將TRIZ理論應(yīng)用于大學(xué)生創(chuàng)新思維教育與實(shí)踐

李靖

[摘 要]大學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)是目前高等教育的主要任務(wù)。為了更好地提高大學(xué)生創(chuàng)新思維能力，可以將TRIZ理論中的九屏幕法、STC算子法、金魚法、小人法應(yīng)用到創(chuàng)新思維教育中，構(gòu)建認(rèn)知實(shí)驗(yàn)工作室、設(shè)計(jì)與研究實(shí)驗(yàn)工作室、論證模型實(shí)驗(yàn)工作室。將TRIZ理論與大學(xué)生的創(chuàng)新思維教育相融合，突破慣性思維的方法，能啟發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力。

[關(guān)鍵詞]大學(xué)生；創(chuàng)新思維；TRIZ理論；教育實(shí)踐

[中圖分類號(hào)] G64 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2017）12-0170-03

近些年“大眾創(chuàng)業(yè)”、“萬(wàn)眾創(chuàng)新”受到國(guó)家、政府的廣泛關(guān)注。創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)教育活動(dòng)的開(kāi)展在各大高校中如火如荼，并呈現(xiàn)燎原之勢(shì)。高校的任務(wù)是教學(xué)、科研和社會(huì)服務(wù)，但根本任務(wù)是人才培養(yǎng)，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神。眾多學(xué)者對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)分別從創(chuàng)新思維、創(chuàng)新人格、創(chuàng)新精神、創(chuàng)造能力等方面來(lái)進(jìn)行闡述。[1]從創(chuàng)新能力的本質(zhì)來(lái)看，其更傾向于以思維的創(chuàng)新來(lái)帶動(dòng)實(shí)踐的創(chuàng)新，因此，思維的創(chuàng)新是具備創(chuàng)新能力的前提。受我國(guó)“中庸、求穩(wěn)”等傳統(tǒng)文化的浸潤(rùn)，大學(xué)生普遍創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)，大學(xué)生需要具備的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維不健全，創(chuàng)新知識(shí)不完善，創(chuàng)新能力較匱乏。[2]TRIZ理論教育作為一種新的創(chuàng)新教育理念和教育方法，在創(chuàng)新思維培養(yǎng)方面的巨大潛力已經(jīng)逐漸引起教育學(xué)者的注意和重視。

一、TRIZ理論介紹

TRIZ理論是蘇聯(lián)專利分析家阿奇舒勒在分析了數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的專利文獻(xiàn)之后，收集整理、歸納提煉出來(lái)的一套系統(tǒng)化、解決創(chuàng)造發(fā)明問(wèn)題的一種方法。[3]TRIZ英文全稱是“Theory of the Solution of Inventive Problems”，譯成中文為“發(fā)明問(wèn)題解決理論”。TRIZ被認(rèn)為是可以幫助人們挖掘和開(kāi)發(fā)自身的創(chuàng)造潛能，系統(tǒng)地闡述發(fā)明創(chuàng)造和實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的新理論，被歐美等國(guó)的專家認(rèn)為是“超級(jí)發(fā)明術(shù)”。[4]在TRIZ理論中，包含著許多系統(tǒng)、科學(xué)且富有可操作性的創(chuàng)造性思維方法和發(fā)明問(wèn)題的分析方法。其中九屏幕法、STC算子法、金魚法、小人法等對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維十分有價(jià)值。

二、大學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)方法

（一）創(chuàng)新思維

創(chuàng)新思維是人類獨(dú)有的思維品質(zhì)，是人類創(chuàng)造力的核心，是促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步的原動(dòng)力。[5]正如愛(ài)因斯坦所說(shuō)：“就我個(gè)人而言，在人類社會(huì)的壯觀行列中，真正有價(jià)值的東西，并不是政體，而是有創(chuàng)造力、有感受性的個(gè)體與人格?！盵6]可見(jiàn)，人的創(chuàng)新思維是人類社會(huì)最寶貴的財(cái)富。那么什么是創(chuàng)新思維呢？創(chuàng)新思維是指人腦對(duì)客觀事物進(jìn)行有價(jià)值的求新探索而獲得獨(dú)創(chuàng)結(jié)果的思維過(guò)程，是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和創(chuàng)造性解決問(wèn)題的思維。它不僅能揭示客觀事物的本質(zhì)特征和內(nèi)部規(guī)律，而且能產(chǎn)生新穎的、前所未有的思維成果，是智力高度發(fā)展的表現(xiàn)。[7]大學(xué)教育是培養(yǎng)學(xué)生要具有科學(xué)的、正確的思維方式，有效引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展積極的思維活動(dòng)，促使學(xué)生的思維具有深刻性、廣闊性、邏輯性、靈活性、獨(dú)創(chuàng)性等特點(diǎn)。李培根教授說(shuō)：“我國(guó)的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)教育少了一點(diǎn)閑適的氛圍?！?[8]閑適需要自由的空氣，思想不受禁錮、未被圈養(yǎng)的環(huán)境，這樣才能放飛思想，才會(huì)有奔涌迸發(fā)的創(chuàng)新。而這種“閑適的氛圍”如何產(chǎn)生就需要通過(guò)TRIZ理論來(lái)激發(fā)。

（二）TRIZ理論創(chuàng)新思維方法

如何啟發(fā)學(xué)生的思維，讓學(xué)生產(chǎn)生好的構(gòu)思？這一過(guò)程既要有邏輯的理性思維，又要有直覺(jué)的感性思維。如何去啟發(fā)這些思維，這里介紹幾種TRIZ理論創(chuàng)新思維方法。

1.九屏幕分析法

九屏幕分析法是TRIZ理論中的創(chuàng)新思維方法之一。它是一種綜合考慮問(wèn)題的方法，它是把問(wèn)題當(dāng)成一個(gè)系統(tǒng)來(lái)研究，不僅要考慮當(dāng)前的系統(tǒng)，還要考慮它的超系統(tǒng)和子系統(tǒng)；不僅要考慮當(dāng)前系統(tǒng)的過(guò)去和將來(lái)，還要考慮超系統(tǒng)和子系統(tǒng)的過(guò)去和將來(lái)，具體如圖1所示。[9]九屏幕法能夠幫助人們從結(jié)構(gòu)、時(shí)間及因果關(guān)系等多維度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析，可以幫助我們從不同的角度看待問(wèn)題，突破原有思維局限。九屏幕法以時(shí)間為X軸來(lái)觀察系統(tǒng)的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)，以空間為Y軸來(lái)考慮當(dāng)前系統(tǒng)及組成的子系統(tǒng)和超系統(tǒng)。例如我們做汽車系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，就可以采用九屏幕分析法，具體如圖2所示。

2.STC算子法

STC是指尺寸（size）、時(shí)間（time）、成本（cost）這三個(gè)詞。STC算子法在尺寸、時(shí)間和成本逐漸變化的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)分析對(duì)象的新特性、新功能，通過(guò)極限方式想象系統(tǒng)，打破思維定式。[10]STC算子法按照S尺寸、T時(shí)間和C成本維度分別進(jìn)行一系列有規(guī)律的發(fā)散變化，最終讓許多看似困難、無(wú)從下手的問(wèn)題，變得易于解決，從而克服思維慣性，引導(dǎo)知識(shí)挖掘。使用該方法時(shí)，首先應(yīng)明確研究對(duì)象現(xiàn)有的尺寸、時(shí)間和成本，然后分別使尺寸、時(shí)間、成本從當(dāng)前狀態(tài)不斷變大直至無(wú)窮大，然后再?gòu)漠?dāng)前狀態(tài)不斷變小直至無(wú)窮小。[11]使用該方法時(shí)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象要分步遞增、遞減，直到進(jìn)行到物體新的特征出現(xiàn)。STC算子法不是為了獲取問(wèn)題的答案，而是為了拓寬思路，克服思維慣性，多維度地看問(wèn)題，為尋找解決問(wèn)題方案做準(zhǔn)備。如怎樣能方便、快捷地采摘紅棗？應(yīng)用STC算子法沿著尺寸、時(shí)間、成本三個(gè)方向來(lái)做六個(gè)維度的發(fā)散思維。先研究棗樹(shù)的尺寸、時(shí)間和成本。假設(shè)棗樹(shù)的高度尺寸趨于零，在這種情況下，不需要借助任何梯子，解決方案就是種植低矮的棗樹(shù)。假設(shè)棗樹(shù)的尺寸趨于無(wú)窮高，可以將棗樹(shù)整形成梯子形狀樹(shù)冠，便于采摘紅棗。從時(shí)間角度思考，對(duì)于收獲時(shí)間趨于零的時(shí)候，借助輕微爆破等手段，保證紅棗在同一時(shí)間落地。如果收獲的時(shí)間不受限制，任由紅棗自由落地只要無(wú)損壞就行，這時(shí)需要在地面上鋪設(shè)草坪等，防止棗果落地摔壞。再?gòu)某杀镜慕嵌瘸霭l(fā)，假設(shè)收獲的成本費(fèi)用要求很低，就讓棗果自由掉落；假設(shè)收獲的成本費(fèi)用不受限制，就可以采用機(jī)器人采摘紅棗。

3.金魚法endprint

金魚法又叫情境幻想分析法。金魚法來(lái)源于俄國(guó)詩(shī)人普希金的童話《漁夫和金魚的故事》。[12]金魚法分析問(wèn)題的過(guò)程是將問(wèn)題分為現(xiàn)實(shí)和幻想兩部分，首先從幻想式構(gòu)想中分離出現(xiàn)實(shí)部分，對(duì)于不現(xiàn)實(shí)部分，通過(guò)引入其他資源，一些想法由不現(xiàn)實(shí)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，然后繼續(xù)對(duì)不現(xiàn)實(shí)部分進(jìn)行分析，直到全部變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，找不出現(xiàn)實(shí)東西為止，具體如圖3所示。其實(shí)金魚法是一個(gè)反復(fù)迭代的分解過(guò)程，其本質(zhì)是將幻想的、不實(shí)現(xiàn)的求解構(gòu)思，變?yōu)榭尚械慕鉀Q方案。例如，現(xiàn)在霧霾越來(lái)越嚴(yán)重，大家都希望有像大森林那種清新的空氣可以呼吸，那么如何解決這一問(wèn)題呢？可以采用金魚法展開(kāi)創(chuàng)新分析，具體如圖4所示。從這個(gè)案例的運(yùn)用中，我們可以看到金魚法在創(chuàng)新中的重大作用以及其對(duì)于打破思維慣性的強(qiáng)大力量。

4.小人法

小人法也被稱為小矮人模型，是指當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的部分物體不能實(shí)現(xiàn)必要的功能和任務(wù)時(shí)，就用多個(gè)小人分別代表這些物體。不同的小人代表執(zhí)行不同的功能或具有不同的矛盾，然后通過(guò)移動(dòng)小人，進(jìn)行重新組合，或?qū)Y(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)物體預(yù)期的功能。[12]小人法其目的有兩個(gè)：一是克服由于思維慣性導(dǎo)致的思維障礙，尤其是對(duì)于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；二是提供解決矛盾問(wèn)題的思路。[13]如洗衣機(jī)在洗、甩干衣服的時(shí)候，一般只有一個(gè)內(nèi)筒，深、淺顏色的衣服又不能放在一起甩洗，尤其是一些“小東西”如內(nèi)衣、手帕等，這就造成了浪費(fèi)。這時(shí)可以考慮使用小人法。首先利用小人法對(duì)系統(tǒng)組成部分進(jìn)行分析：洗衣機(jī)內(nèi)筒、深顏色衣服、淺顏色衣服?，F(xiàn)狀是深顏色和淺顏色的小東西不能一起洗，造成了浪費(fèi)。然后建立問(wèn)題模型，如下圖5。最后研究問(wèn)題模型，對(duì)其進(jìn)行改造，打亂重組。在洗衣內(nèi)筒設(shè)置可折疊隔板，將內(nèi)筒分為上下兩部分，下面深顏色衣服，上面放淺顏色衣服，這樣就可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)甩洗深淺顏色的衣服，又不會(huì)相互染色。

三、創(chuàng)建TRIZ理論實(shí)踐平臺(tái)

創(chuàng)新思維是創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，創(chuàng)新能力是創(chuàng)新思維的體現(xiàn)。前面用TRIZ理論研究了創(chuàng)新思維的產(chǎn)生，而創(chuàng)新能力則要在不斷地解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中才能鍛煉和培養(yǎng)出來(lái)。[14]因此，在TRIZ理論實(shí)踐平臺(tái)中，學(xué)院創(chuàng)建了認(rèn)知實(shí)驗(yàn)工作室、設(shè)計(jì)與研究實(shí)驗(yàn)工作室、論證模型實(shí)驗(yàn)工作室。在認(rèn)知實(shí)驗(yàn)工作室，我們主要讓學(xué)生了解國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的創(chuàng)造發(fā)明案例，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)欲望和激情。同時(shí)通過(guò)拆裝和測(cè)繪典型的產(chǎn)品和機(jī)構(gòu)， 使學(xué)生了解其功能、原理、結(jié)構(gòu)，便于以后的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)與研究實(shí)驗(yàn)工作室后，其采用TRIZ理論，對(duì)原有產(chǎn)品的功能性、結(jié)構(gòu)性、材料性等展開(kāi)創(chuàng)新分析，利用計(jì)算機(jī)模擬和仿真技術(shù)，進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)。自從2014年學(xué)院成立了設(shè)計(jì)與研究實(shí)驗(yàn)工作室后，其課題或者項(xiàng)目的來(lái)源主要是地方特色文化設(shè)計(jì)與服務(wù)于中小企業(yè)。在地方特色文化設(shè)計(jì)中，學(xué)生以滿族文化為突破口，利用TRIZ理論，設(shè)計(jì)一系列文化產(chǎn)品，獲得中國(guó)-撫順旅游商品創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽金、銀、銅獎(jiǎng)。還有十幾名學(xué)生入選2016文化部文化產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)意人才庫(kù)。在服務(wù)中小企業(yè)中，由于中小企業(yè)資金有限，往往苦于沒(méi)有自己的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，無(wú)法創(chuàng)新產(chǎn)品，沒(méi)有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而學(xué)生有很多的想法和創(chuàng)新理念卻又無(wú)法實(shí)現(xiàn)，在兩者之間搭建一個(gè)平臺(tái)，就能實(shí)現(xiàn)兩者的互惠互利。如某生產(chǎn)液壓機(jī)的小企業(yè)，產(chǎn)品樣式陳舊，無(wú)法打開(kāi)國(guó)際市場(chǎng)，學(xué)生利用TRIZ理論中的九屏幕法、技術(shù)矛盾分析法，對(duì)其外觀形態(tài)進(jìn)行了改良，改良后的產(chǎn)品受到伊朗用戶的好評(píng)。論證模型實(shí)驗(yàn)工作室主要采用3D打印技術(shù)，模型化、實(shí)物化或進(jìn)行零部件的組裝搭接，從三維空間的角度驗(yàn)證創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念的可靠性，這也鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和工程實(shí)踐能力。在這個(gè)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生很多優(yōu)秀的創(chuàng)新產(chǎn)品實(shí)例和創(chuàng)造發(fā)明成果，通過(guò)定期舉辦展覽會(huì)，以實(shí)物、圖紙、展板、光盤等形式將這些實(shí)例或成果展示出來(lái)，能提供一種創(chuàng)新設(shè)計(jì)的氛圍，同時(shí)邀請(qǐng)企業(yè)家參觀，可以將有市場(chǎng)前景的設(shè)計(jì)產(chǎn)品和企業(yè)合作投入生產(chǎn)。這為創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)中心提供了孵化空間，同時(shí)能吸引校友和社會(huì)企業(yè)的捐贈(zèng)者關(guān)注，解決了創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的資金問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的十幾臺(tái)3D打印機(jī)就是沈陽(yáng)創(chuàng)客空間的捐贈(zèng)。在教師的指導(dǎo)下，其先后共申請(qǐng)了二十幾項(xiàng)外觀專利、實(shí)用新型專利和多項(xiàng)發(fā)明專利，這為學(xué)生知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)的增強(qiáng)和創(chuàng)新能力的提高提供了良好的機(jī)會(huì)和平臺(tái)。[15]

四、結(jié)語(yǔ)

目前高校人才培養(yǎng)的重要目標(biāo)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和知識(shí)的高素質(zhì)人才。將TRIZ理論與大學(xué)生的創(chuàng)新思維教育相融合，突破慣性思維的方法，能啟發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力，為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家提供寶貴的人才資源。認(rèn)知實(shí)驗(yàn)工作室、設(shè)計(jì)與研究實(shí)驗(yàn)工作室、論證模型實(shí)驗(yàn)工作室的建立，為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供了平臺(tái)。實(shí)踐證明，通過(guò)對(duì)本學(xué)院300名本科生進(jìn)行TRIZ理論的教學(xué)與實(shí)踐，能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生參與創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)活動(dòng)的熱情?？梢?jiàn)，TRIZ中的重要方法對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)具有重要的參考價(jià)值。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 馬永斌.大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的實(shí)踐模式研究與探索[J].清華大學(xué)教育研究，2015（6）：99-101.

[2] 徐濱.培養(yǎng)本科生創(chuàng)新能力的思考[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)，2005（6）：127-129.

[3] 張簡(jiǎn)一，郭艷玲，楊樹(shù)財(cái).基于TRIZ理論的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2009（2）：35-38.

[4] 彭慧娟，成思源，李蘇洋.TRIZ的理論體系研究綜述[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2013（10）：270-272.

[5] 梁淑珍.淺議大學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)與訓(xùn)練[J].江西財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（3）：118-121.

[6] 郭宇，廖文和，程筱勝.TRIZ理論與理工科大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2005（3）：79-82.

[7] 魏淑慧.研究式教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)[J].山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2008（5）：68-72.

[8] 張俊超.推進(jìn)從“教”到“學(xué)”的本科教育教學(xué)變革[J].高等教育研究，2012（8）：104-109.

[9] 陳光.創(chuàng)新思維與方法TRIZ理論與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2011：45-50.

[10] 周蘇，陳敏玲，李亮亮.創(chuàng)新思維與TRIZ創(chuàng)新方法[M].北京：清華大學(xué)出版社，2015：84-87.

[11] 楊生紅，嚴(yán)軍，郭強(qiáng).TRIZ創(chuàng)新理論在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].新技術(shù)新工藝，2015（7）：82-85.

[12] 李梅芳，趙永翔.TRIZ創(chuàng)新思維與方法理論及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016：32-39.

[13] 曹福全.淺談基于TRIZ理論的創(chuàng)新教育[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（4）：30-31.

[14] 陳吉明.創(chuàng)新實(shí)踐課程教學(xué)中科學(xué)思維能力的培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011（2）： 85-87.

[15] Kevin R. Exploring Curricular Transformation to Promote Innovation and Entrepreneurship： An Institutional Case Study[J]. Innov High Educ ，2015（10）：429–442.

[責(zé)任編輯：陳 明]endprint