淺談TRIZ理論在高校教學(xué)中的應(yīng)用

摘要:TRIZ理論是目前國際上廣為流行的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論和方法，它已經(jīng)逐漸得到國內(nèi)諸多科研結(jié)構(gòu)、公司和專家的重視，它不僅廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域，也正逐步應(yīng)用于管理、藝術(shù)、社會(huì)和高校等諸多領(lǐng)域。本文重點(diǎn)討論TRIZ理論在高校教學(xué)中的應(yīng)用，為高校學(xué)生提供創(chuàng)新的理論，而創(chuàng)新活動(dòng)可以使TRIZ理論在實(shí)踐中得到檢驗(yàn)。

關(guān)鍵詞:TRIZ;高校教學(xué);創(chuàng)新

隨著高等教育改革的不斷深入，高校對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行了一系列的教學(xué)改革，其中，高校已經(jīng)意識(shí)到創(chuàng)新教育的重要性。創(chuàng)新教育的開發(fā)可從培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、提高創(chuàng)新能力、加強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐等方面著手。發(fā)明問題的解決理論(TRIZ)，能夠向?qū)W生提供一套系統(tǒng)的創(chuàng)新理論和科學(xué)思維方法，對(duì)開拓學(xué)生的視野、提高創(chuàng)新能力大有幫助。運(yùn)用TRIZ理論，可改變學(xué)生的思維方式，使學(xué)生從多個(gè)角度思考問題和解決問題，從而提高學(xué)生的創(chuàng)造力。

一、TRIZ理論

1. TRIZ理論的產(chǎn)生

TRIZ是什么?它是俄文縮寫轉(zhuǎn)換為拉丁文字，其意義為“發(fā)明問題解決理論”， 其拼寫是由“發(fā)明問題的解決理論”(Theory of Inventive Problem Solving)俄語含義的單詞首字母(Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch)組成，在歐美國家也可縮寫為TIPS，也有中國專家給它取了一個(gè)中國化的名字叫“萃智”理論。

TRIZ理論是由前蘇聯(lián)發(fā)明家阿利赫舒列爾(G. S. Altshuller)在1946年創(chuàng)立的， Altshuller也被尊稱為TRIZ之父。1946年，Altshuller開始了發(fā)明問題解決理論的研究工作。當(dāng)時(shí)Altshuller在前蘇聯(lián)里海海軍的專利局工作，在處理世界各國著名的發(fā)明專利過程中，他總是考慮這樣一個(gè)問題:當(dāng)人們進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題時(shí)，是否有可遵循的科學(xué)方法和法則，從而能迅速地實(shí)現(xiàn)新的發(fā)明創(chuàng)造或解決技術(shù)難題呢?答案是肯定的!Altshuller發(fā)現(xiàn)任何領(lǐng)域的產(chǎn)品改進(jìn)、技術(shù)的變革、創(chuàng)新和生物系統(tǒng)一樣，都存在產(chǎn)生、生長(zhǎng)、成熟、衰老、滅亡，是有規(guī)律可循的。人們?nèi)绻莆樟诉@些規(guī)律，就能能動(dòng)地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)并能預(yù)測(cè)產(chǎn)品的未來趨勢(shì)。以后數(shù)十年中，Altshuller窮其畢生的精力致力于TRIZ理論的研究和完善。在他的領(lǐng)導(dǎo)下，前蘇聯(lián)的研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)、企業(yè)組成了TRIZ的研究團(tuán)體，分析了世界近250萬份高水平的發(fā)明專利，總結(jié)出各種技術(shù)發(fā)展進(jìn)化遵循的規(guī)律模式，以及解決各種技術(shù)矛盾和物理矛盾的創(chuàng)新原理和法則，建立一個(gè)由解決技術(shù)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新開發(fā)的各種方法、算法組成的綜合理論體系，并綜合多學(xué)科領(lǐng)域的原理和法則，建立起TRIZ理論體系。

2. TRIZ理論主要內(nèi)容

TRIZ理論體系的主要內(nèi)容包括技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則、最終理想解(Ideal Final Result，IFR)、40個(gè)發(fā)明原理、物理矛盾和分離原理、39個(gè)通用工程參數(shù)和阿奇舒勒矛盾矩陣、物—場(chǎng)模型分析、發(fā)明問題的76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解決方法、發(fā)明問題解決算法(ARIZ)、科學(xué)和技術(shù)效應(yīng)數(shù)據(jù)庫等九個(gè)方面。

3. TRIZ理論核心思想

現(xiàn)代TRIZ理論的核心思想主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:

首先，無論是一個(gè)簡(jiǎn)單產(chǎn)品還是復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)的發(fā)展都是遵循著客觀的規(guī)律發(fā)展演變的，即具有客觀的進(jìn)化規(guī)律和模式。

其次，各種技術(shù)難題、沖突和矛盾的不斷解決是推動(dòng)這種進(jìn)化過程的動(dòng)力。

再次，就是技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的理想狀態(tài)是用盡量少的資源實(shí)現(xiàn)盡量多的功能。

4. TRIZ理論解決問題的方法

在利用TRIZ解決問題的過程中，用戶首先將事件表達(dá)成為TRIZ問題，然后利用TRIZ中的工具，如發(fā)明原理、標(biāo)準(zhǔn)解等，求出該TRIZ問題的普適解或稱模擬解(Analogous solution)，最后用戶再把該解轉(zhuǎn)化為領(lǐng)域的解或特解。

(1)把問題看成體系——把問題看成是個(gè)技術(shù)系統(tǒng)，把問題本身也看成分層次的問題體系，最大限度的利用可以利用的空間和時(shí)間資源去解決矛盾，多角度多層次地看待面臨的問題和可行的解決力案。

(2)設(shè)想理想的解決力案——這是以“技術(shù)體系的發(fā)展逐步趨于理想化”的觀點(diǎn)為基礎(chǔ)的。在了解技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展方向后，就要設(shè)想理想的解決力案，然后尋找實(shí)現(xiàn)的方法。

(3)解決矛盾——TRIZ理論已成功地找到具體的指導(dǎo)原則，特別是39矩陣表和40條發(fā)明原理，物質(zhì)場(chǎng)分析模型和76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解，發(fā)明問題解決算法等，如果分析出矛盾，TRIZ就可以有效而迅速地得出突破性的解決力案。

二、TRIZ理論在高校教學(xué)中的應(yīng)用

在國外，TRIZ理論和方法已經(jīng)發(fā)展了50多年，是創(chuàng)新發(fā)明、產(chǎn)品研發(fā)等領(lǐng)域的得力助手，已成為一套解決實(shí)際問題的成熟理論和方法體系。如今已在全世界廣泛應(yīng)用。在俄羅斯(從前蘇聯(lián)開始)，TRIZ理論一直被作為大學(xué)專業(yè)技術(shù)必修科目，而且還設(shè)置有TRIZ理論的研究生專業(yè)方向，在美國、北歐等國家的許多大專院校也都分別開設(shè)了創(chuàng)新教育或類似課程，這些大學(xué)都將TRIZ理論列為工程設(shè)計(jì)方法學(xué)的核心課程，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性解決問題的思維和能力。

TRIZ理論引入中國是最近10年間的事情，其發(fā)展余地很大，以培養(yǎng)應(yīng)用型技能人才為宗旨的高職院校，已經(jīng)意識(shí)到加強(qiáng)創(chuàng)新教育的重要性。在一次高職高專院校的會(huì)議上，70多所高職院校的領(lǐng)導(dǎo)表示希望引人TRIZ理論培訓(xùn)。將創(chuàng)新理論教育與高職的實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合起來，培養(yǎng)的人才不僅具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力，而且頭腦思維靈活，富有創(chuàng)意。

TRIZ是解決發(fā)明創(chuàng)新問題最有力的理論工具，而CAI(計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新)是解決發(fā)明創(chuàng)新問題最有力的信息化工具，二者的結(jié)合解決了無數(shù)的工程難題，也為高校創(chuàng)新教育提供了現(xiàn)實(shí)路徑。

國內(nèi)已經(jīng)有北京理工大學(xué)、北京化工大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)、東北林業(yè)大學(xué)、西南交通大學(xué)等30多所高校與安世亞太公司合作，引人TRIZ和CAI開展創(chuàng)新教育。其中，北方工業(yè)大學(xué)運(yùn)用TRIZ理論的創(chuàng)新原理和技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則等工具，借助Pro/Innovator軟件，對(duì)創(chuàng)新大賽中關(guān)于網(wǎng)球拾球器的概念設(shè)計(jì)難題提供了諸多解題思路，并取得獎(jiǎng)項(xiàng)。目前，我國高校中開展的TRIZ理論相關(guān)教育，主要有兩種形式:一是開設(shè)選修課或與高校開設(shè)的設(shè)計(jì)類課程相結(jié)合，選修課一般32個(gè)學(xué)時(shí)，學(xué)生修完可獲得2～3個(gè)學(xué)分;另一種形式是以TRIZ理論為指導(dǎo)，結(jié)合CAI，輔助學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，或輔助有課題的在校師生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

在開設(shè)TRIZ課程或進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，教師要求學(xué)生提交具體問題，在學(xué)習(xí)期間運(yùn)用TRIZ理論獲得解決方案。在此過程中，學(xué)生的創(chuàng)新思維被激發(fā)，一大批成果脫穎而出。2007年4月，北京聯(lián)合大學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中引入CAI高校解決方案，學(xué)生全部順利完成畢業(yè)論文撰寫和答辯，其中機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生劉峰完成的“手機(jī)電池彈片塑料熱熔焊接機(jī)設(shè)計(jì)”已經(jīng)提交專利申請(qǐng);天津工業(yè)大學(xué)2004年下半年開始在創(chuàng)造學(xué)課程中開展創(chuàng)新能力拓展培訓(xùn)，20余名大學(xué)生在校期間就申請(qǐng)了專利;東北林業(yè)大學(xué)31名博士、教授在TRIZ師資培訓(xùn)的過程中，申請(qǐng)了兩項(xiàng)專利。

三、TRIZ理論在高校中的應(yīng)用意義

TRIZ理論以其良好的可操作性、系統(tǒng)性和實(shí)用性在全球的創(chuàng)新和創(chuàng)造學(xué)研究領(lǐng)域占據(jù)著獨(dú)特的地位。在經(jīng)歷了理論創(chuàng)建與理論體系的內(nèi)部集成后，TRIZ理論正處于其自身的進(jìn)一步完善與發(fā)展，以及與其他先進(jìn)創(chuàng)新理論方法的集成階段，尤其是已成為最有效的計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新技術(shù)和創(chuàng)新問題求解的理論與方法基礎(chǔ)。

實(shí)踐證明，在高校中運(yùn)用TRIZ理論，開展創(chuàng)新教育，學(xué)生的創(chuàng)新思維被激發(fā)，可大大加快學(xué)生的創(chuàng)造發(fā)明的進(jìn)程。它能夠幫助學(xué)生系統(tǒng)的分析問題情境，快速發(fā)現(xiàn)問題本質(zhì)或者矛盾，它能夠準(zhǔn)確確定問題探索方向，不會(huì)錯(cuò)過各種可能，而且它能夠幫助學(xué)生突破思維障礙，打破思維定式，以新的視覺分析問題，進(jìn)行邏輯性和非邏輯性的系統(tǒng)思維，還能根據(jù)技術(shù)進(jìn)化規(guī)律預(yù)測(cè)未來發(fā)展趨勢(shì)。

四、TRIZ理論在高校推廣的建議

1. 開展宣傳教育，提高教育界特別是高校對(duì)TRIZ創(chuàng)新理論重要性的認(rèn)識(shí)

要?jiǎng)?chuàng)造條件，舉辦TRIZ理論的講座，開展培訓(xùn)活動(dòng)，制造輿論，使廣大師生認(rèn)識(shí)TRIZ理論的重要性，了解其重要作用，提高他們應(yīng)用TRIZ理論的積極性。

2. 組織力量，聚集隊(duì)伍

開展TRIZ理論的探索研究，盡快培養(yǎng)出TRIZ專家，為廣大高校研究應(yīng)用TRIZ理論提供指導(dǎo)和幫助。

3. 培養(yǎng)有志于應(yīng)用TRIZ理論解決創(chuàng)新實(shí)際問題的志愿者

在有條件的專業(yè)中開展TRIZ理論的研究應(yīng)用試點(diǎn)，爭(zhēng)取突破，以點(diǎn)帶面，推動(dòng)全部。

4. 積極開展TRIZ理論在非工程技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用工作

雖然TRIZ理論現(xiàn)在主要應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域，如產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造，但隨著人們對(duì)TRIZ理論認(rèn)識(shí)的不斷深化，國外已有不少機(jī)構(gòu)將TRIZ理論成功應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)、管理、教育等非工程技術(shù)領(lǐng)域的案例。為此，在教育技術(shù)領(lǐng)域，我們也應(yīng)開展TRIZ理論應(yīng)用的嘗試。

5. 加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新工作，為TRIZ理論深入廣泛的應(yīng)用提供技術(shù)支撐

國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)證明，TRIZ理論的深入推廣也有賴于計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新技術(shù)的支撐。為此高等學(xué)校、科研院所和計(jì)算機(jī)軟件企業(yè)要在開展CAD，CAM等的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新(CAI)工作，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新軟件的開發(fā)，搞好與TRIZ理論的配套應(yīng)用，為TRIZ理論深入廣泛的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

6. 積極創(chuàng)造條件

在高等學(xué)校開設(shè)TRIZ等創(chuàng)新理論課程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高他們的創(chuàng)新能力。

7. 開展TRIZ研究應(yīng)用的交流

充分利用有關(guān)科技創(chuàng)新信息資源導(dǎo)航平臺(tái)，及時(shí)獲取TRIZ等科技創(chuàng)新信息，定期召開研討會(huì)，在條件成熟時(shí)建立有關(guān)學(xué)術(shù)組織或網(wǎng)站。

TRIZ理論不僅為發(fā)明創(chuàng)造提供了一種行之有效的工具和方法，更重要的是TRIZ理論通過遵循創(chuàng)新活動(dòng)產(chǎn)生的客觀規(guī)律，為創(chuàng)新思維產(chǎn)生的主體規(guī)劃一種有利于創(chuàng)新的重要素質(zhì)和工作方法，學(xué)習(xí)和領(lǐng)悟這種方法將對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力具有重要意義。創(chuàng)新教育是一項(xiàng)實(shí)實(shí)在在的科學(xué)活動(dòng)，既需要政策和制度保證，又需要正確運(yùn)用科學(xué)理論作指導(dǎo)，采用科學(xué)的方法，才能達(dá)到“事半功倍”的效果，現(xiàn)代高校創(chuàng)新教育必須依靠科學(xué)的方法作為理論指導(dǎo)，有目的地、系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新工作習(xí)慣。

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(東莞理工學(xué)院城市學(xué)院)