翠智（TRIZ）理論在車輛工程專業(yè)專業(yè)課教學中的應用研究

江麗煒　劉闖　周大帥

摘 要：在本科院校車輛工程專業(yè)的教學中，如何利用TRIZ理論中的創(chuàng)新思維，引導學生發(fā)現(xiàn)問題所在，分析問題原因，找出解決問題的方法是培養(yǎng)學生創(chuàng)新與創(chuàng)造思維的良好途徑。通過翠智（TRIZ）理論的應用研究可實現(xiàn)專業(yè)課程理論教學和實踐教學的有機結合和創(chuàng)新，使教師能夠高質量地完成專業(yè)課的教學工作，培養(yǎng)學生的實踐技能，創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

關鍵詞：車輛工程 TRIZ理論 創(chuàng)新思維 創(chuàng)新能力

中圖分類號：G647 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（c）-0035-02

我國有一百多所高等院校開設了車輛工程專業(yè)，各大院校都非常重視車輛工程專業(yè)的教育與發(fā)展。目前，車輛工程專業(yè)的課程較多，很多課程的實踐性較強，比如汽車構造、汽車電子技術、汽車理論、汽車試驗等課程。因此，要求車輛工程專業(yè)的教學，不但要注重教學內容的先進性與實用性；還要注重機電一體化技術；更要緊密結合汽車行業(yè)現(xiàn)代技術的發(fā)展與需求。為了提高車輛工程專業(yè)專業(yè)課的教學水平，培養(yǎng)出適應現(xiàn)代社會需求的大學生，我們可以把翠智（TRIZ）理論應用到各個教學環(huán)節(jié)當中去，用TRIZ的原理教育引導學生在學習中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題；激勵學生進行發(fā)明創(chuàng)造，為學生提供廣闊的發(fā)展空間；激發(fā)學生的主動性、創(chuàng)造性[1]。

1 翠智（TRIZ）理論概述

翠智（TRIZ）理論是由前蘇聯(lián)海軍部專利專家阿奇舒勒創(chuàng)立的，他通過對數(shù)以百萬計的專利文獻進行研究，提煉出了一套解決復雜技術問題的系統(tǒng)方法。TRIZ的核心是技術進化原理，按這一原理，技術系統(tǒng)一直處于進化之中，解決矛盾是其進化的推動力。翠智（TRIZ）理論90年代初傳播到美國，就迅速引起了企業(yè)界和學術界的極大的密切關注。目前，TRIZ理論已成為國外技術創(chuàng)新和質量工程領域的研究熱點， 翠智（TRIZ）理論實用性強，而且通過了實踐的檢驗，創(chuàng)造出了成千上萬項重大發(fā)明，為眾多知名企業(yè)取得了重大的經濟效益和社會效益。一些大學將翠智（TRIZ）理論列為工程設計方法學課程，其理論和方法已經發(fā)展成為一套解決新產品開發(fā)實際問題的成熟理論和方法體系。

2 理論教學中翠智（TRIZ）理論的應用

2.1 開發(fā)學生的發(fā)散思維、強化創(chuàng)新意識培養(yǎng)

在教學過程中，教師要用翠智（TRIZ）理論的創(chuàng)新思想和方法引導學生，要想方設法激活學生的思維，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新激情，開發(fā)學生的發(fā)散思維能力[2]。在課堂教學中，教師不單單是知識的教授者，而是一個學生開發(fā)創(chuàng)新思維，掌握創(chuàng)新方法的引領者，要引導、幫助學生在一個新的角度上看待問題、思考問題、解決問題。車輛工程專業(yè)課的設計性和實踐性比較強，根據(jù)對“TRIZ理論”的理解，授課中要調動學生的思維，做到舉一反三、觸類旁通。在講授某一總成部件的結構時，可以在向學生介紹其組成、工作原理時，引申出與之相關的專業(yè)知識。例如，講述離合器總成時，可先通過動畫演示其結構構成，零部件的安裝順序，使學生對離合器總成的構造有一個感知認識。然后引申出離合器總成前后端與之相連的總成，分析其工作原理，激發(fā)學生的想象力，使學生了解掌握技術系統(tǒng)的從量變到質變的發(fā)展過程。課后讓學生到實驗室對照實物進一步理解掌握其結構和工作原理，了解離合器的運動過程及結構的不同形式，鼓勵學生對現(xiàn)有離合器進行結構的改進，達到對學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)造能力培養(yǎng)的目的。講授變速器結構教學時可采用一個真實的半剖模型實物，講述各擋位的運動過程及結構形式，鼓勵學生對現(xiàn)有的變速器結構進行改進，實現(xiàn)輕量化、傳動平穩(wěn)、傳動效率高的統(tǒng)一[3]。

2.2 改善教學手段和方法，加強學生創(chuàng)新思維訓練

把網絡技術和計算機多媒體技術應用到課堂教學中，通過三維動畫演示及視頻觀看，吸引學生的注意力，增強學生的學習興趣，激發(fā)學生的創(chuàng)新精神，加深學生對汽車的總成和零部件的結構、工作原理的理解。針對重要理論知識，引導學生采TRIZ理論中的40個發(fā)明創(chuàng)造原理進中的一個方法，改變教師滿堂灌的教學方法，留出一點時間讓學生對老師講授的內容消化理解，或留一個思考題讓學生相互啟發(fā)，激發(fā)他們的聯(lián)想思維、想象思維、靈活思維，進而得到創(chuàng)新成果。

在教學中根據(jù)不同的課程結合不同的教學內容采用不同的教學方法，改變以往講授式教學方法，采用講授式、討論式、啟發(fā)式、案例式等多種教學方法相結合的方式。使學生由原來的被動聽課變?yōu)橹鲃訁⑴c，既活躍了課堂氣氛又提高了學生的學習積極性，同時還激發(fā)了學生的創(chuàng)新和創(chuàng)造思維，促進了學生個性的發(fā)展，達到了現(xiàn)代教學的要求效果[1]。在教學手段上采用多樣化教學手段，結合各種現(xiàn)代教學手段，利用模型、實物、多媒體動畫演示、教學錄像片、視頻等進行教學內容的演示，把教學內容直觀、形象地展示給學生，使學生對所學內容有一個充分完整的感性認識。

3 實踐教學環(huán)節(jié)中翠智（TRIZ）理論的應用

3.1 實驗課教學中翠智（TRIZ）理論的應用

（1）積極開放實驗室，鼓勵學生親自動手做實驗并參與創(chuàng)新活動。把原來由老師演示，學生在旁邊觀看的方式改變?yōu)橛蓪W生獨立從事和完成開放實驗的整個研究過程， 運用TRIZ理論原理，引導學生在實驗中發(fā)現(xiàn)問題，提出問題， 在老師的指導下確定研究題目，開展研究，最后撰寫研究報告。

（2）加強綜合性和設計性實驗的開設，減少驗證性實驗的開設。使實驗不單單是簡單的書本知識的重復，而是要融入學生自己的創(chuàng)新思維，并盡可能尋找一些實際問題的設計性實驗讓學生們去做。例如發(fā)動機、離合器、驅動橋、變速器等總成的拆裝，讓學生實際動手實驗，強化學生的動手能力，使學生在實踐中發(fā)現(xiàn)原來機構存在的不足，并提出改進意見。

3.2 課程設計中翠智（TRIZ）理論的應用

車輛工程專業(yè)中有許多課程設計實踐環(huán)節(jié)，如機械零件設計、工藝設計、離合器設計等，這些實踐環(huán)節(jié)對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力有著非常重要的作用。課程設計使學生在實踐過程中對所學的理論知識有了一個全面的梳理，同時又激發(fā)了學生對車輛工程學科的興趣。在課程設計的實踐環(huán)節(jié)，以往學生只是根據(jù)現(xiàn)有的結構進行設計，基本是照搬照抄，沒有創(chuàng)新性設計。根據(jù)翠智（TRIZ）理論原理，要求學生在設計過程中尋找各總成結構存在的不足，提出改進意見，進行新結構的設計，使汽車結構滿足節(jié)能、環(huán)保、經濟的要求。利用翠智（TRIZ）理論對現(xiàn)有的問題提出創(chuàng)新性解決方案，充分發(fā)揮了學生學習的主動能動性，開發(fā)了學生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)造思維。endprint

4 本科生畢業(yè)設計中翠智（TRIZ）理論的應用

車輛工程專業(yè)畢業(yè)設計過程從選題、開題、結構設計等方面應具備TRIZ理論應用的條件。從概念設計到結構的詳細設計再到零部件的工藝設計、從產品設計再到創(chuàng)新產品設計，指導教師指導學生應用翠智（TRIZ）理論進行畢業(yè)設計流程，指導學生掌握TRIZ理論的創(chuàng)新方法。通過對翠智（TRIZ）理論運用的理解，創(chuàng)新問題求解的過程就是對問題不斷描述，不斷標準化的過程。在汽車新技術課程中有許多新的技術成果和新的知識點，可以讓學生對此進行研究設計。比如雙離合器變速器，是新型的變速器，雖然優(yōu)點很多但結構還有待改進，鼓勵學生選這類課題進行設計，來強化學生的創(chuàng)新思維訓練。還可以選一些運用多種手段解決汽車結構的設計分析一類的課題，比如運用Ansys有限元等方法對汽車的傳動軸、懸架、輪胎等結構的載荷分析、輕量化設計等，鍛煉學生的綜合知識的應用能力。因此，選題時應盡量多選些實際課題，應用型課題，新知識點的有關課題，鍛煉學生分析問題，解決問題的能力，培養(yǎng)學生發(fā)散思維，創(chuàng)新和創(chuàng)造能力。

畢業(yè)設計的選題應以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為目標，結合學生興趣的同時體現(xiàn)市場需求性、先進性，以生產實際及教師科研課題為基礎進行選題與命題[4]。在設計過程中培養(yǎng)學生在今后工作中所需的科學決策能力，使學生能夠應用TRIZ理論從創(chuàng)新問題解決模式和流程圖及解題工具的具體應用出發(fā)，定義設計所遇到的各種技術沖突，應用發(fā)明理論解決沖突，然后根據(jù)課題需要進行詳細設計。

5 基于翠智（TRIZ）理論的創(chuàng)新活動

（1）積極鼓勵學生參與創(chuàng)新活動，千方百計創(chuàng)造條件，根據(jù)本專業(yè)特點，結合專業(yè)教學的優(yōu)勢，成立創(chuàng)新設計開放性實驗室，使學生在課余時間有地點隨時進行實踐創(chuàng)新活動。佳木斯大學機械工程學院在車輛工程專業(yè)實驗教學中，引入翠智（TRIZ）理論創(chuàng)新方法，對實驗教學方法進行了改革。不但增強了實驗室的開放程度，同時對實驗項目和內容進行了改革，鼓勵學生自主提出實驗目標，親自設計實驗方案，以便學生增強獨立思考的能力。

（2）定期組織本專業(yè)開展各種創(chuàng)新設計競賽，為學生提供創(chuàng)新實踐的良好機會。每年組織學生參加省級、國家級的各種賽事，激活學生的創(chuàng)新思維，開發(fā)學生的創(chuàng)造思維。佳木斯大學機械工程學院車輛工程專業(yè)學生先后獲得過“全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽”黑龍江賽區(qū)三等獎，第六屆“博創(chuàng)杯”全國大學生嵌入式設計大賽總決賽國家三等獎，黑龍江省首屆“TRIZ”杯大學生創(chuàng)新設計大賽三等獎等獎項。同時，鼓勵學生將創(chuàng)新成果申請專利，每年都有一定數(shù)量的名學生獲批國家專利，提高了學生知識保護意識，增強自身的創(chuàng)業(yè)能力。

（3）鼓勵學生自己申報省級和校級創(chuàng)新項目，增加學生的求知欲和探索欲，使學生在校學習期間就接觸到本專業(yè)的學術發(fā)展的前沿知識。還可以讓學生參與教師的研究課題，通過對實際問題的研究，指導學生學會應用TRIZ理論提出問題、分析問題、解決問題。積極鼓勵學生參加各級創(chuàng)新大賽活動，在豐富學生生活的同時，讓學生親自動手驗證書本上的理論知識，對汽車現(xiàn)有結構提出改進方案，如雙離合器變速器方案的設計、制動系統(tǒng)管路布置的方案設計等。激發(fā)學生的創(chuàng)新與創(chuàng)造意識。通過這些強化理論教學和實踐教學中對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高學生的學習興趣、增強創(chuàng)新意識、活躍課堂氣氛，開發(fā)學生的創(chuàng)新思想與創(chuàng)造意識。

6 結論

實踐證明，在車輛工程專業(yè)專業(yè)課的教學過程中運用翠智（TRIZ）理論，能夠幫助學生實現(xiàn)分析問題的系統(tǒng)性，發(fā)現(xiàn)問題及矛盾的快速性，它能使學生準確確定問題的探索方向，少走了不少彎路。在研究問題的時候不會錯過各種可能，而且它能夠幫助學生改變思維模式，突破思維障礙，能夠以新的視覺分析問題，進行邏輯性和非邏輯性的系統(tǒng)思維。在學習方法上有助于學生應盡快完成由單科向綜合、由抽象向具體、由理論到實踐的思維方式的轉變，使學生快速準確地掌握設計零部件的設計規(guī)律，通過不斷修正、逐步完善設計方法，進一步培養(yǎng)和提高了學生的創(chuàng)新能力和解決問題的能力。把TRIZ的方法原理應用到本科專業(yè)的實踐性教學改革中，加大了創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，提高了學生的創(chuàng)新能力.

參考文獻

[1] 楊玉蘭，徐學忠，李英.基于TRIZ理論背景下《機械設計課程教學改革模式淺析》[J].機械制造與研究，2012（2）：88-90.

[2] 趙明.教學中TRIZ理論的應用[J].科技信息，2012（13）：265.

[3] 周桂霞，李玉清，張偉.基于TRIZ理論本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].牡丹江師范學院學報（自然科學版），2012（78）：53-54.

[4] Zhiguo Zhao.Advanced in Control Engineering and Information Science， The Reform and Practice of Education Mode in Multi-Disciplinary Joint Graduation Design[J].Procedia Engineering，2011（15）：4168-4172.endprint