本站原创摘 要：IRIZ理论在机械专业本科教学中的应用,一要突破思维惯性,注重创新思维的培养；二要以系统的观点分析问题；三要掌握矛盾分析的方法；四要针对具体问题的标准解法,进行ARIZ算法训练；五要掌握本体论的哲学观点,合理运用科学原理知识库.
关 键 词：TRIZ理论；机械专业；本科教学；应用
中图分类号：G424文献标志码：A文章编号：1002－0845(2012)06－0046－02
一、TRIZ理论的主要观点概述
1.TRIZ理论的主要观点
TRIZ理论是苏联科学家G.SAltshuller及其领导的一批研究人员自1946年开始,花费近50年时间,查阅并研究了世界各国近250万件发明专利,从中总结出人类在进行发明创造、解决技术问题的过程中所遵循的科学原理和法则.近年来,许多世界级公司如福特、施乐等也开始应用TRIZ进行产品创新,TRIZ己成为解决创新性问题最有力的方法.
TRIZ是俄语含义译为英语后的缩写(TeoriyaResheniyaIzobretatelskikhZadatch).该理论的主要理念,一是无论是一个简单产品还是复杂的技术系统,其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的,即具有客观的进化规律和模式；二是各种技术难题、冲突和矛盾的不断解诀是推动这种进化过程的动力；三是技术系统发展的理想状态是用尽量少的资源实现尽量多的功能.
2.TRIZ理论的主要内容
（1）创新思维方法与问题分析方法
TRIZ理论中提供了如何系统分析问题的科学方法,如多屏幕法等；对于复杂问题的分析,包含科学问题分析建模方法——“物—场”分析法,它可以帮助快速确认核心问题,发现根本矛盾所在.
（2）技术系统进化法则
根据技术系统进化演变规律,在大量专利分析的基础上,TRIZ理论总结提炼出八个基本进化法则.利用这些进化法则,可以分析确认当前产品的技术状态,并预测未来发展趋势,开发富有竞争力的新产品.
（3）技术矛盾解决原理
不同的发明创造往往遵循共同的规律.TRIZ理论将这些共同的规律归纳成40个创新原理,可以基于这些创新原理、结合工程实际、结合具体的技术矛盾,寻求具体的解决方案.
（4）创新问题标准解法
依据具体问题“物—场”模型的不同特征,分别对应有标准的模型处理方法,包括模型的修整、转换、物质与场的添加等等.
（5）发明问题解决算法ARIZ
发明问题解决算法ARIZ,主要针对问题情境复杂、矛盾及其相关部件不明确的技术系统,对初始问题进行一系列变形及再定义等非计算性的逻辑过程,实现对问题的逐步深入分析,问题转化,直至问题的解决.
（6）基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库
基于物理、化学、几何学等领域的数百万项发明专利的分析结果而构建的知识库可以为技术创新提供丰富的方案来源.
二、TRIZ理论在机械专业本科教学改革中的应用
发明创造能力是大学生创新精神和实践能力的良好体现.从某种意义上来说,创新理论是耸立在大学生发明创造活动中的坚实桥墩,创新方法则是构筑在这桥墩上的宽大桥身,依靠创新理论和创新方法,才能使大学生的发明创造活动“天堑变通途”.自2008年开始,我们在机械专业中,进行应用TRIZ理论的教学改革与实践.从课堂教学、实践教学、课程设计、毕业设计、大学生科研活动、各种大赛入手,让大学生学习、使用TRIZ理论,逐步教会学生运用创新方法,开展创造活动,从而培养出科学的思维方式和方法.
1.突破思维惯性,注重创新思维的培养
传统的教学和思维方式,给大学生的思维带上无形的枷锁,大学生思考问题时,只会按常规方法思维,往往认为发明是天才的事情,是灵感的突现,发明及创新与他们距离太远,甚至认为自己能创造发明简直就是个笑话.可见没有科学的思维方法,将会导致思维的惰性.
创新是要突破原有的各种思维惯性,实现创造发明的.TRIZ理论正是提供了克服思维惯性的方法和理论.在教学中,我们向大学生介绍了常见的几种思维惯性,如功能性思维惯性、术语性思维惯性、形状性思维惯性等.然后讲授了TRIZ理论中克服思维惯性的几种方法,如小矮人法、STC算子法、最终理想解(IFR)法、九屏幕法、金鱼法等.在教学训练中,我们突破了原有的教师教、学生听的传统方式,把大学生分为若干个小组,采用不同方法,由小组成员共同讨论解决.根据每个小组成员和小组的表现,老师进行记录和打分,计入最后的平时成绩.通过这样的训练,互动性很强,大学生都能认真听讲,主动思考,积极回答问题,小组和小组之间互学互助,敢于竞争,教学效果显著.
2.以系统的观点分析问题
在以往的机械专业产品设计时,大学生只能针对产品本身展开设计.通过讲授TRIZ理论的技术系统进化法则,大学生掌握了这一法则,并应用到产品设计中,把一个产品或物体看做是一个技术系统；系统是由多个子系统组成的,并通过子系统间的相互作用来实现一定的功能,子系统可以是零件或部件；系统是出于超系统之中的,超系统是系统所在的环境；对系统的子系统或元件进行持续改进,以提高整个系统的性能,也属于技术系统的进化过程.有了这方面认识,以及不断加强对这方面的学习和反复训练,使大学生认识和掌握了系统的进化规律,不仅开阔了视野,更有利于设计出结构更为合理、功能更为先进的产品.
3.掌握矛盾分析的方法
传统的教学和学习中,需要解决某一个具体的问题,总是直接地去找解决这个问题的具体方法.如果问题比较简单,可能较容易找到答案；如果遇到比较复杂的问题,解决的过程将更困难,最常用的方法就是“试错”,如果没有很明确的解决方向,这样会浪费很多的时间和精力.通过向大学生教授技术矛盾解决原理,让大学生利用这种原理,针对具体问题,做具体分析.例如,对一个问题如果无法直接找到对应解,需要先把此问题转换并表达为一个TRIZ理论的问题,然后利用TRIZ理论体系中的理论和工具方法获得TRIZ理论的通用解,最后,把TRIZ理论通用解转化为具体问题的解,在实际问题中加以实现,最终获得问题的解决.如何把一个具体问题转化并表达为一个TRIZ问题呢我们组织大学生运用TRIZ理论中的39×39工程参数矛盾矩阵和40个发明原理进行求解.经过反复演练,大学生逐渐熟悉并学会运用这样的方式来分析和解决问题,收到较好的教学效果.