TRIZ理論對工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生的作用分析＊

郜紅合，李 靖，葛文彬，湯 薇

（遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順113001）

TRIZ理論是近些年來在我國非常流行的一種創(chuàng)新設(shè)計(jì)的理論和方法，其在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)廣泛并且取得了一定的效果。系統(tǒng)學(xué)習(xí)以TRIZ為代表的創(chuàng)新設(shè)計(jì)知識并作為指導(dǎo)改進(jìn)課程教育的方式，成為培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑［1］。隨著我國企業(yè)創(chuàng)新能力的不斷提高，生產(chǎn)企業(yè)尤其是加工制造企業(yè)對工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)越來越重視，同時，隨著社會需求的不斷增強(qiáng)，工業(yè)設(shè)計(jì)的教育水平也取得了長足的進(jìn)步。本文對TRIZ理論的內(nèi)容和特點(diǎn)以及對工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)影響因素進(jìn)行了分析研究，并結(jié)合目前國內(nèi)高校對工業(yè)設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)的具體情況，探索了如何將TRIZ理論的精髓應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)過程當(dāng)中。

1 TRIZ理論

1.1 TRIZ理論簡介

TRIZ是“發(fā)明問題解決理論”的俄語縮寫ТРИЗ，按照ISO國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對應(yīng)的轉(zhuǎn)換成拉丁字母TRIZ，在我國被翻譯成“翠智”，意為翡翠般的智慧。TRIZ是解決發(fā)明問題的理論、方法、工具和程序，主要用于解決技術(shù)系統(tǒng)的矛盾，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，推動技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展［2］。它是由蘇聯(lián)的阿奇舒勒及其科研隊(duì)伍，在分析研究了上萬件高水平專利后總結(jié)出的一套發(fā)明問題解決理論，其包括各種問題的解決創(chuàng)新方法和工具，可為人們的科學(xué)創(chuàng)新活動提供理論依據(jù)和支撐，使人們的創(chuàng)新活動更加科學(xué)有效。TRIZ理論是一個大系統(tǒng)，是建立在大量專利實(shí)踐基礎(chǔ)之上的，再以理論指導(dǎo)人們進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐，遵循了“實(shí)踐→理論→實(shí)踐”的認(rèn)識路線，并且還在不斷地進(jìn)行自我充實(shí)。

1.2 TRIZ系統(tǒng)介紹

TRIZ理論幾乎可以被用在產(chǎn)品全生命周期的各個階段，主要下述內(nèi)容：1）產(chǎn)品進(jìn)化理論；2）分析；3）沖突解決原理；4）物質(zhì)－場分析；5）效應(yīng)；6）TRIZ解決發(fā)明問題的程序。大量實(shí)踐證明，TRIZ理論是20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，其中的理論精髓已經(jīng)成為系統(tǒng)開發(fā)中解決技術(shù)難題最有效的工具之一。

經(jīng)過多年的發(fā)展，TRIZ系統(tǒng)理論和方法已經(jīng)形成了一整套解決實(shí)際問題的非常成熟且行之有效的理論和方法體系，成為發(fā)明問題解決辦法的的核心理論，在全世界得到了廣泛的應(yīng)用，世界各國通過引入TRIZ理論獲得商業(yè)成功并積累了大量研究成果和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，其中包括眾多世界級知名企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，如波音、福特、摩托羅拉、通用、克萊斯勒、三星等。

2 工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用TRIZ理論的重要性

2.1 工業(yè)設(shè)計(jì)的定義

工業(yè)設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的交叉學(xué)科，其既不是工程技術(shù)設(shè)計(jì)，也不同于工藝美術(shù)設(shè)計(jì)，而是一門形成于工業(yè)革命時期、涉及藝術(shù)和科學(xué)等領(lǐng)域的邊緣學(xué)科［3］。1980年，國際工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會聯(lián)合會為工業(yè)設(shè)計(jì)所做的定義表述如下：對批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品，憑借訓(xùn)練、技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)及視覺感受，賦予產(chǎn)品以材料、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、色彩、表面加工和裝飾以新的質(zhì)量和性能。需要工業(yè)設(shè)計(jì)師在包裝、宣傳、市場開發(fā)等方面開展工作，并付出自己的技術(shù)知識和經(jīng)驗(yàn)時，也屬于工業(yè)設(shè)計(jì)的范疇。工業(yè)設(shè)計(jì)的核心是產(chǎn)品設(shè)計(jì)［4］?？梢?，工業(yè)設(shè)計(jì)的研究對象是以工業(yè)化方法批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，而TRIZ理論主要研究對象產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)，兩者的目的基本相同，存在著必然的聯(lián)系。工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)涉及的學(xué)科領(lǐng)域眾多，任何一件批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品都具有3個基本要素，即功能要素、物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)和美學(xué)。產(chǎn)品功能指產(chǎn)品最終的用途與實(shí)現(xiàn)目的，功能是產(chǎn)品存在必要條件，起到?jīng)Q定性作用；物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)包括加工制造手段和所采用的材料，是產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。TRIZ理論是為解決技術(shù)矛盾而產(chǎn)生的，所以基于技術(shù)創(chuàng)新的TRIZ理論在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中起著重要的作用。

雖然TRIZ理論與工業(yè)設(shè)計(jì)的研究對象都是工業(yè)產(chǎn)品，但區(qū)別還是很大的，在對同一產(chǎn)品的功能定義、概念理解、設(shè)計(jì)過程的描述等方面都有很大的差異；但是，TRIZ理論在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用使工業(yè)設(shè)計(jì)的程序和效率有了明顯的改善。

2.2 工業(yè)設(shè)計(jì)研究方法

工業(yè)設(shè)計(jì)方法學(xué)是從工業(yè)設(shè)計(jì)視角考慮，總結(jié)工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中一般設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用性形式，為工業(yè)設(shè)計(jì)過程提供較為合理科學(xué)的設(shè)計(jì)理念、程序和方法，以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力［5］。目前，國內(nèi)還未形成專門針對工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的系統(tǒng)創(chuàng)新理論、設(shè)計(jì)理論和方法，無法滿足快速發(fā)展的工業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用的要求，無法指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)。TRIZ理論正好是一套解決實(shí)際問題的成熟創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論和方法體系，成為最有效的創(chuàng)新問題求解方法的核心理論，可以彌補(bǔ)工業(yè)設(shè)計(jì)方法學(xué)的不足。

2.3 工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)人才培養(yǎng)存在的問題

隨著年齡的增長和接受知識的途徑不斷擴(kuò)展，大學(xué)生接受外界事物的能力不斷增強(qiáng)，大學(xué)生的感性思維能力也得到進(jìn)一步的加強(qiáng)，但是他們不能將所學(xué)的知識有機(jī)的融為一體，只是分散地、獨(dú)立地對待各學(xué)科的知識，以至于出現(xiàn)“一葉障目”的現(xiàn)象，導(dǎo)致他們以直線式的思維方式去思考問題和解決問題［6］。

對大學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力培養(yǎng)的方式及質(zhì)量的高低，直接決定了學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)踐中的具體能力，同時也直接決定了設(shè)計(jì)專業(yè)教育質(zhì)量的好壞。受傳統(tǒng)教學(xué)方式的影響，學(xué)生經(jīng)常以慣性思維的方式去思考解決問題，從而削弱了學(xué)生創(chuàng)新潛能的發(fā)揮，導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新能力停留在一個較低的水平。目前，除了?？圃盒Ｖ猓覈^大部分綜合高校都開設(shè)了工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)，但是大部分高校的教學(xué)方式還停留在傳統(tǒng)的思維培養(yǎng)模式上，造成了大部分工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)性創(chuàng)新性思維的缺失。針對提高工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方法很多，但大多數(shù)方法都僅限于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)上，對創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力關(guān)系的研究沒有引起足夠的重視，普遍認(rèn)為有了創(chuàng)新思維則創(chuàng)新能力也就隨之形成；但實(shí)際上，懂得創(chuàng)新思維卻不能解決具體創(chuàng)新項(xiàng)目的例子比比皆是。出現(xiàn)這樣的問題還是因?yàn)閯?chuàng)新能力培養(yǎng)方式缺乏將創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力有機(jī)結(jié)合的創(chuàng)新體系框架，使得通過該框架能有目的地指導(dǎo)創(chuàng)新思維的生成，規(guī)范創(chuàng)新思維到創(chuàng)新能力的轉(zhuǎn)化［7］。

3 工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生如何通過TRIZ理論培養(yǎng)創(chuàng)新能力

3.1 開設(shè)TRIZ相關(guān)課程

在工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃中增加TRIZ理論知識的相關(guān)課程或者在設(shè)計(jì)方法學(xué)課程中增加TRIZ理論的章節(jié)內(nèi)容。通過對TRIZ理論的深入研究和認(rèn)真實(shí)踐，工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生可以解決創(chuàng)新思路狹窄等諸多創(chuàng)新思維問題，對設(shè)計(jì)方案的可行性進(jìn)行快速的評判，從而高起點(diǎn)、高效率、高質(zhì)量地去解決具體的設(shè)計(jì)問題。為學(xué)生在百思不得其解的狀況下提供了一種切實(shí)可行的思維模式，增強(qiáng)了學(xué)生解決設(shè)計(jì)難題的信心，從而提高了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

3.2 注重教學(xué)組織和教學(xué)方法

工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生，尤其是藝術(shù)類專業(yè)學(xué)生對純理論教學(xué)往往感覺枯燥無味，經(jīng)常存在抵觸情緒，而TRIZ理論又是抽象性很強(qiáng)的知識系統(tǒng)；因此，在TRIZ課程的教學(xué)過程中盡可能采用多媒體教學(xué)，以生動的、具體的案例來引導(dǎo)學(xué)生理解掌握TRIZ理論解決具體問題的方法和過程，由淺入深地培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)性創(chuàng)新思維能力，這樣可以提高學(xué)生創(chuàng)新活動的積極性，引導(dǎo)學(xué)生從“依葫蘆畫瓢”到獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能和興趣。

3.3 營造創(chuàng)新實(shí)踐機(jī)會

在進(jìn)行TRIZ理論教學(xué)的同時，也要積極為學(xué)生創(chuàng)造實(shí)踐平臺來強(qiáng)化理論知識的學(xué)習(xí)。在平時的實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)和各種實(shí)習(xí)中有意識地應(yīng)用TRIZ理論的創(chuàng)新方法來解決實(shí)際問題，同時鼓勵學(xué)生參加各種設(shè)計(jì)大賽。2010年以來，遼寧石油化工大學(xué)先后組織學(xué)生參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、挑戰(zhàn)杯設(shè)計(jì)大賽、全國工業(yè)設(shè)計(jì)大賽等多項(xiàng)賽事，共獲獎100余項(xiàng)。通過參加比賽，一方面提高了方案的可行性，彌補(bǔ)了創(chuàng)新方法的不足，促進(jìn)了創(chuàng)新思維方法的學(xué)習(xí)和應(yīng)用；另一方面加強(qiáng)了TRIZ理論的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠切實(shí)感受到TRIZ理論帶來的創(chuàng)新成果，提升了學(xué)習(xí)的興趣。

3.4 提供知識產(chǎn)權(quán)平臺

TRIZ理論產(chǎn)生于專利、服務(wù)于專利，建立知識產(chǎn)權(quán)平臺的目的是讓教師和學(xué)生對創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目通過專利申請的方式實(shí)現(xiàn)保護(hù)［8］。自2013年開展TRIZ課程訓(xùn)練以來，工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生對專利申請的認(rèn)知程度逐步提高，在教師的指導(dǎo)下先后共申請了十幾項(xiàng)實(shí)用新型專利和多項(xiàng)發(fā)明專利，為工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生知識產(chǎn)權(quán)意識的增強(qiáng)和創(chuàng)新能力的提高提供了良好的機(jī)會和平臺。

4 結(jié)語

通過對TRIZ理論的介紹和對工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的研究對象和手段進(jìn)行對比分析，結(jié)合目前工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)中存在的問題，說明了TRIZ理論對工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的重要性以及工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)掌握TRIZ理論知識的必要性和可行性。對如何通過TRIZ理論對工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)人才進(jìn)行培養(yǎng)進(jìn)行了探索，總結(jié)了工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生學(xué)好TRIZ理論的途徑和方法。

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