TRIZ在產(chǎn)品體驗(yàn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)體系創(chuàng)新中的應(yīng)用

孫曉楓 趙新軍 鐘瑩

摘? 要：TRIZ作為一門系統(tǒng)性的創(chuàng)新方法學(xué)對(duì)于高校教學(xué)體系的構(gòu)建以及創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)都有著重要的作用。本文依據(jù)TRIZ相關(guān)理論，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)實(shí)踐、考核方式等方面對(duì)產(chǎn)品體驗(yàn)設(shè)計(jì)課程進(jìn)行教學(xué)改革創(chuàng)新，改革后的教學(xué)系統(tǒng)豐富了課堂形式，激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)了學(xué)生系統(tǒng)解決問(wèn)題的思維方式，教學(xué)效果顯著。

關(guān)鍵詞：TRIZ理論? 產(chǎn)品體驗(yàn)設(shè)計(jì)? 課程? 教學(xué)體系

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）02（b）-0202-06

The Application of TRIZ in Teaching System Innovation of Product Experience Design Course

SUN Xiaofeng? ZHAO Xinjun? ZHONG Ying

（Northeastern University， Shenyang， Liaoning Province， 110819 China）

Abstract： As a systematic innovation methodology， TRIZ plays an important role in the construction of college teaching system and the cultivation of innovative talents. Based on TRIZ theory， the article carries out teaching reform and innovation on product experience design course from the aspects of teaching content， teaching mode， teaching practice and assessment method. The reformed teaching system enriches the classroom teaching form， stimulates students' innovation ability and learning motivation， cultivates students' thinking mode of solving problems systematically and achieves remarkable teaching effect.

Key Words： TRIZ theory; Product experience design; Course; Teaching system

在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”的時(shí)代背景下，高校要培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才，不能僅僅依靠開(kāi)設(shè)幾門創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，還需要順應(yīng)時(shí)代要求，創(chuàng)新教育模式，促進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)教育深度融合。筆者在對(duì)高校課程教學(xué)體系改革研究的過(guò)程中創(chuàng)造性地將專業(yè)課程教學(xué)改革與培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)創(chuàng)新思維與能力相融合，以TRIZ為理論指導(dǎo)，在提升課程教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

1? TRIZ概述

TRIZ理論是由蘇聯(lián)專家阿奇舒勒（G.S.Altshuller）及其領(lǐng)導(dǎo)的研究小組通過(guò)對(duì)250萬(wàn)件高水平發(fā)明專利進(jìn)行分析和提煉之后，總結(jié)出來(lái)的指導(dǎo)人們進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、解決工程難題的系統(tǒng)化的創(chuàng)新方法學(xué)。TRIZ 理論不僅提供了方法工具和系統(tǒng)的理論依據(jù)，還為人們創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題提供了理論依據(jù)[1]。歐美、俄羅斯等發(fā)達(dá)國(guó)家都開(kāi)展了應(yīng)用TRIZ理論的創(chuàng)新教育，麻省理工學(xué)院的一項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，學(xué)習(xí) TRIZ三天的學(xué)生比其他組學(xué)生的創(chuàng)新能力高了一倍[2]。當(dāng)前，TRIZ理論在我國(guó)高校也得到了推廣和應(yīng)用，目前東北大學(xué)、大連理工大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、山東大學(xué)等全國(guó)30多所本科院校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育過(guò)程中都有開(kāi)設(shè)TRIZ課程，開(kāi)展 TRIZ 教育工作。

2? 應(yīng)用TRIZ對(duì)高校教學(xué)體系進(jìn)行系統(tǒng)性創(chuàng)新的必要性

當(dāng)前我國(guó)大學(xué)生普遍缺乏創(chuàng)新思維和能力，這主要是因?yàn)橐环矫嬗捎谑艿街袊?guó)長(zhǎng)期應(yīng)試教育體制的影響，大學(xué)生普遍缺乏勇于探索、挑戰(zhàn)權(quán)威的創(chuàng)新精神;另一方面高校的教育觀念落后、教育內(nèi)容陳舊、教學(xué)方法單一以及人才培養(yǎng)的過(guò)程中注重培養(yǎng)的數(shù)量指標(biāo)而忽視質(zhì)量指標(biāo)等也限制了大學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的發(fā)展。

創(chuàng)新思維的實(shí)質(zhì)就是克服各種思維慣性，從全新的視角去思考和解決問(wèn)題。TRIZ在提供創(chuàng)新解決問(wèn)題的方法和工具的同時(shí)，創(chuàng)造性地提供了許多克服思維慣性的方法，對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新思維具有重要意義。江帆等[3]認(rèn)為TRIZ理論是完善的問(wèn)題解決系統(tǒng)，研究性學(xué)習(xí)，是以學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)方式，兩者的結(jié)合為創(chuàng)新性人才培養(yǎng)提供一個(gè)嶄新的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。因此，應(yīng)用TRIZ理論是提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的一種有效手段。當(dāng)前國(guó)內(nèi)高校大多是將TRIZ理論引入具體課程來(lái)提高學(xué)生創(chuàng)新能力，沒(méi)有從系統(tǒng)的角度將TRIZ理淪融合在具體的課程教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐等專業(yè)教學(xué)過(guò)程中，因此需要探索形成融合TRIZ理論于專業(yè)課程教學(xué)中的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的途徑和方法。

3? TRIZ在產(chǎn)品體驗(yàn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)體系創(chuàng)新中的應(yīng)用

自2013年開(kāi)始，筆者應(yīng)用TRIZ相關(guān)原理對(duì)產(chǎn)品體驗(yàn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)體系進(jìn)行了創(chuàng)新并開(kāi)展了教學(xué)改革與實(shí)踐。傳統(tǒng)的產(chǎn)品體驗(yàn)設(shè)計(jì)課程雖然也開(kāi)展基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)的教學(xué)，但是在此缺乏對(duì)學(xué)生的能力的關(guān)注。傳統(tǒng)教學(xué)方法主要通過(guò)設(shè)置設(shè)計(jì)課題及工作室實(shí)踐設(shè)計(jì)課題，但是很多時(shí)候落腳點(diǎn)都不在學(xué)生而在于項(xiàng)目本身，這對(duì)于學(xué)生綜合能力的提高及激發(fā)學(xué)生動(dòng)力方面不具備積極作用。 結(jié)合TRIZ相關(guān)理論運(yùn)用到產(chǎn)品體驗(yàn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，通過(guò)設(shè)計(jì)項(xiàng)目作為載體，為學(xué)生搭建參與、交流、組織管理、自我管理和創(chuàng)新的真實(shí)情景，在學(xué)習(xí)內(nèi)容上，鼓勵(lì)跨學(xué)科和學(xué)科交叉，超越傳統(tǒng)學(xué)科的單一化，避免專業(yè)單一化帶來(lái)的知識(shí)局限;在學(xué)習(xí)方法上，以問(wèn)題為導(dǎo)向、以項(xiàng)目為組織來(lái)激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，讓學(xué)生能在復(fù)雜的情境下學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題并積累經(jīng)驗(yàn)，從而提升學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。同時(shí)，創(chuàng)新多元主體評(píng)分考核法，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與學(xué)習(xí)與考核的積極性。

3.1 TRIZ基本原理在課堂構(gòu)架改革中的創(chuàng)新應(yīng)用

3.1.1 利用分割原理構(gòu)筑“師生共建課堂”

傳統(tǒng)“老師講，學(xué)生聽(tīng)”的教學(xué)方式，給學(xué)生思維帶上無(wú)形的枷鎖，限制學(xué)生的思維發(fā)散。在課程練習(xí)中學(xué)生是教師服務(wù)的對(duì)象，教師應(yīng)負(fù)責(zé)工具和思維方法的教授[4]。在教改過(guò)程中，利用TRIZ40條發(fā)明創(chuàng)造原理中的分割原理，將課堂學(xué)習(xí)過(guò)程按照課上不同階段拆解為課前、課上和課后三部分：課前督促學(xué)生提前對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)以達(dá)到課上分享的水平;課上教師講授結(jié)束后進(jìn)行小組討論環(huán)節(jié)促使學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)與思考;課后鼓勵(lì)學(xué)生在教師授課內(nèi)容基礎(chǔ)上撰寫融入個(gè)人思考與理解的課堂筆記，促使學(xué)生在課后認(rèn)真歸納整理課堂內(nèi)容，如圖1所示。通過(guò)對(duì)課堂環(huán)節(jié)分段式的設(shè)計(jì)安排，形成了課前預(yù)習(xí)、課上學(xué)習(xí)與分享、課后沉淀與升華的逐級(jí)遞增體系，學(xué)生需根據(jù)各階段不同的學(xué)習(xí)目的進(jìn)行分段式主動(dòng)學(xué)習(xí)，極大地提升了學(xué)生的自主創(chuàng)新思維能力，教學(xué)效果顯著。

3.1.2 利用抽取原理打造多方位模塊化教學(xué)體系

產(chǎn)品體驗(yàn)設(shè)計(jì)課是一門注重實(shí)踐過(guò)程的專業(yè)課，單純的理論學(xué)習(xí)無(wú)法使學(xué)生全面高效地掌握課程內(nèi)容。利用抽取原理將設(shè)計(jì)公司、賣場(chǎng)、真實(shí)用戶環(huán)境或者自然環(huán)境等存在真實(shí)調(diào)研信息的部分功能引入課堂，再利用空間分割原理將課堂分割為若干互動(dòng)與實(shí)踐環(huán)節(jié)，從空間上對(duì)教學(xué)場(chǎng)所進(jìn)行分割，將課堂拓展到設(shè)計(jì)公司、賣場(chǎng)、真實(shí)用戶環(huán)境甚至大自然中（如圖2所示），加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，使教師的講解和學(xué)生的接收處于相對(duì)平衡狀態(tài)，在保證授課內(nèi)容的前提下提升授課效果，使學(xué)生將專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐能力完美結(jié)合。

3.1.3 利用廉價(jià)替代品原理構(gòu)建新型教學(xué)平臺(tái)

在體驗(yàn)設(shè)計(jì)課程中涉及用戶研究實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)構(gòu)造與工作原理。對(duì)于實(shí)踐性較強(qiáng)的產(chǎn)品體驗(yàn)設(shè)計(jì)課程而言，熟知用戶研究實(shí)驗(yàn)室及其使用流程是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容，但是由于常規(guī)用戶研究實(shí)驗(yàn)室配置的高精度設(shè)備通常造價(jià)較高，很多高校通通常難以配置完善的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，利用TRIZ40條發(fā)明創(chuàng)造原理中的替換原理可以解決這個(gè)問(wèn)題。

傳統(tǒng)用戶研究實(shí)驗(yàn)室一般包括座椅/工作臺(tái)、若干角度攝影機(jī)和聲音拾取器、電腦、單向透視玻璃等，具有專業(yè)要求的實(shí)驗(yàn)室一般還具有腦電儀、眼動(dòng)儀、肌電儀、人體生理檢測(cè)儀等高級(jí)儀器，如圖3所示。而針對(duì)課程要求的實(shí)驗(yàn)室則不需購(gòu)置諸多昂貴的儀器，可以用相對(duì)低成本的產(chǎn)品進(jìn)行替代，如圖4、圖5所示：可以用攝像頭替代攝像機(jī);用安裝攝像頭的教室替代用單向透視玻璃隔開(kāi)的專業(yè)觀察室;用紙面原型替代計(jì)算機(jī)原型等方案降低實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建費(fèi)用，提高成功構(gòu)建模擬用戶研究實(shí)驗(yàn)室的概率，以提供真實(shí)生動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)景。

3.2 系統(tǒng)性創(chuàng)新思維在授課模式創(chuàng)新中的應(yīng)用

3.2.1 引導(dǎo)學(xué)生建立系統(tǒng)解決問(wèn)題的思維方式

在傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程中，以往作業(yè)形式都是學(xué)生自己的設(shè)計(jì)方案，在實(shí)際生產(chǎn)和生活中的可行性較為缺少，相應(yīng)的實(shí)踐動(dòng)手能力也往往得不到考察[5]。對(duì)原有產(chǎn)品存在的問(wèn)題缺乏系統(tǒng)而全面的解決方案，無(wú)法從根本上解決真實(shí)的需求矛盾，尋求問(wèn)題的根本解決方案并設(shè)計(jì)最優(yōu)解決方法才是關(guān)鍵所在。因此，筆者在產(chǎn)品體驗(yàn)設(shè)計(jì)課程相關(guān)課題設(shè)置中弱化對(duì)具體設(shè)計(jì)題目的要求，轉(zhuǎn)向某些具有共識(shí)性的設(shè)計(jì)主題，如：如何提升老年人的出行體驗(yàn)。在指導(dǎo)學(xué)生過(guò)程中，要求學(xué)生打破單純?yōu)樵O(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)的思維禁錮，根據(jù)TRIZ解決發(fā)明創(chuàng)造問(wèn)題的一般方法：具體問(wèn)題→TRIZ問(wèn)題→TRIZ標(biāo)準(zhǔn)解→具體的解決方法，利用39個(gè)工程參數(shù)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行描述并用矛盾矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)解的探求，最終在對(duì)應(yīng)原理的指導(dǎo)下，尋求最佳解決方案并指導(dǎo)設(shè)計(jì)。

3.2.2 構(gòu)建綜合理想系統(tǒng)，提升系統(tǒng)自服務(wù)能力

在課堂教學(xué)中將全體學(xué)生作為一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)考慮，將每一位學(xué)生作為系統(tǒng)中的子系統(tǒng)，根據(jù)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化相關(guān)理論的內(nèi)容，為提高技術(shù)系統(tǒng)整體理想化程度或水平，可以采取使用更綜合的子系統(tǒng)和提高系統(tǒng)自服務(wù)能力的方式。大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，一方面需要思想意識(shí)層面的激勵(lì)和啟發(fā)，另一方面需要實(shí)踐方法論層面的學(xué)習(xí)和掌握[6]。因此在課題進(jìn)行的過(guò)程中模擬設(shè)計(jì)公司項(xiàng)目人員配置情況將學(xué)生分為若干小組，由小組內(nèi)共同完成課程任務(wù)（如圖6所示）。在小組中學(xué)生可以積極互動(dòng)、分工協(xié)作、相互啟發(fā)，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與解決問(wèn)題的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，大大提高課堂的教學(xué)效果。

3.3 物—場(chǎng)模型在構(gòu)建客觀公正考評(píng)體系中的創(chuàng)新應(yīng)用

在現(xiàn)有考評(píng)體系之中，包括主導(dǎo)考試的任課教師、承載考試的學(xué)生以及運(yùn)行考試程序的考核系統(tǒng)三個(gè)核心要素[7]。根據(jù)TRIZ 物—場(chǎng)模型的相關(guān)理論，任課教師和學(xué)生分別代表互相作用的兩個(gè)物件，考評(píng)體系就是促使兩個(gè)物件發(fā)生作用的場(chǎng)。用S1表示學(xué)生，其中S1.1表示大部分適應(yīng)傳統(tǒng)應(yīng)試考核體系的學(xué)生，S1.2表示少數(shù)抵觸傳統(tǒng)應(yīng)試考核體系的學(xué)生;S2表示任課教師;F表示現(xiàn)有的傳統(tǒng)考核體系，這三個(gè)要素構(gòu)成了一個(gè)完整的物—場(chǎng)模型，如圖7所示。

在這個(gè)物—場(chǎng)模型中任課教師和學(xué)生通過(guò)考核體系發(fā)生了相關(guān)效應(yīng)。一方面，大部分學(xué)生由于長(zhǎng)期的應(yīng)試教育已經(jīng)適應(yīng)了現(xiàn)有的考核體系并可以被這種體制所激勵(lì);另一方面，少部分同學(xué)由于種種原因并不適應(yīng)現(xiàn)有考核體系，他們不但不會(huì)被現(xiàn)有考核體系所激勵(lì)，相反還經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生負(fù)面消極影響，對(duì)學(xué)習(xí)和生活都造成一定程度的困擾，因此，這是一個(gè)完整的但是卻同時(shí)存在有益效應(yīng)和有害效應(yīng)的物—場(chǎng)模型。針對(duì)這類物—場(chǎng)模型，TRIZ的76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解給出了很多解決的方案，其中最常用的就是加入新的場(chǎng)或者新的物質(zhì)。

3.3.1 引入新的場(chǎng)——F2階段性多樣化考核方案

在原有考核體系F1之外加入一個(gè)新的場(chǎng)F2——階段化多樣性的考核方式，如圖8所示，摒棄傳統(tǒng)“一局定勝負(fù)”的考核體系，結(jié)合階段性任務(wù)的課程分別進(jìn)行考核，每個(gè)階段的考核內(nèi)容和形式都各不相同，同時(shí)依照每個(gè)環(huán)節(jié)所占比重逐項(xiàng)評(píng)定成果并給予成績(jī)（如圖9）。在主題創(chuàng)意的過(guò)程中以TRIZ主張的系統(tǒng)性思維為導(dǎo)向，以尋求標(biāo)準(zhǔn)解為主要目的和手段，力求從根本上實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的解決并以此指導(dǎo)設(shè)計(jì)，學(xué)生通過(guò)各個(gè)階段的循序漸進(jìn)，逐步提高自身的創(chuàng)新思維和創(chuàng)意能力。

3.3.2 引入新的物質(zhì)——S3其他教師、同學(xué)及被測(cè)被人

多元主體評(píng)分式考核法即考核過(guò)程中加入其他教師、學(xué)生本人及其同學(xué)的共同參與（如圖10所示），針對(duì)解決方案進(jìn)行測(cè)評(píng)并給予綜合性評(píng)價(jià)，這種考評(píng)方法有助于選出最優(yōu)方案，可激發(fā)學(xué)生運(yùn)用TRIZ尋求最優(yōu)方案的積極性，同時(shí)由于在評(píng)分系統(tǒng)中融入其他教師參評(píng)、學(xué)生互評(píng)及個(gè)人自評(píng)的分值項(xiàng)目，并對(duì)其賦予不同的占比（見(jiàn)圖11），既避免了由于任課教師主觀原因造成的分?jǐn)?shù)偏差，又可以充分調(diào)動(dòng)全體學(xué)生的積極性，通過(guò)對(duì)其他學(xué)生作品進(jìn)行評(píng)價(jià)促使個(gè)人水平的歷練和提高，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了通過(guò)自我評(píng)估進(jìn)行自服務(wù)的過(guò)程。

4? 結(jié)語(yǔ)

在TRIZ相關(guān)理論的指導(dǎo)下進(jìn)行的產(chǎn)品體驗(yàn)設(shè)計(jì)課程改革與創(chuàng)新效果顯著。多種互動(dòng)授課模式有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，主動(dòng)式學(xué)習(xí)方式營(yíng)造高效的課堂效率，課后完成作業(yè)態(tài)度端正，高質(zhì)高效，罕見(jiàn)無(wú)故曠課情況，最重要的是形成教師學(xué)生雙向?qū)W習(xí)的良性循環(huán)系統(tǒng)。

TRIZ在高校教學(xué)體系創(chuàng)新中的應(yīng)用不僅可以提高教師的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，還可以有效培養(yǎng)學(xué)生形成系統(tǒng)性的創(chuàng)新思維，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的發(fā)展。在高校課程體系構(gòu)建和人才培養(yǎng)模式中推行 TRIZ及相關(guān)創(chuàng)新理論，對(duì)高校課程體系創(chuàng)新和發(fā)展以及大學(xué)生創(chuàng)新人才的培養(yǎng)都有深遠(yuǎn)影響。

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