将TRIZ理论应用于大学生创新思维教育与实践-精选教育文档

1、将 TRIZ 理论应用于大学生创新思维教育与实践近些年“大众创业”、 “万众创新”受到国家、 政府的广泛关注。创新、创业教育活动的开展在各大高校中如火如荼，并呈现燎原之势。高校的任务是教学、科研和社会服务，但根本任务是人才培养，培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神。众多学者对创新能力的培养分别从创新思维、 创新人格、 创新精神、创造能力等方面来进行阐述。 1 从创新能力的本质来看，其更倾向于以思维的创新来带动实践的创新， 因此， 思维的创新是具备创新能力的前提。受我国“中庸、求稳”等传统文化的浸润，大学生普遍创新意识不强， 大学生需要具备的创新精神、 创新思维不健全，创新知识不完善，创新能

2、力较匮乏。 2TRIZ 理论教育作为一种新的创新教育理念和教育方法， 在创新思维培养方面的巨大潜力已经逐渐引起教育学者的注意和重视。1） TRIZ 理论介绍TRIZ 理论是苏联专利分析家阿奇舒勒在分析了数以百万计的专利文献之后，收集整理、归纳提炼出来的一套系统化、解决创造发明问题的一种方法。 3TRIZ 英文全称是“ Theory of theSolution of Inventive Problems ”，译成中文为“发明问题解决理论”。 TRIZ 被认为是可以帮助人们挖掘和开发自身的创造潜能， 系统地阐述发明创造和实现技术创新的新理论， 被欧美等国的专家认为是“超级发明术”。 4 在 TR

3、IZ 理论中， 包含着 ?S多系统、 科学且富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分 析方法。其中九屏幕法、STC算子法、金鱼法、小人法等对培养大学生的创新思维十分有价值。二、大学生创新思维的培养方法（一）创新思维创新思维是人类独有的思维品质， 是人类创造力的核心， 是促进社会进步的原动力。 5 正如爱因斯坦所说：“就我个人而言， 在人类社会的壮观行列中， 真正有价值的东西， 并不是政体，而是有创造力、有感受性的个体与人格。” 6 可见，人的创新思维是人类社会最宝贵的财富。 那么什么是创新思维呢？创新思维是指人脑对客观事物进行有价值的求新探索而获得独创结果的思维过程， 是发现问题和创造性解决

4、问题的思维。 它不仅能揭示客观事物的本质特征和内部规律， 而且能产生新颖的、 前所未有的思维成果，是智力高度发展的表现。 7 大学教育是培养学生要具有科学的、 正确的思维方式， 有效引导学生开展积极的思维活动， 促使学生的思维具有深刻性、 广阔性、 逻辑性、 灵活性、独创性等特点。李培根教授说：“我国的创新、创业教育少了一点闲适的氛围。” 8 闲适需要自由的空气，思想不受禁锢、未被圈养的环境，这样才能放飞思想，才会有奔涌迸发的创新。而这种“闲适的氛围”如何产生就需要通过TRIZ理论来激发。2） ） TRIZ 理论创新思维方法如何启发学生的思维， 让学生产生好的构思？这一过程既要如何去启发这些思

5、有逻辑的理性思维， 又要有直觉的感性思维。维，这里介绍几种TRIZ 理论创新思维方法。1 .九屏幕分析法九屏幕分析法是 TRIZ 理论中的创新思维方法之一。它是一种综合考虑问题的方法， 它是把问题当成一个系统来研究， 不仅要考虑当前的系统， 还要考虑它的超系统和子系统； 不仅要考虑当前系统的过去和将来，还要考虑超系统和子系统的过去和将来，具体如图 1 所示。 9 九屏幕法能够帮助人们从结构、时间及因果关系等多维度对问题进行全面、 系统的分析， 可以帮助我们从不同的角度看待问题， 突破原有思维局限。 九屏幕法以时间为 X 轴来观察系统的过去、 现在和未来， 以空间为 Y 轴来考虑当前系统及组成的

6、子系统和超系统。 例如我们做汽车系统的创新设计，就可以采用九屏幕分析法，具体如图 2 所示。2 .STC算子法STC是指尺寸（size ）、时间（time ）、成本（cost ）这三个词。STC算子法在尺寸、时间和成本逐渐变化的过程中发现分析对象的新特性、新功能，通过极限方式想象系统，打破思维定式。10STC算子法按照S尺寸、T时间和C成本维度分别进行一系列有规律的发散变化， 最终让许多看似困难、 无从下手的问题，变得易于解决，从而克服思维惯性，引导知识挖掘。使用该方法时，首先应明确研究对象现有的尺寸、时间和成本，然后分别使尺寸、时间、成本从当前状态不断变大直至无穷大，然后再从当前状态不断变小

7、直至无穷小。 11 使用该方法时， 每个实验对象要分步递增、递减，直到进行到物体新的特征出现。STC算子法不是为了获取问题的答案， 而是为了拓宽思路， 克服思维惯性，多维度地看问题，为寻找解决问题方案做准备。如怎样能方便、快捷地采摘红枣？应用STC算子法沿着尺寸、时间、成本三个方向来做六个维度的发散思维。 先研究枣树的尺寸、 时间和成本。假设枣树的高度尺寸趋于零，在这种情况下，不需要借助任何梯子， 解决方案就是种植低矮的枣树。 假设枣树的尺寸趋于无穷高，可以将枣树整形成梯子形状树冠，便于采摘红枣。从时间角度思考，对于收获时间趋于零的时候，借助轻微爆破等手段，保证红枣在同一时间落地。 如果收获的

8、时间不受限制， 任由红枣自由落地只要无损坏就行， 这时需要在地面上铺设草坪等， 防止枣果落地摔坏。 再从成本的角度出发， 假设收获的成本费用要求很低，就让枣果自由掉落；假设收获的成本费用不受限制，就可以采用机器人采摘红枣。3. 金鱼法金鱼法又叫情境幻想分析法。金鱼法来源于俄国诗人普希金的童话渔夫和金鱼的故事。 12 金鱼法分析问题的过程是将问题分为现实和幻想两部分， 首先从幻想式构想中分离出现实部分，对于不现实部分，通过引入其他资源，一些想法由不现实变为现实， 然后继续对不现实部分进行分析， 直到全部变为现实，找不出现实东西为止，具体如图 3 所示。其实金鱼法是一个反复迭代的分解过程， 其本质

9、是将幻想的、 不实现变为可行的解决方案。 例如， 现在雾霾越来越严重，大家都希望有像大森林那种清新的空气可以呼吸， 那么如何解决这一问题呢？可以采用金鱼法展开创新分析，具体如图 4 所示。从这个案例的运用中， 我们可以看到金鱼法在创新中的重大作用以及其对于打破思维惯性的强大力量。4. 小人法小人法也被称为小矮人模型， 是指当系统内的部分物体不能实现必要的功能和任务时， 就用多个小人分别代表这些物体。 不同的小人代表执行不同的功能或具有不同的矛盾， 然后通过移动小人，进行重新组合，或对结构进行重新设计，从而实现物体预期的功能。 12 小人法其目的有两个： 一是克服由于思维惯性导致的思维障碍， 尤

10、其是对于系统结构； 二是提供解决矛盾问题的思路。 13 如洗衣机在洗、 甩干衣服的时候， 一般只有一个内筒，深、 浅颜色的衣服又不能放在一起甩洗， 尤其是一些“小东西”如内衣、手帕等，这就造成了浪费。这时可以考虑使用小人法。首先利用小人法对系统组成部分进行分析： 洗衣机内筒、 深颜色衣服、 浅颜色衣服。 现状是深颜色和浅颜色的小东西不能一起洗，造成了浪费。 然后建立问题模型， 如下图 5。 最后研究问题模型，对其进行改造，打乱重组。在洗衣内筒设置可折叠隔板，将内筒分为上下两部分，下面深颜色衣服，上面放浅颜色衣服，这样就可以实现同时甩洗深浅颜色的衣服，又不会相互染色。三、创建 TRIZ 理论实践

11、平台创新思维是创新能力的基础，创新能力是创新思维的体现。前面用 TRIZ 理论研究了创新思维的产生，而创新能力则要在不 断地解决实际问题的过程中才能锻炼和培养出来。 14 因此， 在TRIZ 理论实践平台中，学院创建了认知实验工作室、设计与研究实验工作室、论证模型实验工作室。在认知实验工作室，我们主要让学生了解国内外优秀的创造发明案例， 激发学生的创新学习欲望和激情。同时通过拆装和测绘典型的产品和机构， 使学生了解其功能、原理、结构，便于以后的创新设计。在设计与研究实验工作室后，其采用 TRIZ 理论，对原有产品的功能性、结构性、材料性等展开创新分析，利用计算机模拟和仿真技术，进行创造性设计。

12、自从2014 年学院成立了设计与研究实验工作室后， 其课题或者项目的来源主要是地方特色文化设计与服务于中小企业。在地方特色文化设计中，学生以满族文化为突破口，利用 TRIZ 理论， 设计一系列文化产品， 获得中国 -抚顺旅游商品创意设计大赛金、银、铜奖。还有十几名学生入选2016 文化部文化产业创业创意人才库。 在服务中小企业中， 由于中小企业资金有限，往往苦于没有自己的设计团队，无法创新产品，没有市场竞争力， 而学生有很多的想法和创新理念却又无法实现， 在两者之间搭建一个平台， 就能实现两者的互惠互利。 如某生产液压机的小企业，产品样式陈旧，无法打开国际市场，学生利用 TRIZ理论中的九屏幕

13、法、 技术矛盾分析法， 对其外观形态进行了改良，改良后的产品受到伊朗用户的好评。 论证模型实验工作室主要采用3D打印技术，模型化、实物化或进行零部件的组装搭接，从 三维空间的角度验证创新设计理念的可靠性， 这也锻炼了学生的动手能力和工程实践能力。 在这个过程中， 会产生很多优秀的创新产品实例和创造发明成果，通过定期举办展览会，以实物、图纸、展板、光盘等形式将这些实例或成果展示出来，能提供一种创新设计的氛围， 同时邀请企业家参观， 可以将有市场前景的设计产品和企业合作投入生产。 这为创新与创业中心提供了孵化空间，同时能吸引校友和社会企业的捐赠者关注，解决了创新、创业的资金问题。实验室建设的十几台 3D打印机就是沈阳创客空间的捐赠。 在教师的指导下， 其先后共申 ? 了二十几项外观专利、实用新型专利和多项发明专利， 这为学生知识产权意识的增强和创新能力的提高提供了良好的机会和平台。 15四、结语目前高校人才培养的重要目标是培养具有创新思维、 创业意识和知识的高素质人才。将TRIZ 理论与大