机械类大学生专业课教学中应用TRIZ理论进行创新性教学的探索

摘 要 机械类大学生在专业课学习中穿插TRIZ理论，可激发学生对专业课的学习兴趣和培养创新能力，使学生在科学发明探索中灵活快速地掌握专业课程，是培养机械类大学生创新意识与创新思维的重要方法，可提高大学生分析和解决实际问题的能力。

关键词 机械类大学生 专业课 TRIZ 理论 创新能力

中图分类号：G424 文献标识码：A

0 引言

为了提高教学效果，人们不断在理工科大学专业课采用多种形式的教学方法，如项目教学法、案例教学法、小组讨论法和任务驱动法等。为了应对大学生就业困难的挑战，以培养学生创新能力为导向，采用先进的TRIZ理论将以“教”为主改变为以“学”为主，贯穿于专业课教学中。

创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。为了提高大学生的职业能力、技术应用能力、创新意识和科技创新能力，使之既具备专业知识，又具有较强的实践动手能力、职业适应能力和科技创新能力，在专业课教学中运用TRIZ理论。

对于专业课程，大部分学生是按部就班机械地学习，教师只是讲授，限于教材和教师水平，行业发展的新技术没有讲给学生或者讲授但学生缺乏学术吸引力，使学生创新意识淡薄，缺乏创新能力培养。TRIZ是解决发明创新的理论，将TRIZ 理论学习贯穿于学生的所有专业课学习过程中。

1 运用TRIZ理论培养创新思维

在一般传统教学中注重的是使学生接受和学会知识，学生处于被动接受的地位，没有注重学生的创新思维培养，使课堂教学效果沉闷不佳。实践证明，运用TRIZ理论结合专业课知识点和案例，有效激发了机械类大学生的学习兴趣，活跃了课堂学习气氛，形成了学生的创新思维，培养了大学生的创新能力。

TRIZ是英文音译的缩写，发明解决理论，是前苏联根里奇・阿奇舒勒 （ ）在分析研究世界各国 250 万件专利的基础上，提出的发明问题解决理论，是打破思维惯性的利器，是一种创新方法学。

2 机械类专业课教学中TRIZ理论的应用

在机械类专业课讲授中以学科的发展历程渗透TRIZ理论的40个发明原理，以技术的更新换代渗透技术冲突及解决原理，也就是将描述技术冲突的39个技术特性与发明原理建立对应关系-矛盾冲突解决矩阵，这样可激发机械类大学生的学习兴趣，有利于学科间专业知识的横向扩展和学科内的纵向扩展，对引导大学生进行机械设计的发明创新有重要作用。引入TRIZ 理论可使学生由被动听转化为带着发明创新问题主动学习，再到在做项目任务的过程中收集资料、思考挖掘创新点。 （下转第120页）（上接第79页）

在机械类专业课中穿插TRIZ理论创新方法教学，通过发明创新式教学和项目式学习等模式融“学、思、做”于一体。

（1）创新发明式教学。在汽车发动机构造与维修课程实践教学中先对常用工具呆扳手进行常规使用介绍，①再引导学生思考在使用中的缺点，很容易得出结果，那就是容易损坏螺母的棱边。②

为了提高教学效果，激发学生的学习兴趣，采用任务驱动教学法。在任务下达之前先以一些典型例子讲授TRIZ理论中的一维变多维、增加不对称性创新原理。先让学生根据所讲原理列举一些创新的例子，以加深理解原理、训练创新思维和增强创新的自信心。

然后再引导学生分析改进扳手的关键在于防止因棱边打滑而变形。若解决这个关键问题，引导学生得出提高扳手制造精度，使扳手内侧与螺母侧面很好地结合。那么做就会提高制造精度，引导学生按TRIZ理论选择创新改善的因素和变坏的因素，通过学生自主查阅矛盾冲突解决矩阵后，可以得出No.04不对称、No.17变维、No.34抛弃和再生、No.26复制四条发明原理，对No. 04及No.17 两条发明原理进行深入分析表明，如果扳手工作面与螺母侧面能多点接触，而不只是棱角单点接触，问题就可以得到解决，如图1所示。从课程一个常用工具开始引出创新的课题，将TRIZ理论穿插于专业课教学中，既提高了学生的学习兴趣，又形成了学生的创新意识和创新思维，给未来学生的职业发展能力奠定了一个良好的基础。

创新思维是来源于实践、开始于问题的，在机械类专业课教学中根据教学进度选择合适的实际问题，通过解决实践问题培养创新能力。

（2）项目改进式教学。专业课教学的最终目的是解决实际问题能力，在围绕这个中心目的往往会采取多种教学方法或其组合，比如案例教学法、任务驱动法、启发式教学法和理论与实践一体化教学法等，都取得了很好的教学效果，但从培养学生的创新思维，提高学生创新解决实际问题能力角度应将TRIZ理论与项目教学法结合起来。

在讲授汽车发动机构造与维修的基础理论之后，布置一个面向实际的探究性课题，通过学生主动研究思考、查询资料和运用TRIZ理论，分析现有结构所存在的问题，激发学生创新的欲望，最终得到合理的解决方案。在教学中以波音公司改进 737 设计为探究项目，进一步加强TRIZ理论在机械类专业课学习中的运用。项目研究背景：即想将发动机罩的面积增大以达到使发动机吸入更多空气，增强发动机的动力性；但又要保持发动机罩与地面的距离不减少。

首先引导学生分析这个改进项目中的物理冲突：即加大发动机罩的直径， 以有更大的空气吸入面积， 但机罩直径又不能太大， 已防止减少路面和机罩的间距。

根据矛盾冲突解决矩阵寻找解决问题的创新原理，经分析矩阵所列的发明创新原理和该物理冲突，利用空间分离对应的发明原理中的No.4 不对称原理。按该原理，可以将对称设计改为不对称设计， 如图2所示。③

3 结语

尽管TRIZ理论在我国已经推广，但一些学校以课程的形式讲授，学生反映，他们把TRIZ理论当成一门课程，没有在学习中与其专业课程相结合，对创新思维和创新能力的培养效果不明显，因此在专业课教学中穿插渗透TRIZ理论，有目的地培养学生的创新意识、科学思维方式和创新习惯，运用TRIZ理论分析与专业相关的创新发明实例，即促进了专业课的学习，又提高了工科大学生创新能力，对培养本科创新型人才具有重要意义。

注：本文由黑龙江省学位与研究生教育教学改革研究项目（JGXM_HLJ_2011123）和黑龙江省高教学会十二五重点课题（HGJXHB1110093）资助

注释

① 董继明，胡勇.汽车拆装与调整[M].北京：机械工业出版社，2012.

② 刘镇滔，习俊通，陈晓波.基于TRIZ 理论的机电产品创新设计及应用研究[J].产品开发研制 机械，2007.4（34）.

③ 刘尚明，刘东亮，刘恒义.TRIZ理论及其在机械产品创新设计中的应用[J].现代制造技术与装备，2007.3（178）.