明問題解決的完整算法，該算法采用一套邏輯過程逐步將初始問題程式化。③功能分析：從完成功能的角度分析系統、子系統、部件，設計中的重要突破、成本或復雜程度的降低往往是功能分析的結果。
（2)基于知識的工具。基于知識的工具包含40條發明原理、76個標準解和效應數據庫。①40條發明原理：用于找出創新的解決方案。每一種解決方案都是一個建議，應用該建議可以使系統產生特定的變化以消除技術沖突。②76個標準解：用于解決基于技術系統進化模式的標準問題。按照目標這些標準解被分為五類，分類中解的順序反映出技術系統的進化方向。③效應知識庫：庫是TRIZ中最容易使用的一種工具。運用庫中的各種物理、化學和幾何效應可以使解決方案更理想和簡單地實現。
2.TRIZ解決問題流程
應用TRIZ解決問題的第一步是對給定的問題進行分析；如果發現存在沖突則應用原理去解決；如果問題明確但不知道如何解決，則應用效應去解決；第三種選擇是對待創新的技術系統進行進化過程的預測；最后是評價，確定是否滿足求。如果滿足要求，則進行后序的設計工作；反之，要對問題進行重新分析。
二、TRIZ的應用
在歐美等發達國家，基于TRIZ理論的應用非常廣泛，從工程領域到政治、生產管理、組織結構、教育等非工程領域，無不顯示出它的生命力。
1.TRIZ在企業生產管理領域創新中的應用
在參考工程領域的創新問題求解技術的基礎上，通過演繹推理的方法提出的在生產管理領域創新中應用TRIZ是完全可行的。近幾年來，有些學者通過對TRIZ方法及工具的局部修改后，應用在管理領域上。Mann&Domb把40個創新原理引入到商業活動中，就每個創新原理提出相應的商業原則，建議當企業面臨類似的問題時可以利用此40個創新原理作為解決的對策。Ruchti&Livotov利用TRIZ系統化的思考模式和解決問題過程，提出12條雙向原則作為解決商業與組織管理問題的參考。
2.TRIZ應用于企業生產管理創新中的不足
應用TRIZ理論解決企業生產管理創新問題時，完全挪用工程領域的理論框架并不可取，解題工具僅僅利用40個創新原理和沖突矩陣使用面太窄。TRIZ直接用于生產管理領域創新失敗的主要原因包括：結構失效、問題分析方法單一、解題工具不足、算法不能適應生產管理領域創新問題、操作性差等。
3.TRIZ在生產管理領域創新中的應用改進建議
(1)根據TRIZ的思想和基本哲理，結合生產管理領域創新的特點，構建面向生產管理領域創新的TRIZ理論體系；(2)針對生產經營管理的特點，在39個通用工程參數的基礎上進行增減，確定生產經營管理參數，進而構建一個新的生產經營管理沖突矩陣，并且修改40個創新原理，作為改善的策略。充分運用物質─場模型功能描述的特點和76個標準解，拓寬解題工具。(3)把質量功能布置（QFD）、六西格瑪設計（DFSS）、約束理論（TOC）、田口方法等方法與TRIZ進行結合，以改進TRIZ分析生產管理領域創新問題方法單一的缺陷。(4)進一步細化生產管理領域的問題描述，逐步做到以定量分析為主，提高可操作性。
三、結論
本文介紹了TRIZ基本理論和主要工具，探討了在生產管理領域創新中的應用。針對其在解決生產管理領域創新中存在的一些問題，給出了應用改進建議。我們相信隨著TRIZ理論的發展，其在生產管理領域創新中的應用操作性會愈來愈強，應用范圍會越來越廣，成為解決生產管理領域創新的有效方法和手段。
篇2
機械制圖作為工科學生的基礎課，是今后學習機械專業課程的基礎，也是未來就業的基本要求之一，對工科學生的重要性不言而喻。傳統的教學方法過于注重演繹和傳授，教學的結果過于注重作業和考試成績，使學生缺乏創新能力和學習興趣。面對著這一現實，制圖教師必須在教學中改變傳統的教學方法，樹立創新教育觀念，把單純的“講、寫、畫”的傳統教育模式，轉變為對學生創造能力培養的現代教育模式。針對這種情況，我們嘗試性的把TRIZ理論中的方法創新引入高職院校機械制圖教學中，培養學生學會學習，學會創新，從而提升實際教學效果，力圖培養學生的創新能力。
一、創新教學模式及操作要點
創新的課堂教學模式是指依據教學內容和要求，由教師創設情境，以問題的發現、探究和解決來激發學生的求知欲、創造欲和主體意識，培養學生學會學習，學會創新，發展智力和創新思維能力的一種模式。在反復研究與實踐中，我們認為新教育目標與教學目標，要通過知識教學過程實現。當然這里的知識教學與傳統的重知識傳授、輕能力培養，重智輕德，重分數輕素質，重結果輕過程，重學科體系輕實踐能力，重傳承輕創新等是完全不同的。其一教育論文，欲求知識，要求課堂教學不能開始就講，直接傳授，傾囊而出，而必須先激發動機，產生興趣，產生求知欲。其二，感知發現知識，要求基本知識點要由學生通過感知，獨立思考，合作交流總結概括出來。其三，加工論證知識，要求學生總結發現知識重點后，進一步通過學生之間、師生之間的討論碰撞進行加工、論證。其四，轉化重構知識，要求課堂練習有層
次、可選擇，鼓勵一題多解式的求新求異，課后應用創新，并且重新改組充實知識結構。TRIZ理論創新的教學觀相應的教學模式的基本環節是：激發動機―誘導發現―加工論證―應用創新。
創新教學模式的基本點是探究式獲取知識，創新性應用知識，是在課堂教學過程中，在教師的組織、引導、促進下，學生主動感知、發現、獲取知識，加工轉化建構知識，而非被動聽講、消極接受、機械訓練的僵化灌入。
（一）激發動機，包括預習展示、確認目標、形成探究動機。教學實踐已證明，學生沒有預習就進入學習，往往一開始就處于被動接受狀態。即便是教師采用啟發式教學，引用了許多導入的材料、背景知識或進行聯系密切的復習，多數學生也很難積極主動學習。為此在機械制圖的課堂教學中要改變教師一味傳授講解知識的傳統教學方法，而要采用啟發式和討論式的教學方法，在教學中啟發學生與老師一起思考，激發學生的學習興趣。比如在機械制圖“組合體”這一章的教學中，組合體的“形體分析”是要求掌握的重點內容，其目的是要培養學生對組合體的形體表達能力和空間想象力。因此在教學過程中，可以安排一些多種形式的，約束條件少，富有趣味性的題目來啟發學生主動創造怎么寫論文。
（二）誘導發現，包括感知分析、抽象概括和合作交流。傳統的講授，往往忽視知識的產生、發展過程，這對于簡單的事實、符號教學可以有效。但對于有來龍去脈、有豐富內涵與外延的概念和原理等規律性的知識教學，恐怕不行了。以《平面物體的截交線》一課為例，探索創新教學方法具體步驟包括：1.教師講解理論依據―――“截交線”的兩個基本特征。通過給出“截交線”的定義，配合模型教具進行直觀講解，幫助學生建立空間概念。2.實施
“開放式”教學。發給學生模型，學生自行觀察拿到的模型的平面，自行測量模型的尺寸，自行確定比例，自定尺寸和模型擺放方式，選擇視圖，開始作圖，學生自行求作截交線。學生自行確定截面位置，結合實際模型，在自己的三視圖上求截交線；學生自行驗證理論教育論文，以自己所作的截交線，驗證截交線的兩個特征，或以截交線的兩個特征來檢驗自身視圖是否正確。教師作巡回指導和隨時答疑。3.總結、鞏固。選擇視圖具有代表性的作者上臺將其所做的三視圖、截平面和截交線展示并當眾講解。最后，教師本人或學生對照黑板上的視圖，再次驗證截交線的特征，鞏固復習新課。這種教學方法，使用直觀的研究對象(模型)，學生易于接受，課堂學習氣氛活躍，便于激發學習興趣。學生自定視圖尺寸，自定截面，“開放式”的自主學習，增強了學習的主動性，培養了動手和創新能力。
（三）加工論證，包括歸納表達、討論碰撞和印證加工。通過獨立思考和小組合作學習，學生基本上能用自己的話表達出已獲得的認知和概念的含義，事物的特點等。這還不夠，應該進一步表達，進行全班交流，引發重點討論碰撞。在此基礎上教師抓住重點問題、核心問題、疑難問題發表自己的見解，即重點講解。此時的講解是學生急需的、高度期待的，他們急于聽老師的講解、意見以及看問題的方法、角度、技巧。此時，教師的講解、觀點最容易引起高度的注意和認同，對他們的認識起到印證作用，有助于他們的理解和加工，促進其思維的深度，提升其價值觀，是一種師生有效的適當的深層的情感、認知互動互促。可見，TRIZ理論創新教學主張學生在教師的引導下，主動探究式獲取知識，決不意味著排斥教師的講解，相反非常重視教師的講解，重點講、精講。然而這里的講與傳統的授受是根本不同的：一是在學生已有主動認知基礎上的；二是非全面的全程的；三是必要的急需的；四是能引起學生積極主動地講。可見，這樣的講能真正起到教師引導促進的作用，其結果是引導和促進學生主動構建，而非被動攝入。從情感上說，這種講會與學生真切情感相呼應，使他們感到豁然開朗，似曾相識，不謀而合，原來我也能經歷、發現，也會探究，從而使他們受到成功的激勵，受到鼓舞，產生極大的自信心，獲得一種難以言表的精神享受與愉悅。
（四）應用創新，包括選擇練習，總結質疑和重構延伸。在師生加工論證知識點的基礎上的課堂練習應該是有層次的、可選擇的，能有助于思維發散和能力轉化。必須承認，共識度再大，學生之間的理解和內化水平也是有差異的。因此，練習題應是豐富多層次，由低到高，由單一到綜合的教育論文，這樣才能有利于不同層次學生的練習鞏固，不同程度的提高。教師用課件承載多樣多層的習題，供學生按需選擇。選擇練習題目由基本練習、復式練習、綜合練習、延伸練習組成，對基本練習和變式練習要限定時間，綜合練習和延伸練習要鼓勵學生獨創，求異求新，一題多解，一題多問、多變、多思，多題歸一。這是發散―聚合―發散的創新思維的練習，是獨創的個體學習和合作的集體學習。這時教師的作用更多的是引導學生思考、啟發思路，肯定推進，釋疑、導疑，對其中具有共性，很有價值的問題，在短時間內不能討論清楚講解明白的，要引向課后，變成探究性作業，繼續學習探究。在學生回顧、總結評價主要收獲后，教師要進一步引導學生對新學的知識，重組建構到舊的認知體系框架中去，同化和順應，形成新的知識網絡。
二、TRIZ理論對于創新教學的實踐指導
創新教學中，既要重視理論教學，讓學生掌握該課的基本原理、作圖和讀圖方法以及有關機械零件的基本結構及裝配的基本知識等，形成扎實的基本理論知識體系，同時還必須與生產實踐緊密結合起來。許多已經畢業的學生說“：工作后才知道制圖中所學的零件是什么。”這不能不引起我們的深思，這說明我們過去的教學只注重了課本理論知識的講解，而忽視了與生產實際之間的聯系。因此，在機械制圖課堂教學過程中，要與生產實際緊密聯系，既要讓學生看模型，又要讓他們看一些實物，二者緊密結合。利用課外時間帶領學生到工廠或實訓車間參觀認識零件，了解生產知識，幫助學生了解掌握工廠中用的實際圖紙，明確“學了制圖是用來干什么的”，使理論知識與生產實踐緊密結合起來，有利于提高學生的綜合素質，為就業打下良好的基礎怎么寫論文。學以致用，是教育者的責任，也是創新教學的目的。
TRIZ理論提供創新的解決方案，而培養學生自主學習和教師的教學意識方法創新，以及雙方共同發現問題和解決問題的能力，各個方面都涉及創新能力的培養，因此，TRIZ理論能在教學創新研究進行的過程中為學生和教師提出解決問題的思路。
（一）TRIZ理論在創設情境中的作用。教學模式創新的首要任務是創設問題情境，給學生思考的引子；創設的問題具有引導性，才能引發學生提出問題。引導學生研究的問題看作一個個待解決的問題，采用TRIZ理論進行求解，獲得需要設置的問題。具體到一門專業課程，創設問題情境就歸結為各子課題的引導問題情境的設計，究竟采用什么樣的啟發方式才能引起學生思考和幫助學生提出合適的問題，提出這個題目后，根據TRIZ理論教育論文，進行程式化描述，解決沖突，獲得合適的情境設計。問題創設過程是教師為主、師生共同參與的過程。在創設問題情境階段所面臨的課程的子課題劃分、待求的題目獲得等問題，都需要采用TRIZ理論進行解決，進而對師生的創新思維進行開發。
（二）TRIZ理論在研究性教學過程中的作用。研究性教學過程重點是幫助學生對自己先前提出的問題進行求解，安排好學生的討論、成果交流和總結，使研究性教學有序地進行，達到傳授專業知識和激發學生創新能力的目標。例如 TRIZ理論與創新技術中的40個創新原理中,其中很多都可以解釋上述課程中的理論知識或實驗環節。教師在課堂上可以把這些原理穿插到課堂教學中,并進行相關案例拓展,同時讓學生參與互動,讓學生們相互啟發,激發它們的創新思維,培養他們的創新能力,而且這樣也能提高課堂的教學效果。在這一過程中，需要研討探究和驗證假設，即學生對自己提出的問題進行研究求解，并給出結果。TRIZ理論給出問題的解的多種方案，解決問題求解過程中的各種矛盾，給出較佳的方案。這個問題探究的過程，TRIZ理論發揮的作用最大。針對一個個實際問題，TRIZ理論指導學生進行創新解決，首先通過問題分析和定義把這些實際問題轉換為TRIZ問題模型，然后利用 TRIZ的分析工具得到問題通解，最后得到特定解。
（三）TRIZ理論在教學創新研究理論歸納中的作用。課題是研究重視過程，TRIZ理論側重于提供方法上的指導。由于TRIZ理論系統本身就具有綜合性，所以從TRIZ理論演化出來的分立小課題，最后還可以運用系統化的方式整合起來，提供一個成型的規律或者方法，能指導更大范圍的創新實踐應用。
通過上述分析，TRIZ理論在教學創新研究中扮演著重要的角色，是教學創新研究實施過程中的一個重要工具，二者的結合，將構建比較完善的教學模式創新，為培養創新型人才提供更好的途徑，充分調動教師和學生的積極性、創造性，必將探索出一條廣闊的教學新路。
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1 概述
創新是發展的動力，是世界發展的潮流。創新在國家的發展中起著非常重要的作用。傳統創新方法易于掌握、易于傳播、易于普及，能產生一些創新設想，但命中率低，速度慢，難以解決復雜的技術問題。創新能力都來自于人的潛能，并可以通過學習和訓練來激發和提升。創新是有規律可循的，這些規律潛藏于解決各種工程技術問題的過程中，通過長期實踐中的觀察、總結，可以發現這些規律。在這些理論方法中，TRIZ理論體現出其獨有的優勢，TRIZ的作用在各種實踐中發揮得越來越明顯。TRIZ可以幫助我們進行系統創新，深入了解問題并獲得解決方案，簡化系統以及克服心理慣性。
2 TRIZ的發展
TRIZ即發明問題解決理論，它是一套技術創新理論和方法，是一套解決各類工程技術問題的工具。它的核心在于提供一種有規律可循的非常客觀的創新方法。它系統總結了人類以往在發明和創新方面的想法，從中提煉出一系列有效的法則，用以指導人們系統、高效地解決未來的問題。TRIZ創新方法源于前蘇聯，由一位偉大的工程師兼發明家阿奇舒勒和他的同事們創立的，他們分析歸納總結全世界250多萬份高水平專利成果后，在1946年總結出一套理論。根據創新程度的不同，將這些專利技術解決方法分為5個“創新等級”。
TRIZ自創立以來，經歷了三個發展階段：第一個階段為創立階段。這個時期主要創新和完善了TRIZ體系，并在蘇聯少量應用。但因為蘇聯封鎖這個理論，外界很少有人知道。這個時期形成的主要理論有40個發明原理、發明問題解決算法（ARIZ）、最終理想解、科學效應庫、物-場模型、標準解和進化法則等；第二個階段為傳播階段。蘇聯解體后，大量的科學家移民到了美國、歐洲、亞洲，創辦了一系列的公司，開發基于TRIZ理論的軟件系統，并為一些公司提供咨詢服務。這時，其他國家的工程師們才開始了解這個理論。少量公司在這個時候開始引入TRIZ理論，如1995年開始的寶潔公司和1998年開始的三星公司；第三個階段為應用階段。從2005年開始更多世界知名大公司開始引入TRIZ理論，并開始在內部推廣，如通用電氣公司、西門子公司、飛利浦公司、因特爾公司等。中國的企業，特別是一些國有大型企業也開始利用TRIZ來培訓員工，解決難題。
經過幾十年的發展，TRIZ已進入成熟期，TRIZ理論已經被全世界接受、應用。西方發歐國家在TRIZ領域的理論、技術和應用研究都處于世界領先水平。我國引入TRIZ理論比較晚，但最近幾年其理論受到了學術界的重視和政府的高度關注，現正被越來越深入地推廣和應用。
3 TRIZ理論思維方法
TRIZ理論創新思維方法有多屏幕法、STC算子法、RTC算子法、金魚法、小矮人法等。
多屏幕法從兩個維度進行發散思維：（1）從構成層面發散，考慮了當前系統、超系統及其子系y；（2）從時間層面發散，將其分為過去、現在和將來三種狀態。即按時間與構成兩種不同的維度對現有問題的技術系統進行全面思考與分析，從而找到解決的思路。
STC算子法即尺寸Size-時間Time-成本Cost分析法，它從三個不同維度對技術系統進行從零到無窮大的發散思維。RTC算子法即將STC中的尺寸換成資源（Resource）。
金魚法求解問題，首先將問題分解成現實部分和不現實部分，利用系統資源，找出可以將幻想變成現實的條件。它是一個反復迭代分解的過程。它的反復迭代區分現實和幻想兩部分，并集中求解幻想部分的問題，其中幻想部分方案求解可以結合多屏幕法獲得可利用資源。金魚法還有一個思路是針對問題產生的思路，將這些思路區分為現實方案和不現實方案，而后集中對不現實方案進行求解，從而獲得解決方案。
小矮人法是將系統功能、部件用不同的小矮人來替代，通過對小矮人群的重組、位置改變等實現創新的解決方案。
TRIZ中技術系統的理想化水平與有用功能之和成正比，與有害功能之和成反比。理想度可以對創新思維方案、技術系統解決方案進行評價，最后選擇理想度高的方案進行實施。要提高創新思維方案和技術系統解決方案的理想度可以增加有用功能或減少有害功能，也可對方案各個層面進行各層次分析，進而獲得理想解。
4 TRIZ解決問題的方法
TRIZ理論具有很強的實踐性，可廣泛地應用于各個領域，它可以擴展人的創新性思維，從而尋求解決問題的辦法，為不同行業的技術創新問題提供啟發和參考建議。用TRIZ解決問題，首先要把問題轉換為問題的模型，然后從TRIZ解決問題的工具中找到解決問題的模型。TRIZ理論在解決技術問題時主要用技術進化工具、矛盾矩陣工具、物-場分析工具和科學效應庫工具。
4.1 技術進化工具
技術進化工具是TRIZ理論核心內容之一，它表明技術處于進化過程中并且有規律可循，可預測。技術進化規律包括S曲線和進化法則。其中進化法則包括完備性法則、能量傳遞法則、協調性法則、提高理想度法則、動態性進化法則、子系統不均衡進化法則、向微觀級進化法則、向超系統躍遷法則。S曲線：技術系統進化過程分為嬰兒期、成長期、成熟期、衰退期，提高理想度法則貫穿技術系統的全生命周期。對于待解決技術系統，根據S形進化曲線原理分析技術系統所處階段，而后依次用進化法則，最后獲得建議方案，并結合實際技術系統，建立解決方案。技術進化工具應用過程體現了技術系統由量變到質變，技術進化工具有時只需根據實際情況應用一個或者幾個即可建立解決方案。
4.2 矛盾矩陣工具
TRIZ研究的沖突是技術沖突和物理沖突。技術沖突是指一個系統在某方面得到改善的同時，另一方面被削弱。運用矛盾矩陣中的標準參數找到對應的發明原理可以解決技術沖突。物理沖突是因為追求對立的結果而引發的。對此，物理矛盾一般是通過分離的方法，獲得兩個相反的解決方案。分離的方法很多，有空間分離、時間分離、系統級別分離、條件分離、范圍分離等。
TRIZ有助于我們思考方案，尋找和創建能夠滿足既定需要的系統。在這過程中，我們遇到的一切物理矛盾都可以從40個發明原理中找到答案。發明原理構成了一個簡單的清單，從中可以得到基于不同情形和時間的解決方案，幫助我們創建所需要的系統。
4.3 物場分析
阿奇舒勒創建了一套精準的體系歸納系統中存在的問題，并提出相應的解決方案稱為物場分析。物場分析原理認為，功能都由兩種物質和一種場這三元素組成。它用三角形模式來解讀每個問題的功能，在此模型中下面兩個元素代表兩種物質，用S表示；上面一個元素表示場，用F表示。場表示物質之間相互作用。復雜的系統經過分解，可運用多個組合三角形模型表示。
一種物質作用于另一種物質便可以提供某種功能。功能可能有利，也可能有害；可能是完美的，也可能有不足之處。物場模型聚焦于功能分析，把功能做正確，在解決問題時提升系統理想度。通過三角形功能建模，能以圖示的方式表明功能形成過程中存在的問題。
4.4 科學效應庫工具
效應指應用本領域，特別是其他領域的有關定律，解決設計中的問題。效應是特定條件下，在技術系統中實施自然規律的結果，是場與物質之間的互動結果。效應也能看作是一種功能，它是物質、場或兩種的組合，將輸入作用轉變為所需的輸出作用。通過選擇不同的效應、物質參數，可以控制效應的轉換效果。
科學效應庫是將物理效應、化學效應、生物效應和幾何效應等集合起來組成一個知識庫。利用科學效應庫有利于突破設計人員只是對其專業知識熟悉的局限性，發散思維從其他領域找問題的解。科學效應庫解決問題的流程為：第一，分析待解決的問題，確定解決此問題能實現的功能；第二，根據功能確定與此功能相對應的代碼；第三，確定與功能代碼相應的科學效應和現象；第四，查找優選出來的每個科學效應和現象的詳細解釋，并應用于此問題的求解，形成解決方案。
4.5 ARIZ算法
ARIZ是一個分步解決問題的過程，每個步驟都有相適應的工具。ARIZ由五個步驟構成，分別是：定義問題；揭示系統矛盾；分析系統矛盾并形成“最小問題”；獵取資源；發展概念性解決方案。從流程上看ARIZ的工作內容主要表現在了解問題和尋找資源方面，只是到了最后一步才轉到問題的解決方案上來。但在踐中，使用者隨時都可以發現解決問題的想法，尤其在了解問題階段，這些想法可以用來解決問題。
ARIZ適用于解決比較復雜的問題，它能夠幫助我們一步一步找到解決方案。這種方法涵蓋問題的面很廣，步驟多，比較有效，但是過程較長，不是一種快速解決問題的方法。ARIZ的作用主要體現在了解問題的性質，并找到最好的資源，解決遇到的問題。ARIZ是TRIZ解決問題的主導程序，是一種非常強大和精準的方法，能指引人們有序地工作，找到最佳的解決問題的方法。
5 結語
本文介紹了TRIZ理論發展及其理論體系，并對其解決問題的方法進行研究，為后續TRIZ理論在各領域的應用提供了參考。遇到問題時，可以用TRIZ理論去尋找具體的解決方案，TRIZ能使我們在遇到復雜問題時保持清晰的思路。隨著遇到的問題越來越多，TRIZ理論方法也在不斷完善與發展，它需要不斷與新技術、新理論進行結合才能夠適應現代的需求。隨著研究的深入，TRIZ還可應用于經濟管理等非技術領域。
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利用TRIZ解決問題，主要是將一個具體問題定義為標準問題，然后將標準問題轉換并表達為一個TRIZ的問題，然后利用TRIZ體系中的理論和工具方法獲得TRIZ的通用解，最后將TRIZ通用解轉化為具體問題的解，并在實際問題中加以實現，從而解決問題。描述如圖1
圖1問題轉換流程
2、TRIZ理論工具之間關系和選擇
應用TRIZ的第一步是對給定的具體問題進行分析；如果發現存在沖突則應用原理去解決；如果問題明確但不知道如何解決，則應用效應去解決；第三種選擇是對待創新的技術系統進行進化過程的預測。之后是評價，確定是否滿足要求。如果滿足要求，則進行后序的改進設計工作，反之，要對問題進行再分析。
2、TRIZ理論工具技術參數
2．1確定技術參數
（1） 39個通用技術參數
TRIZ理論的重要方法就是使用通用工程參數將各種矛盾沖突進行標準化歸類,用通用工程參數來進行問題的表述，通用工程參數是連接具體問題與TRIZ理論的橋梁。可以分為如下3大類。
1)物理及幾何參數：共15個，包括運動物體的重量、靜止物體的重量、運動物體的長度、靜止物體的長度、運動物體的面積、靜止物體的面積、運動物體的體積、靜止物體的體積、速度、力、應力或壓力、形狀、溫度、光照度和功率。
2)技術正向參數：這些參數變大時，系統或子系統的性能變好。共13個，包括結構的穩定性、強度、可靠性、測試精度、制造精度、可制造性、可操作性、可維修性、適應性及多用性、裝置的復雜性、監控與測試的困難程度、自動化程度和生產率。
3)技術負向參數：這些參數變大時，系統或子系統的性能變差。共11個，包括運動物體作用時間、靜止物體作用時間、運動物體的能量、靜止物體的能量、能量損失、物質損失、信息損失、時間損失、物質或事物的數量、物體外部有害因素作用的敏感性和物體產生的有害因素。
當我們對系統進行改進時，這些技術參數的變化可以分為2大類。
1)欲改善的參數：指系統改進時將提升和加強的特性所對應的工程參數。
2)欲惡化的參數：指系統改進時，在某個技術參數獲得提升的同時，導致其他變差的技術參數。
欲改善的參數與欲惡化的參數就構成了技術系統的矛盾，TRIZ理論就是通過克服這些矛盾推進系統向理想化進化的。
（2） 40個發明原理和矛盾矩陣
這40個發明原理按照序號1～40分別為：分割、抽取、局部質量、增加不對稱性、組合合并、多用性、嵌套、重量補償、預先反作用、預先作用、事先防范、等勢性、反向作用、曲面化、動態化、未達到或過度的作用、維數變化、振動、周期性作用、有效作用的連續性、減少有害作用時間、變有害為有益、反饋、借助中介物、自服務、復制、廉價替代品、機械系統替代、氣壓或液壓結構、柔性殼體或薄膜、多孔材料、改變顏色、同質性、拋棄或再生、物理化學參數變化、相變、熱膨脹、加速氧化、惰性環境和復合材科。
在系統改進過程中， TRIZ理論提出了矛盾矩陣，該矩陣將描述技術矛盾的39個通用技術參數與40個發明原理建立起的對應關系，很好地解決了改進過程中選擇發明原理的困惑。
3 、TRIZ理論應用案例：座椅地板加強板的改進
下面以輕客地板加強板通用化加工實例說明39個通用技術參數、40個發明原理和矛盾矩陣的綜合應用步驟以及求解過程。本課題從地板的裝配制造方法研究入手，基于TRIZ理論提出一種新的地板總成座椅補強板的設計方法。
3．1、座椅地板的問題：
車身地板總成是座椅安裝布置的重要載體，是保證乘客安全不可忽視的重要零組件之一。
現有地板標準設計結構，地板采用瓦楞結構，座椅安裝孔在地板瓦楞槽上部，如圖2示，相應座椅加強板與其配合使用，通過車架橫梁進行連接，有效保證座椅安裝強度如圖3示
圖2 地板形式
圖3 加強板焊接形式
客戶差異性車型地板結構，地板外形結構不變，增加相應配置安裝孔，增加配置部分座椅加強板采用臨時結構，有的安裝孔落在地板瓦楞槽底部，現有加強板無法使用，需重新設計。目前解決方法是根據客戶圖紙要求，進行座椅總布置，確定安裝孔，并按安裝孔所在位置確定加強板的規格形狀。然而，在加工過程中，容易出現座椅安裝位置地板的形狀與加強板不符合，使得加強板不能使用，而需重新設計加強板，由于地板不同區域形狀不同，加強板形狀不同，需設計的加強板種類多不通用，制造成本提高,采用如圖4焊接方式，實際運用中補強板易產生破壞，強度無法保證。
圖4差異地板加強板焊接方式
3．2 制定解決方案
第1步：確定技術參數
現在存在的問題是：座椅地板加工過程中由于車型品種多，沒有一一對應的座椅加強板與橫梁連接，在車使用中由于地板無法承受外力的作用使得座椅安裝處鈑金件損壞，這是欲改善的特性。對應到通用技術參數，選擇"32可制造性"，以此作為改善的參數。
因此，在加工過程中，對不同車型的地板，需有不同配置的加強板，要考慮與地板瓦楞槽的配合、要考慮橫梁間距，要考慮座椅安裝點與地板的配置，要求地板特性與座椅加強板特性一致，這就是被惡化的特性。對應到通用技術參數中選擇“33操作流程的方便性”，以此作為被惡化的參數。
第2步：查找TRlZ矛盾矩陣
篇5
關鍵詞 ：動力轉向器總成；高壓；溫度；TRIZ創新方法
中圖分類號：TG156 文獻標識碼：A doi：10．3969／j．issn．1665－2272．2015．10．049
隨著汽車行業的高速發展，整個商用車市場已明顯向著節能型、輕量型、重載化等方向發展。同時，為了提高乘坐的舒適性而降低了輪胎的氣壓，更加意味著整車前橋負荷的增加，進一步使前輪的轉向阻力增大。因此，在現有動力轉向系統的前提下，對動力轉向器的輸出力矩提出了更高的要求，也就是在同條件的情況下，要求系統提供更高的液壓力，來克服地面逐步增大的轉向阻力矩。這就意味著：在系統中將會有更多的能量損失，轉化為無用的熱能而存在。而另一方面，整車在節能設計方面的創新，如電控硅油風扇的應用，也將間接影響到動力轉向系統的散熱性能，進而造成動力轉向系統在高壓狀態下，系統溫度過高的一系列問題。因此，如何通過設計創新來解決動力轉向器總成持續高壓狀態下溫度高的問題，同時，又不至于引起其它不可控的風險等對于我國汽車轉向行業技術能力提升來說具有重要意義。
1 TRIZ創新理論概述
TRIZ理論是由前蘇聯發明家、教育家、TRIZ理論之父——根里奇·阿其舒勒（Genrich．S．Altshuller）通過對數以萬計的發明專利進行分析、歸納、整理后，總結出來的一套完整的創新理論體系及解決問題的流程，是俄文“Teorijz Rezhenija Izobretatelskich Zadach”
的詞頭縮寫，中文翻譯為“發明問題解決理論”，簡稱“萃智”。它是基于知識的、面向人的發明問題解決系統化的方法學，能夠使人的思維模式從發散走向收斂，并利用最常用的方法和原理，使技術問題的解決走出了盲目的、高成本的試錯法和拍腦袋式的偶然。同時，提供了一種省時省力的、高效的解決問題的創新方法。
應用TRIZ理論解決問題也遵循著其固有的解題模式（如圖1）和解決流程（如圖2）：如將“待解決的問題”先轉化為“問題模型”，再通過TRIZ理論中的創新工具，將“問題模型”轉化為“解決方案模型”，最終形成“解決方案”，實現技術問題的解決。這樣就避免了傳統技術問題解決過程中，直接將“待解決的問題”過渡到“技術方案”的局面，打破了技術人員在解決技術問題中的慣性思維模式，并學會運用全新的方面去看待問題、思考問題及解決問題提供了很大的幫助。
2 基于TRIZ理論的問題分析
2．1 常規解決問題方案及其缺陷
解決方案一：將轉向油泵上的限壓裝置，轉移到動力轉向器總成上面添加“安全閥”，使系統在高壓狀態下持續工作時，將轉向油泵內部的內循環轉化為轉向系統外部的外循環，進而增加散熱時間，以達到降低系統溫度的目的。
存在缺陷：由于“安全閥”屬于高壓卸荷回路，當且僅當系統壓力處于高壓狀態并達到其工作壓力時才起作用。但系統仍處于高位壓力運行，對溫度的改善，意義不大。
解決方案二：在動力轉向器工作到極限位置時，設計一個低壓卸荷回路，防止轉向器長期處于高壓狀態下工作，進而釋放大量熱能。
存在的缺陷：只有在極限位置才能起作用；不能與安全閥裝置同時起作用；系統內部所有流量全部通過一個小孔卸荷，且受結構布置及系統流量大小影響。
2．2 基于TRIZ理論分析得到的解決方案
按TRIZ解題模式，首先將“待解決的問題”轉化為“問題模型”，最終明確了問題解決的思路和方法。因此，通過對系統組件模型進行分析（如圖3），最終找出“導致動力轉向器溫度高的主要原因”可能有如下幾類：發動機熱量的傳導；轉向系統內部零部件散熱性能不足，散熱效率低；高壓液壓油在轉向器內部長時間的維持，造成系統產生／散失熱量不均衡，單位時間內產生的熱量大于散失的熱量所致。
因此，基于TRIZ理論分析，針對“待解決的問題”可得出如下解決方案之一：為避免系統長時處于高壓狀態下工作，通過引入新的物場——電磁場，采用“事先防范原理”，事先防范長時高壓下的能量過渡損失，或采用“反饋原理”，來反饋“作用時間”過長而導致系統壓力能在高壓狀態下的過渡損失，達到改善壓力能損失，降低系統溫度的目的，進而引入低位“適時卸荷”回路和低位“延時卸荷”回路概念，即：在“轉向器總成”進油口與“轉向油泵”高壓油出口間，添加一個一位兩通電磁閥。該閥正常情況下，處于常開狀態，即“轉向油泵”來的高壓油經過“電磁閥”所有流量直接進入到轉向器內部，該閥僅僅起通流作用；當需要卸荷時，司機根據實際使用工況和需求，手動開啟控制開關，控制開關控制“電磁閥”開通，“轉向油泵”泵送出的高壓油經過“電磁閥”大部分回到“轉向油管”，小部分經過“電磁閥”節流作用，參與保壓過程，進而起到低位“適時卸荷”回路的作用，降低壓力能的損失程度；或通過反饋原理，當轉向器長時間處于某一位置不動時，轉角傳感器將信號反饋給“控制器”，控制器根據事先程序控制“電磁閥”開通，進而起到低位“延時卸荷”回路的作用，最終達到改善系統溫度的目的。
3 結語
通過TRIZ創新理論方法，從發現問題、分析問題、解決問題等幾個階段的創新流程，對于此技術難題進行了基礎原因分析，并采用TRIZ解題模式及一系列方法、工具的應用，從解決問題的切入點開始，一步一步引導技術人員從多角度方面打開思路，最終將待解決的技術問題轉化為實際技術方案。
篇6
如圖1所示，TRIZ工程問題解決的流程為將待解決的工程問題的分析過程，轉化為TRIZ的問題模型，然后應用TRIZ解決問題模型，提出解決方法，并將解決方案落實到實際問題中。本文以解決鑄型刮砂成型過程中型砂坍塌問題為例，討論TRIZ理論在解決工程問題中的應用。
1 問題描述
大型鑄鋼件表面缺陷通常采用磁粉濕法探傷，為保證噴灑至鑄件表面的磁懸液基底中磁粉粒子同時具有良好的流動性和顯像效果，配制及取用的磁懸液需要適宜的濃度。磁懸液攪拌設備采用機械攪拌的方式使磁粉能夠均勻分散在水基載體中，但由于磁粉粒子因自身重力而下沉，且液體中各處的攪拌強度不同，導致同一桶中不同深度處或是不同部位處抽取的磁懸液濃度差異較大，影響磁粉探傷檢測準確性。如何保證磁懸液濃度的均勻性，成為當務之急。
2 問題分析
2.1功能分析
為實現磁懸液的攪拌均勻，使用磁粉攪拌設備拌，該設備由攪拌機構（電機、傳動軸、葉片）、配液桶、水、磁粉、稱量桶等部件組成，如圖2所示。將磁粉和水按規定的比例分別加入攪拌桶中，通過攪拌機構將其充分攪拌后，使用梨形瓶采樣測定濃度，若在濃度范圍內即可使用，否則需要對磁粉或水基載體進行調整。
該磁懸液攪拌系統的作用對象是磁懸液，各組件之間的相互關系以及作用為：電動機驅動傳動軸，傳動軸驅動攪拌葉片，攪拌葉片攪拌磁懸液，液料桶容納磁懸液，液料桶支撐電動機，梨形瓶稱量磁粉。超系統組件與系統組件的相互關系與作用為：空氣（環境）改變磁懸液溫度，噴壺盛裝磁懸液，磁懸液噴灑在鑄件上，磁場磁化磁懸液，相互作用如圖3所示。在實際生產中，由于電機對傳動軸固定不穩定，導致傳動軸在旋轉的過程中擺動幅度大，葉片容易撞擊到桶壁，造成葉片的損壞。另外由于葉片對液料的攪拌強度不足，導致液料不均勻。
2.2因果分析
磁懸液攪拌過程中，磁懸液不均勻的原因可使用圖4所示的因果鏈分析，由于攪拌強度的不足，導致磁粉不均勻，究其根本原因有兩點：其一是電動機傳動軸太長，導致攪拌葉片水平擺動幅度大，降低攪拌葉片的速度，從而提供的攪拌力不足；其二是攪拌葉片數量太少。
3 問題解決
3.1技術矛盾
所謂技術矛盾是指用已知的原理和方法改進系統某部分或某些參數時，不可避免地出現系統的其它部分或參數變壞的現象[2]。例如：質量和強度、汽車的速度和燃料耗費等等。
A1tshuller 通過對大量發明專利的研究，抽象出39 項產生系統矛盾對立的典型技術特性，又在此基礎上給出了40 個發明創造原理[2]，提示設計者最有可能解決問題的方法，成為解決技術矛盾的關鍵。
在本文研究的問題中，針對根本原因“攪拌葉片數量少”，采取增加攪拌葉片的數量，如圖5，從而提出技術矛盾如下。
技術矛盾1：增加攪拌葉片數量，葉片攪拌磁懸液的力就會增加，磁粉濃度均勻性提升，但是攪拌葉片的擺動幅度就會更大，容易損壞攪拌葉片和液料桶；
技術矛盾2：不增加攪拌葉片數量，攪拌葉片的擺動幅度就會不變大，也不會更容易損壞攪拌葉片和液料桶，但是葉片攪拌磁懸液的力就不會增加，磁粉濃度均勻性差。
從以上技術矛盾中找到改善的技術參數是10“力”，惡化的技術參數是31“物體產生的有害因素”。為了解決這一矛盾，對照阿奇舒勒矛盾矩陣[1]，提供了4種發明原理，分別為3“局部質量原理”、13“反向作用原理”、24“借助中介物原理”、36“相變原理”。通過對這些原理的比較，從發明原理3中提出概念方案1：電動機轉動軸下方增加限位工裝，減少攪拌葉片水平方向的擺動，增加垂直方向的攪拌葉片；概念方案2：配料桶中不加磁粉，在配料桶出口處增加磁粉加入裝置，取樣的過程中，利用水的流動攪拌磁粉，達到均勻的目的；從發明原理13中提出概念方案3：電動機安裝在配料桶下方，在液料桶底部增加攪拌葉片數量；概念方案4：電動機帶動配料桶旋轉，攪拌葉片不旋轉，增加攪拌葉片數量；從發明原理24中提出概念方案5：電動機轉動軸下方增加限位工裝，減少攪拌葉片水平方向的擺動，并且增加攪拌葉片數量。
3.2物理矛盾
在一個系統中，任何問題均可以嘗試運用物理矛盾進行分析和解決，基于物理矛盾和技術矛盾的密切關系，可以從技術矛盾中提煉物理矛盾，從另外角度思考解決方案。本文研究的問題中，針對根本原因“攪拌葉片數量少”，提出物理矛盾如下：
物理矛盾1：為了滿足磁懸液攪拌充分，攪拌葉片的數量要多；
物理矛盾2：為了滿足攪拌系統的水平擺動小，攪拌葉片的數量要少。
本文針對攪拌葉片的數量，提出了相反要求的物理矛盾，基于“空間分離原理”提出概念方案6：電動機轉動軸下方攪拌葉片尺寸大，上部攪拌葉片尺寸小；概念方案7：電動機轉動軸下方攪拌葉片密度大，上部攪拌葉片密度小。
3.3剪裁
剪裁是一種現代TRIZ理論分析問題的工具，是指將一個或一個以上的組件去掉，而將其所執行的有用功能利用系統或超系統中的剩余組件來替代的方法[3]。
在本文研究的問題中，功能模型如圖3，電機對傳動軸固定不穩定，葉片對液料的攪拌強度不足，導致磁懸液濃度不均勻。利用剪裁的思路，提出概念方案8：剪裁掉攪拌葉片、傳動軸、電動機等，改用氣動攪拌的方式攪拌磁懸液；概念方案9：剪裁掉攪拌葉片、傳動軸、電動機等，液料桶旋轉90°，使其自己轉動實現攪拌均勻；概念方案10：剪裁掉攪拌葉片、傳動軸、電動機、液料桶等，使用小噴壺替代電動機攪拌系統，每次使用前，小壺加入定量的磁粉和水，使用手動搖晃促使磁懸液均勻。
3.4物場模型
物場模型是TRIZ對與現有技術系統相關問題建立模型的工具，是技術系統中最小的單元，由兩個元素以及兩個元素間傳遞的能量組成，執行一個功能。Altshuller把功能定義為兩個物質（元素）與作用于它們中的場（能量）之間的交互作用，也就是物質S2 通過能量F 作用于物質S1產生的輸出（功能）[4]，如圖6 所示。
物場模型在解決效應不足的問題時，提供的一般解法有3種：1）增加另外一個場F2（或者F2和S3一起）替代原來的場F1（或者F1及S2）；2）增加另外一個場F2來強化有用的效應；3）一個物質S3并加上另一個場F2來提高有用效應[1]。
在本文研究的問題中，針對攪拌葉片S2對磁懸液S1的攪拌作用不充分，導致磁粉在液料中濃度不均勻、刮板對樹脂砂的作用不充分，利用物場模型進行分析，建立物場模型如圖7所示，攪拌葉片通過機械場對磁懸液有攪拌的作用，但是此作用不充分，屬于效應不足的完成模型，應用物場模型-標準解2.2.5構造場，利用異質的或可調的有組織結構的場代替同質的或非組織結構的場來增強物場模型，提出概念方案11：用壓縮空氣通入的方法，增強磁懸液的攪拌效果，將壓縮空氣管從液料桶底部接入，并且通過葉輪的攪動促進磁懸液的混合；概念方法12：選取一種可控性好的攪拌裝置，例如磁場攪拌代替機械攪拌的方法，能更加充分的使磁粉和液料混合均勻。
3.5方案評價
從消除矛盾、產生新的危害、投入成本、復雜性以及可行性5個方面，按照0/1/2三個等級，分值越大代表越有利于消除矛盾，產生的新危害越小，投入的成本越低，系統越簡單，可行性越高，對以上解決方案進行評價，并對5種解決方案進行優先級排序。如表1所示，得分最高的方案8為優選方案，其次是方案11、方案5、方案1、方案9。
采用概念方案5，設置如圖8氣動攪拌裝置，包括電機1、鼓風機2、氣壓表3、進氣軟管4、P旋型進氣管5、攪拌桶6、蓄水池7、抽水泵8、進水閥門9、進水管10、出水閥門11、出水管12、進料口13、水位刻度表14，對磁懸液配料系統設備進行改進，實現氣動攪拌替代目前電動攪拌系統，解決了磁懸液濃度不均勻的問題。
4 結論
本文通過應用TRIZ基本理論，結合磁懸液配料系統攪拌不均勻的問題，探討了如何利用TRIZ分析工具分析實際問題，并且轉化成TRIZ問題模型，然后利用TRIZ工具解決問題，對此問題提出解決方案，最后通過各方案的評價篩選出最優的解決方案。
責編/劉紅偉
參考文獻
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篇7
[
關鍵詞 ]TRIZ；創新方法；開放式創新實驗室；建設方案
1、引言
為進一步推行開放式實驗教學改革，形成動態、開放、自主、多元的實驗教學模式，激發學生自主創新興趣，培養學生創造性思維能力、創新性實驗能力、科學研究能力，許多高校正在開展開放式創新實驗室建設工作，創新實驗室的建設目標是能夠找到一條既適合大面積教學需求、又適合少數有需求學生的探究性研究的有效教學實踐模式。
創新思維與創新方法在創新能力培養中占有重要地位,創新思維與創新方法正在被人們認可和重視。TRIZ理論是前蘇聯-阿塞拜疆Azerbaijan發明家根里奇?阿奇舒勒所提出的，他從1946年開始領導數十家研究機構、大學、企業組成了TRIZ的研究團體，通過對世界高水平發明專利（累計250萬件）的幾十年分析研究，基于辯證唯物主義和系統論思想，提出了有關發明問題的解決理論。TRIZ理論通過對人類創新活動的高度概括，目前已經形成了一套具體求解創新問題的工具和方法。
在當前“大眾創業、萬眾創新”的歷史背景和機遇下，高等教育在培育創新精神和培養創新型人才方面肩負著特殊的使命，而在傳統教育模式的基礎上如何導入創新教育是一個亟待解決的問題，需要我們在教學實踐中進行不斷的探索。大學生創新能力與創新思維的培養可從創新認識、創新方法、創新活動流程等多方面切入，其中，創新思維是框架，創新思維到創新能力的轉變至關重要。基于TRIZ創新方法,論文提出了一種全新的開放式創新實驗室的建設方案，即在指導學生了解、熟悉、應用RTIZ創新思維方法思想的基礎上，結合學生專業實際，依托可行性較高的溶創新方法于一體的實驗報告模板，讓學生在潛移默化中接受創新能力訓練，通過后期的專利和論文成果的輔導使得創新成果得以凸顯。
2、開放式創新實驗室的特點
開放式創新實驗室具有適用性、開放性、創新性的特點。適用性要求實驗項目的規模至少能滿足10人以上同時開展實驗的要求，這是由于創新性的實驗項目的開課對象一般為具有一定專業基礎的相關專業大面積本科生，實驗項目本身也包含面廣量大的學科基礎實驗課和專業基礎實驗課；開放性要求實驗項目在現有實驗室條件下或通過建設后能夠真正開出，滿足開放性實驗教學要求，在實驗時間、實驗空間、實驗資源和實驗室管理等方面實現開放，學生在教師指導下，自主設計實驗方案、開展探索研究、進行數據分析處理和撰寫實驗報告，注重實驗過程評價而不是實驗結果的評價；創新性要求實驗項目的選題應盡可能反映學科前沿課題或社會生活中有待解決的問題，從最新的科研成果或教改成果中凝練出實驗項目，體現實驗內容自主性、實驗結果未知性、實驗方法和手段的探索性，注重啟發學生創新思維，培養學生自主研究學習能力。
3、開放式創新實驗室建設方案
鑒于開放式創新實驗室的上述特點，從TRIZ創新方法應用的角度出發，我們提出了一條基于TRIZ創新方法的開放式創新實驗室建設方案。開放式創新實驗室的開課模式主要分選課、上課、提交報告、評定成績四個階段，下面分別進行說明。
選課階段，針對我校每學期2500名左右選修實驗課程的本科生，給出250名左右的創新實驗選課名額，遴選出對創新有興趣的同學。
上課階段，首先通過兩次課堂講座形式對2 5 0名選課同學進行TRIZ創新方法及創新思維的培訓以及專利相關知識的輔導，然后分發創新實驗報告模板，讓學生按每10人一組自行分組，并確定每組進入實驗室確切時間；在實驗課堂上，實驗室提供多個與本校專業密切相關的課題供學生自行選擇，每個課題又可以衍生出若干子課題，例如我們實驗室的“空氣阻力系數測定”項目是在南京千韻公司的QY-KZIA空氣阻力系數測定實驗儀的基礎上建立起來的，當一個物體與空氣的氣流發生相對運動時，氣流會對物體產生一種阻力，這種氣流對物體的阻力可簡稱為流阻（或風阻），對于在迎著氣流方向上同樣的橫截面情況下，不同的形狀的物體所受流阻是不相同的，這種不同形狀物體所受流阻的系數就是本實驗要研究的主要內容，通過本實驗來研究不同形狀物體的阻力系數，對水文、流體力學、建筑設計、航空和汽車設計、高速列車設計等與氣流速度密切相關的行業都有很現實的意義，每位同學可以根據自己的專業與興趣，選擇一個問題，應用TRIZ方法，按照實驗報告模板的指引，完成自己的創新研究。
提交報告階段，按照實驗報告模板的要求，提交問題解決過程及最終優化方案，教師分析方案創新性、新穎性及實用性，擇優推薦申請專利或發表在實驗室內部刊物《創新方案》上。
評定成績階段，創新實驗最終成績由參加兩次講座及實驗過程及方案綜合評定，提交完整問題解決方案并公開發表者，實驗成績為優，并優先推薦參加校級物理創新競賽。
4、總結
論文從TRIZ方法應用的角度出發，結合高校教學現狀與需求，提出了一套具體翔實并具有適用性的開放式創新實驗室建設方案，可供教學改革與TRIZ應用研究者借鑒與應用。
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篇8
隨著TRIZ理論的不斷發展，TRIZ理論和方法的應用也越來越廣泛,現階段，TRIZ在創新教學、創新設計、創新科研等得到了廣泛的應用,取得了傲人的成績,筆者從TRIZ理論和方法的角度出發并在汽車電子技術教學中應用這一理論，旨在促進汽車行業的進一步發展，為汽車服務工程的創新性人才培養提供一條途徑。
（1）改革汽車電子技術課程教學的內容,進一步培養學生的創新意識。
眾所周知，汽車電子技術課程涉及到的較多內容,如汽發動機原理、汽車構造、汽車故障檢測、汽車電子技術等等,在涉及的這些課程中，有的課程具有很強的實踐性和設計性,對于這樣的課程，就必須對其教學內容進行改革,對學生的創新意識進行強化。從實質上來說,想要靈活的運用汽車教學過程中的基礎理論，最重要的一點就是創新，正因如此，在講授這些實踐性和設計性較強的課程的時候，一定要調動學生的主動性，啟發學生的思維，采用不同的應用實例來解釋一個原理或一個方法。教師在授課過程中，如果在講到電子巡航中應用的磁阻式轉速傳感器時,可以通過與學生之前學過的轉速傳感器的各種形式與現在學的內容進行比較，幫助學生記憶。從實際出發，理論聯系實際是改革汽車電子技術課程教學內容的關鍵所在。汽車電子技術作為汽車服務工程的重點，其自身具有很強的實踐性,如果在運用“偏理論、清實踐”傳統的教學模式，那么必然會打擊學生的積極性,使學生產生畏懼心理。所以一定要加大汽車電子技術課程教學的實踐性，充分利用學生的視覺、感性認識，將汽車電子技術的應用過程以及應用的不同形式,鼓勵學生積極的動手實踐。
（2）改進和完善汽車電子技術課程的教學手段和教學方法,培養學生的創新思維
首先，在汽車電子技術課程教學中可以制作精美的電子課件,如果能夠在汽車電子技術課程的教學過程中引入CAI技術，那么勢必會給汽車電子技術課程的教學帶來質的改變。隨著社會的不斷發展，網絡技術和多媒體技術也日趨完善，CAI技術（computerAssistedInstruction）以其特有的效果（直觀性和互動性）,被廣泛應用在課堂教學中。將CAI技術應用到汽車電子技術課程教學中，采用動畫、三維等描述，既可以提高學生的興趣，還能夠加深學生的印象，可謂是一舉多得。在汽車電子技術課程的教學過程中，培養學生對汽車服務工程類課程的學習興趣,尤其是汽車電器、汽車構造這些課程,要盡可能的多加一些視頻,以最直觀的方式幫助學生了解汽車部件的裝置遠動過程，以幫助學生深入的了解汽車的基本原理和基本結構。其次，對于學生的作業形式，筆者認為可以采用論文作業的方式，之所以采用這種方式，其主要原因是它能夠引導學生的創新思維。在授課接近尾聲的時候，用論文的形式布置作業，有利于培養學生的發散思維，培養學生的創新意識，激活學生的創新思維。最后，要訓練學生的思維方法和創新思維技法，講完一個基礎理論，我們就可以采用TRIZ理論中40個發明創造原理中的一個方法,促進學生之間的相互啟發,激發學生他們的聯想思維、想象思維、靈感思維,進而得到創新的成果。
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1 TRIZ概述
TRIZ是俄文中發明問題解決理論的詞頭，該理論是前蘇聯科學家Altshuller及其領導的一批研究人員，自1946年開始，在分析研究世界各國250多萬件專利的基礎上提出的發明問題解決理論。經過多年的發展，TRIZ已成為技術問題或發明問題解決的強有力方法學和一種較完善的創新設計理論。TRIZ的來源及主要技術工具如下圖1所示。
2 發明等級
TRIZ將世界上各個技術領域的發明創新劃分出了五個等級，各等級描述如表1所示[1]。TRIZ理論認為，絕大多數專利屬于第1-3級，而真正推動技術文明進步的發明是屬于目前國外有少數學者提出將TRIZ理論中的發明等級理論應用于創造性的判斷，如Steve Hickman直接將TRIZ發明等級理論與現有的KSR、USPTO、EPO和JPO的審查標準進行了對比，認為USPTO和JPO的審查標準大體承認第3-5級發明的創造性，而第1-2級的發明則被認為無創造性[2]。
國內有專利人提出利用發明等級理論來指導專利申請的策略。王秀奎[3]認為，TRIZ理論對發明創新的等級劃分實際上反映了該發明創新的難易程度，該等級劃分體現在專利的新穎性和創造性的高低區別，隨著發明等級的上升，專利的新穎性和創造性由較低層次逐步上升為最高層次。具體地，在大概確發明等級之后，人可以根據其等級采取不同的撰寫策略，如當等級為第4級或第5級時，可選擇“功能性限定”的方式來限定較寬的保護范圍，并盡量多地列舉實施例來支持；若為第1級時，該文認為此類創新難以獲得發明專利授權，可采用主動放棄申請或者防御型公開技術內容方式；而對于第2級，考慮對核心技術進行專利部署，第3級則重點部署核心專利，同時根據需要向其他產品/領域擴展。筆者認為，從審查員的角度來看，發明等級在實質審查過程中可以起到以下作用。（1）指導檢索。針對等級較低的發明，預期能夠檢索到比較合適的對比文件來評述該發明的三性問題，但如果經過一段時間的檢索仍未檢索到合適的對比文件，則此時需要仔細考慮分類號的擴展及采用其他關鍵詞，及時調整檢索策略。（2）針對等級較高的發明，由于該發明的技術方案本身復雜，運用了多個領域或學科的知識，若是采用兩篇或者兩篇以上的文獻來評述該技術方案的創造性，此時應當仔細考慮該多篇文獻是否存在跨領域、跨學科的問題，并進一步考慮該結合啟示的問題；如果沒能檢索到合適的對比文件，此時則需要重點考慮該權利要求，尤其是獨立權利要求的技術方案是否符合較高等級發明的內涵，判斷該授權范圍是否恰當。
3 技術矛盾與發明原理
唯物辯證法中，矛盾是對立統一的。TRIZ理論認為，矛盾是指內在要素、作用或主張彼此不一致或相反的情境。TRIZ將工程問題中常見的矛盾分為兩種：技術矛盾和物理矛盾。當想要改善系統中某一特性、參數時，常常會引起系統中另一特征參數或特性的惡化，此時技術矛盾出現。如下圖所示，當研發人員面對特定的技術問題時，通過39個工程參數來表征該技術問題里需要改善的因素與被惡化的因素，進而將特定的問題轉化為一般性問題，然后針對這一般性問題中的工程參數查找矛盾矩陣，找到推薦的發明原理來指導研發創新工作。
上文介紹了利用技術矛盾與發明原理來解決特定技術問題的一般思路，這屬于發明的正向思維模式。在發明的實質審查過程中，由于查員是在了解了發明內容之后才做出判斷，因而容易對發明的創造性估計偏低，從而犯“事后諸葛亮”的錯誤[4]。當采用評判創造性最基本的方法――三步法時，為了保證創造性評判的客觀性，應當需要不斷的還原發明創造，不僅要考慮研發人員從研發原點是如何做出改進來解決該技術問題，也要考慮與衡量該技術手段對現有技術做出的貢獻，即應當同時從“正向思維模式”和“逆向思維模式”來反復實踐。
參考文獻：
[1]創新方法研究會.創新方法教程[M].北京：高等教育出版社，2012.
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教育是國家發展的基石。當今世界，知識成為提高綜合國力和國際競爭力的決定性因素，人力資源成為推動經濟社會發展的戰略性資源，人才培養與儲備成為各國在競爭與合作中占據制高點的重要手段。我國高等教育為社會主義現代化建設培養了大批高級專門人才，在國家經濟建設、科技進步和社會發展中發揮了重要作用。
在目前的河南省高等教育教學環境中，無論是教師、學生，還是家長、社會，對教學的過程及其成果的滿意度甚低。多年來，河南省教學改革取得了不小的成績，但是普遍反映整個教改并沒有大的突破。反思和分析已有的豐富的教學改革研究成果，可以看到教學改革存在著過多的模仿和重復，教學改革的深度不夠。教學改革是高等教育教學工作中的創新活動。自主創新，方法先行，為把教學改革引向深入并提高其有效性，河南省高等教育應該以科學的態度和方法開展教學科研活動。
發明問題解決理論（TRIZ）是誕生于前蘇聯的創新理論，目前已與精益生產理論、6西格瑪并列為制造業世界級降低成本、保證質量與創新的結構化方法。TRIZ提供了發現問題和解決問題的方法和工具，可以幫助設計人員避免解決問題過程中煩瑣的試錯工作。近年來，TRIZ已在美國、歐洲、韓國等許多國家的制造企業應用，解決了大量新產品開發中的瓶頸問題，如波音公司的波音767燃油補給系統創新設計。通過應用TRIZ，加速了技術與產品創新的步伐，提升了這些企業的創新能力與市場競爭力。也有學者將TRIZ用于經濟、政治、科學、教育等非技術領域中問題的解決。近年來，非技術領域的應用案例不斷增多，如Mann構建了商業沖突矩陣并用于企業管理實踐;王鑫鋁將TRIZ用于大學生課程教學，論述了TRIZ在學生創新能力培養中的作用。
因此，將TRIZ用于河南省高校教學改革具有可行性。本文將借助TRIZ對高校教學改革發展模式進行分析，并探討TRIZ在河南省高校教學改革中的具體實施途徑。
一、基于TRIZ理論的高校教學改革發展方式分析
1.高校教學改革的理想目標。理想化是對客觀世界中所存在物體的一種抽象。在TRIZ中理想化是一種強有力的工具，在創新設計過程中起著重要作用。產品進化的過程是產品由低級向高級進化的過程，進化的極限狀態是最終理想解（IFR），而進化的中間狀態是理想解。理想解有如下的4個特點：消除了原系統的不足之處;保持原系統的優點;沒有使系統變得更復雜;沒有引入新的缺陷。按照TRIZ理論，河南省高等教育需要重新認識其教學對象，更多地考慮學生的學習需求;重新審視河南省高等教育的服務范圍和培養目標，需要更為細致地對現狀進行分析，更好的設計和優化河南省高等教育“理想解”，掌握資源，分析和解決矛盾，從而在深化教學改革的過程中，找到屬于河南省高等教育的“創新問題解決方案”。
當前，河南省高等教育需要學習創新方法，用創新方法理論來指導高校的教學改革實踐。利用TRIZ理論，可得到現階段高校教學的理想解是：“在《高等教育法》和《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》以及國家相關政策法規的指導下，最大限度地滿足社會發展對創新人才的長遠需求，最大限度地滿足學生的學習需求和成才需求，教師愉快教育，學生愉快學習。”這樣的教育環境是河南省高校的理想教育系統，也是河南省高校開展教育教學改革的長遠目標。
2.高校教學改革的路徑。TRIZ的一個重要成果是認為創新有級別，產品創新由低級向高級的方向發展，高級別解的產生需要更多的知識。產品的級別還與問題的難易程度、知識來源等有密切的關系。五個創新等級分別為：一級是通常的設計問題或對已有系統的簡單改進，設計人員自身的經驗即可解決;二級通過解決一個技術沖突對已有系統進行少量的改進，采用行業中已有的方法即可完成;三級對已有系統有根本性的改進，要采用本行業以外已有的方法解決;四級采用全新的原理完成已有系統基本功能的新解，解的發現主要是從科學的角度而不是從工程的角度;五級是采用罕見的科學原理導致一種新系統的發明。假如設計人員能按照正確路徑，從低級開始，依據自身的知識與經驗，向高級方向努力，可從本企業、本行業及其他行業已存在的知識與經驗中獲得大量的解，有意識地去發現這些解，將節省大量時間，降低產品開發成本。
河南省高校現有的大量教學改革成果有較大的重復性、模仿性，類似于第一級發明。在長期的學習和改進之后，河南省高校應該把教學改革引向深入，真正實現高等教育的創新教改成果。在發明的第二級、第三級上做文章，進行教學結構的改革。所謂教學結構，是指在一定的教育思想、教學理論、學習理論指導下的在某種環境中展開的教學活動進程的穩定結構形式。它將直接反映出教師按照什么樣的教育思想、理論來組織自己的教學活動進程，所以是教育思想、教學理論、學習理論的集中體現。可見，教學結構的改革是更深層次的改革，教學結構改革的意義對河南省高等教育的發展更加深遠。
二、基于TRIZ理論的河南省高校教學改革實施探索
創新能力是國家參與國際競爭的需要，是國家富強壯大的超級馬達。河南省高等教育必須把增強民族的創新能力擺在當前高等教育的首要地位，以面對世界科技飛速發展所帶來的挑戰。教育在培育創新精神和培養創造型人才方面肩負著特殊的使命，河南省高校的教育必須認真改革，培養出來的學生才更具創新思維、創新能力，才會不辜負父母及學校的期望。
下面以《管理信息系統》課程為例，介紹基于TRIZ的河南省高校教學改革實施方式。其中要求，在管理信息系統課程的教學中，引進并滲透TRIZ理論，鼓勵學生創新，并且在課程設計和實驗教學中進行改革。通過改革逐漸建立學生的創新理念，并通過創新設計樹立開拓創新的信心和“終身創新”的理念。
1.優化教學內容，構建具有培養創新能力的教學體系。往年的《管理信息系統》教學體系注重課程的理論知識教學，較難培養學生的創新意識、科學思維方式和創新習慣，當前增加TRIZ理論，有目的性地培養學生的創新意識。例如，當老師在講解管理系統的設計及其在生活中的應用的過程中，可以將一些TRIZ理論的相關知識穿去，再列舉一些TRIZ中與其專業有關的創新例子，使TRIZ理論在課堂、課后都能被學生廣泛思考、討論與利用，學生甚至能夠得到啟發，在原有基礎上從不同角度進行思考與創新。
2.基于TRIZ理論構建培養創新能力的實驗教學體系。學生的創新思維與創新能力需要在《管理信息系統》實驗教學體系中得到極大的提高。因此，第一步，我們需要加強綜合性和設計性實驗的開設，這些實驗要求學生在原有課本知識的基礎上有自己創新性的思維，提出具體的、創新性的實驗步驟。第二步，讓學生積極動手，引導學生并在《管理信息系統》實驗的教學體系中直接應用TRIZ發明原理。
3.基于TRIZ理論構建培養創新能力的課程設計教學模式。學生在教師給定的課程設計題目的基礎上，必須增加自主研究模式，簡單來說即為“學生發現問題―確定題目―搜集資料并制訂研究計劃―分析資料并實施研究計劃―撰寫研究報告”等一系列步驟。學生獨立從事和完成某項課題的整個研究過程即自主研究，包括：提出問題，確定研究課題，開展研究（TRIZ理論的應用），最后提交研究成果（論文或原型）。
總的來說，學生提出問題的自由性很大，因此，他們可以最大限度地施展他們具有個性特點的才智。自始至終，指導教師好像在扮演著一個“局外人”的角色，在欣賞著自己學生的成長。在這一過程中，他們不會像主角一樣參與其中，更不會像導演一樣把自己的觀點強加給學生。他們只是擔任友情出演，尋找必要時機并給予一定的技術指導。因此，學生在這一模式下的引領下，實施空間最大、運用范圍最廣。
4.構建第二課堂，培養學生的創新能力。教師與學生可以利用專業優勢，構建第二課堂，學生可以參與教師的課題研究，同時老師也可指導學生參加各類競賽活動。大學生參與到教師的課題研究中，可從嶄新的視角為課題組提出創新觀點，更重要的是學生在參與協助科研項目的過程中接觸學術發展的尖端知識，增加他們對學術的探索欲以及提高了他們思考問題的深度。學生在第二課堂中被教師成熟的科研思想所熏陶，處于嚴肅縝密的科研氛圍之中，自己的想法更好更快地轉化為實踐，學生應用TRIZ理論提出問題和解決問題的能力變得更加強大，學生由此獲得了寶貴經驗和成長體驗，這是在傳統式的教學中永遠獲取不到的。第二課堂活動，使學生的課外生活更加豐富，實際創新能力得到最大限度提升。
三、結論
TRIZ是解決發明問題最有力的理論工具。本文以TRIZ理論為基礎，從一種創新性思維方式對高校教學改革發展模式進行分析，確定教學改革的目標和途徑，并以《管理信息系統》課程為例提出了高校教學改革實施方式，為高校教學改革進行了有益的嘗試，有待于在實踐中檢驗和完善。
參考文獻：
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[2][蘇]阿奇舒勒.畦……發明家誕生了[M].[美]舒利亞克，英譯.范怡紅，黃玉霖，漢譯.成都：西南交通大學出版社，2004.
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一、引言
發明與創造是人類文明進步的原動力。在人類發展史上，創造性活動一直促進著科學技術的發展。設計本身就是創新，培養機械創新素質就必須從事創造實踐，結合科研來服務企業。這樣才有可能從實踐中提煉出更多的創新方法。由此，就提出了如何培養創新能力的問題。
目前TRIZ（發明問題求解原理）理論被認為是可以幫助人們挖掘和開發自己創造潛能、最全面系統地論述發明創造和實現技術創新的新理論，是“超級發明術”。事實上，阿奇舒勒所創建的TRIZ是發明與創新方法的理論，是20世紀的偉大發明之一。一般來說，TRIZ理論主要應用于概念設計。
二、創新設計能力的培養
（一）培養創新能力的必要性
創新能力產生于我們的思維。科學的真諦在創造，創造的奧妙在思維，思維的本征體現于想象。創新能力與想象力是孿生兄弟。所以，想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉。
要創業就得有創新能力，創業型人才一定是創新型人才，創新型人才一定具有很強的思維創造能力。因此創造性思維和創造能力是一個創新型人才必備的特點，所以培養創新能力是很有必要的。
（二）本科學生創新素質發展的障礙
1.側重傳道授業，忽視能力培養。目前的教學內容主要是傳授知識，教學方法主要是課堂講授，學生學得比較被動，學習積極性受到影響。若主講教師的思路不開闊，創造性欠缺，就可能影響學生創新能力的發展，影響學生思維，使他們缺乏變通，缺乏質疑。而高校評價學生的標準主要是學業成績，這也會導致部分學生片面追求成績，忽視科研能力的培養，造成實踐活動能力薄弱的后果。
2.專業范圍狹窄，不利于創新。大學專業的設置對培養高等專業性人才發揮了一定的作用。但專業的束縛與學生的壓力依然存在。專業范圍狹窄，專業的束縛對學生的創新也會產生諸多不利的影響。雖然近幾年許多高校增加了選修課和輔修課，但由于專業課任務繁重，學生還是在本專業的狹窄范圍內活動，忽視了人文和社會科學知識以及相鄰學科的學習，這樣就限制了學生的視野，影響了他們創新能力的培養。
3.重視認知發展，忽視情感教育。重視學生的認知發展，有利于培養學生的觀察力、想象力和思維能力，為學生創新能力的發展打下基礎。但忽視學生的情感培養是不正確的，忽視最豐富、最有活力的情感因素，會將教育過程變成枯燥的發展智力過程，這種過程對培養創新人才極為不利。
4.心理失衡，阻礙成才。創新人才應該是有理想、有抱負、有決心，勇于前進，并能有效地進行自我激勵的人。但有些學生會因所在高校不是自己的志愿學校而產生心理上的不平衡，在學習上缺乏動力，沒有明確目標，專業思想不牢固，成才意識差，缺乏創造精神，這是成才的絆腳石。
綜上所述，培養高素質的創新型人才是教育的深刻變革，是一項關系到頂層設計的系統工程，需要在人成長的各個階段始終貫徹素質教育，著眼于培養創新素質。
三、培養學生創新能力的途徑
關于本科學生創新能力的培養，存在有很多觀點及論述。諸如：轉變教育觀念、構建合理的課程體系、改革教育方式、營造創新教育環境、長遠規劃與短期安排相結合、充分尊重學生的首創精神、及時總結經驗、加大投入和改革考試方法等，這說明培養學生創新能力的途徑有很多種。本文結合教學實踐，將其具體化作為一種探索。具體方案是組織學生參加機械設計創新大賽萌發和激勵創新能力，開設《機械創新設計》選修課來引導和培養學生的創新能力。
（一）機械設計制造創新競賽萌發和激勵學生的創新能力
報名參加這一競賽的學生，在自己作品的研制過程中，會學到課堂上和書本里學不到的知識，從而啟迪思維，增長見識。
案例1：購買材料時，市場產品種類和規格很多，且大多與課程內容相關，有些產品連教師也很陌生，但卻能使人產生聯想，對改進方案有幫助。于是在這個過程中，師生的創新能力都能得到了萌發和激勵。
案例2：外協加工時，協作方會根據自己的設備工裝條件和制造成本擬定出加工工藝方案，而師生必須考慮制作成本在市場上多跑幾家協作方并擬定出自己最合適的工藝方案。所以有學生說，在加工和裝配過程中，他們重溫了零件的加工工藝、配合性質和裝配，學會了依照具體情況擬定最佳工藝路線，對重溫的知識內容和學到的方法體會很深。很多學生說，在論證方案和設計階段，必須認真去做，重視每個細節，因為必須要做成作品，這可不是課程設計哦！
所以，開展這一競賽，制作機械設計創新作品是一種綜合素質培養和綜合知識學習的好方法，參加這一競賽能夠萌發和激勵學生的創新能力。
（二）開設《機械創新設計》選修課，引導和培養學生的創新能力
《機械創新設計》是針對機械設計創新作品的開發和選題而開設的，它闡明了普通人也能搞發明創造。學校于2007年初開設這門課程及其實驗，它的內容分為基礎知識篇、理論與方法篇和實例篇。基礎知識篇涵蓋《機械創新設計》的思維基礎和技術基礎，這是創新者必備的基本業務素質；理論與方法篇包括機構組合原理、機構演化和變異、機械結構創新、仿生原理、逆向工程、系統運動方案創新和TRIZ理論體系；實例篇以工程中的創新實例來說明創新方法的應用。
課程的理論講授階段要求學生完成2個作業（即專業論文），論文中要求有創新作品的案例和自己的理解。實驗綜合階段則是進入學校的創新實驗室觀摩以往的創新作品，然后完成一項創新作品的綜合設計。
實踐證明，開設這門課程能夠提高學生的創新能力，開拓思路，為參加機械設計制造創新競賽奠定理論基礎。
四、TRIZ理論體系的主要內容
工業化社會以來，產生了無數的發明創造，設計制造了種類繁多的機電裝備。如門捷列夫找到化學元素間聯系與區別的通用規律，大膽猜想而創造了化學元素周期表那樣，這些發明創造能否具有可以遵循的通用規律。這個問題的解決，其本身就是一個重大的創新。G.S.Ahshuller做到了，他發現在進行發明創新、解決技術難題時，是有特定的科學方法和規律的。如果掌握了這些規律，就能主動地進行產品設計并能預測產品的未來發展趨勢。由此，G.S.Ahshuller畢其一生精力，創立了現代創新理論，即TRIZ理論。
（一）TRIZ的理論前提
TRIZ理論是用來進行概念設計的。TRIZ的理論前提是技術系統進化原理和沖突解決原理。技術系統進化原理表達為：產品或技術系統如同生物系統，是持續進化的，且進化有規律可循。沖突解決原理表述為：解決沖突是產品或技術系統進化的推動力。進化速度隨技術系統一般沖突的解決而降低，欲使其產生突變，只能是解決阻礙其進化的深層次沖突。
TRIZ理論的實用性在于生產實踐中遇到的工程沖突常常重復出現，且徹底解決工程沖突的發明原理易于掌握。實踐表明：工程人員所遇到的90%的問題都在以往的其他場合解決過，若能利用以往的解決辦法，則對研發更加有效。但問題的焦點在于抽取和歸納沖突和與其對應的發明原理。G.S.Ahshuller證明了發明可系統化地導出，而不必源自嘗試錯誤。
（二）TRIZ的理論體系
創新技法為數眾多，如：頭腦風暴法、形態分析法、特性列舉法、缺點列舉法、希望點列舉法、聯想類比法、反向求索法、組合創新法、廢缺顛倒法、5W1H法、檢核表法、和田12法、魔球法以及特爾斐設想法等。作為一種開放的思維形式，今后還會有更多的新技法問世。但這些技法不利于學習和掌握，其實際表現并不令人完全滿意，有時還會導致失敗。以頭腦風暴法為例，它實質上是一種試錯法，所提供的管理模式并不能確保成功，所產生的效果也要受到團隊成員個性和環境的影響。因此，這些技法被稱為傳統的創新方法。
TRIZ理論體系包括術語、工具和算法。其術語有：技術系統、功能、矛盾、理想度、資源、效應等。作為用于創新的工具，其構成有：創新規律、創新方法和創新思維。創新的算法則有九步法、ARIZ算法和自己的算法等。其中創新規律的內容是技術系統的8大進化法則和S曲線。創新方法包括物理沖突（主要采用4條分離方法來解決）、技術沖突（主要采用39個技術特性參數描述的沖突解決矩陣）、40條發明原理、物場模型和76條標準解法。后來還添加了根本原因分析、功能分析和知識庫。創新思維則含有金魚法、小人法、九屏幕法和STC算子法等。
（三）TRIZ理論的本科教學內容
本科教學中僅學習TRIZ理論的主要內容，即：技術進化系統法則、技術沖突與物理沖突、分離方法、40條發明原理、沖突解決矩陣、物質―場分析和標準解法。
五、案例教學
案例教學能活躍學生思維，引導學生來評論、分析和推理，提高其應用能力。教學實踐證明，采用案例教學來講授TRIZ理論，對培養學生創新觀念、活化創新方法很有裨益。
在傳統教學法中，教師是教學主導，學生是教學主體。因教師教學思維的暗示，學生容易產生被動的慣性思維，導致死記硬背，思維受限而不利于創新。在案例教學中，教師僅概述理論要點，主要是提出案例，然后學生研討，使得學生在學習中既是主導也是主體，利于發揮其潛在創新能力。
案例教學法的教學過程可以分為四個步驟：（1）教師講述某一知識點后，引入案例并介紹有關背景知識；（2）學生討論并構建所研究問題的框架，制定案例的研討路線；（3）收集、匯總所有有關信息，進行分析處理；（4）形成研究結果，并報告自己的研究成果及收獲。
對于某些較難的或跨學科的案例，可以課后詳細研究，鼓勵學生間的合作，留待下一次課上報告結果。
1.課堂案例One：技術系統進化法則2――能量傳遞法則。
其理論知識點為：技術系統實現功能的必要條件。必要條件：（1）能量必須能夠從能量源流向技術系統的所有元件；（2）技術系統應該沿著使能量流動路徑縮短的方向進化，以減少能量損失；（3）如果某個元件接收不到能量，就不能發揮作用，這會影響到技術系統的整體功能。
教師舉出實例：無傳動機構的機械系統。
背景知識：這些機械系統由原動機直接驅動執行機構。如電風扇、鼓風機、水輪發電機以及有直流電機驅動的機械，大多沒有傳動機構，這將使能量傳遞路徑縮短，能量損失減少，同時提高了效率（如圖1所示）。
開展討論，學生自己構建出研究問題的框架：技術系統必須有能量傳遞；自己悟出依照技術系統實現功能的必要條件擬定研討路線；課堂氣氛活躍，在討論中收集、匯總有關信息，自行分析處理；形成各人的案例結果，發言報告出來，以供深入研討。
教師要做的只是溫馨提示：技術系統實現功能的必要條件有3個，這是可以拓展思維的。于是封閉電梯里不能接收手機來電、蝸桿傳動的搖頭電風扇被鴻運扇淘汰等案例就被學生列舉出來了。
2.課堂案例Two：技術系統進化法則4――提高理想度法則。
其理論知識點為：提高理想度的途徑：（1）提高有益的參數；（2）降低有害的參數；（3）提高有益參數的同時降低有害參數。
提高理想度法則是所有進化法則的方向。最理想的技術系統（即最終理想解IFR）就是作為物理實體，它并不存在，但卻能夠實現所有必要的功能。教師舉出實例：虛擬激光鍵盤。
背景知識：虛擬鍵盤采用光投照技術，幾乎能在任意平面上投影出全尺寸的電腦鍵盤。通過藍牙與智能設備連接后，就可打開文本編輯程序在桌面上鍵區內輕松敲擊。虛擬鍵盤提高了鍵盤技術系統的理想度，將來一定能實現“作為物理實體并不存在，但卻能夠實現鍵盤的所有功能”（如圖2所示）。
接下來，學生構建出研究問題的框架：最理想的技術系統就是作為物理實體，它并不存在，但卻能夠實現所有必要的功能。自己領悟出依照提高理想度的途徑擬定研討路線；收集并匯總信息，自行分析。于是不需要油漆的彩色家具，不占據道路和著陸場的運載工具――個人飛行背包，甚至由一生都不長大的寵物狗聯想到草坪上的草不需要修剪，自己始終維持在一個高度，從而不需要制造割草機等案例就被學生列舉出來了。
六、結語
TRIZ理論教學要求教師具備終身學習的理念，建立起開放式可擴充的個人知識庫。特別是要不斷開拓自己的思維，為教學提供基礎。這就需要教師廣泛收集有關創新設計的資料，尤其要研讀有關TRIZ理論的著作，以充實教學。結合教師自己的科研課題，也能歸納提煉上升到理論高度，從而提高自己的創新素養，使課堂教學生動活化，也利于高水平地完成科研課題。
參考文獻：
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篇12
培養學生創新能力的有效途徑
為了提高學生的創新能力，我們可以從許多途徑開展工作。而且，課堂教學創新永遠是培養學生創新能力的主要渠道。在教學過程中，教師應多啟迪學生，引導學生獨立發現問題并解決問題，注重培養創新意識。但是，這種層面上的教育過程，并不能讓學生深層次理解創新的技法及創新的規律。TRIZ理論在科技界盛行，為創新教育領域注入了新鮮的活力，提供了有力的工具和系統的方法。
前蘇聯發明家阿奇舒勒創立了“發明問題解決理論”—— TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）理論。此理論是從250萬份專利中仔細研究、尋找規律、總結分析而得出。許多技術問題可以利用其他領域或相似問題的原理和方法得到解決，也就是發明創造是有規律可尋和有法可依的。
TRIZ的經典理論體系主要包括有8個技術系統進化法則、最終理想解、39個通用工程參數與矛盾矩陣、40個發明原理、物理矛盾與分離原理、物場模型分析、發明問題的76個標準解、ARIZ創新問題解決算法、科學與技術效應庫等等。其中，8大技術系統進化法則揭示了一項技術或某一產品如何遵循規律在歷史中發展和演變的，為技術創新指明了努力方向。最終理想解則通過拋棄客觀條件，以理想化定義問題的最終理想解，保證在解決問題的過程中不偏離目標。最終理想解應該是有用功能最大化，有害功能最小化，而不是用傳統的折中法去解決問題。40個發明原理則是阿奇舒勒總結專利的精華部分，也是TRIZ理論應用最普遍的部分。發明創造的過程在某種意義上說就是解決矛盾的過程。物理矛盾是指系統中某一參數既要求向正方向運動，又要向反方向發展。如飛機的體積既要大，保證容納旅客數增加；同時飛機的體積又不希望大，會有成本問題和動力問題等。這就是很簡單的物理矛盾。物理矛盾的解決通常采用四大分離原理，即空間分離、時間分離、條件分離、整體與部分分離。39個通用工程參數一般是物理、幾何和技術性能的參數。技術矛盾就是由系統中兩個因素相互制約和相互促進。阿奇舒勒將工程參數作了橫向—縱向排列，橫向表示惡化參數，縱向表示改善參數，縱橫交錯的方格表示建議使用發明原理的序號。其他的理論，不再作逐一分析和解釋。理論體系之間密切聯系，環環相扣，共同構成了一個完整細致的理論體系，并成為技術人員解決創新問題的重要方法論。
TRIZ理論的核心思想主要包括三個方面：第一，無論是一個簡單的產品還是復雜的技術系統，其核心技術的發展都是遵循客觀規律發展演變的，即具有客觀的進化規律和模式；第二，各種技術難題和矛盾的不斷解決是推動這種進化過程的動力；第三，技術系統發展的理想狀態是用最少的資源實現最大效益的功能。這樣的思想指導了許多發明創造的誕生，推動了人類社會的飛速發展和社會的不斷進步。
TRIZ理論與高職院校創
新型人才培養相結合的實踐
筆者認為，TRIZ理論與高等職業教育的結合點主要在“教”和“學”兩個方面。
“教”具有雙層含義，既是指“教師”，又是指“教學過程”。教師作為施教者，需要培養自身的創新能力，深入學習理解TRIZ理論，掌握創新技法；教學過程是培養學生創新意識和創新能力的第一陣地，直接決定了學生獨立思考、創新實踐的程度。TRIZ理論在高職院校中怎樣成為一個重要課題。目前，一般以專業課滲透TRIZ理念，選修課和社團課系統學習TRIZ方法論。
“學”同樣也有兩個意思，既指“學生”又指“學習過程”。學生作為受教者，接受各項專業知識、技能的同時，需要發散思維，甚至需要“異想天開”。同時，系統學習TRIZ理論時，更應耐心品味，尋找現實生活中的事例。學習過程不僅僅局限在課堂中，更包括課外學生的“自主學習”及“自主實踐”。唯有如此，學生才能既在創新思維上得到訓練，又在創新方法上得到提高。
下面以我院的高職創新型人才培養工作為例，談談具體的實踐經驗。
作為一個全新的TRIZ理論體系，教師大都還不是很熟悉。于是，我們著重做了如下工作：（1）營造學習氛圍。通過請省內科技創新專家以及校內專家教授做講座，全員普及TRIZ概念，營造良好的學習氛圍。（2）培訓骨干教師。暑假安排各專業的骨干教師參加“TRIZ理論培訓班”和“創新方法培訓班”。最近，又請美國IEG集團的創新顧問對我院TRIZ團隊的所有教師集中培訓。高密度的培訓，使我院的TRIZ授課隊伍的水平和能力有了較大的進步和提高。（3）組織課堂教學。2009年9月，首先在幾個專業試點開設了選修課的小班教學。2010年3月，選修范圍進一步擴大。（4）指導學生實踐。個別教師已經開始用TRIZ理論指導學生的畢業論文工作。TRIZ理論必須與實踐相結合，只有不斷實踐，才能實現理論的真正價值。
通過初步實踐，我院總結出學生創新能力培養的“思維訓練，系統學習，實踐應用”多層次培養模式。（1）思維訓練階段。在全院范圍開設關于TRIZ的選修課（初級班），讓學生，尤其是一年級學生盡早形成創新的概念，初步了解TRIZ基本知識，重在訓練學生的思維能力。（2）系統學習階段。主要針對兩種情況：一是選擇初級班中對TRIZ感興趣的學生，組織其參與中級班的學習，系統學習TRIZ理論體系；二是讓骨干教師在專業基礎課以及專業核心課的講授中與TRIZ原理有機結合，激發學生的思維，掌握創新技法。（3）實踐應用階段。鼓勵優秀學生在教師指導下運用TRIZ創新原理進行畢業設計或各級競賽活動。當然，這樣的創新人才培養模式還不夠成熟但只要我們努力實踐，必然會發現方案中的不足，并不斷修正，最終趨于完善而合理。
TRIZ理論在高職院校應用實踐工作中應注意的問題：（1）TRIZ理論的教學一定要因材施教，重點選擇TRIZ理論中40個發明原理、物理矛盾與分離原理等相對簡單容易理解的部分。（2）對于不同的專業領域，TRIZ的應用重點應有所區別。（3）在TRIZ理論應用實踐中，教師和學生應注意不同學科的交融。
參考文獻：
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TRIZ是發明問題解決理論的俄文縮寫，中文譯為萃智理論，是利用矛盾原理解決發明問題的一種有效方法。該理論是1946年由前蘇聯發明家G.S.Altshuller及其同事在分析研究世界各國逾250萬件專利的基礎上提出的，主要研究人類進行發明創造、解決技術難題過程中所遵循的科學原理和法則。20世紀80年代中期以后，隨著一批前蘇聯科學家移居歐美等國家，TRIZ理論逐漸走向世界。經過近70年的發展，TRIZ理論由最初僅用于解決技術領域中的創新問題逐漸向經營管理、教育和政治等非技術領域擴展，應用范圍不斷擴大。
（一）TRIZ的核心思想TRIZ理論主要依據如下三條重要原理：（1）問題及其解在不同的工業部門及不同的科學領域重復出現；（2）技術進化模式（進化的S曲線和8個基本進化法則）在不同的工業部門及不同的科學領域重復出現；（3）發明經常采用不相關領域中所存在的效應。這些原理表明，多數創新或發明不是全新的，而是一些已有原理或結構在本領域的新應用，或在另一領域的應用。
（二）TRIZ的理論體系TRIZ理論是一個完整的系統理論，TRIZ理論體系主要包括理論術語、TRIZ工具和算法三個方面。
1.術語：學習TRIZ理論要首先理解一些基本術語，如矛盾、理想度、資源、功能、效應、技術系統等。
2.TRIZ工具：TRIZ理論提出了多種分析方法和工具，概括起來有創新思維、創新方法和創新規律。創新思維主要是研究如何打破人們在解決問題時傳統思維定勢的阻礙問題。提出了如九屏幕法、智能小人法、金魚法、STC算子和IFR等創新思維方法。在理論探究的基礎上，TRIZ還總結和演繹出一系列用以解決矛盾的實用分析工具，例如技術矛盾、創新原理、物理矛盾、分離方法、物質場模型、標準解法、根本原因分析、功能分析和知識庫等。例如針對技術矛盾的矛盾矩陣分析方法就是先從39個通用工程參數中找到形成技術矛盾的工程參數對該技術矛盾進行描述，繼而借助40×40矛盾矩陣找出推薦的創新原理序列號，從推薦的創新原理序列號入手，結合相關案例最終找出解決問題的辦法。在大量專利分析的基礎上TRIZ理論總結技術系統的進化演變規律，分別是：完備性法則、能量傳遞法則、協調性法則、動態性法則、子系統不均衡法則、向超系統進化法則、向微觀系統進化法則和提高理想度法則。利用這些進化法則，可以分析當前產品的技術狀態，并預測未來發展趨勢，開發富有競爭力的新產品。
3.TRIZ算法：TRIZ認為一個問題解決的困難程度，取決于對該問題的描述，描述越清楚，問題的解就越容易找到。為此提出了解決發明問題的ARIZ算法、九步法和其他一些自己的算法。
（三）TRIZ解決問題的流程面對一個待解決的發明創造問題時，TRIZ的一般步驟是將待解決的問題通過歸納轉化為TRIZ的一般問題，充分借助TRIZ理論給出的創新工具和方法經過運算之后得出TRIZ的一般解法，在此基礎上，結合相關專利庫中的實際案例，經過演繹后即可解決問題。
三、項目管理課程教學過程中存在的問題
項目管理是一門新興的學科，從收集到的資料來看，國內各高校開設該專業的時間也相對較短，因此暴露出來的問題也很多，本文僅從教師和學生兩方面來進行分析。
（一）教師落后的教學觀念和專業知識能力有待提高國內相當多的項目管理課程教師還是沿用傳統的教學理念，在教學的過程中繼續采用單一的“填鴨式”的應試教學手段，忽略了受教育的對象層次和學生的感受，極大地影響了學生的學習積極性。對于項目管理這門課，教師不僅要充實自己的專業領域知識，也要走出去和社會接觸，提高自己的實踐能力，這樣才能引導學生在學習過程中與現實社會結合起來。避免教出來的學生存在眼高手低、課本知識和社會實踐兩張皮、不接地氣的現象。
（二）學生厭學情緒明顯現在的大學生學習任務和學習壓力相對高中生來說大大減輕，學習已不再是主要目標，大學校園課外活動豐富多彩，并且各大高校都存在學生上課期間說話、玩手機、看課外書、逃課、睡覺的共性問題，尤其是對于項目管理這門課而言，理論性較強，這又在一定程度上加劇了學生的厭學情緒，要想改變這種狀態，從根本上說要求教師努力提高自己的教學水平，不斷創新教學方法。
四、TRIZ理論在項目管理課程教學中的運用
通過參加多次省級和國家級的創新方法師資培訓班的學習，本文試圖將TRIZ理論中的40條發明原理與項目管理課程教學聯系起來，就其中的幾條對如何提高項目管理教學效果進行分析。
1.預操作原理：即事先完成部分或全部的動作或功能，或在方便的位置預先安置物體，使其在第一時間發揮作用，避免時間的浪費。這條原理聯系到項目管理教學過程中就體現在備課的重要性，或許很多教師都有一個體會就是如果上課前做了充分的準備，那么在講課時就會很有底氣，也很自信。如在講項目的概念時，首先通過提問的方式開場，列舉了學生通常會想到的項目案例，然后設置了折疊游戲環節，旨在讓學生在游戲中總結項目的概念，而后給出項目的定義，最后通過兩個案例讓學生進行判斷以鞏固所學知識，為了達到所期望的效果，上課前我進行了認真備課，包括課程知識點、ppt制作、課堂時間分配、游戲所需道具等，課下學生反映較好。
2.分割原理：即將一個物體分成相互獨立的部分。體現在項目管理教學中的應用就是根據項目管理學科的特點，將整本教材中的內容分割成10個模塊進行講解，分別是緒論模塊（主要講解基本的概念和基礎知識）、范圍管理、成本管理、進度管理、質量管理、采購管理、人力資源管理、溝通管理、風險管理和整合管理。
3.局部質量原理：即將物體或環境的同類結構轉化成異類結構、使組成物體的不同部分實現不同的功能、使組成物體的每一部分都最大限度地發揮作用。這一原理體現在項目管理教學中的運用包括ppt的制作、案例的穿插、授課內容的安排、互動環節、教師儀表等部分。我始終認為：做一個好老師，體現在方方面面的優秀。
4.動態化原理：即使物體或其環境自動調整，以使其在每個動作階段的性能達到最佳。這一原理在項目管理教學中的運用體現在：①結合社會發展和學生特點開發、選擇、修訂和調整適合教學需要的素材、多媒體課件和教學工具等。②通過積極參加學術交流、相關培訓、論文寫作和公開課等活動，熟知并掌握項目管理領域的最新動態，對教學內容不斷更新。③不斷提高教師自身的修養和人格魅力，教師的人格魅力是學生對某個學科感興趣的一個直接因素。
5.反饋原理：即引入反饋，改善性能。該原理告訴我們要想提高項目管理課程教學效果，一方面，教師不能自以為是，而是應該多和學生交流溝通，在講完安排的知識點之后，還應留出相應的時間來傾聽學生的意見和看法，根據學生的反饋可以對后繼的教學進行改善和提高。另一方面，體現在課下學生對知識的鞏固，如可根據每節課所講內容布置相應的任務，并在下次課上來總結作業情況。