應用TRIZ 理論培養高職院校學生的創新意識

王穎嫻

TRIZ 理論簡介

如何使學生具有創新意識和創新能力，適應經濟時代的要求，在企業的生產和經營實際中擔當技術方面的組織者和帶頭人，是高職院校教學改革的根本目標。但是培養學生的創新思維需要系統的理論方法，對高職院校的學生創新能力培養，需要選擇適合的創新理論。傳統的創新理論方法非常多，常用的有試錯法、頭腦風暴法、形態分析法、屬性列舉法和奧斯本檢核表法等，但這些方法都缺乏系統性，隨機性大，難以形成規律，不適合大范圍推廣應用。

TRIZ理論具有鮮明的特點和優勢，TRIZ理論由前蘇聯科學家根里奇-阿奇舒勒在1946年創立，是基于知識的、面向人的、有效的創新方法。TRIZ理論是通過分析世界上近250萬份高水平的發明專利，總結出各種技術發展進化遵循的規律模式，以及解決各種技術沖突和物理沖突的創新原理和法則，建立了一個由解決技術問題，實現創新開發的各種方法、算法組成的綜合理論體系，并綜合多學科領域的原理和法則，建立起TRIZ理論體系。TRIZ理論包含著許多系統的、科學的而又富有可操作性的創造性思維方法和發明問題的分析方法。它主要由九大部分組成(2-4)：（1）技術系統的八大進化法則；（2）最終理想解（IFR）；（3）40條發明原理；（4）39個標準工程參數和矛盾矩陣；（5）物理矛盾和四大分離原理；（6）、物-場模型分析；（7）發明問題的標準解法；（8）發明問題解決算法（ARIZ）；（9）科學效應和現象知識庫。

應用實例

圖1問題圖

1.礦山支護

在礦山支護中，井巷支護采用可縮性U型鋼拱形支架支護，由于圍巖側向來壓將側向的U型鋼支架壓彎（見圖1），從而使整個U型鋼支架失去承載作用，不能再進行伸縮承載了，必須換掉整套支架。

如何解決這種問題呢？現利用TRIZ理論的矛盾矩陣來解決該問題。

首先從TRIZ理論中的39個標準技術參數中選擇并確定技術沖突的一對技術特性：

（1）改善參數：形狀。

（2）惡化參數：裝置的復雜性。

在矛盾矩陣中就確定了4種可用的發明原理：分割原理、未達到或超過作用原理、機械系統替代原理和氣動與液壓結構原理。對這4種發明原理進行分析后進行改進設計，結果為：將拱形改成圓形，并在U型鋼外圈覆有充氣橡膠圈（見圖2）。優點：將局部受力轉變成整體支架共同承載。提示：阿奇舒勒曾經說過大多數的發明創造原理、方法都應用在其他領域中，該方案的解決方法借用了輪胎的應用原理。

圖2問題圖

2.開口扳手

開口扳手在擰緊或松開一個六角螺釘時，由于螺釘的受力集中在兩條棱邊上，容易產生變形，導致其擰緊或松開困難（見圖3）。

圖3解決方案圖

現利用TRIZ理論的矛盾矩陣來解決該問題。

首先從TRIZ理論中的39個標準技術參數中選擇并確定技術沖突的一對技術特性：

（1）改善參數：物體產生的有害因素。

（2）惡化參數：可制造性。

在矛盾矩陣中就確定了4種可用的發明原理：不對稱原理、維數變化原理、拋棄和修復原理及復制原理。對這4種發明原理進行分析后進行改進設計，結果為：廢棄原來的棱邊接觸，改由扳手工作面的一些要點與螺釘的側面接觸。優點：將線-面接觸改成面-面接觸。

結束語

在當前國際競爭日趨激烈，科學技術迅速發展的時代，國家經濟實力的決定性因素是科學技術水平和科技競爭力。科技競爭的核心是人才的競爭，要建設創新型國家，人才培養是關鍵。創新是全社會都應該關注的問題，要培養創新型人才，學校是關鍵。

[1]楊書捷，楊波，李一棟.基于TRIZ 理論的“課題式”高職教育[J].教育論壇，2011，2：124.

[2]沈萌紅.TRIZ 理論及機械創新實踐[M].北京：機械工業出版社，2012.

[3]李士，徐治立，李成智，等.創新理論導論[M].合肥：中國科學技術大學出版社，2009.

[4]檀潤華.創新設計TRIZ：發明問題解決理論[M].北京：機械工業出版社，2002.