Triz理論在工業(yè)設(shè)計專業(yè)產(chǎn)品設(shè)計課程教學(xué)中的應(yīng)用

劉靖　張春雨　喬印虎　李會芳　蔣忠愉

【摘要】為了解決目前產(chǎn)品設(shè)計課程存在的問題，對現(xiàn)有的教學(xué)體系進(jìn)行合理優(yōu)化，將Triz理論中的創(chuàng)新方法和工具引入其中。運用Triz理論中的資源利用、分離原理解決專業(yè)中教師資源和實驗室資源不足的問題。在教學(xué)內(nèi)容中加入Triz理論，引導(dǎo)學(xué)生運用Triz理論中科學(xué)的創(chuàng)新方法，完善整個產(chǎn)品開發(fā)流程。運用分離原理優(yōu)化目前的教學(xué)評價模式。為Triz理論在教學(xué)環(huán)節(jié)中的優(yōu)化提供新思路。

【關(guān)鍵詞】Triz理論? 工業(yè)設(shè)計? 課程研究

【基金項目】安徽省校級人才引進(jìn)項目（RCYJ201901）安徽省特色（品牌）專業(yè)（2017ppzy32，xj201703）;安徽科技學(xué)院校級教研課題（xj201742、X2015064、X2017080、X2017023）。

【中圖分類號】G64 ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）03-0253-02

1.引言

產(chǎn)品設(shè)計課程作為工業(yè)設(shè)計專業(yè)學(xué)生必修的核心課程，其對于學(xué)生的創(chuàng)造性思維、動手能力、實踐能力的培養(yǎng)至關(guān)重要[1]。在產(chǎn)品設(shè)計課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要將創(chuàng)意性成果通過項目實踐轉(zhuǎn)化成具體的設(shè)計作品，從而在設(shè)計能力和設(shè)計思維方向獲得質(zhì)的提升。據(jù)調(diào)查，目前高校產(chǎn)品設(shè)計課程仍存不完善、不合理之處，基于此，本文提出將Triz理論運用到產(chǎn)品設(shè)計課程的教學(xué)研究中，對課程教學(xué)管理和教學(xué)組織形式進(jìn)行初步探索。

2.產(chǎn)品設(shè)計課程現(xiàn)狀及問題

2.1產(chǎn)品設(shè)計課程現(xiàn)狀

目前產(chǎn)品設(shè)計課程由學(xué)生自主完成概念產(chǎn)品開發(fā)流程，教師從旁引導(dǎo)，時長一般為32學(xué)時，教師會將學(xué)科競賽或設(shè)計項目貫穿其中[2]。該課程大致包括選題階段、設(shè)計階段、成果提交階段。在選題階段，老師會介紹較為熱門、含金量較高的大賽給學(xué)生，學(xué)生根據(jù)比賽的要求選擇相應(yīng)主題，進(jìn)行市場調(diào)研、競品分析等前期調(diào)研工作。在產(chǎn)品設(shè)計階段，學(xué)生會經(jīng)歷草圖繪制、建模、渲染等階段。在成果提交階段，一方面學(xué)生將設(shè)計成果撰寫成產(chǎn)品報告書，交由教師進(jìn)行打分評價，另一方面學(xué)生將設(shè)計作品排版，投至相關(guān)設(shè)計競賽中。

2.2存在的主要問題

經(jīng)調(diào)查目前產(chǎn)品設(shè)計課程主要存在以下問題：（1）教學(xué)體系不完善。目前高校產(chǎn)品設(shè)計課程教學(xué)體系存在一定的問題。第一，由于課程時間較短，學(xué)生進(jìn)行設(shè)計調(diào)研時一般會從網(wǎng)上查閱各種資料，而很少進(jìn)行實地調(diào)查，這樣總結(jié)出的用戶需求大多帶有強(qiáng)烈的主觀臆想成分，很難挖掘出用戶真實需求。第二，學(xué)生在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計時缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)，設(shè)計作品存在缺乏一定的創(chuàng)造性和合理性。評價方式不合理。學(xué)生考核成績大多由教師根據(jù)設(shè)計作品展示效果打分，教師很難對學(xué)生的創(chuàng)造性技法進(jìn)行準(zhǔn)確評價。（2）教學(xué)資源短缺。由于我校工業(yè)設(shè)計專業(yè)開設(shè)較晚，教學(xué)資源方面存在一定的短缺和不足，具體表現(xiàn)如下：師資力量不足。專業(yè)教師大多是畢業(yè)后任教，無設(shè)計工作經(jīng)歷， 因此在產(chǎn)品設(shè)計過程中缺乏實際的項目經(jīng)驗;實驗室資源不合理，模型室場地和設(shè)備之間矛盾較為突出，學(xué)生很難將設(shè)計概念圖制作成實際模型。

3.Triz理論

Triz理論是發(fā)明問題解決理論，由前蘇聯(lián)發(fā)明學(xué)家家阿奇舒勒提出。阿奇舒勒及其團(tuán)隊在研究勒上萬件高水平專利后發(fā)現(xiàn)，只有1%是有突破性的想法完成，其余都是在前人研究的基礎(chǔ)上，利用創(chuàng)新方法或工具實現(xiàn)[3]。該理論認(rèn)為在進(jìn)行問題解決的過程中，創(chuàng)新性的技法或發(fā)明并不是隨機(jī)的靈感突發(fā)，而是在系統(tǒng)理論方法的指導(dǎo)下完成的。Triz理論提供了一套完整的創(chuàng)新方法，包括技術(shù)沖突解決原理、系統(tǒng)進(jìn)化理論、創(chuàng)新思維方法與問題分析法、物質(zhì)-場分析法、ARIZ算法等。實踐證明，Triz理論在解決創(chuàng)新問題時發(fā)揮巨大作用，因而在許多國際知名企業(yè)中廣泛使用。如波音、三星、寶馬、等公司利用Triz理論解決核心工程技術(shù)問題并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。自發(fā)明以來，Triz理論從最初的機(jī)械制造、生物制藥、微電子技術(shù)等自然科學(xué)領(lǐng)域逐步蔓延至經(jīng)濟(jì)、人文、哲學(xué)等社會科學(xué)領(lǐng)域，成為各行各業(yè)廣泛運用的創(chuàng)新工具[4]。運用Triz理論解決產(chǎn)品設(shè)計課程中的矛盾沖突問題，實現(xiàn)課程教學(xué)體系的優(yōu)化與創(chuàng)新。? ? ? Triz理論在產(chǎn)品設(shè)計課程教學(xué)管理中的運用：

3.1完善教師資源

針對產(chǎn)品設(shè)計課程中存在的師資力量不足、教師缺乏實踐經(jīng)驗等問題，可運用Triz理論中的資源利用及技術(shù)進(jìn)化理論進(jìn)行解決，如加強(qiáng)高校和企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研合作。首先，鼓勵企業(yè)中有實踐經(jīng)驗的設(shè)計師擔(dān)任外聘教師，參與指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計課程。一方面可以優(yōu)化課程選題，學(xué)生可直接參與實際項目開發(fā)，真正做到學(xué)以致用，而不是單一的以設(shè)計競賽為方向進(jìn)行概念設(shè)計;另一方面，學(xué)生能學(xué)習(xí)到客戶需求研究、產(chǎn)品加工工藝和模型制作等專業(yè)實踐知識，為后期走向工作崗位做準(zhǔn)備。其次，引導(dǎo)教師走向企業(yè)，參與實際產(chǎn)品研發(fā)，鼓勵成為“雙能型”教師。教師在企業(yè)中可積累豐富的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗和專業(yè)知識，運用課堂教學(xué)中從而豐富教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。

3.2 優(yōu)化模型室資源

在產(chǎn)品設(shè)計課程中，部分產(chǎn)品由于設(shè)計競賽評選或?qū)嶋H項目需提交實物模型，但存在專業(yè)模型室空間較小、工具設(shè)備少等問題，難以容納所有學(xué)生同時制作模型，該問題可以概括為學(xué)生人數(shù)增加，從而需要增大模型室空間、增加制作模型的工具設(shè)備、增加教學(xué)管理難度的問題[5]。因此技術(shù)矛盾為：運動物體的體積VS物體產(chǎn)生的有害因素。根據(jù)Triz理論中的分離原理可得出如下解決方案：（1）時間分離。引導(dǎo)學(xué)生將使用模型室的時間錯開，如將學(xué)生分成兩組，一組在教室先行撰寫產(chǎn)品報告書，另一組進(jìn)行模型制作，完成之后兩者再交換任務(wù)。（2）空間分離。充分利用企業(yè)資源。如我校與安徽省后青春工業(yè)設(shè)計研究院簽訂產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)議，部分學(xué)生可利用后青春研究院的陶瓷實驗室進(jìn)行模型制作，從而緩解學(xué)校實驗室的壓力。