创新的原理和方法论范文

创新的原理和方法论篇1

关键词：机械产品TRIZ理论创新方法CAI

中图分类号：TU85文献标识码： A

现在社会经济发展出现不确定因素，产品日新月异的竞争就是技术的竞争。产品设计的最终目的就是创新产品，满足市场需要和取得在市场一定的地位，因此，重视创新设计是增加机械产品竞争力的主要方法。传统的创新设计方法是利用头脑风暴法或者是试错法，这些创新方法的成败主要取决于设计者的经验和灵感，当技术体统中的问题超出了一个人的经验和技术领域时，头脑风暴法或者是试错法就显得无能为力了。起源于前苏联的发明问题解决理论—TRIZ理论是指导创新方法的重要工具之一，它可以帮助设计者在方案设计阶段迅速找到一个具有创造性的新概念，实现产品的快速创新。

1. TRIZ理论

TRIZ是俄文“发明问题解决理论”的俄文简称。阿奇舒勒及其领导的一批研究人员，在分析研究世界各国250万件专利的基础上，提炼出的一套解决复杂技术问题的系统方法。主要目的是研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则。TRIZ理论是基于知识、面向人的发明问题解决系统化方法学，且适用于各行业。

1.1 TRIZ理论的主要内容

TRIZ理论是由解决技术问题和实现创新开发的各种方法、创新原理理论体系，其主要内容包括：技术系统“S”形进化法则、40个发明原理、39项通用参数、矛盾矩阵、物质一场分析、76个标准解、发明问题解决算法(ARIZ)以及工程效应知识库等。在产品设计过程中，上述各内容都能从不同方面对设计人员提供创新方案的指导。应用TRIZ理论求解产品设计的创新解是一项系统的工程。下面仅以矛盾原理为例，介绍TRIZ理论在产品设计中的应用。

1.2 冲突解决原理

（1）矛盾的定义

在技术系统中，当想要改善技术系统中的某一特性、某一参数时，常常会引起技术系统中另一特性或参数的恶化，于是矛盾就产生了，TRIZ理论认为，产品创新的矛盾分为技术矛盾和物理矛盾。

（2）技术矛盾及其发明原理

技术矛盾：当改善技术系统中某一特性、某一参数时，常常会引起系统中另一个特性或参数的恶化。

既然工程中存在大量的技术矛盾，那么就要一种针对技术矛盾的解决原理。阿奇舒勒在研究专利的基础上，最终得出40个发明原理。

（3）物理矛盾及其解决原理

物理矛盾：针对技术系统中同一个参数产生两种完全相反要求而产生的矛盾。

解决原理：空间分离、时间分离、条件分离、系统级别分离。

（4）矛盾分析解题模式

2. 计算机辅助创新软件(CAI)

计算机辅助创新（CAI）软件，能帮助不同工程领域的设计人员在产品概念设计阶段解决产品开发中的关键问题，提出可行的创新设计方案，产生有竞争力的工作原理，提高企业产品创新的进程。该软件包括发明原理、效应、技术系统进化法则、知识库，可以将TRIZ理论中的概念、原理、工具与知识库紧密结合。预测技术进化规律，设计未来的产品；解决设计中存在的冲突，避免折中设计；扩展用户的知识领域，提供各种功能解决方案。

3. 机械产品创新方法设计实例

机械产品的某一特性或参数的改变会引起其他特性或参数的恶化，运用计算机辅助创新软件(CAI)可以解决技术矛盾。下面以提高煤矿山开采排水多级泵效率具体实例来阐述这个问题：

3.1、将普通的耐磨多级离心泵两端短圆柱滚子轴承支撑改为滑动轴承支撑，滑动轴承材料采用F102高分子复合材料，采用泵自身供水对滑动轴承进行、冷却，保证滑动轴承运行可靠性。1-轴承、2-泵轴、6-进水管路组件、11-轴承体、12-填料、13-填料座、14-填料压盖、15-出水管路组件。

若有效组织液体的泄露，就要将轴承体两端填料密封的盘根数量增加，提高了多级泵的容积效率，但泵轴与填料的机械损失增加了，这样容积效率与机械损失是一对技术矛盾，同时，液体中的杂质在填料在泵轴之间，加速了填料的磨损，液体介质压力过高等都会出现液体的泄露。新的设计必须克服目前设计中的该缺点，现利用计算机辅助创新软件（CAI）来解决该问题。

3.2、将这些问题在计算机辅助创新软件（CAI）描述，通过三轴分析并结合39个通用参数，利用矛盾矩阵：得出创新原理，3、19、35、5

4、TRIZ理论的推广应用

创新的原理和方法论篇2

关键词:创新；TRIZ理论；Web程序设计；教学改革

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)23-5641-04

The Application of TRIZ in the Teaching of Web Programming

JIANG Min, HUA Li

(Taizhou Teachers College, Taizhou 225300, China)

Abstract: Innovation is vital for a country’s development, TRIZ theory is a popular innovation design theory and methodology in the world today. TRIZ is a universal scientific method and rules that can be followed in inventions and solving technical problems. This article has described the basic principles of TRIZ and the method to solve problems using TRIZ, combined with the characteristics and problems of Web programming teaching in current universities, discussed the applications of TRIZ in the teaching of Web programming. This article has made useful explorations in reform and innovation in Web programming teaching, as well as provided a practical basis for the applica? tion of TRIZ in the teaching of other subjects.

Key words: innovation; TRIZ; Web; Programming teaching reform

在当今经济全球化和全球科技高速发展的时代背景下，创新能力，已经成为一个国家在激烈的国际竞争中发展的生命力和原动力，也是一个民族长期兴旺发达、屹立于世界民族之林的关键因素。2006年1月9日在全国科技大会上，国家主席宣布了中国未来15年科技发展的目标：2020年建成创新型国家，使科技发展成为经济社会发展的有力支撑。同时，作为国家长期稳定发展的另一个重要因素，教育，也应该把培养具有创新能力的人才、创造性地改革教育方法，作为一项进紧迫的、重要的任务。

在人类发展的历史中，人们一直把创新看作是一门灵光一现的艺术，然而探索提高创新能力、启发创新思维的努力和尝试却从未停止。当然，前人的不懈努力也取得了一定的成果，一些创新方法，如头脑风暴法、6-3-5法、奥斯本检核表法等，给人们在创新活动中提供了一定的启发。但是，以上方法的效果并不是普适的，可以作为启发性的思路，而不是指导性的方法。究其原因，还是由于人们认为创新是一种不可预知的、“拍脑门”的活动，而以上方法大都是侥幸的、试错的和结果不可预知的。那么，有没有一种创新方法，它是具有指导性的、可预知的和普适的，即当人们在创造和创新的过程中，只要遵循它的理论和方法，就能有步骤地、能动地和可预期地实现新的创造和创新呢？发明问题的解决理论——TRIZ理论[1]很好地解决了这个问题。

TRIZ理论，即发明问题的解决理论，是前苏联发明和创造学家G.S.Altshuller在1946年创立的，“TRIZ”是其俄文单词（Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch）的首字母。从1946年开始，在Altshuller的带领下，动用了前苏联的1500多名专家，经过50多年对数百万的专利文献加以搜集、研究、整理、归纳、提炼和重组，发现了技术发展进化所遵循的规律，总结出了解决技术矛盾所遵循的创新原则，最终建立起了一整套实用的解决发明问题的理论和方法体系——TRIZ理论体系。

TRIZ理论体系是人类在解决技术难题、进行发明创造活动中所普遍遵循的科学规律，曾经被称作前苏联的“国术”和“点金术”，其理论体系中独特的技术系统进化法则被西方称之为“人类三大进化理论之一”，与达尔文的生物进化理论和马克思的人类社会进化理论相提并论。

1 TRIZ理论概述

1.1TRIZ理论的思想

本质上，创新的就是创造性地发现和解决问题的过程。TRIZ理论为人们创造性地发现问题和解决问题提供了的系统的方法论。TRIZ理论体系[2]主要包括以下几个方面：

1)问题分析与建模方法

在TRIZ理论中，提供了多种系统地分析问题的科学方法，例如多屏幕法等。对于复杂的问题，TRIZ理论则提供了对复杂问题的进行建模分析的方法——物质-场分析法，其原理为，一项创新或发明的任何一种功能都可分解成两种物质和一种场，这种分析方法是TRIZ理论的工具之一，它可以快速找到问题的核心，发现问题中的根本矛盾所在。

2)技术系统进化法则

TRIZ理论认为，无论是一项简单的发明，还是一个复杂的技术系统，其核心技术都是遵循着客观的规律在演变，即具有客观的进化规律和模式。这就是技术系统进化法则的思想，它被认为是TRIZ理论的核心，即技术系统一直处于不断的进化之中，而进化的推动力就是对矛盾冲突的解决。在对大量的专利进行了分析的基础上，TRIZ理论总结出了八个基本的技术系统进化法则，例如提高理想化法则、S曲线进化法则等。根据这些进化法则，可以分析得到当前问题的状态，并能够对问题的未来发展进行预测，从而实现对创新的效果进行预期和估计。

3)冲突解决原理

事实上，任何发明或创新问题，都可以抽象为更新的需求和不能满足这种需求的系统之间的矛盾、冲突。TRIZ理论认为，对上述这些各种矛盾和冲突的解决，即对不断更新的技术难题的解决，是技术系统进化的根本推动力。TRIZ理论将客观世界的冲突和矛盾抽象成了39条标准冲突。同时，TRIZ理论将不同的发明或创新遵循的相同规律归纳成40个创新原理，例如分割原则等。所以，针对具体的冲突和矛盾，可以现将问题抽象成冲突模型，然后根据创新原理去寻找具体的解决方案。

1.2TRIZ理论的创新方法

前面提到过，技术进化法则和冲突解决原理是TRIZ理论的核心，即冲突的解决推动了技术系统的不断进化。Altshuller研究了全球数以百万计的发明和专利，探索了解决冲突的方法，提出了解决冲突的原理，最终建立了包括发明原理、发明问题解决算法（TRIZ）和标准解在内基于知识的逻辑方法。

在利用TRIZ理论解决实际问题的过程中，首先可以将问题建模成TRIZ模型，然后利用TRIZ理论提供的方法和工具，例如发明原理等，找到出该问题的普适解，再根据实际的情况和环境，最终将普适解转化为领域解或特解。

图1 TRIZ理论解决实际问题的一般步骤

经过TRIZ理论的一系列步骤，得到的特解就是具体问题的解决方案，同时，经过这个过程，原有的技术系统或问题得到了进化，原有的冲突得到了解决，最终在原有问题的基础上产生了发明和创新。

1.3TRIZ理论的特点

TRIZ理论，与传统的创新思想相比，具有明显的优势。它力图分析系统进化的规律和原理，着眼于系统中存在的矛盾，其目标就是解决矛盾，得到符合技术进化原则的理想解，从而完成发明和创新。而传统的创新方法，例如头脑风暴法等，大都是有一定随机性的、试错的，即使得到创新的结果，也很难揭示事物发展的趋势、为事物的进一步创新提供指导性纲领，也就是说，它们不存在很强的普适性。

近年来国际上对TRIZ理论的广泛应用证明，使用TRIZ理论可以显著地提升人们创新和发明活动的速度，同时能够保证创新和发明产物的质量。TRIZ理论提供了系统地分析问题的方法论，可以快速地发现问题内部矛盾和冲突。同时，它提供了一系列解决矛盾的方法和理论依据，给人们提供了严谨的和系统的思维方式用于解决矛盾乃至产生创新的成果。另外，TRIZ理论的原理决定了它能够根据技术进化的规律、预测未来的发展趋势，从而为人们进一步的创新和发明指引方向。

2 Web程序设计教学概述

2.1 Web程序设计课程简介

随着互联网技术的迅猛发展，Web2.0时代悄然来到我们身边。同时，业界对Web开发人才的需求日益增大，掌握Web开发技术具有广阔的就业前景。为了适应当前IT技术的发展，绝大多数高校都开设了Web程序设计及其相关课程，其目标是培养学生基于Web的程序开发能力，巩固和融会数据库技术、网络技术、编程技术等先修课程，使学生具备初步的开发网络应用、架设网站和社区和设计网页界面的能力，从而适应当今Web2.0时代对计算机相关专业人员的要求。

Web程序设计技术[3]所涉及的内容广泛、丰富，而且相关技术发展、演变很快。编程语言基础，计算机网络原理、数据库技术以及面向对象的程序设计等，都是Web程序设计的先修课程，或者说是必备的基础。而Web程序设计课程本身，又涵盖了HTML语言、内置对象、脚本语言、J2EE、、PHP、数据库访问技术，甚至网络安全等教学内容。另一方面，由于Web技术的迅猛发展，P2P、HTML5、NoSQL等新技术也将在课程中被涉及到。所以，Web程序设计不再仅仅是一门程序设计课程，它要求一定的先修基础，涵盖的教学内容广泛且互相之间联系紧密，同时各种新技术也不断涌现。

2.2 Web程序设计教学中存在的问题

由于上节提到的Web程序设计的特点，结合当前高校课程教学的现状，总结得到Web程序设计教学中存在着这样几方面影响教学质量和效果的问题：

1)由于Web程序设计要求较多的先修课程或基础知识，同时其课程内容繁杂而不易理解，而学生自身的基础可能又会有所差异，学生在学习的过程中会遇到很多困难，可能会导致学习积极性不高。

2) Web程序设计作为一门程序开发类课程，它是要面向实践、贴近实战的，传统的以教师讲授为主课程教学方式不再适用。在重视理论基础知识的同时，要更加重视实验教学，并做到二者的相互促进和有机结合。

3)由于Web技术更新发展迅猛，新旧技术更替较快，学生在课程中学到的技术可能很快“过时”，为了切实提高学生的专业竞争力，在教学中应该特别注意培养学生的自主学习能力和创新设计能力。

3 TRIZ理论在Web程序设计教学中的应用

3.1课程内容的融会贯通

由于Web程序设计课程内容丰富且联系紧密，在教学中需要理清各个知识点以及先修基础的逻辑关系，形成知识“网”，即整体的知识体系，这样有助于学生对知识的融会贯通。可以根据TRIZ理论中对问题的系统分析和建模方法，例如九屏幕法，梳理Web技术的知识体系结构。

图3用九屏幕法分析Web程序设计技术举例

这样，通过使用TRIZ理论提供的系统的、科学的剖析问题的方法，可以帮助理清Web技术的知识体系结构，了解Web技术的发展历程以及它与其他技术的联系，可以形成紧密的、环环相扣的、有逻辑性的知识体系呈现给学生，同时便于根据学生的基础知识情况“因材施教”，灵活地、目的明确地开展教学，从而能够显著地提高学生的学习积极性，改善教学的效果。

3.2面向发展的教学方法

根据TRIZ理论的技术系统进化法则，我们知道，无论是一项简单的发明，还是一个复杂的技术系统，其核心技术都是遵循着客观的规律在演变，即具有客观的进化规律和模式。Web技术更新发展迅猛，新旧技术更替较快。在教学中，可以遵循技术系统进化法则，用进化的、发展的眼光来看待Web技术的教学。一方面，可以适当地关注前沿的Web技术，积极引导学生去了解前沿的技术，例如可以在课堂上开展“IT新闻板块”等活动，培养学生自主地关注前沿、与时俱进的习惯。另一方面，应注重培养学生的自学能力和创新能力，采取自主性的、开放性的教学计划，例如在讲授理论知识的课后可以布置发散性的作业，要求学生对本次课所学的理论进行发散思维，大胆地构想它们可能的应用，发掘和培养学生的创新意识，同时，在实践环节中也要注意鼓励学生创造性的设计思路。

结合技术系统进化的思想，通过上述方法，可以有效防止课堂所授内容的“过时”，提高学生的自主学习能力，真正达到“授之以渔”的效果，从而通过Web程序设计课程的训练，从根本上切实提高学生的专业竞争力。

3.3重视实战训练

TRIZ理论认为，对问题中存在的矛盾和冲突的解决，即对不断更新的技术难题的解决，是技术系统进化的根本推动力。Web程序设计作为一门程序设计类课程，其最终目标在于培养学生的程序开发能力，所以在Web程序设计课程中，所谓的“冲突”，就是如何培养学生实际项目的开发能力，提高实战能力。根据TRIZ理论，解决了这个冲突，就是完成了Web程序设计课程的改革和进化。

可以使用项目教学法[4]，在教学的不同阶段，用实际的项目或案例将知识点贯穿起来，从而真正实现理论知识为实践服务的目的。在教学进行到一定阶段时，可以让学生完成一个完整系统的开发，完成整个的开发流程，包括需求分析、设计、开发、测试等等，在项目巩固知识点，培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握Web开发的“真功夫”。同时，在实践的过程中，给学生足够的创新空间，在实际项目中培养和鼓励学生发散性的、创造性的设计，通过实战的过程提高学生的学习兴趣。

4结束语

TRIZ理论是一种指导发明和创新的科学的方法论，在国际上广为流行。该文结合Web程序设计课程的特点，应用TRIZ理论体系的思想和方法，在Web程序设计教学的改革中取得了良好的效果。TRIZ理论也将更多地应用于其他学科的教学中，提供解决其现存问题的思路和方法，在其他学科的教学改革中做出积极的探索。

参考文献：

[1]徐起贺.TRIZ理论的主要内容、特点及发展动向[J].河南机电高等专科学校学报,2007,15(3):1-2.

[2]阮汝祥.TRIZ理论与创新方法[K].北京:中华人民共和国工业和信息化部,2009.

[3]王蓝婧,田俊静.《Web程序设计》课程教学模式探讨[J].科技展望,2010(10):30-31.

创新的原理和方法论篇3

关键词：TRIZ理论；管理信息系统；联合原则；变害为宜原则

中图分类号：G712　文献标志码：A　文章编号：1009-4156(2012)04-155-02

《管理信息系统》是一个不断发展的概念，是集信息科学、管理科学、系统科学、计算机科学和通信技术于一体的综合学科，主要研究各类信息系统的规划、分析、设计及实施。目前，《管理信息系统》已经成为一门在各个大专和本科院校中众多专业开设的重要课程，近年来，《管理信息系统》课程的教学改革取得了令人瞩目的成就，但仍存在一些问题亟待解决，如学生预备知识不足，对所学知识印象不深，掌握不牢，无法将所学知识与实践联系起来；学生学习积极性不高、学习被动以及课堂教学效果不理想，真正的互动式教学并没有实现；教师忽视传统教学法、盲目使用多媒体化；等等。

针对在《管理信息系统》教学中存在的这些问题，仅仅依赖于对传统的教学方法进行改善是很难得到解决的，因此，本文从教学方法人手，对本门课程的教学手段进行创新，力争使该门课程教学管理中存在的问题得到有效改善。

TRIZ理论是一种新兴的创新理论，其含义是发明问题的解决。TRIZ是“发明问题解决理论”的俄文简称，对应的英文为TIPS(Theory ofInventive Problem Solving)。该理论是主要目的是研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则，它是一种建立在技术系统进化规律基础上的问题解决系统，同时也是一个创新能力培养体系理论。TRIZ理论不仅可为突破人们常规的思维习惯提供新方法，还可为创新技术提供预测工具以及解决问题的系统化方法。

本文正是利用TRIZ理论的创造性原理和技术特性，对《管理信息系统》这门课程在教学过程中存在的问题和不足进行改进，力求得到新的教学理念和方法，完善《管理信息系统》教学过程中的不足。

一、TRIZ理论的创新性原理和技术特性

TRIZ理论是以Altshuller G.S.为首的专家，在通过对二百多万件专利研究的基础上，并综合多学科领域的原理之后，总结出的人类进行发明创造、解决技术问题的方法。TRIZ理论超越了传统的创新方法，可有效地解决以物理矛盾和技术矛盾为特征的复杂问题，利用系统化的求解过程帮助研究人员找到答案，其主要组成部分如图1所示。

(一)TRIZ理论的创新性原理

TRIZ理论的创新性原理是获得冲突解决办法所应遵循的一般规律，Altshuller G.s.等专家，总结出了40个发明创新所应遵循的原理，并使其成为TRIZ理论解决技术矛盾的关键。这40个发明原理对人们的创新活动具有极强的指导作用。学者通过多年研究表明，不同领域的问题都可以遵循着共同的规律得以解决，因此，TRIZ理论中的创新原理包含普遍性的创新方法和规律，可以广泛运用到多个技术领域。

(二)TRIZ理论的技术特性

在解决系统问题的过程中，往往伴随着改善系统某个技术特性的同时，导致系统的其他技术特性发生恶化的情况，即所谓的技术冲突。为此，TRIZ理论提出了用39个抽象的工程参数来描述技术冲突问题。这39个特性可对不同问题中所包含的各种矛盾进行明确、统一的描述，并以矩阵的形式表示它们之间不同的矛盾组合，从而形成了TRIZ理论中的矛盾矩阵。在矩阵的每一个节点上可找到与该组矛盾相对应的创新原理，然后应用40条创新原理来启发使用者寻求具体解决的方案。

(三)TRIZ理论的物质场分析

物质场分析是一种利用符号表达技术来描述系统变换的建模技术。“物质”在TRIZ理论中表达的意思极为广泛，既可以表达简单的物体，又可描述具有各种复杂程度的系统。而“场”则用来表达两个物体之间的相互作用、相互控制所必需的能量。

二、TRIZ解决创新性问题的过程

发明问题解决算法(Algorithm for Inventive-ProblemSolving，ARIZ)是为解决复杂问题而提供的一种简单化方法的逻辑结构化过程，它是TRIZ理论分析问题、解决问题的主要工具。TRIZ理论认为，一个问题解决的困难程度取决于对该问题的描述或程序化的方法。对该问题描述得越清楚，问题就越容易被解答。问题求解的过程就是对问题的不断描述、不断程序化的过程。基于TRIZ理论求解问题的具体过程如下：首先，对特殊问题进行抽象，并依据39个工程参数将特殊问题转化为TRIZ理论中所包含的标准问题；然后，依据TRIZ理论中提供的分析方法，确定标准问题的标准解法；最后，针对特殊问题，应用相关的专业技术知识，将标准问题转化为特殊问题的最终解。具体过程如图2所示。

三、TRIZ理论在《管理信息系统》中的应用

在高校的《管理信息系统》教学中，教师可以引入TRIZ理论，通过遵循创新活动产生的客观规律，从而解决传统教学方法中存在，更好地调动学生的积极性，使学生能真正掌握该门课程的知识。TRIZ理论具体应用如下：

(一)提出问题

目前，在《管理信息系统》的教学过程中主要存在：学生预备知识不足，没有实现真正的互动式教学等问题。特别当《管理信息系统》作为选修课时，还会出现学生兴趣不浓、积极性不高等情况。

(二)分析问题

学生积极性不高的主要是对讲授内容不感兴趣，认为该门课程对他们的用处不大；预备知识不足则是受专业和知识水平所限，不能掌握与该课程相关的全部信息；不能实现真正的互动式教学是因为授课教师所选案例年代久远，学生对此不感兴趣，因而不能充分调动学生的主观能动性；盲目多媒体化可导致教师备课不充分，对多媒体依赖过大，讲课速度过快，学生跟不上等弊端。

(三)解决问题

针对上述问题产生的原因，可依据TRIZ理论40条发明原理中的联合原则(组合法)和变害为宜原则(变害为利法)来寻求解决办法。

采用联合原则，将学生积极性不高、预备知识不足和互动式差等问题结合在一起共罚解决。从学生兴趣出发，让学生自行选择《管理信息系统》课程中的内容，并对所需知识进行学习，可解决学生兴趣不高、预备知识不足的问题；然后再采用让学生对所选内容进行讲授的方式，既可督促学生更好地准备相关内容，充分调动学生积极性，又可活跃课堂气氛，达到真正的互动式教学。

采用变害为宜原则，可有效解决盲目多媒体化的问题。让学生用多媒体的形式进行授课，不仅可以使听课的学生直观易懂，也可对讲授学生起到一定的提示作用，缓解讲授时的紧张情绪。

四、结论

创新的原理和方法论篇4

本文在对TRIZ理论的研究基础上，论证其在产品创新设计中发挥作用的可能性。在构建产品创新设计过程及步骤方面做出了初步的尝试，将TRIZ理论工具应用于产品创新设计过程中。以订书机为实例，说明了基于TRIZ理论产品创新设计的应用过程，同时验证了这种方法的有效性。最终使订书机产品创新设计由理论走向现实。

关键词：

TRIZ,产品创新设计，订书机

TRIZ是基于逻辑和专利数据统计的创新问题解决理论，成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，可以普遍适用于各种工程技术创新问题。它具有逻辑结构严密，可重复性等特点，受到诸多国际知名企业的青睐，已经成为帮助企业解决生产技术问题、提升企业核心竞争力的战略“法宝”[1]。TRIZ理论传入我国以来，日益受到学界的重视，取得了一定的科研成果：河北工业大学谭润华教授利用TRIZ中的技术进化法则建立了一种产品过程的设计模型，并将其用于解决企业中遇到的实际技术问题[2]。陕西科技大学任工昌博士分析了TRIZ理论是以深度技术知识为基础，建立了从专利中获取启发式原理和技术效应的方法[3]。我国社会经济高速发展，正处于“中国制造”到“中国创造”的转型期，结合“中国制造2025”发展战略，大力开展TRIZ理论应用研究具有重要现实意义。本文着眼于工业产品的创新设计，探讨TRIZ在产品创新设计实践中的应用模式与支持作用，为更好地设计开发工业产品和TRIZ理论应用提高借鉴。

1.TIRZ理论为产品设计提供理论

依据产品设计的核心特点是创新，从本质上说就是创造性地发现问题和解决问题的过程，TRIZ理论的强大作用正在于它为创新过程提供系统的理论和方法工具。因此，近年来在产品设计的研究和应用领域很多应用。TRIZ理论实现产品由初始状态通过单步或多步变换，最终实现或接近理想状态，完成产品创新设计的过程，已经成功地解决了产品设计中的许多难题。[4]将TRIZ的理论成果应用于产品设计是现代产品设计方法及理论发展的需要。借助TRIZ是有助于提高设计效率、减少设计时间，又易于操作的设计理论。[5]至今国内外还未形成专门针对产品设计利用的系统创新理论[6]，本文将TRIZ理论应用于产品创新过程中，对其创新工具进行归纳和整理，尝试构建基于TRIZ的产品创新设计的过程和流程。

2.基于创新工具支持的产品设计流程构建

产品设计的完整过程可划分为四个关键步骤：设计计划的提出（发现问题阶段）、调研分析阶段（寻找关键问题，完成设计定位）、设计展开阶段（思维发散、创意激发）、设计实施阶段（方案确定的评价及优化阶段）四个阶段。分别将TRIZ工具融入产品设计的每一个环节，恰当应用可以提高产品创新水平。

2.1设计计划提出：将TRIZ理论中初始形势分析应用其中，对产品原型问题情境进行整理，快速发现问题本质，准确定义创新性问题。

2.2调研分析阶段：应用九屏图，因果分析、功能分析等分析问题工具，对创新问题进行系统的梳理，从更广的视角看待问题，充分发掘关键问题，寻求解决方向和思路。

2.3设计展开阶段：借助矛盾分析、物场分析工具，将产品设计将关键问题转化成矛盾问题或缺陷；应用发明原理，打破思维定势，激发创新思维，提供更合理的解决方案和更好的创意。

2.4设计实施阶段：以技术系统进化规律准确确定探索方向，预测产品发展潜质，以最终理想解的实现程度完成方案评价，实现技术突破，完成产品优化。

3.订书机产品创新设计实例分析

3.1基于初始形式分析的设计计划提出：订书机作为常用办公品在生活中使用范围很广，目前的订书机在装订时需要反复摆放订书机位置，装订深度难以控制，也很难将订书钉装订整齐，经常出现装订歪斜，装订深度不齐等现象，影响装订文本的整齐和统一，对于较为正式的文件更是影响其权威性。初始形式分析有助于发现易被忽略的问题，为创新设计提供更多机会。

3.2应用因果链条进行调研分析整理：利用TRIZ工具因果分析，可以全面分析文件装订不整齐现象出现的原因，梳理思路，并找到两次操作是导致装订不整齐的关键，进而明确产品设计方向，很大程度上提高了创新效率。

3.3借助解决问题工具实现方案展开技术矛盾表述：a如果为了保持装订效果整齐的要求，就需要增加组件，提高订书机的一次性出针数。b如果系统组件不增加，装订效果不佳。确定工程参数为：改善的参数为：No.35可靠性No.34可操作性恶化的参数为：No.45装置的复杂性No.46控制的复杂性通过查询2003版矛盾矩阵，得知可能的解集是M35-45=[5,35,13,33,15,29,03,17]和M34-46=[1,25,37,2,3,10]。经过评估和应用假设实验，确定符合本问题的创新原理有：1分割原理、5组合原理、15动态化原理。分离原理的应用：将订书机的某些系统组件进行分离，实现在不同距离下同时装订的功能要求；组合原理的应用：1)增加一个订书机系统，并让增加的系统能够始终保证与与原系统在一条直线上运动。2)将订书机分离为可拆卸和组装的系统，增加适应性的同时，保证了其系统的简洁性；动态化原理的应用：1)将订书机的某些组件（如托板和手柄）设计成两层，并同时支持两层组件左右移动；2)连接支架设计为伸缩结构，可调整装订距离，保证整齐性。技术矛盾配合发明原理完成思维发散，提出可行方案。

3.4最终理想解及技术进化法则完成最终方案评价以最终理想解中消除矛盾程度、是否产生新的危害、成本、复杂性、可行性等属性为评价标准，帮助筛选出最终方案：将两个订书机以可伸缩支架连接，可拆卸组合，调整距离，订书机按压把手可旋转，并通过键槽卡位，一次按压完成双钉装订，整齐定位。拆分后不影响订书机单独使用，规格适中便于存放。用动态性进化法则验证铰链连接、可伸缩结构的可行性，完备性法则帮助完善产品结构细节。

4.结论：

TRIZ理论是产品创新设计的有效开发工具。本文将TRIZ工具应用于产品创新设计流程中，形成TRIZ理论支持产品创新设计的应用模式。产品设计前期建立系统问题分析情境，产品设计中期快速发现关键问题本质和矛盾，明确问题探索方向，突破思维惯性，形成创新概念解，产品设计后期以全面视角对方案进行评价，提供系统评价标准，实现定性与定量评价的统一，并对技术系统未来发展趋势进行预测。通过订书机产品创新设计实践表明，该创新设计流程可以有效引导创新思路的形成，提高创新效率和创新程度。

参考文献：

[1]周美玉，黄妮，王倩，张俊伟.TRIZ理论在产品感性设计中的应用研究《包装工程》[J].2011,（4）:62-65

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[6]牛占文，徐燕申，林岳，等．发明创造的科学方法论—TRIZ[J]．中国机械工程，1999（1）：84-89.

创新的原理和方法论篇5

创新能力的培养，是创新理论教学与实践教学相结合的过程［1］。对实际操作能力要求极强的机械类专业学生来说，引入系统的创新理论教学，构建特色鲜明的实践教学模式，应用创新型实践教学策略，成为当前高校教学改革的重要内容。我校作为一所“应用型”本科院校［2］，以培养为地方和行业服务的高级应用型专门人才为教育目标。为促进机械类应用型本科人才实践创新能力培养，我校在机械创新教学体系的课程体系的整体优化、教学模块的设计与教学内容的制定、教学策略与实践环节的设计等方面进行了一系列的改革，取得初步成效。TRIZ理论被西方国家誉为“神奇的点金术”，它使得创新走上了方法学的道路，克服了传统创新方法随机性、无序性等缺点［3－4］。为此，我校在机械创新教学体系中引入了TRIZ理论的教学与实践环节。学生通过TRIZ理论的系统学习与实践应用，使机械创新设计从无序的试错，走向了发明原理的类比应用，提高了学生创新思维和实践设计能力。本文以TRIZ理论教学过程中的学生的课程作业为例，介绍TRIZ理论的教学过程及学生对TRIZ理论与计算机辅助创新(CAI)软件的运用成果，并研究TRIZ理论教学推广的路径和要求。

二、TRIZ理论教学案例

我院在原机械创新课程体系中，针对大学四年级的机电专业学生增设了《TRIZ理论与应用》课程。该门课程紧紧围绕学院实践教学体系建设，在14个学时理论教学的基础上，开设了22个学时的实践教学。使学生通过理论学习，结合实际的课题，运用TRIZ理论和CAI软件(PRO/I)，学会了对实际的课题进行分析和分解，掌握了提出问题、解决问题的基本方法。在理论教学部分中，通过贴近生活实际例子类比机电专业领域的工程问题，启发引导学生积极思考，营造活跃的课堂气氛。同时，在活跃的课堂氛围下，因势利导地开展分组讨论交流，进一步激发学生创造思维，进而产生概念性的解决方案。在实践教学环节中，设计了若干个工程问题，每位学生(研究个体)通过查阅文献了解各个工程问题、并结合自己的专业知识特长，选择其中一个问题作为自己的研究课题。在研究阶段，首先对问题进行详细的描述、系统分析及分解，找到问题的着手点，随后通过方案查询、矛盾分析和发明原理应用，获得概念方案。下面是一位学生的课程作业介绍，可以了解学生对TRIZ理论应用过程。作业名称:移动机器人越障能力改进研究。

(一)系统分析应用PRO/I软件的系统分析模块建立功能模型，即按照组件之间的相互作用及其作用性质建立参数化、模板化的移动机器人系统模型。如图1所示。该系统模型展现了实现功能的工作原理;表达了各组件间的作用关系;软件自动对不同类别的作用提出“Howto……?”句式的建议。

(二)问题分解与三轴分析利用PRO/I软件提供的RCA(根本原因分析)分析工具，从原因链和结果链两个方向将系统分析得到的问题进行根本原因层层剖析，通过不断地深究，将问题转变到我们目前可以较为容易解决或者控制的程度。如图2中所示的灰底方块图部分就是根本原因分解图。三轴分析是在进行根本原因分析基础上，充分利用在操作顺序轴和系统资源轴上可以利用的物质、能源、时间等，发现可以对问题解决有帮助的可利用资源。如图2中所示的白色底框的超系统资源部分。总之，问题分解与三轴分析就是寻找矛盾链条并充分发掘解决矛盾可以利用的资源。

(三)解决方案经过上述问题分解和三轴分析之后，生成一系列具有因果或者其它逻辑关系的问题(howto问题)，实现了问题转化链条，针对每一个问题链条，都可以进行相应思考和操作(如搜寻相关解决方案和专利)，从而发掘多个解决问题的努力方向，并从中选择难度、技术和工艺较为现实的方向作可行性的研讨，利用TRIZ理论实现对已经简化或者转化问题的各个击破，最终得到用户方案。某位学生经过了问题分析、建模、分解和相应求解之后，形成的移动机器人越障机构的一个创新方案，如图3所示。该双驱动履带结构采用2个动力源，且两动力源均安装在车体内部，分别实现驱动和履带与轮转换的功能，从而可提高机器人的越障能力。在整个TRIZ理论应用的实践环节中，还适时地组织讨论交流，对学生分析问题、解决问题的过程及方案进行评价，并将评价结果反馈给学生，从而有利于方案的完善和提高。在这个过程中的研究型教学的步骤大概包括:学生接触各类工程资料;提出问题;教师指导;应用知识;解决问题。是一个探求过程，将教、学、做融于一体，以提高学生创造力。

三、TRIZ理论的实用性和有效性

TRIZ理论为技术创新提供了一整套系统化的解决问题理论、方法和解决方案模型;TRIZ的理论教学实例以再发明的方式展现，用TRIZ路线“再现”发明的方法和过程。因而TRIZ理论为创新教育奠定了方法论的基础。TRIZ理论是当代科技创新理论发展的重要成果，也是体系较为成熟，应用极为广泛的创新思维方法之一，已经被西方发达国家，特别是多少世界500强企业所广泛采用，成为当今世界科技创新和发展的重要工具。TRIZ理论所总结的发明方法的有效性也已经被许多现有的发明创造所证实。我校《TRIZ理论与应用》这门课程探索性地尝试了从理论到实践应用的创新教育模式。通过一学期的TRIZ理论的教学与CAI实训，大多数同学都能突破思维定势，抛弃传统的试错法，而是通过系统分析、问题分解、资源和知识库的利用，最终得到解决问题的概念性方案。在以往的机械创新设计课程中，学生主要利用传统的创新方法，如头脑风暴法或试错法，创新的程度与成败主要取决于学生的灵感和经验，当问题的解决方案超出了学生的经验和技术领域时，头脑风暴法和试错法往往显得无能为力。TRIZ理论比传统创新思维方法的优势在于通过结构化的方法约束创新解的搜索空间，在理想解的指引下，得到创新问题的最优解。因此，利用TRIZ理论求解技术冲突的解法，既方便实用又可提高发明与解决问题的效率。此外，在授课过程中借助CAI创新训练工具，让学生在较短的时间内掌握TRIZ创新技法，激发创新潜能，以新思维分析问题，以新方法解决问题。同时，学生还会充分利用CAI创新平台所提供的丰富的多学科领域的知识库，解决课题中存在的问题，获得一些具有创新性的解决方案。总之，基于TRIZ与CAI的创新方法能够引导和促使学生去创新思维，有效地促进概念性创新方案的产生和创新技能的提升。

四、TRIZ理论推广的路径和要求

TRIZ理论引入我国是近几年的事，我国对TRIZ理论的研究和教学还处于起步阶段，进一步的推广必须采取有效路径。

(一)设置不同层次理论教学模块基于TRIZ和CAI技术的机械创新教育不是一个“点”，而是一条“链”，应贯穿在大学课程体系中。因此，应该根据机械类专业学生在不同阶段的专业知识增长规律，分层次地开设创新相关的系列课程。可设置3个层次模块，即基础模块、提升模块、应用模块。基础模块。针对基本未涉及专业课的大学一、二年级学生。该模块侧重于创新思维、创新意识和工程思想的培养，基本上属于理论课程的范畴。提升模块。针对已具有一定机械专业基础知识的大三学生。以TRIZ理论为基础，通过案例教学强化学生对创新技法的理解和认识，引导学生结合机械专业知识从创新理论知识的掌握提升到创新实践能力的培养。应用模块。针对已具有较全面的机械专业知识的大学四年级的学生，重点是创新理论、创新技法及CAI技术在解决具体机械设计问题中的综合应用。

(二)设置合理的实训环节创新教育这条“链”的最难点就是创新实践。为保证TRIZ创新教学模式从“知识传授型”向“能力素质培养型”转变，可在教学实施过程中设置如下实训环节:创新素质训练、创新技法模拟、创新案例分析和创新问题解决等环节。不同层次的理论教学模块中，各实训环节可综合交错。通过设计合理的实训环节，能有效提高学生的创新素质和创新技能。

(三)合理使用CAI软件CAI技术是基于TRIZ理论，结合本体论、现代设计方法学、多领域科学知识综合而成的计算机辅助创新技术。合理利用CAI技术及其软件平台，可帮助学生有效地利用多学科领域的知识和前人的智慧，分析和发现技术体系中存在的问题，获得具有创新性的解决方案。将CAI技术融入到创新理论教学中，有利于构建系统完整的创新理论教学与实践平台。

(四)采用创造性研究型教学模式创造性研究型教学模式，是以发展学生的创造性(创造力)为目的，以发现、探索、研究为活动形式的一种教学模式。为激发学生的创新思维和创新能力，教学模式起着核心的作用。创造性研究型教学模式具体实施的关键是把各层次的教学有机地联系起来，强调“层次”之间的传递性、互补性和协调性。前者为后者打好根基，后者在前者的基础上不断开拓深化，做到环环相扣，整个创新教学贯穿成一条线，力求使整个“链”的作用大于各个“层次”之和，最终使学习活动成为一种自主探究的过程。

(五)建立创新教育评价体系为确保TRIZ创新理论教学和实训环节的顺利实施，还需开展阶段性的教学效果评价。可通过模块式的创新技能鉴定来综合评价教学效果，建立由专人负责的学生综合创新素质评价、企业用人单位评价和毕业生跟踪调查反馈评价，为有针对性的创新教学内容和实训环节的改革提供科学的依据。总之，将TRIZ创新教学贯穿在大学本科的教学体系中，构建系统完整的TRIZ创新理论教学与实践平台，将为机械类创新应用型人才的培养奠定基础。当然，创新教育是综合性的、全面性的教育。TRIZ理论在整个创新教育中只是作为基础和核心，而不应该是全部，其本身也在不断地发展和完善之中。

五、结束语

创新的原理和方法论篇6

关键词：创新能力；TRIZ理论；教学环节

作者简介：曹贺（1978-），女，辽宁昌图人，黑龙江科技学院机械工程学院，副教授；刘训涛（1975-），男，黑龙江鸡西人，黑龙江科技学院机械工程学院，副教授。（黑龙江　哈尔滨　150027）

基金项目：本文系黑龙江省高教学会“十二五”规划课题“TRIZ理论在本科教学中的应用与大学生创新能力培养的研究”（项目编号：HGJXHC110906）、黑龙江省教育科学规划课题“基于卓越工程师培养的本科毕业设计改革的研究与实践”（项目编号：GBC1211109）的研究成果。

中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）31-0027-02

高校推行教学改革进行素质教育，构建新型人才培养模式，必须重点突出创新，必须坚持知识、能力和素质的辩证统一。专业知识的传授是教育的主要内容之一，但知识不等于能力，更不等于综合素质。理论教学包括基础课和技术基础课等一系列课程，实践教学包括各类实验、实习、课程设计、毕业设计等。[1]为适应新时期应用型人才培养的要求，必须要使创新能力培养贯穿于教学的每个环节。即将理论教学与实践教学很好地融合，将创新能力培养贯穿其中。

一、大学生创新能力的培养有规可循

联合国教科文组织丛书《教育——财富蕴藏其中》指出：“在社会和经济迅速变革的世界里，可能更重视想象力和创造性。”大学生是创新人才的主力军，蕴藏着强烈的创新潜能，需要去培养开发。大学生精力旺盛，朝气蓬勃，乐于接受新事物，不愿意固守陈规，他们思想活跃，精力充沛，善于学习，创新欲望强。大学生这些积极的特点需要爱护并正确引导，培养、开发和挖掘大学生的创新潜能。

人的创造性是随着人的大脑进化而进化的，其存在的形式表现为创新潜能，将创新潜能转化为显能，也就是创新能力，这就是创新的可开发性，即创新能力是可以激发和提升的，创新思维是可以通过训练培养的。

TRIZ是解决发明问题的理论。TRIZ理论是前苏联阿奇舒勒等研究人员在分析研究了全世界250万件专利的基础上所提出的发明问题解决理论。TRIZ理论认为发明问题的基本原理是客观存在的，发明问题具有可预见性。TRIZ研究人员发现，在一个工程领域中总结出的技术系统进化法则、发明原理及解决方案可在另一工程领域实现。[2]正是在进行这些研究的基础上，形成了解决发明问题的系统化方法——TRIZ理论。其中的进化法则、40个发明原理、矛盾矩阵、物-场模型分析、76个标准解法、ARIZ等发明创造模型成为了开启创新之门的“金钥匙”。应用TRIZ理论时，首先要将待解决的问题抽象转化为TRIZ问题，然后利用TRIZ的发明原理、标准解等工具，得出该TRIZ问题的解决方案模型，最后再通过类比应用转化为该问题的最终解决方案。[3]

大学生的创新思维和创新能力的培养和开发可以借助TRIZ理论这个系统化的创新工具，将TRIZ理论融入到教学的各个环节当中，形成基于TRIZ理论的创新训练框架。如图1所示。

二、理论教学中结合TRIZ理论

创新能力是靠教育、培养和训练激励出来的。在课程教学中引导学生进行自我训练，有意识地观察和思考一些问题，如“为什么”、“做什么”、“应该怎样做”、“是不是只能这样”、“有没有更好的方法”等。依托与日常生活及各行业联系紧密“工程流体力学”和“液压与气压传动”等专业基础课，在教学过程中引导学生思考现实生活中的各种现象，启发学生根据需要提出问题，并采用发散性思维解决实际问题。[1]让学生在课堂中用TRIZ理论进行思考、讨论，拓展学生分析和解决问题的思路，激发创新意识，进行创新思维训练。比如，在“液压与气压传动”课程中，适当地加入训练学生发散思维的环节，请学生运用TRIZ中的发明原理及技术矛盾解决矩阵来设计某些液压元件的改进形式，或改变回路的布置方式来实现同样的功能。从而使学生更加深入透彻地了解和掌握课程内容。又如，在“工程流体力学”课程教学中，流体力学的现象很多，在讲授流体力学现象的时候，不按常规的方式去解释现象及其原理，而是采用科学发现的方式，通过现场实验或flas直观展示流体现象的整个过程，引导学生观察和思考，从而解释现象，揭示其原理，这比灌输式的教学方法更能使学生印象深刻，同时锻炼了学生分析和解决问题的能力。

三、实验教学中引入TRIZ理论

综合性设计性实验主要是用来培养学生综合运用所学理论分析问题和解决问题的能力。[4]这些实验不同于验证性实验，需要学生充分发挥创新思维能力对实验进行设计和分析。比如，在液压传动综合实验的教学中，首先由学生自拟实验方案，选取实验元件，设计回路。其次在液压系统仿真软件Automation Studio下进行系统模拟，该软件具有对液压系统虚拟设计、模拟、测试、分析等功能，通过模拟可以进一步完善、修改液压系统的设计及分析等工作。最后在我校力士乐液压实验台上安装、调试系统，并进行相关参数测试。在综合性设计性实验的教学中引入TRIZ理论，启发学生的创新思维来完成实验内容。同时，鼓励学生找出现有实验方法的不足，怎样利用这些不足？这样可以帮助他们发现有价值的内容，提出改进的方向，增加系统的理想度，指导学生应用TRIZ理论中消除矛盾的规律找出可行性方案。

四、课程设计和毕业设计中应用TRIZ理论

课程设计是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。通过课程设计使学生能够运用所学的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识及生产实习等实践技能达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。在课程设计中指导学生应用TRIZ理论给出不同的设计方案，并对所设计的方案进行分析。

创新的原理和方法论篇7

创新教育的目的就是培养和提高受教育者的创新素质和创新精神。要实现此目的,首先从改变教学内容入手,重视介绍学科发展的新动态、新方向、新内容,注重激励学生的学习欲望,调动学生的积极性,让学生了解更多更新的理论、技术与方法。例如,在绪论部分的讲述中,以往的内容主要是针对本课程的研究对象、基本概念、课程的地位和作用以及本课程的学习方法等展开的。但是,为了培养学生的创新意识,调动学生的创新积极性,除了经典部分的阐述外,还有必要结合现代科学技术的飞速发展,重点阐述机械原理学科的发展动向。如在机构的结构理论发展发面,可以让学生了解:为了广泛应用机电一体化技术,当今社会也迫切希望开展包括对液压、电磁、光电等非机械传动元件的广义机构设计。在对机构的平衡问题进行介绍时,引申到机构的动力学研究,进而让学生了解到大型机械设备的故障诊断和在线监测都是现代研究者关注的重点。有意识地将一些机械原理学科前沿的研究引入教学内容中,如微型机械的研究,它不是将传统的机械直接微型化,而是已经远远超出了传统机械的概念和范畴,是涉及多学科的综合技术的应用,也推动了处于机械原理学科前沿的微型机构学分支的产生。结合一些相关视频资料,学生在课堂上获取到这些知识的同时,兴趣也被调动了起来,拓宽了知识面和视野。让学生意识到“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力”,“一个没有创新能力的民族,难以屹立于世界民族之林”[3]。此外,在教学内容的创新改革中,还可以尝试重心的转移,强调创新设计能力的培养,突出计算机的应用。教师在教学过程中逐渐实现淡化图解计算分析,强化解析法内容的教学,进一步加强学生对机械系统设计的综合认识。这种重心转移体现在:由图解法为主向解析法为主转变,使计算理论与计算机技术统一起来,提高机构设计的效率和正确性;由手动设计计算向计算机自动计算转变,提高学生计算机应用能力;由过去重机构分析计算向重机构综合转变,提高学生机构方案构思与设计创新能力和综合应用知识解决实际问题的能力。在教学中不断地营造创新环境,大大提高了学生的创新积极性。

二、教学方法的创新

教学方法应该能够配和教学内容的改革。创新素质就是指由知识结构、智慧品质、人格品质三种成分有机结合构成的综合素质。创新教育就是要培养具有这种综合创新素质的学生。在当前课堂教学中,以知识传授为主导的教学方法并未根本改变,教与学的关系是以教师为主导、为中心的,这种方式在某种程度上制约了学生的学习主动性及其创新潜能的发挥。在机械原理课程的教学方法上,应加强与学生的互动,要将以教师为主的“灌输式”教学向以启发式、问题式、讨论式教学为主的新的教学方法转变,让学生从被动学习转变为主动学习,真正成为教学活动的主体。以学生为本的创新教育教学方法可以通过以下几个方面来实现:鼓励学生不迷信书本知识、不迷信权威观点,敢于提出问题,无论课堂内外,对于任何问题都应多问几个为什么。如对“极位夹角”的概念解释,大部分教材上的定义是“摇杆处于两极限位置时,相应的曲柄位置线所夹的锐角”。在教学中可以引导学生进行思考,对这个广泛应用的定义提出质疑———是否所有的“极位夹角”都是锐角,是否有钝角的情况存在,而不是直接给出学生更完善的定义。在这个过程中,学生开始学会发现问题,也开始尝试如何自己解决问题。鼓励学生的求异思维和发散思维,开阔学生的思路。当然,创新离不开科学的根基,引导学生要坚持科学的思维,在提出自己独特见解的同时,也应该能用科学的理论对其进行解释和验证。鼓励学生多参加亲身实践,只有亲自动手验证了创新思维的正确性,才能真正达到创新的目的。机械原理是一门既有高度的抽象性,又有很强实践性的课程。如机构运动简图、机构运动分析与力分析模型等都是从实际机械中抽象出来的,许多的概念需要通过动态过程才能得到准确描述。原来的教学方法大多通过教师手工绘制或将静态图展示给学生,教学效果并不理想。因此,现在的教学方法中采用多媒体手段教学,课件中涵盖了丰富的三维动画、趣味的图片、简洁的文字等。通过教师讲解、动态演示与板书相结合的方式,使学生在学习中可直观地了解机构的运动过程及其所具有的特性、产生的各种现象,加快了学生对诸如“死点”、“急回特性”等概念、原理的理解速度,激发起学生的好奇心,强化了直觉思维,加深了学生对这些概念所表达物理意义的理解程度。

三、教学手段的创新

在教学手段上,着重培养学生对机械系统的整体认识,注重学生的参与,与机械原理课程设计、机械原理创新实验相结合,加强学生对所学基础理论知识的理解。培养学生应用所学过的知识,独立解决工程实际问题的能力,培养学生的创新设计能力,使学生得到一次较完整的设计方法的基本训练。在机械原理课程设计中,教师通过介绍创新设计的方法和展示创造发明实例,启迪学生创新的思维,让学生了解设计过程,掌握设计方法。在设计过程中,能在认真思考的基础上提出自己的见解,充分发挥自己的创造性,不是简单的抄袭或没有根据的臆造。教师仅指明设计思路,主要启发学生独立思考。设计方案确定后,安排学生向小组成员介绍自己的方案,并与其他成员讨论,这样既提高了学生学习兴趣,调动了学习主动性,又破除学生对创新设计的神秘感,有助于让学生对自己的设计方案有全面的认识,使学生受益匪浅。机械原理创新实验是一个针对机械类或相关专业学生的开放性动手实验。它是一个很好地培养学生主动学习能力、独立工作能力、创造能力以及团队协作能力的平台。学生自己拟定、设计机构运动方案,根据机构组成原理对杆组进行拆分,再将构件正确拼装实现机构的运动,这个过程就要求学生必须将所学的理论知识充分地运用到具体的实验中去。例如,学生要设计并实现一个具有急回特性的送料机构,该机构就有多种搭建方案,实验过程中学生首先提交自己根据要求拟定的设计方案,绘制该平面机构的运动简图,再计算所有的杆长、角度、位移等数据,然后在此基础上将运动简图搭建为能够正确运动的实验机构。设计过程中学生将会接触到机械原理的各大机构,也会进一步深入了解各大机构的运动特点,而搭建过程又会涉及到机械设计及零件的知识。将学生分为多组,同组学生共同拟定实验方案、协同完成实验,最后各自撰写实验报告。在设计和拼接过程中学生会遇到各种在理论学习中很少遇到的问题,在发现问题、解决问题的过程中学生各方面的能力也得到了很好的综合培养。该创新实验用问题法、探究式教育来培养学生的创新意识和科研能力,让学生学习到了许多课本上学不到或曾经被忽略的知识,参加过创新实验的学生都深有体会。

四、结语

创新的原理和方法论篇8

[关键词]思想政治理论课 创新人才 教育理念 主体成长观

[中图分类号] G641 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）08-0096-03

党的十明确将实施创新驱动发展战略写入报告，强调了科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置。高等教育作为科技第一生产力和人才第一资源的重要结合点，在国家发展中具有十分重要的地位和作用。因此，高等教育要“坚持能力为重。优化知识结构，丰富社会实践，强化能力培养。着力提高学生的学习能力、实践能力、创新能力”。[1]其中，作为国家对大学生进行思想政治教育的主渠道、主阵地的思想政治理论课在培养创新人才方面担负着特殊而艰巨的使命。但是在实践中，对于思想政治理论课的教育教学在培养创新人才方面的功能和作用认识不足，这门课程的教育教学改革还不能满足国家和社会不断攀升的期望。

一、思想政治理论教育培养创新人才的主要功能

根据中央“05方案”，高校思想政治理论课涵括四门必修课：马克思主义基本原理（简称“原理”课）、思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论（现为思想和中国特色社会主义理论体系概论，简称“概论”课）、中国近现代史纲要（简称“纲要”课）、思想道德修养与法律基础（简称“基础”课）。[2]根据中央精神，思想政治理论教育，要以大学生全面发展为目标，深入推进素质教育，着重培养大学生的创新能力和实践能力，把他们塑造成为德智体美全面发展的社会主义合格建设者和可靠接班人。创新与创造是两个有差异的概念，创造是创生原来没有的事物，而创新包括创造，但除此之外，还指对已有事物的变革和对已有事物价值的重新认识。进一步分析，思想政治理论教育对培养大学生创新人才具有如下重要功能。

（一）培养良好的思想道德素质

思想政治理论课是培养和塑造大学生思想道德素质的主要载体。思想道德素质主要由思想素质、政治素质和道德素质三方面构成。“原理”课的学习能帮助学生树立正确的自然观、实践观、历史观、群众史观等，从而树立马克思主义哲学的立场、世界观和方法论；“概论”课的学习能够引导学生树立中国特色社会主义的基本观点和理想信念，积极培育并践行党的十提出的“三个倡导”的社会主义核心价值观念；“纲要”课的学习能帮助学生加深中国的国情认识，树立正确的历史观；“基础”课的学习可以帮助学生树立正确的道德观、人生观、价值观、荣辱观和法制观等，引导学生树立高尚的理想情操和养成良好的道德品质，树立体现中华民族优秀传统和时代精神的价值标准和行为规范。这一切奠定创新人才成长的基础素质，正确的世界观、历史观、国情观和群众史观为创新提供方向导引；正确的理想信念是创新的强大“引擎”，激发创新潜能；健康正确的人生观、价值观为创新提供相关的价值支持；高尚的情操和良好的品质为创新行为提供理性选择和意志保证。

（二）培育创造性人格

对于创造性人格，中外研究者们的观点众多，一般意义上，创造性人格是指与个体创造性活动有关的个性倾向性（需要、动机、兴趣、信念、理想）、自我意识和个性心理特征（气质、性格、能力等）的总和，也称创造性个性。关于创造性人才的人格特征，美国心理学家吉尔福特认为：（1）高度的自觉性和独立性；（2）旺盛的求知欲；（3）强烈的好奇心；（4）知识面广；（5）富有想象力；（6）工作有条理；（7）富有幽默感；（8）意志品质出众，能排除外界干扰，长时期地专注于某个感兴趣的问题。根据学者们的研究，创造性人才还有诸如科学的世界观，崇高的创新志向、创造动机与价值取向，高涨的创造热情，果敢、自制力强、有恒心，敢于冒险，勤奋、认真，进取心强，敢于标新立异等人格特征，创造精神便是这些人格特征的综合表征。思想政治理论课所涉及的中外伟人为我们提供了丰富的创造性人格资源。马克思、恩格斯为了全人类的解放高度自觉地把毕生的心血奉献给了伟大的科学事业，做出了“两大发现”；旺盛的求知欲、强烈的好奇心驱使马克思破天荒地揭示了资本主义剥削的秘密；不惧反动当局的迫害，甘受贫寒困苦，坚定执着历经26年的追求，才完成了跨越时空的《资本论》；在马恩文献中展现了作者丰富渊博的知识、富于激情的文字和卓越的想象力与幽默的智慧。学习“概论”课可以领悟到、邓小平崇高的精神品质和独具魅力又具有共性的人格特征，如都具有对共产主义事业的坚定信念和执着追求，忠于党、热爱祖国和人民，心胸开阔、无私奉献、坚持真理、身处逆境而不屈不挠，乐观自信，尊重实践，尊重群众，胆识兼具，果敢无畏。在中国特色的革命道路和中国特色社会主义建设的一系列重大问题上，以巨大的政治勇气和敢于突破的魄力，提出了一系列新思想、新观点，创新了关于社会主义革命和建设的理论，不断地把马克思主义推进到新的发展阶段。伟人们的这些精神品质和心理特征为他们实践中和理论上的创造提供了强大精神力量的支撑和人格定力，这笔资源的发掘与利用使大学生牢固确立起创新和创造应当有利于人类、有利于社会的价值观和道德观。

（三）树立创新思维方式