工科工業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式結(jié)合TRIZ理論的應(yīng)用研究

摘 要： 結(jié)合TRIZ理論構(gòu)建工科工業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺，探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)的模式，即不斷發(fā)現(xiàn)并解決傳統(tǒng)教育矛盾，推動教育方式向理想化方向進(jìn)化，以推行創(chuàng)新理論和方法的創(chuàng)新教育為基礎(chǔ)，以信息交互為媒介，以教學(xué)實(shí)踐、競賽實(shí)踐、科研實(shí)踐為紐帶，以專利保護(hù)和產(chǎn)品孵化為目標(biāo)，在有效進(jìn)行資源整合的前提下，提高教師、學(xué)生和企業(yè)參與創(chuàng)新、實(shí)踐創(chuàng)新的熱情，營造出更好的創(chuàng)新環(huán)境。

關(guān)鍵詞： 工科工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè) 創(chuàng)新教育 創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式 TRIZ理論

工科工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的教育模式突出了工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的科技含量，它面向更真實(shí)的制造業(yè)，讓工業(yè)設(shè)計(jì)師擺脫了與工藝美術(shù)師之間的模糊概念。然而，受教學(xué)模式和招生范圍的限制和影響，這類學(xué)生在創(chuàng)新思維的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)上遇到了一些特殊的問題，不僅在于學(xué)生的美術(shù)基礎(chǔ)、不完善的教學(xué)體制，而且在于課程設(shè)置與教學(xué)過程中的交流障礙等方面[1]。本文就工業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式中存在的問題進(jìn)行探索性分析，結(jié)合TRIZ理論中的創(chuàng)新理念力求在教學(xué)應(yīng)用中找到解決模式。

1.創(chuàng)新教育與創(chuàng)新人才培養(yǎng)

創(chuàng)新人才培養(yǎng)的前提是教育模式和教育主體的創(chuàng)新，創(chuàng)新教育就是以培養(yǎng)人們創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為基本價(jià)值取向的教育，著重研究與解決如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的問題[2]。創(chuàng)新教育已成為當(dāng)前各級學(xué)校教育學(xué)生的共識，如今，實(shí)施創(chuàng)新教育的渠道包括課堂教學(xué)和互動網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。其中課堂教學(xué)是一種較為傳統(tǒng)的面授形式，學(xué)生可以在較為固定的場所接受教師的現(xiàn)場教授，教與學(xué)的活動人員、場所及環(huán)境相對固定，信息接收主體較為單一化。另一種互動網(wǎng)絡(luò)教學(xué)尤其是現(xiàn)在提倡的大規(guī)模在線開放課程（Massive Open Online Course簡稱MOOC）作為一種新型在線教學(xué)模式給在線學(xué)習(xí)、高等教育帶來了巨大影響。MOOC的理念是通過信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將優(yōu)質(zhì)教育傳送到世界各個角落，它將傳統(tǒng)課堂與單向網(wǎng)絡(luò)課堂融合，大部分課程由世界著名學(xué)校的教授提供，學(xué)員來自世界各地，教授采用教學(xué)引導(dǎo)性授課，課程中老師與學(xué)員、學(xué)員與學(xué)員之間都能產(chǎn)生互動討論，其中也引入設(shè)計(jì)作業(yè)及考試機(jī)制[3]。這種創(chuàng)新型教育模式將對傳統(tǒng)的課堂教學(xué)提出新的挑戰(zhàn)，加速高等教育創(chuàng)新化國際化的發(fā)展進(jìn)程。

2.TRIZ理論的應(yīng)用

TRIZ理論是前蘇聯(lián)發(fā)明家根里奇·阿奇舒勒及其團(tuán)隊(duì)在研究世界各地超過250萬份專利的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的這些發(fā)明背后的規(guī)律。TRIZ理論認(rèn)為，發(fā)明問題的核心是解決矛盾，為解決矛盾的設(shè)計(jì)不是創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中不斷發(fā)現(xiàn)并解決矛盾，是推動產(chǎn)品向理想化方向進(jìn)化的動力[4]。TRIZ理論以自然科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、思維科學(xué)為支撐，形成了技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則、最終理想解、40條發(fā)明原理、39個工程參數(shù)和矛盾矩陣、物理矛盾的分離原理、物—場模型分析、發(fā)明問題的標(biāo)準(zhǔn)解法、發(fā)明問題標(biāo)準(zhǔn)算法（ARIZ）、物理效應(yīng)和現(xiàn)象知識庫為主的理論體系。TRIZ理論是一種解決發(fā)明問題而最終實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的方法，也是一種分享無數(shù)發(fā)明家的知識與經(jīng)驗(yàn)增強(qiáng)工程人員創(chuàng)新能力的方法[5]。

TRIZ理論不僅為發(fā)明創(chuàng)造提供了一種行之有效的思維方法，更重要的是TRIZ理論為進(jìn)行創(chuàng)新思維活動的主體即接受課堂教育的學(xué)生設(shè)計(jì)了一種有利于創(chuàng)新的重要思路和工作方法，學(xué)習(xí)、熟悉、領(lǐng)悟并應(yīng)用這種方法將對培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力起到積極作用。

3.結(jié)合TRIZ理論的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式構(gòu)建

結(jié)合TRIZ理論創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式構(gòu)建目標(biāo)是推廣和應(yīng)用以TRIZ理論為導(dǎo)向的創(chuàng)新方法，化解傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式中存在的矛盾，構(gòu)建新型的理想解的創(chuàng)新型教育教學(xué)模式，為培養(yǎng)多元化的技術(shù)型和技能型創(chuàng)新人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在整個模式構(gòu)架中主要包括五大平臺即教學(xué)培訓(xùn)平臺、信息交互平臺、實(shí)踐創(chuàng)新平臺、知識產(chǎn)權(quán)平臺和產(chǎn)品孵化平臺，整個培養(yǎng)模式以整合人力資源、信息資源、應(yīng)用資源、專利資源和社會資源為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)在校師生創(chuàng)新能力為目標(biāo)，探索工業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的模式，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1

（1）教學(xué)培訓(xùn)平臺

教學(xué)培訓(xùn)平臺中培養(yǎng)對象包含教師、學(xué)生及企業(yè)相關(guān)技術(shù)和設(shè)計(jì)人員，結(jié)合TRIZ理論推廣創(chuàng)新型的教育理念、教學(xué)方法。其中，高校的教學(xué)培訓(xùn)主體主要是教師群體，尤其是分專業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新思維訓(xùn)練教學(xué)法設(shè)計(jì)，TRIZ理論與創(chuàng)新思維等專業(yè)性較強(qiáng)的學(xué)術(shù)研討和課題研究，同時(shí)，結(jié)合目前熱門的MOOC的資源，總結(jié)出一套可持續(xù)性的創(chuàng)新思維訓(xùn)練方法，讓教師在教中學(xué)，學(xué)中教，真正做到教與學(xué)互補(bǔ)。其次，學(xué)生群體是創(chuàng)新思維訓(xùn)練方法的直接受益者，學(xué)生通過系統(tǒng)的理論及方法學(xué)習(xí)能更快理清設(shè)計(jì)的思路，梳理設(shè)計(jì)的脈絡(luò)，突出設(shè)計(jì)的目標(biāo)，明確設(shè)計(jì)的定位。此外，面向企業(yè)相關(guān)人員的培訓(xùn)主要是傳遞TRIZ中創(chuàng)新設(shè)計(jì)及創(chuàng)新人才培養(yǎng)的先進(jìn)方法和理念，為校企合作的順利開展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（2）信息交互平臺

信息交互平臺的目的是通過信息技術(shù)彌補(bǔ)教學(xué)過程中的不足，拓展教學(xué)領(lǐng)域的深度和廣度。這無疑對教學(xué)者本身提出了最具挑戰(zhàn)的課題，無論是微課堂、可汗學(xué)院還是MOOC，模式與傳統(tǒng)教學(xué)完全不同，在新模式下，教師為一節(jié)課要花比傳統(tǒng)課堂上更多的精力?；ネń虒W(xué)理念可以改變專才教育專業(yè)劃分過細(xì)，學(xué)生知識面太窄，難以適應(yīng)急劇變化的市場需要，難以培養(yǎng)出杰出人才的現(xiàn)狀。因此，在此基礎(chǔ)上建立的通識教育是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的一個重要途徑。學(xué)習(xí)過程需要互動的環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)互動式教學(xué)方式是需要打破地域，意味連接不同的空間，實(shí)現(xiàn)視頻教室的概念，這是目前信息互動平臺與傳統(tǒng)教學(xué)互動方式互補(bǔ)的良好契合點(diǎn)。

（3）實(shí)踐創(chuàng)新平臺

在教學(xué)實(shí)踐中的理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、認(rèn)識及生產(chǎn)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)應(yīng)用TRIZ理論中的創(chuàng)新方法是教師不斷進(jìn)行創(chuàng)造性教學(xué)，學(xué)生不斷進(jìn)行創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的過程。自2011年我系增設(shè)《創(chuàng)新設(shè)計(jì)》系列課程以來，圍繞創(chuàng)新思維方法訓(xùn)練、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)等內(nèi)容開展了一系列TRIZ理論應(yīng)用的擴(kuò)展培訓(xùn)，教學(xué)效果顯示，改善了工科學(xué)生設(shè)計(jì)理念單一、設(shè)計(jì)思路狹隘、形象思維缺乏等諸多問題。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅找到了進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的突破口，而且提高了對工業(yè)設(shè)計(jì)的興趣和信心，還激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情。尤其是在課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，學(xué)生更加重視設(shè)計(jì)主題的創(chuàng)新性，能創(chuàng)造性地提出解決方案，逐步實(shí)現(xiàn)從創(chuàng)造技法、創(chuàng)造觀念到教育目標(biāo)、教育方法、教學(xué)手段、課程體系等整個教育模式的創(chuàng)新。

自2009年以來，我校先后組織學(xué)生參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、創(chuàng)新杯設(shè)計(jì)大賽、工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會和企業(yè)品牌命名的工業(yè)設(shè)計(jì)大賽，取得了一定的成績。通過競賽，學(xué)生可以檢驗(yàn)自己在創(chuàng)新理念學(xué)習(xí)上的效果，彌補(bǔ)在創(chuàng)新表現(xiàn)手法上的不足，促進(jìn)對創(chuàng)新思維方法的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用。

在科研實(shí)踐方面，自2010年以來，工業(yè)設(shè)計(jì)系先后申請立項(xiàng)了多個省部級科教研課題，獨(dú)立承擔(dān)了多項(xiàng)京山輕機(jī)等中大型機(jī)械制造企業(yè)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，在各項(xiàng)課題及項(xiàng)目的申請、立項(xiàng)、調(diào)研、資料整合、設(shè)計(jì)方向和思路的確定及設(shè)計(jì)方案的提出等各個環(huán)節(jié)中，一方面考驗(yàn)了教師在科教研及項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的主體創(chuàng)新實(shí)力，另一方面采用以學(xué)代教、以學(xué)促教的方式向?qū)W生真實(shí)展示TRIZ創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念在實(shí)際項(xiàng)目中的作用和重要性，由此帶動產(chǎn)學(xué)研的協(xié)調(diào)發(fā)展。

（4）知識產(chǎn)權(quán)平臺

TRIZ理論來源于專利、服務(wù)與專利。建立知識產(chǎn)權(quán)平臺的目的是讓教師和學(xué)生對自主研發(fā)和校企合作的創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目通過專利申請的方式實(shí)現(xiàn)保護(hù)的目的。自2012學(xué)年開展創(chuàng)新思維系列課程訓(xùn)練以來，學(xué)生對0e76c5e874628e3933daf5342e0d0492專利申請的認(rèn)知程度逐步提高，在我的指導(dǎo)下先后共申請了7項(xiàng)實(shí)用新型專利，為工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生知識產(chǎn)權(quán)意識的增強(qiáng)和創(chuàng)新水平的提高提供了很好的契機(jī)和平臺，也為校企的深度合作創(chuàng)造了機(jī)會。

（5）產(chǎn)品孵化平臺

產(chǎn)品孵化是創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的利器，是增加設(shè)計(jì)體驗(yàn)的重要程序。通過校企合作，我們的設(shè)計(jì)可以縮短孵化周期，更高效地檢驗(yàn)產(chǎn)品的性能，甚至可以接受市場的考驗(yàn)。產(chǎn)品孵化平臺的構(gòu)建能彌補(bǔ)在學(xué)校教育中理想設(shè)計(jì)模式中存在的不足，從更加理性和現(xiàn)實(shí)的角度重新審視產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程中所涉及的各個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都是相輔相成、互為促進(jìn)、互為補(bǔ)充的。產(chǎn)品孵化的順利進(jìn)行是構(gòu)建創(chuàng)新型設(shè)計(jì)人才立體框架的重要舉措，它為創(chuàng)新設(shè)計(jì)成果的轉(zhuǎn)換和最終實(shí)現(xiàn)提供了更有力的載體，也為創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)提供了有力的證明。

結(jié)合TRIZ理論工業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探討是與時(shí)俱進(jìn)、不斷深入的，這種模式的可持續(xù)性體現(xiàn)在五個構(gòu)建平臺的相互促進(jìn)、互通互動的特點(diǎn)上，以教與學(xué)為手段促進(jìn)創(chuàng)新應(yīng)用。而且以工科工業(yè)設(shè)計(jì)為例對其他相關(guān)專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索也有一定的借鑒意義。

4.結(jié)語

通過構(gòu)建與TRIZ理論相結(jié)合的工科工業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺，探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)的模式即不斷發(fā)現(xiàn)并解決傳統(tǒng)教育矛盾，推動教育方式向理想化方向進(jìn)化，以推行創(chuàng)新理論和方法的創(chuàng)新教育為基礎(chǔ)，以信息交互為媒介，以教學(xué)實(shí)踐、競賽實(shí)踐、科研實(shí)踐為紐帶，以專利保護(hù)和產(chǎn)品孵化為目標(biāo)，有效地進(jìn)行資源整合，讓教師、學(xué)生和企業(yè)技術(shù)人員了解和掌握以TRIZ理論為先導(dǎo)的創(chuàng)新方法，培養(yǎng)解決問題的能力，提高教師、學(xué)生和企業(yè)參與創(chuàng)新、實(shí)踐創(chuàng)新的熱情，營造更好的創(chuàng)新環(huán)境。

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湖北工業(yè)大學(xué)2012教學(xué)研究青年項(xiàng)目：基于TRIZ理論的教學(xué)創(chuàng)新思維進(jìn)化模式研究，項(xiàng)目編號：校2012006。