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在TRIZ之父Altshuller的领导下，TRIZ研究团体分析了近250万件高水平的发明专利，并综合多学科领域的原理和法则后，建立起由解决技术问题和实现创新开发的各种方法、算法组成的TRIZ理论体系。
1.TRIZ体系结构
TRIZ提供了发现、解决问题的工具和技术，可以帮助设计人员避免解决问题过程中繁琐的试凑工作。TRIZ方法论包含分析工具和基于知识的工具。
(1)TRIZ分析工具。分析工具包含物质－场分析、ARIZ算法、需求功能分析等，这些工具用于问题模型的建立、分析和转换。①物质-场分析：TRIZ将所有的功能都分解为两种物质及一种场，产品是功能的一种实现，可用物质-场分析产品的功能。物质S1可以是被控粒子、材料、物体或过程，物质S2是控制S1的工具或物体，场F是用于S1与S2之间相互作用的能量，如机械能、液压能、电磁能等。②ARIZ算法：ARIZ称为发明问题解决算法，是发明问题解决的完整算法，该算法采用一套逻辑过程逐步将初始问题程式化。③功能分析：从完成功能的角度分析系统、子系统、部件，设计中的重要突破、成本或复杂程度的降低往往是功能分析的结果。
（2)基于知识的工具。基于知识的工具包含40条发明原理、76个标准解和效应数据库。①40条发明原理：用于找出创新的解决方案。每一种解决方案都是一个建议，应用该建议可以使系统产生特定的变化以消除技术冲突。②76个标准解：用于解决基于技术系统进化模式的标准问题。按照目标这些标准解被分为五类，分类中解的顺序反映出技术系统的进化方向。③效应知识库：库是TRIZ中最容易使用的一种工具。运用库中的各种物理、化学和几何效应可以使解决方案更理想和简单地实现。
2.TRIZ解决问题流程
应用TRIZ解决问题的第一步是对给定的问题进行分析；如果发现存在冲突则应用原理去解决；如果问题明确但不知道如何解决，则应用效应去解决；第三种选择是对待创新的技术系统进行进化过程的预测；最后是评价，确定是否满足求。如果满足要求，则进行后序的设计工作；反之，要对问题进行重新分析。
二、TRIZ的应用
在欧美等发达国家，基于TRIZ理论的应用非常广泛，从工程领域到政治、生产管理、组织结构、教育等非工程领域，无不显示出它的生命力。
1.TRIZ在企业生产管理领域创新中的应用
在参考工程领域的创新问题求解技术的基础上，通过演绎推理的方法提出的在生产管理领域创新中应用TRIZ是完全可行的。近几年来，有些学者通过对TRIZ方法及工具的局部修改后，应用在管理领域上。Mann&Domb把40个创新原理引入到商业活动中，就每个创新原理提出相应的商业原则，建议当企业面临类似的问题时可以利用此40个创新原理作为解决的对策。Ruchti&Livotov利用TRIZ系统化的思考模式和解决问题过程，提出12条双向原则作为解决商业与组织管理问题的参考。
2.TRIZ应用于企业生产管理创新中的不足
应用TRIZ理论解决企业生产管理创新问题时，完全挪用工程领域的理论框架并不可取，解题工具仅仅利用40个创新原理和冲突矩阵使用面太窄。TRIZ直接用于生产管理领域创新失败的主要原因包括：结构失效、问题分析方法单一、解题工具不足、算法不能适应生产管理领域创新问题、操作性差等。
3.TRIZ在生产管理领域创新中的应用改进建议
(1)根据TRIZ的思想和基本哲理，结合生产管理领域创新的特点，构建面向生产管理领域创新的TRIZ理论体系；(2)针对生产经营管理的特点，在39个通用工程参数的基础上进行增减，确定生产经营管理参数，进而构建一个新的生产经营管理冲突矩阵，并且修改40个创新原理，作为改善的策略。充分运用物质─场模型功能描述的特点和76个标准解，拓宽解题工具。(3)把质量功能布置（QFD）、六西格玛设计（DFSS）、约束理论（TOC）、田口方法等方法与TRIZ进行结合，以改进TRIZ分析生产管理领域创新问题方法单一的缺陷。(4)进一步细化生产管理领域的问题描述，逐步做到以定量分析为主，提高可操作性。
三、结论
本文介绍了TRIZ基本理论和主要工具，探讨了在生产管理领域创新中的应用。针对其在解决生产管理领域创新中存在的一些问题，给出了应用改进建议。我们相信随着TRIZ理论的发展，其在生产管理领域创新中的应用操作性会愈来愈强，应用范围会越来越广，成为解决生产管理领域创新的有效方法和手段。
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机械制图作为工科学生的基础课，是今后学习机械专业课程的基础，也是未来就业的基本要求之一，对工科学生的重要性不言而喻。传统的教学方法过于注重演绎和传授，教学的结果过于注重作业和考试成绩，使学生缺乏创新能力和学习兴趣。面对着这一现实，制图教师必须在教学中改变传统的教学方法，树立创新教育观念，把单纯的“讲、写、画”的传统教育模式，转变为对学生创造能力培养的现代教育模式。针对这种情况，我们尝试性的把TRIZ理论中的方法创新引入高职院校机械制图教学中，培养学生学会学习，学会创新，从而提升实际教学效果，力图培养学生的创新能力。
一、创新教学模式及操作要点
创新的课堂教学模式是指依据教学内容和要求，由教师创设情境，以问题的发现、探究和解决来激发学生的求知欲、创造欲和主体意识，培养学生学会学习，学会创新，发展智力和创新思维能力的一种模式。在反复研究与实践中，我们认为新教育目标与教学目标，要通过知识教学过程实现。当然这里的知识教学与传统的重知识传授、轻能力培养，重智轻德，重分数轻素质，重结果轻过程，重学科体系轻实践能力，重传承轻创新等是完全不同的。其一教育论文，欲求知识，要求课堂教学不能开始就讲，直接传授，倾囊而出，而必须先激发动机，产生兴趣，产生求知欲。其二，感知发现知识，要求基本知识点要由学生通过感知，独立思考，合作交流总结概括出来。其三，加工论证知识，要求学生总结发现知识重点后，进一步通过学生之间、师生之间的讨论碰撞进行加工、论证。其四，转化重构知识，要求课堂练习有层
次、可选择，鼓励一题多解式的求新求异，课后应用创新，并且重新改组充实知识结构。TRIZ理论创新的教学观相应的教学模式的基本环节是：激发动机―诱导发现―加工论证―应用创新。
创新教学模式的基本点是探究式获取知识，创新性应用知识，是在课堂教学过程中，在教师的组织、引导、促进下，学生主动感知、发现、获取知识，加工转化建构知识，而非被动听讲、消极接受、机械训练的僵化灌入。
（一）激发动机，包括预习展示、确认目标、形成探究动机。教学实践已证明，学生没有预习就进入学习，往往一开始就处于被动接受状态。即便是教师采用启发式教学，引用了许多导入的材料、背景知识或进行联系密切的复习，多数学生也很难积极主动学习。为此在机械制图的课堂教学中要改变教师一味传授讲解知识的传统教学方法，而要采用启发式和讨论式的教学方法，在教学中启发学生与老师一起思考，激发学生的学习兴趣。比如在机械制图“组合体”这一章的教学中，组合体的“形体分析”是要求掌握的重点内容，其目的是要培养学生对组合体的形体表达能力和空间想象力。因此在教学过程中，可以安排一些多种形式的，约束条件少，富有趣味性的题目来启发学生主动创造怎么写论文。
（二）诱导发现，包括感知分析、抽象概括和合作交流。传统的讲授，往往忽视知识的产生、发展过程，这对于简单的事实、符号教学可以有效。但对于有来龙去脉、有丰富内涵与外延的概念和原理等规律性的知识教学，恐怕不行了。以《平面物体的截交线》一课为例，探索创新教学方法具体步骤包括：1.教师讲解理论依据―――“截交线”的两个基本特征。通过给出“截交线”的定义，配合模型教具进行直观讲解，帮助学生建立空间概念。2.实施
“开放式”教学。发给学生模型，学生自行观察拿到的模型的平面，自行测量模型的尺寸，自行确定比例，自定尺寸和模型摆放方式，选择视图，开始作图，学生自行求作截交线。学生自行确定截面位置，结合实际模型，在自己的三视图上求截交线；学生自行验证理论教育论文，以自己所作的截交线，验证截交线的两个特征，或以截交线的两个特征来检验自身视图是否正确。教师作巡回指导和随时答疑。3.总结、巩固。选择视图具有代表性的作者上台将其所做的三视图、截平面和截交线展示并当众讲解。最后，教师本人或学生对照黑板上的视图，再次验证截交线的特征，巩固复习新课。这种教学方法，使用直观的研究对象(模型)，学生易于接受，课堂学习气氛活跃，便于激发学习兴趣。学生自定视图尺寸，自定截面，“开放式”的自主学习，增强了学习的主动性，培养了动手和创新能力。
（三）加工论证，包括归纳表达、讨论碰撞和印证加工。通过独立思考和小组合作学习，学生基本上能用自己的话表达出已获得的认知和概念的含义，事物的特点等。这还不够，应该进一步表达，进行全班交流，引发重点讨论碰撞。在此基础上教师抓住重点问题、核心问题、疑难问题发表自己的见解，即重点讲解。此时的讲解是学生急需的、高度期待的，他们急于听老师的讲解、意见以及看问题的方法、角度、技巧。此时，教师的讲解、观点最容易引起高度的注意和认同，对他们的认识起到印证作用，有助于他们的理解和加工，促进其思维的深度，提升其价值观，是一种师生有效的适当的深层的情感、认知互动互促。可见，TRIZ理论创新教学主张学生在教师的引导下，主动探究式获取知识，决不意味着排斥教师的讲解，相反非常重视教师的讲解，重点讲、精讲。然而这里的讲与传统的授受是根本不同的：一是在学生已有主动认知基础上的；二是非全面的全程的；三是必要的急需的；四是能引起学生积极主动地讲。可见，这样的讲能真正起到教师引导促进的作用，其结果是引导和促进学生主动构建，而非被动摄入。从情感上说，这种讲会与学生真切情感相呼应，使他们感到豁然开朗，似曾相识，不谋而合，原来我也能经历、发现，也会探究，从而使他们受到成功的激励，受到鼓舞，产生极大的自信心，获得一种难以言表的精神享受与愉悦。
（四）应用创新，包括选择练习，总结质疑和重构延伸。在师生加工论证知识点的基础上的课堂练习应该是有层次的、可选择的，能有助于思维发散和能力转化。必须承认，共识度再大，学生之间的理解和内化水平也是有差异的。因此，练习题应是丰富多层次，由低到高，由单一到综合的教育论文，这样才能有利于不同层次学生的练习巩固，不同程度的提高。教师用课件承载多样多层的习题，供学生按需选择。选择练习题目由基本练习、复式练习、综合练习、延伸练习组成，对基本练习和变式练习要限定时间，综合练习和延伸练习要鼓励学生独创，求异求新，一题多解，一题多问、多变、多思，多题归一。这是发散―聚合―发散的创新思维的练习，是独创的个体学习和合作的集体学习。这时教师的作用更多的是引导学生思考、启发思路，肯定推进，释疑、导疑，对其中具有共性，很有价值的问题，在短时间内不能讨论清楚讲解明白的，要引向课后，变成探究性作业，继续学习探究。在学生回顾、总结评价主要收获后，教师要进一步引导学生对新学的知识，重组建构到旧的认知体系框架中去，同化和顺应，形成新的知识网络。
二、TRIZ理论对于创新教学的实践指导
创新教学中，既要重视理论教学，让学生掌握该课的基本原理、作图和读图方法以及有关机械零件的基本结构及装配的基本知识等，形成扎实的基本理论知识体系，同时还必须与生产实践紧密结合起来。许多已经毕业的学生说“：工作后才知道制图中所学的零件是什么。”这不能不引起我们的深思，这说明我们过去的教学只注重了课本理论知识的讲解，而忽视了与生产实际之间的联系。因此，在机械制图课堂教学过程中，要与生产实际紧密联系，既要让学生看模型，又要让他们看一些实物，二者紧密结合。利用课外时间带领学生到工厂或实训车间参观认识零件，了解生产知识，帮助学生了解掌握工厂中用的实际图纸，明确“学了制图是用来干什么的”，使理论知识与生产实践紧密结合起来，有利于提高学生的综合素质，为就业打下良好的基础怎么写论文。学以致用，是教育者的责任，也是创新教学的目的。
TRIZ理论提供创新的解决方案，而培养学生自主学习和教师的教学意识方法创新，以及双方共同发现问题和解决问题的能力，各个方面都涉及创新能力的培养，因此，TRIZ理论能在教学创新研究进行的过程中为学生和教师提出解决问题的思路。
（一）TRIZ理论在创设情境中的作用。教学模式创新的首要任务是创设问题情境，给学生思考的引子；创设的问题具有引导性，才能引发学生提出问题。引导学生研究的问题看作一个个待解决的问题，采用TRIZ理论进行求解，获得需要设置的问题。具体到一门专业课程，创设问题情境就归结为各子课题的引导问题情境的设计，究竟采用什么样的启发方式才能引起学生思考和帮助学生提出合适的问题，提出这个题目后，根据TRIZ理论教育论文，进行程式化描述，解决冲突，获得合适的情境设计。问题创设过程是教师为主、师生共同参与的过程。在创设问题情境阶段所面临的课程的子课题划分、待求的题目获得等问题，都需要采用TRIZ理论进行解决，进而对师生的创新思维进行开发。
（二）TRIZ理论在研究性教学过程中的作用。研究性教学过程重点是帮助学生对自己先前提出的问题进行求解，安排好学生的讨论、成果交流和总结，使研究性教学有序地进行，达到传授专业知识和激发学生创新能力的目标。例如 TRIZ理论与创新技术中的40个创新原理中,其中很多都可以解释上述课程中的理论知识或实验环节。教师在课堂上可以把这些原理穿插到课堂教学中,并进行相关案例拓展,同时让学生参与互动,让学生们相互启发,激发它们的创新思维,培养他们的创新能力,而且这样也能提高课堂的教学效果。在这一过程中，需要研讨探究和验证假设，即学生对自己提出的问题进行研究求解，并给出结果。TRIZ理论给出问题的解的多种方案，解决问题求解过程中的各种矛盾，给出较佳的方案。这个问题探究的过程，TRIZ理论发挥的作用最大。针对一个个实际问题，TRIZ理论指导学生进行创新解决，首先通过问题分析和定义把这些实际问题转换为TRIZ问题模型，然后利用 TRIZ的分析工具得到问题通解，最后得到特定解。
（三）TRIZ理论在教学创新研究理论归纳中的作用。课题是研究重视过程，TRIZ理论侧重于提供方法上的指导。由于TRIZ理论系统本身就具有综合性，所以从TRIZ理论演化出来的分立小课题，最后还可以运用系统化的方式整合起来，提供一个成型的规律或者方法，能指导更大范围的创新实践应用。
通过上述分析，TRIZ理论在教学创新研究中扮演着重要的角色，是教学创新研究实施过程中的一个重要工具，二者的结合，将构建比较完善的教学模式创新，为培养创新型人才提供更好的途径，充分调动教师和学生的积极性、创造性，必将探索出一条广阔的教学新路。
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1 概述
创新是发展的动力，是世界发展的潮流。创新在国家的发展中起着非常重要的作用。传统创新方法易于掌握、易于传播、易于普及，能产生一些创新设想，但命中率低，速度慢，难以解决复杂的技术问题。创新能力都来自于人的潜能，并可以通过学习和训练来激发和提升。创新是有规律可循的，这些规律潜藏于解决各种工程技术问题的过程中，通过长期实践中的观察、总结，可以发现这些规律。在这些理论方法中，TRIZ理论体现出其独有的优势，TRIZ的作用在各种实践中发挥得越来越明显。TRIZ可以帮助我们进行系统创新，深入了解问题并获得解决方案，简化系统以及克服心理惯性。
2 TRIZ的发展
TRIZ即发明问题解决理论，它是一套技术创新理论和方法，是一套解决各类工程技术问题的工具。它的核心在于提供一种有规律可循的非常客观的创新方法。它系统总结了人类以往在发明和创新方面的想法，从中提炼出一系列有效的法则，用以指导人们系统、高效地解决未来的问题。TRIZ创新方法源于前苏联，由一位伟大的工程师兼发明家阿奇舒勒和他的同事们创立的，他们分析归纳总结全世界250多万份高水平专利成果后，在1946年总结出一套理论。根据创新程度的不同，将这些专利技术解决方法分为5个“创新等级”。
TRIZ自创立以来，经历了三个发展阶段：第一个阶段为创立阶段。这个时期主要创新和完善了TRIZ体系，并在苏联少量应用。但因为苏联封锁这个理论，外界很少有人知道。这个时期形成的主要理论有40个发明原理、发明问题解决算法（ARIZ）、最终理想解、科学效应库、物-场模型、标准解和进化法则等；第二个阶段为传播阶段。苏联解体后，大量的科学家移民到了美国、欧洲、亚洲，创办了一系列的公司，开发基于TRIZ理论的软件系统，并为一些公司提供咨询服务。这时，其他国家的工程师们才开始了解这个理论。少量公司在这个时候开始引入TRIZ理论，如1995年开始的宝洁公司和1998年开始的三星公司；第三个阶段为应用阶段。从2005年开始更多世界知名大公司开始引入TRIZ理论，并开始在内部推广，如通用电气公司、西门子公司、飞利浦公司、因特尔公司等。中国的企业，特别是一些国有大型企业也开始利用TRIZ来培训员工，解决难题。
经过几十年的发展，TRIZ已进入成熟期，TRIZ理论已经被全世界接受、应用。西方发欧国家在TRIZ领域的理论、技术和应用研究都处于世界领先水平。我国引入TRIZ理论比较晚，但最近几年其理论受到了学术界的重视和政府的高度关注，现正被越来越深入地推广和应用。
3 TRIZ理论思维方法
TRIZ理论创新思维方法有多屏幕法、STC算子法、RTC算子法、金鱼法、小矮人法等。
多屏幕法从两个维度进行发散思维：（1）从构成层面发散，考虑了当前系统、超系统及其子系y；（2）从时间层面发散，将其分为过去、现在和将来三种状态。即按时间与构成两种不同的维度对现有问题的技术系统进行全面思考与分析，从而找到解决的思路。
STC算子法即尺寸Size-时间Time-成本Cost分析法，它从三个不同维度对技术系统进行从零到无穷大的发散思维。RTC算子法即将STC中的尺寸换成资源（Resource）。
金鱼法求解问题，首先将问题分解成现实部分和不现实部分，利用系统资源，找出可以将幻想变成现实的条件。它是一个反复迭代分解的过程。它的反复迭代区分现实和幻想两部分，并集中求解幻想部分的问题，其中幻想部分方案求解可以结合多屏幕法获得可利用资源。金鱼法还有一个思路是针对问题产生的思路，将这些思路区分为现实方案和不现实方案，而后集中对不现实方案进行求解，从而获得解决方案。
小矮人法是将系统功能、部件用不同的小矮人来替代，通过对小矮人群的重组、位置改变等实现创新的解决方案。
TRIZ中技术系统的理想化水平与有用功能之和成正比，与有害功能之和成反比。理想度可以对创新思维方案、技术系统解决方案进行评价，最后选择理想度高的方案进行实施。要提高创新思维方案和技术系统解决方案的理想度可以增加有用功能或减少有害功能，也可对方案各个层面进行各层次分析，进而获得理想解。
4 TRIZ解决问题的方法
TRIZ理论具有很强的实践性，可广泛地应用于各个领域，它可以扩展人的创新性思维，从而寻求解决问题的办法，为不同行业的技术创新问题提供启发和参考建议。用TRIZ解决问题，首先要把问题转换为问题的模型，然后从TRIZ解决问题的工具中找到解决问题的模型。TRIZ理论在解决技术问题时主要用技术进化工具、矛盾矩阵工具、物-场分析工具和科学效应库工具。
4.1 技术进化工具
技术进化工具是TRIZ理论核心内容之一，它表明技术处于进化过程中并且有规律可循，可预测。技术进化规律包括S曲线和进化法则。其中进化法则包括完备性法则、能量传递法则、协调性法则、提高理想度法则、动态性进化法则、子系统不均衡进化法则、向微观级进化法则、向超系统跃迁法则。S曲线：技术系统进化过程分为婴儿期、成长期、成熟期、衰退期，提高理想度法则贯穿技术系统的全生命周期。对于待解决技术系统，根据S形进化曲线原理分析技术系统所处阶段，而后依次用进化法则，最后获得建议方案，并结合实际技术系统，建立解决方案。技术进化工具应用过程体现了技术系统由量变到质变，技术进化工具有时只需根据实际情况应用一个或者几个即可建立解决方案。
4.2 矛盾矩阵工具
TRIZ研究的冲突是技术冲突和物理冲突。技术冲突是指一个系统在某方面得到改善的同时，另一方面被削弱。运用矛盾矩阵中的标准参数找到对应的发明原理可以解决技术冲突。物理冲突是因为追求对立的结果而引发的。对此，物理矛盾一般是通过分离的方法，获得两个相反的解决方案。分离的方法很多，有空间分离、时间分离、系统级别分离、条件分离、范围分离等。
TRIZ有助于我们思考方案，寻找和创建能够满足既定需要的系统。在这过程中，我们遇到的一切物理矛盾都可以从40个发明原理中找到答案。发明原理构成了一个简单的清单，从中可以得到基于不同情形和时间的解决方案，帮助我们创建所需要的系统。
4.3 物场分析
阿奇舒勒创建了一套精准的体系归纳系统中存在的问题，并提出相应的解决方案称为物场分析。物场分析原理认为，功能都由两种物质和一种场这三元素组成。它用三角形模式来解读每个问题的功能，在此模型中下面两个元素代表两种物质，用S表示；上面一个元素表示场，用F表示。场表示物质之间相互作用。复杂的系统经过分解，可运用多个组合三角形模型表示。
一种物质作用于另一种物质便可以提供某种功能。功能可能有利，也可能有害；可能是完美的，也可能有不足之处。物场模型聚焦于功能分析，把功能做正确，在解决问题时提升系统理想度。通过三角形功能建模，能以图示的方式表明功能形成过程中存在的问题。
4.4 科学效应库工具
效应指应用本领域，特别是其他领域的有关定律，解决设计中的问题。效应是特定条件下，在技术系统中实施自然规律的结果，是场与物质之间的互动结果。效应也能看作是一种功能，它是物质、场或两种的组合，将输入作用转变为所需的输出作用。通过选择不同的效应、物质参数，可以控制效应的转换效果。
科学效应库是将物理效应、化学效应、生物效应和几何效应等集合起来组成一个知识库。利用科学效应库有利于突破设计人员只是对其专业知识熟悉的局限性，发散思维从其他领域找问题的解。科学效应库解决问题的流程为：第一，分析待解决的问题，确定解决此问题能实现的功能；第二，根据功能确定与此功能相对应的代码；第三，确定与功能代码相应的科学效应和现象；第四，查找优选出来的每个科学效应和现象的详细解释，并应用于此问题的求解，形成解决方案。
4.5 ARIZ算法
ARIZ是一个分步解决问题的过程，每个步骤都有相适应的工具。ARIZ由五个步骤构成，分别是：定义问题；揭示系统矛盾；分析系统矛盾并形成“最小问题”；猎取资源；发展概念性解决方案。从流程上看ARIZ的工作内容主要表现在了解问题和寻找资源方面，只是到了最后一步才转到问题的解决方案上来。但在践中，使用者随时都可以发现解决问题的想法，尤其在了解问题阶段，这些想法可以用来解决问题。
ARIZ适用于解决比较复杂的问题，它能够帮助我们一步一步找到解决方案。这种方法涵盖问题的面很广，步骤多，比较有效，但是过程较长，不是一种快速解决问题的方法。ARIZ的作用主要体现在了解问题的性质，并找到最好的资源，解决遇到的问题。ARIZ是TRIZ解决问题的主导程序，是一种非常强大和精准的方法，能指引人们有序地工作，找到最佳的解决问题的方法。
5 结语
本文介绍了TRIZ理论发展及其理论体系，并对其解决问题的方法进行研究，为后续TRIZ理论在各领域的应用提供了参考。遇到问题时，可以用TRIZ理论去寻找具体的解决方案，TRIZ能使我们在遇到复杂问题时保持清晰的思路。随着遇到的问题越来越多，TRIZ理论方法也在不断完善与发展，它需要不断与新技术、新理论进行结合才能够适应现代的需求。随着研究的深入，TRIZ还可应用于经济管理等非技术领域。
参考文献
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利用TRIZ解决问题，主要是将一个具体问题定义为标准问题，然后将标准问题转换并表达为一个TRIZ的问题，然后利用TRIZ体系中的理论和工具方法获得TRIZ的通用解，最后将TRIZ通用解转化为具体问题的解，并在实际问题中加以实现，从而解决问题。描述如图1
图1问题转换流程
2、TRIZ理论工具之间关系和选择
应用TRIZ的第一步是对给定的具体问题进行分析；如果发现存在冲突则应用原理去解决；如果问题明确但不知道如何解决，则应用效应去解决；第三种选择是对待创新的技术系统进行进化过程的预测。之后是评价，确定是否满足要求。如果满足要求，则进行后序的改进设计工作，反之，要对问题进行再分析。
2、TRIZ理论工具技术参数
2．1确定技术参数
（1） 39个通用技术参数
TRIZ理论的重要方法就是使用通用工程参数将各种矛盾冲突进行标准化归类,用通用工程参数来进行问题的表述，通用工程参数是连接具体问题与TRIZ理论的桥梁。可以分为如下3大类。
1)物理及几何参数：共15个，包括运动物体的重量、静止物体的重量、运动物体的长度、静止物体的长度、运动物体的面积、静止物体的面积、运动物体的体积、静止物体的体积、速度、力、应力或压力、形状、温度、光照度和功率。
2)技术正向参数：这些参数变大时，系统或子系统的性能变好。共13个，包括结构的稳定性、强度、可靠性、测试精度、制造精度、可制造性、可操作性、可维修性、适应性及多用性、装置的复杂性、监控与测试的困难程度、自动化程度和生产率。
3)技术负向参数：这些参数变大时，系统或子系统的性能变差。共11个，包括运动物体作用时间、静止物体作用时间、运动物体的能量、静止物体的能量、能量损失、物质损失、信息损失、时间损失、物质或事物的数量、物体外部有害因素作用的敏感性和物体产生的有害因素。
当我们对系统进行改进时，这些技术参数的变化可以分为2大类。
1)欲改善的参数：指系统改进时将提升和加强的特性所对应的工程参数。
2)欲恶化的参数：指系统改进时，在某个技术参数获得提升的同时，导致其他变差的技术参数。
欲改善的参数与欲恶化的参数就构成了技术系统的矛盾，TRIZ理论就是通过克服这些矛盾推进系统向理想化进化的。
（2） 40个发明原理和矛盾矩阵
这40个发明原理按照序号1～40分别为：分割、抽取、局部质量、增加不对称性、组合合并、多用性、嵌套、重量补偿、预先反作用、预先作用、事先防范、等势性、反向作用、曲面化、动态化、未达到或过度的作用、维数变化、振动、周期性作用、有效作用的连续性、减少有害作用时间、变有害为有益、反馈、借助中介物、自服务、复制、廉价替代品、机械系统替代、气压或液压结构、柔性壳体或薄膜、多孔材料、改变颜色、同质性、抛弃或再生、物理化学参数变化、相变、热膨胀、加速氧化、惰性环境和复合材科。
在系统改进过程中， TRIZ理论提出了矛盾矩阵，该矩阵将描述技术矛盾的39个通用技术参数与40个发明原理建立起的对应关系，很好地解决了改进过程中选择发明原理的困惑。
3 、TRIZ理论应用案例：座椅地板加强板的改进
下面以轻客地板加强板通用化加工实例说明39个通用技术参数、40个发明原理和矛盾矩阵的综合应用步骤以及求解过程。本课题从地板的装配制造方法研究入手，基于TRIZ理论提出一种新的地板总成座椅补强板的设计方法。
3．1、座椅地板的问题：
车身地板总成是座椅安装布置的重要载体，是保证乘客安全不可忽视的重要零组件之一。
现有地板标准设计结构，地板采用瓦楞结构，座椅安装孔在地板瓦楞槽上部，如图2示，相应座椅加强板与其配合使用，通过车架横梁进行连接，有效保证座椅安装强度如图3示
图2 地板形式
图3 加强板焊接形式
客户差异性车型地板结构，地板外形结构不变，增加相应配置安装孔，增加配置部分座椅加强板采用临时结构，有的安装孔落在地板瓦楞槽底部，现有加强板无法使用，需重新设计。目前解决方法是根据客户图纸要求，进行座椅总布置，确定安装孔，并按安装孔所在位置确定加强板的规格形状。然而，在加工过程中，容易出现座椅安装位置地板的形状与加强板不符合，使得加强板不能使用，而需重新设计加强板，由于地板不同区域形状不同，加强板形状不同，需设计的加强板种类多不通用，制造成本提高,采用如图4焊接方式，实际运用中补强板易产生破坏，强度无法保证。
图4差异地板加强板焊接方式
3．2 制定解决方案
第1步：确定技术参数
现在存在的问题是：座椅地板加工过程中由于车型品种多，没有一一对应的座椅加强板与横梁连接，在车使用中由于地板无法承受外力的作用使得座椅安装处钣金件损坏，这是欲改善的特性。对应到通用技术参数，选择"32可制造性"，以此作为改善的参数。
因此，在加工过程中，对不同车型的地板，需有不同配置的加强板，要考虑与地板瓦楞槽的配合、要考虑横梁间距，要考虑座椅安装点与地板的配置，要求地板特性与座椅加强板特性一致，这就是被恶化的特性。对应到通用技术参数中选择“33操作流程的方便性”，以此作为被恶化的参数。
第2步：查找TRlZ矛盾矩阵
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关键词 ：动力转向器总成；高压；温度；TRIZ创新方法
中图分类号：TG156 文献标识码：A doi：10．3969／j．issn．1665－2272．2015．10．049
随着汽车行业的高速发展，整个商用车市场已明显向着节能型、轻量型、重载化等方向发展。同时，为了提高乘坐的舒适性而降低了轮胎的气压，更加意味着整车前桥负荷的增加，进一步使前轮的转向阻力增大。因此，在现有动力转向系统的前提下，对动力转向器的输出力矩提出了更高的要求，也就是在同条件的情况下，要求系统提供更高的液压力，来克服地面逐步增大的转向阻力矩。这就意味着：在系统中将会有更多的能量损失，转化为无用的热能而存在。而另一方面，整车在节能设计方面的创新，如电控硅油风扇的应用，也将间接影响到动力转向系统的散热性能，进而造成动力转向系统在高压状态下，系统温度过高的一系列问题。因此，如何通过设计创新来解决动力转向器总成持续高压状态下温度高的问题，同时，又不至于引起其它不可控的风险等对于我国汽车转向行业技术能力提升来说具有重要意义。
1 TRIZ创新理论概述
TRIZ理论是由前苏联发明家、教育家、TRIZ理论之父——根里奇·阿其舒勒（Genrich．S．Altshuller）通过对数以万计的发明专利进行分析、归纳、整理后，总结出来的一套完整的创新理论体系及解决问题的流程，是俄文“Teorijz Rezhenija Izobretatelskich Zadach”
的词头缩写，中文翻译为“发明问题解决理论”，简称“萃智”。它是基于知识的、面向人的发明问题解决系统化的方法学，能够使人的思维模式从发散走向收敛，并利用最常用的方法和原理，使技术问题的解决走出了盲目的、高成本的试错法和拍脑袋式的偶然。同时，提供了一种省时省力的、高效的解决问题的创新方法。
应用TRIZ理论解决问题也遵循着其固有的解题模式（如图1）和解决流程（如图2）：如将“待解决的问题”先转化为“问题模型”，再通过TRIZ理论中的创新工具，将“问题模型”转化为“解决方案模型”，最终形成“解决方案”，实现技术问题的解决。这样就避免了传统技术问题解决过程中，直接将“待解决的问题”过渡到“技术方案”的局面，打破了技术人员在解决技术问题中的惯性思维模式，并学会运用全新的方面去看待问题、思考问题及解决问题提供了很大的帮助。
2 基于TRIZ理论的问题分析
2．1 常规解决问题方案及其缺陷
解决方案一：将转向油泵上的限压装置，转移到动力转向器总成上面添加“安全阀”，使系统在高压状态下持续工作时，将转向油泵内部的内循环转化为转向系统外部的外循环，进而增加散热时间，以达到降低系统温度的目的。
存在缺陷：由于“安全阀”属于高压卸荷回路，当且仅当系统压力处于高压状态并达到其工作压力时才起作用。但系统仍处于高位压力运行，对温度的改善，意义不大。
解决方案二：在动力转向器工作到极限位置时，设计一个低压卸荷回路，防止转向器长期处于高压状态下工作，进而释放大量热能。
存在的缺陷：只有在极限位置才能起作用；不能与安全阀装置同时起作用；系统内部所有流量全部通过一个小孔卸荷，且受结构布置及系统流量大小影响。
2．2 基于TRIZ理论分析得到的解决方案
按TRIZ解题模式，首先将“待解决的问题”转化为“问题模型”，最终明确了问题解决的思路和方法。因此，通过对系统组件模型进行分析（如图3），最终找出“导致动力转向器温度高的主要原因”可能有如下几类：发动机热量的传导；转向系统内部零部件散热性能不足，散热效率低；高压液压油在转向器内部长时间的维持，造成系统产生／散失热量不均衡，单位时间内产生的热量大于散失的热量所致。
因此，基于TRIZ理论分析，针对“待解决的问题”可得出如下解决方案之一：为避免系统长时处于高压状态下工作，通过引入新的物场——电磁场，采用“事先防范原理”，事先防范长时高压下的能量过渡损失，或采用“反馈原理”，来反馈“作用时间”过长而导致系统压力能在高压状态下的过渡损失，达到改善压力能损失，降低系统温度的目的，进而引入低位“适时卸荷”回路和低位“延时卸荷”回路概念，即：在“转向器总成”进油口与“转向油泵”高压油出口间，添加一个一位两通电磁阀。该阀正常情况下，处于常开状态，即“转向油泵”来的高压油经过“电磁阀”所有流量直接进入到转向器内部，该阀仅仅起通流作用；当需要卸荷时，司机根据实际使用工况和需求，手动开启控制开关，控制开关控制“电磁阀”开通，“转向油泵”泵送出的高压油经过“电磁阀”大部分回到“转向油管”，小部分经过“电磁阀”节流作用，参与保压过程，进而起到低位“适时卸荷”回路的作用，降低压力能的损失程度；或通过反馈原理，当转向器长时间处于某一位置不动时，转角传感器将信号反馈给“控制器”，控制器根据事先程序控制“电磁阀”开通，进而起到低位“延时卸荷”回路的作用，最终达到改善系统温度的目的。
3 结语
通过TRIZ创新理论方法，从发现问题、分析问题、解决问题等几个阶段的创新流程，对于此技术难题进行了基础原因分析，并采用TRIZ解题模式及一系列方法、工具的应用，从解决问题的切入点开始，一步一步引导技术人员从多角度方面打开思路，最终将待解决的技术问题转化为实际技术方案。
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如图1所示，TRIZ工程问题解决的流程为将待解决的工程问题的分析过程，转化为TRIZ的问题模型，然后应用TRIZ解决问题模型，提出解决方法，并将解决方案落实到实际问题中。本文以解决铸型刮砂成型过程中型砂坍塌问题为例，讨论TRIZ理论在解决工程问题中的应用。
1 问题描述
大型铸钢件表面缺陷通常采用磁粉湿法探伤，为保证喷洒至铸件表面的磁悬液基底中磁粉粒子同时具有良好的流动性和显像效果，配制及取用的磁悬液需要适宜的浓度。磁悬液搅拌设备采用机械搅拌的方式使磁粉能够均匀分散在水基载体中，但由于磁粉粒子因自身重力而下沉，且液体中各处的搅拌强度不同，导致同一桶中不同深度处或是不同部位处抽取的磁悬液浓度差异较大，影响磁粉探伤检测准确性。如何保证磁悬液浓度的均匀性，成为当务之急。
2 问题分析
2.1功能分析
为实现磁悬液的搅拌均匀，使用磁粉搅拌设备拌，该设备由搅拌机构（电机、传动轴、叶片）、配液桶、水、磁粉、称量桶等部件组成，如图2所示。将磁粉和水按规定的比例分别加入搅拌桶中，通过搅拌机构将其充分搅拌后，使用梨形瓶采样测定浓度，若在浓度范围内即可使用，否则需要对磁粉或水基载体进行调整。
该磁悬液搅拌系统的作用对象是磁悬液，各组件之间的相互关系以及作用为：电动机驱动传动轴，传动轴驱动搅拌叶片，搅拌叶片搅拌磁悬液，液料桶容纳磁悬液，液料桶支撑电动机，梨形瓶称量磁粉。超系统组件与系统组件的相互关系与作用为：空气（环境）改变磁悬液温度，喷壶盛装磁悬液，磁悬液喷洒在铸件上，磁场磁化磁悬液，相互作用如图3所示。在实际生产中，由于电机对传动轴固定不稳定，导致传动轴在旋转的过程中摆动幅度大，叶片容易撞击到桶壁，造成叶片的损坏。另外由于叶片对液料的搅拌强度不足，导致液料不均匀。
2.2因果分析
磁悬液搅拌过程中，磁悬液不均匀的原因可使用图4所示的因果链分析，由于搅拌强度的不足，导致磁粉不均匀，究其根本原因有两点：其一是电动机传动轴太长，导致搅拌叶片水平摆动幅度大，降低搅拌叶片的速度，从而提供的搅拌力不足；其二是搅拌叶片数量太少。
3 问题解决
3.1技术矛盾
所谓技术矛盾是指用已知的原理和方法改进系统某部分或某些参数时，不可避免地出现系统的其它部分或参数变坏的现象[2]。例如：质量和强度、汽车的速度和燃料耗费等等。
A1tshuller 通过对大量发明专利的研究，抽象出39 项产生系统矛盾对立的典型技术特性，又在此基础上给出了40 个发明创造原理[2]，提示设计者最有可能解决问题的方法，成为解决技术矛盾的关键。
在本文研究的问题中，针对根本原因“搅拌叶片数量少”，采取增加搅拌叶片的数量，如图5，从而提出技术矛盾如下。
技术矛盾1：增加搅拌叶片数量，叶片搅拌磁悬液的力就会增加，磁粉浓度均匀性提升，但是搅拌叶片的摆动幅度就会更大，容易损坏搅拌叶片和液料桶；
技术矛盾2：不增加搅拌叶片数量，搅拌叶片的摆动幅度就会不变大，也不会更容易损坏搅拌叶片和液料桶，但是叶片搅拌磁悬液的力就不会增加，磁粉浓度均匀性差。
从以上技术矛盾中找到改善的技术参数是10“力”，恶化的技术参数是31“物体产生的有害因素”。为了解决这一矛盾，对照阿奇舒勒矛盾矩阵[1]，提供了4种发明原理，分别为3“局部质量原理”、13“反向作用原理”、24“借助中介物原理”、36“相变原理”。通过对这些原理的比较，从发明原理3中提出概念方案1：电动机转动轴下方增加限位工装，减少搅拌叶片水平方向的摆动，增加垂直方向的搅拌叶片；概念方案2：配料桶中不加磁粉，在配料桶出口处增加磁粉加入装置，取样的过程中，利用水的流动搅拌磁粉，达到均匀的目的；从发明原理13中提出概念方案3：电动机安装在配料桶下方，在液料桶底部增加搅拌叶片数量；概念方案4：电动机带动配料桶旋转，搅拌叶片不旋转，增加搅拌叶片数量；从发明原理24中提出概念方案5：电动机转动轴下方增加限位工装，减少搅拌叶片水平方向的摆动，并且增加搅拌叶片数量。
3.2物理矛盾
在一个系统中，任何问题均可以尝试运用物理矛盾进行分析和解决，基于物理矛盾和技术矛盾的密切关系，可以从技术矛盾中提炼物理矛盾，从另外角度思考解决方案。本文研究的问题中，针对根本原因“搅拌叶片数量少”，提出物理矛盾如下：
物理矛盾1：为了满足磁悬液搅拌充分，搅拌叶片的数量要多；
物理矛盾2：为了满足搅拌系统的水平摆动小，搅拌叶片的数量要少。
本文针对搅拌叶片的数量，提出了相反要求的物理矛盾，基于“空间分离原理”提出概念方案6：电动机转动轴下方搅拌叶片尺寸大，上部搅拌叶片尺寸小；概念方案7：电动机转动轴下方搅拌叶片密度大，上部搅拌叶片密度小。
3.3剪裁
剪裁是一种现代TRIZ理论分析问题的工具，是指将一个或一个以上的组件去掉，而将其所执行的有用功能利用系统或超系统中的剩余组件来替代的方法[3]。
在本文研究的问题中，功能模型如图3，电机对传动轴固定不稳定，叶片对液料的搅拌强度不足，导致磁悬液浓度不均匀。利用剪裁的思路，提出概念方案8：剪裁掉搅拌叶片、传动轴、电动机等，改用气动搅拌的方式搅拌磁悬液；概念方案9：剪裁掉搅拌叶片、传动轴、电动机等，液料桶旋转90°，使其自己转动实现搅拌均匀；概念方案10：剪裁掉搅拌叶片、传动轴、电动机、液料桶等，使用小喷壶替代电动机搅拌系统，每次使用前，小壶加入定量的磁粉和水，使用手动摇晃促使磁悬液均匀。
3.4物场模型
物场模型是TRIZ对与现有技术系统相关问题建立模型的工具，是技术系统中最小的单元，由两个元素以及两个元素间传递的能量组成，执行一个功能。Altshuller把功能定义为两个物质（元素）与作用于它们中的场（能量）之间的交互作用，也就是物质S2 通过能量F 作用于物质S1产生的输出（功能）[4]，如图6 所示。
物场模型在解决效应不足的问题时，提供的一般解法有3种：1）增加另外一个场F2（或者F2和S3一起）替代原来的场F1（或者F1及S2）；2）增加另外一个场F2来强化有用的效应；3）一个物质S3并加上另一个场F2来提高有用效应[1]。
在本文研究的问题中，针对搅拌叶片S2对磁悬液S1的搅拌作用不充分，导致磁粉在液料中浓度不均匀、刮板对树脂砂的作用不充分，利用物场模型进行分析，建立物场模型如图7所示，搅拌叶片通过机械场对磁悬液有搅拌的作用，但是此作用不充分，属于效应不足的完成模型，应用物场模型-标准解2.2.5构造场，利用异质的或可调的有组织结构的场代替同质的或非组织结构的场来增强物场模型，提出概念方案11：用压缩空气通入的方法，增强磁悬液的搅拌效果，将压缩空气管从液料桶底部接入，并且通过叶轮的搅动促进磁悬液的混合；概念方法12：选取一种可控性好的搅拌装置，例如磁场搅拌代替机械搅拌的方法，能更加充分的使磁粉和液料混合均匀。
3.5方案评价
从消除矛盾、产生新的危害、投入成本、复杂性以及可行性5个方面，按照0/1/2三个等级，分值越大代表越有利于消除矛盾，产生的新危害越小，投入的成本越低，系统越简单，可行性越高，对以上解决方案进行评价，并对5种解决方案进行优先级排序。如表1所示，得分最高的方案8为优选方案，其次是方案11、方案5、方案1、方案9。
采用概念方案5，设置如图8气动搅拌装置，包括电机1、鼓风机2、气压表3、进气软管4、P旋型进气管5、搅拌桶6、蓄水池7、抽水泵8、进水阀门9、进水管10、出水阀门11、出水管12、进料口13、水位刻度表14，对磁悬液配料系统设备进行改进，实现气动搅拌替代目前电动搅拌系统，解决了磁悬液浓度不均匀的问题。
4 结论
本文通过应用TRIZ基本理论，结合磁悬液配料系统搅拌不均匀的问题，探讨了如何利用TRIZ分析工具分析实际问题，并且转化成TRIZ问题模型，然后利用TRIZ工具解决问题，对此问题提出解决方案，最后通过各方案的评价筛选出最优的解决方案。
责编/刘红伟
参考文献
[1] 曹福全.创新思维与方法概论――TRIZ理论与应用 [M]. 黑龙江教育出版社.2009.
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关键词 ]TRIZ；创新方法；开放式创新实验室；建设方案
1、引言
为进一步推行开放式实验教学改革，形成动态、开放、自主、多元的实验教学模式，激发学生自主创新兴趣，培养学生创造性思维能力、创新性实验能力、科学研究能力，许多高校正在开展开放式创新实验室建设工作，创新实验室的建设目标是能够找到一条既适合大面积教学需求、又适合少数有需求学生的探究性研究的有效教学实践模式。
创新思维与创新方法在创新能力培养中占有重要地位,创新思维与创新方法正在被人们认可和重视。TRIZ理论是前苏联-阿塞拜疆Azerbaijan发明家根里奇?阿奇舒勒所提出的，他从1946年开始领导数十家研究机构、大学、企业组成了TRIZ的研究团体，通过对世界高水平发明专利（累计250万件）的几十年分析研究，基于辩证唯物主义和系统论思想，提出了有关发明问题的解决理论。TRIZ理论通过对人类创新活动的高度概括，目前已经形成了一套具体求解创新问题的工具和方法。
在当前“大众创业、万众创新”的历史背景和机遇下，高等教育在培育创新精神和培养创新型人才方面肩负着特殊的使命，而在传统教育模式的基础上如何导入创新教育是一个亟待解决的问题，需要我们在教学实践中进行不断的探索。大学生创新能力与创新思维的培养可从创新认识、创新方法、创新活动流程等多方面切入，其中，创新思维是框架，创新思维到创新能力的转变至关重要。基于TRIZ创新方法,论文提出了一种全新的开放式创新实验室的建设方案，即在指导学生了解、熟悉、应用RTIZ创新思维方法思想的基础上，结合学生专业实际，依托可行性较高的溶创新方法于一体的实验报告模板，让学生在潜移默化中接受创新能力训练，通过后期的专利和论文成果的辅导使得创新成果得以凸显。
2、开放式创新实验室的特点
开放式创新实验室具有适用性、开放性、创新性的特点。适用性要求实验项目的规模至少能满足10人以上同时开展实验的要求，这是由于创新性的实验项目的开课对象一般为具有一定专业基础的相关专业大面积本科生，实验项目本身也包含面广量大的学科基础实验课和专业基础实验课；开放性要求实验项目在现有实验室条件下或通过建设后能够真正开出，满足开放性实验教学要求，在实验时间、实验空间、实验资源和实验室管理等方面实现开放，学生在教师指导下，自主设计实验方案、开展探索研究、进行数据分析处理和撰写实验报告，注重实验过程评价而不是实验结果的评价；创新性要求实验项目的选题应尽可能反映学科前沿课题或社会生活中有待解决的问题，从最新的科研成果或教改成果中凝练出实验项目，体现实验内容自主性、实验结果未知性、实验方法和手段的探索性，注重启发学生创新思维，培养学生自主研究学习能力。
3、开放式创新实验室建设方案
鉴于开放式创新实验室的上述特点，从TRIZ创新方法应用的角度出发，我们提出了一条基于TRIZ创新方法的开放式创新实验室建设方案。开放式创新实验室的开课模式主要分选课、上课、提交报告、评定成绩四个阶段，下面分别进行说明。
选课阶段，针对我校每学期2500名左右选修实验课程的本科生，给出250名左右的创新实验选课名额，遴选出对创新有兴趣的同学。
上课阶段，首先通过两次课堂讲座形式对2 5 0名选课同学进行TRIZ创新方法及创新思维的培训以及专利相关知识的辅导，然后分发创新实验报告模板，让学生按每10人一组自行分组，并确定每组进入实验室确切时间；在实验课堂上，实验室提供多个与本校专业密切相关的课题供学生自行选择，每个课题又可以衍生出若干子课题，例如我们实验室的“空气阻力系数测定”项目是在南京千韵公司的QY-KZIA空气阻力系数测定实验仪的基础上建立起来的，当一个物体与空气的气流发生相对运动时，气流会对物体产生一种阻力，这种气流对物体的阻力可简称为流阻（或风阻），对于在迎着气流方向上同样的横截面情况下，不同的形状的物体所受流阻是不相同的，这种不同形状物体所受流阻的系数就是本实验要研究的主要内容，通过本实验来研究不同形状物体的阻力系数，对水文、流体力学、建筑设计、航空和汽车设计、高速列车设计等与气流速度密切相关的行业都有很现实的意义，每位同学可以根据自己的专业与兴趣，选择一个问题，应用TRIZ方法，按照实验报告模板的指引，完成自己的创新研究。
提交报告阶段，按照实验报告模板的要求，提交问题解决过程及最终优化方案，教师分析方案创新性、新颖性及实用性，择优推荐申请专利或发表在实验室内部刊物《创新方案》上。
评定成绩阶段，创新实验最终成绩由参加两次讲座及实验过程及方案综合评定，提交完整问题解决方案并公开发表者，实验成绩为优，并优先推荐参加校级物理创新竞赛。
4、总结
论文从TRIZ方法应用的角度出发，结合高校教学现状与需求，提出了一套具体翔实并具有适用性的开放式创新实验室建设方案，可供教学改革与TRIZ应用研究者借鉴与应用。
参考文献
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随着TRIZ理论的不断发展，TRIZ理论和方法的应用也越来越广泛,现阶段，TRIZ在创新教学、创新设计、创新科研等得到了广泛的应用,取得了傲人的成绩,笔者从TRIZ理论和方法的角度出发并在汽车电子技术教学中应用这一理论，旨在促进汽车行业的进一步发展，为汽车服务工程的创新性人才培养提供一条途径。
（1）改革汽车电子技术课程教学的内容,进一步培养学生的创新意识。
众所周知，汽车电子技术课程涉及到的较多内容,如汽发动机原理、汽车构造、汽车故障检测、汽车电子技术等等,在涉及的这些课程中，有的课程具有很强的实践性和设计性,对于这样的课程，就必须对其教学内容进行改革,对学生的创新意识进行强化。从实质上来说,想要灵活的运用汽车教学过程中的基础理论，最重要的一点就是创新，正因如此，在讲授这些实践性和设计性较强的课程的时候，一定要调动学生的主动性，启发学生的思维，采用不同的应用实例来解释一个原理或一个方法。教师在授课过程中，如果在讲到电子巡航中应用的磁阻式转速传感器时,可以通过与学生之前学过的转速传感器的各种形式与现在学的内容进行比较，帮助学生记忆。从实际出发，理论联系实际是改革汽车电子技术课程教学内容的关键所在。汽车电子技术作为汽车服务工程的重点，其自身具有很强的实践性,如果在运用“偏理论、清实践”传统的教学模式，那么必然会打击学生的积极性,使学生产生畏惧心理。所以一定要加大汽车电子技术课程教学的实践性，充分利用学生的视觉、感性认识，将汽车电子技术的应用过程以及应用的不同形式,鼓励学生积极的动手实践。
（2）改进和完善汽车电子技术课程的教学手段和教学方法,培养学生的创新思维
首先，在汽车电子技术课程教学中可以制作精美的电子课件,如果能够在汽车电子技术课程的教学过程中引入CAI技术，那么势必会给汽车电子技术课程的教学带来质的改变。随着社会的不断发展，网络技术和多媒体技术也日趋完善，CAI技术（computerAssistedInstruction）以其特有的效果（直观性和互动性）,被广泛应用在课堂教学中。将CAI技术应用到汽车电子技术课程教学中，采用动画、三维等描述，既可以提高学生的兴趣，还能够加深学生的印象，可谓是一举多得。在汽车电子技术课程的教学过程中，培养学生对汽车服务工程类课程的学习兴趣,尤其是汽车电器、汽车构造这些课程,要尽可能的多加一些视频,以最直观的方式帮助学生了解汽车部件的装置远动过程，以帮助学生深入的了解汽车的基本原理和基本结构。其次，对于学生的作业形式，笔者认为可以采用论文作业的方式，之所以采用这种方式，其主要原因是它能够引导学生的创新思维。在授课接近尾声的时候，用论文的形式布置作业，有利于培养学生的发散思维，培养学生的创新意识，激活学生的创新思维。最后，要训练学生的思维方法和创新思维技法，讲完一个基础理论，我们就可以采用TRIZ理论中40个发明创造原理中的一个方法,促进学生之间的相互启发,激发学生他们的联想思维、想象思维、灵感思维,进而得到创新的成果。
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1 TRIZ概述
TRIZ是俄文中发明问题解决理论的词头，该理论是前苏联科学家Altshuller及其领导的一批研究人员，自1946年开始，在分析研究世界各国250多万件专利的基础上提出的发明问题解决理论。经过多年的发展，TRIZ已成为技术问题或发明问题解决的强有力方法学和一种较完善的创新设计理论。TRIZ的来源及主要技术工具如下图1所示。
2 发明等级
TRIZ将世界上各个技术领域的发明创新划分出了五个等级，各等级描述如表1所示[1]。TRIZ理论认为，绝大多数专利属于第1-3级，而真正推动技术文明进步的发明是属于目前国外有少数学者提出将TRIZ理论中的发明等级理论应用于创造性的判断，如Steve Hickman直接将TRIZ发明等级理论与现有的KSR、USPTO、EPO和JPO的审查标准进行了对比，认为USPTO和JPO的审查标准大体承认第3-5级发明的创造性，而第1-2级的发明则被认为无创造性[2]。
国内有专利人提出利用发明等级理论来指导专利申请的策略。王秀奎[3]认为，TRIZ理论对发明创新的等级划分实际上反映了该发明创新的难易程度，该等级划分体现在专利的新颖性和创造性的高低区别，随着发明等级的上升，专利的新颖性和创造性由较低层次逐步上升为最高层次。具体地，在大概确发明等级之后，人可以根据其等级采取不同的撰写策略，如当等级为第4级或第5级时，可选择“功能性限定”的方式来限定较宽的保护范围，并尽量多地列举实施例来支持；若为第1级时，该文认为此类创新难以获得发明专利授权，可采用主动放弃申请或者防御型公开技术内容方式；而对于第2级，考虑对核心技术进行专利部署，第3级则重点部署核心专利，同时根据需要向其他产品/领域扩展。笔者认为，从审查员的角度来看，发明等级在实质审查过程中可以起到以下作用。（1）指导检索。针对等级较低的发明，预期能够检索到比较合适的对比文件来评述该发明的三性问题，但如果经过一段时间的检索仍未检索到合适的对比文件，则此时需要仔细考虑分类号的扩展及采用其他关键词，及时调整检索策略。（2）针对等级较高的发明，由于该发明的技术方案本身复杂，运用了多个领域或学科的知识，若是采用两篇或者两篇以上的文献来评述该技术方案的创造性，此时应当仔细考虑该多篇文献是否存在跨领域、跨学科的问题，并进一步考虑该结合启示的问题；如果没能检索到合适的对比文件，此时则需要重点考虑该权利要求，尤其是独立权利要求的技术方案是否符合较高等级发明的内涵，判断该授权范围是否恰当。
3 技术矛盾与发明原理
唯物辩证法中，矛盾是对立统一的。TRIZ理论认为，矛盾是指内在要素、作用或主张彼此不一致或相反的情境。TRIZ将工程问题中常见的矛盾分为两种：技术矛盾和物理矛盾。当想要改善系统中某一特性、参数时，常常会引起系统中另一特征参数或特性的恶化，此时技术矛盾出现。如下图所示，当研发人员面对特定的技术问题时，通过39个工程参数来表征该技术问题里需要改善的因素与被恶化的因素，进而将特定的问题转化为一般性问题，然后针对这一般性问题中的工程参数查找矛盾矩阵，找到推荐的发明原理来指导研发创新工作。
上文介绍了利用技术矛盾与发明原理来解决特定技术问题的一般思路，这属于发明的正向思维模式。在发明的实质审查过程中，由于查员是在了解了发明内容之后才做出判断，因而容易对发明的创造性估计偏低，从而犯“事后诸葛亮”的错误[4]。当采用评判创造性最基本的方法――三步法时，为了保证创造性评判的客观性，应当需要不断的还原发明创造，不仅要考虑研发人员从研发原点是如何做出改进来解决该技术问题，也要考虑与衡量该技术手段对现有技术做出的贡献，即应当同时从“正向思维模式”和“逆向思维模式”来反复实践。
参考文献：
[1]创新方法研究会.创新方法教程[M].北京：高等教育出版社，2012.
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教育是国家发展的基石。当今世界，知识成为提高综合国力和国际竞争力的决定性因素，人力资源成为推动经济社会发展的战略性资源，人才培养与储备成为各国在竞争与合作中占据制高点的重要手段。我国高等教育为社会主义现代化建设培养了大批高级专门人才，在国家经济建设、科技进步和社会发展中发挥了重要作用。
在目前的河南省高等教育教学环境中，无论是教师、学生，还是家长、社会，对教学的过程及其成果的满意度甚低。多年来，河南省教学改革取得了不小的成绩，但是普遍反映整个教改并没有大的突破。反思和分析已有的丰富的教学改革研究成果，可以看到教学改革存在着过多的模仿和重复，教学改革的深度不够。教学改革是高等教育教学工作中的创新活动。自主创新，方法先行，为把教学改革引向深入并提高其有效性，河南省高等教育应该以科学的态度和方法开展教学科研活动。
发明问题解决理论（TRIZ）是诞生于前苏联的创新理论，目前已与精益生产理论、6西格玛并列为制造业世界级降低成本、保证质量与创新的结构化方法。TRIZ提供了发现问题和解决问题的方法和工具，可以帮助设计人员避免解决问题过程中烦琐的试错工作。近年来，TRIZ已在美国、欧洲、韩国等许多国家的制造企业应用，解决了大量新产品开发中的瓶颈问题，如波音公司的波音767燃油补给系统创新设计。通过应用TRIZ，加速了技术与产品创新的步伐，提升了这些企业的创新能力与市场竞争力。也有学者将TRIZ用于经济、政治、科学、教育等非技术领域中问题的解决。近年来，非技术领域的应用案例不断增多，如Mann构建了商业冲突矩阵并用于企业管理实践;王鑫铝将TRIZ用于大学生课程教学，论述了TRIZ在学生创新能力培养中的作用。
因此，将TRIZ用于河南省高校教学改革具有可行性。本文将借助TRIZ对高校教学改革发展模式进行分析，并探讨TRIZ在河南省高校教学改革中的具体实施途径。
一、基于TRIZ理论的高校教学改革发展方式分析
1.高校教学改革的理想目标。理想化是对客观世界中所存在物体的一种抽象。在TRIZ中理想化是一种强有力的工具，在创新设计过程中起着重要作用。产品进化的过程是产品由低级向高级进化的过程，进化的极限状态是最终理想解（IFR），而进化的中间状态是理想解。理想解有如下的4个特点：消除了原系统的不足之处;保持原系统的优点;没有使系统变得更复杂;没有引入新的缺陷。按照TRIZ理论，河南省高等教育需要重新认识其教学对象，更多地考虑学生的学习需求;重新审视河南省高等教育的服务范围和培养目标，需要更为细致地对现状进行分析，更好的设计和优化河南省高等教育“理想解”，掌握资源，分析和解决矛盾，从而在深化教学改革的过程中，找到属于河南省高等教育的“创新问题解决方案”。
当前，河南省高等教育需要学习创新方法，用创新方法理论来指导高校的教学改革实践。利用TRIZ理论，可得到现阶段高校教学的理想解是：“在《高等教育法》和《国家中长期教育改革和发展规划纲要》以及国家相关政策法规的指导下，最大限度地满足社会发展对创新人才的长远需求，最大限度地满足学生的学习需求和成才需求，教师愉快教育，学生愉快学习。”这样的教育环境是河南省高校的理想教育系统，也是河南省高校开展教育教学改革的长远目标。
2.高校教学改革的路径。TRIZ的一个重要成果是认为创新有级别，产品创新由低级向高级的方向发展，高级别解的产生需要更多的知识。产品的级别还与问题的难易程度、知识来源等有密切的关系。五个创新等级分别为：一级是通常的设计问题或对已有系统的简单改进，设计人员自身的经验即可解决;二级通过解决一个技术冲突对已有系统进行少量的改进，采用行业中已有的方法即可完成;三级对已有系统有根本性的改进，要采用本行业以外已有的方法解决;四级采用全新的原理完成已有系统基本功能的新解，解的发现主要是从科学的角度而不是从工程的角度;五级是采用罕见的科学原理导致一种新系统的发明。假如设计人员能按照正确路径，从低级开始，依据自身的知识与经验，向高级方向努力，可从本企业、本行业及其他行业已存在的知识与经验中获得大量的解，有意识地去发现这些解，将节省大量时间，降低产品开发成本。
河南省高校现有的大量教学改革成果有较大的重复性、模仿性，类似于第一级发明。在长期的学习和改进之后，河南省高校应该把教学改革引向深入，真正实现高等教育的创新教改成果。在发明的第二级、第三级上做文章，进行教学结构的改革。所谓教学结构，是指在一定的教育思想、教学理论、学习理论指导下的在某种环境中展开的教学活动进程的稳定结构形式。它将直接反映出教师按照什么样的教育思想、理论来组织自己的教学活动进程，所以是教育思想、教学理论、学习理论的集中体现。可见，教学结构的改革是更深层次的改革，教学结构改革的意义对河南省高等教育的发展更加深远。
二、基于TRIZ理论的河南省高校教学改革实施探索
创新能力是国家参与国际竞争的需要，是国家富强壮大的超级马达。河南省高等教育必须把增强民族的创新能力摆在当前高等教育的首要地位，以面对世界科技飞速发展所带来的挑战。教育在培育创新精神和培养创造型人才方面肩负着特殊的使命，河南省高校的教育必须认真改革，培养出来的学生才更具创新思维、创新能力，才会不辜负父母及学校的期望。
下面以《管理信息系统》课程为例，介绍基于TRIZ的河南省高校教学改革实施方式。其中要求，在管理信息系统课程的教学中，引进并渗透TRIZ理论，鼓励学生创新，并且在课程设计和实验教学中进行改革。通过改革逐渐建立学生的创新理念，并通过创新设计树立开拓创新的信心和“终身创新”的理念。
1.优化教学内容，构建具有培养创新能力的教学体系。往年的《管理信息系统》教学体系注重课程的理论知识教学，较难培养学生的创新意识、科学思维方式和创新习惯，当前增加TRIZ理论，有目的性地培养学生的创新意识。例如，当老师在讲解管理系统的设计及其在生活中的应用的过程中，可以将一些TRIZ理论的相关知识穿去，再列举一些TRIZ中与其专业有关的创新例子，使TRIZ理论在课堂、课后都能被学生广泛思考、讨论与利用，学生甚至能够得到启发，在原有基础上从不同角度进行思考与创新。
2.基于TRIZ理论构建培养创新能力的实验教学体系。学生的创新思维与创新能力需要在《管理信息系统》实验教学体系中得到极大的提高。因此，第一步，我们需要加强综合性和设计性实验的开设，这些实验要求学生在原有课本知识的基础上有自己创新性的思维，提出具体的、创新性的实验步骤。第二步，让学生积极动手，引导学生并在《管理信息系统》实验的教学体系中直接应用TRIZ发明原理。
3.基于TRIZ理论构建培养创新能力的课程设计教学模式。学生在教师给定的课程设计题目的基础上，必须增加自主研究模式，简单来说即为“学生发现问题―确定题目―搜集资料并制订研究计划―分析资料并实施研究计划―撰写研究报告”等一系列步骤。学生独立从事和完成某项课题的整个研究过程即自主研究，包括：提出问题，确定研究课题，开展研究（TRIZ理论的应用），最后提交研究成果（论文或原型）。
总的来说，学生提出问题的自由性很大，因此，他们可以最大限度地施展他们具有个性特点的才智。自始至终，指导教师好像在扮演着一个“局外人”的角色，在欣赏着自己学生的成长。在这一过程中，他们不会像主角一样参与其中，更不会像导演一样把自己的观点强加给学生。他们只是担任友情出演，寻找必要时机并给予一定的技术指导。因此，学生在这一模式下的引领下，实施空间最大、运用范围最广。
4.构建第二课堂，培养学生的创新能力。教师与学生可以利用专业优势，构建第二课堂，学生可以参与教师的课题研究，同时老师也可指导学生参加各类竞赛活动。大学生参与到教师的课题研究中，可从崭新的视角为课题组提出创新观点，更重要的是学生在参与协助科研项目的过程中接触学术发展的尖端知识，增加他们对学术的探索欲以及提高了他们思考问题的深度。学生在第二课堂中被教师成熟的科研思想所熏陶，处于严肃缜密的科研氛围之中，自己的想法更好更快地转化为实践，学生应用TRIZ理论提出问题和解决问题的能力变得更加强大，学生由此获得了宝贵经验和成长体验，这是在传统式的教学中永远获取不到的。第二课堂活动，使学生的课外生活更加丰富，实际创新能力得到最大限度提升。
三、结论
TRIZ是解决发明问题最有力的理论工具。本文以TRIZ理论为基础，从一种创新性思维方式对高校教学改革发展模式进行分析，确定教学改革的目标和途径，并以《管理信息系统》课程为例提出了高校教学改革实施方式，为高校教学改革进行了有益的尝试，有待于在实践中检验和完善。
参考文献：
[1]陈光.中国大陆TRIZ研究与推广：现状与问题[J].管理观察，2009，（4）：79-80.
[2][苏]阿奇舒勒.畦……发明家诞生了[M].[美]舒利亚克，英译.范怡红，黄玉霖，汉译.成都：西南交通大学出版社，2004.
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一、引言
发明与创造是人类文明进步的原动力。在人类发展史上，创造性活动一直促进着科学技术的发展。设计本身就是创新，培养机械创新素质就必须从事创造实践，结合科研来服务企业。这样才有可能从实践中提炼出更多的创新方法。由此，就提出了如何培养创新能力的问题。
目前TRIZ（发明问题求解原理）理论被认为是可以帮助人们挖掘和开发自己创造潜能、最全面系统地论述发明创造和实现技术创新的新理论，是“超级发明术”。事实上，阿奇舒勒所创建的TRIZ是发明与创新方法的理论，是20世纪的伟大发明之一。一般来说，TRIZ理论主要应用于概念设计。
二、创新设计能力的培养
（一）培养创新能力的必要性
创新能力产生于我们的思维。科学的真谛在创造，创造的奥妙在思维，思维的本征体现于想象。创新能力与想象力是孪生兄弟。所以，想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。
要创业就得有创新能力，创业型人才一定是创新型人才，创新型人才一定具有很强的思维创造能力。因此创造性思维和创造能力是一个创新型人才必备的特点，所以培养创新能力是很有必要的。
（二）本科学生创新素质发展的障碍
1.侧重传道授业，忽视能力培养。目前的教学内容主要是传授知识，教学方法主要是课堂讲授，学生学得比较被动，学习积极性受到影响。若主讲教师的思路不开阔，创造性欠缺，就可能影响学生创新能力的发展，影响学生思维，使他们缺乏变通，缺乏质疑。而高校评价学生的标准主要是学业成绩，这也会导致部分学生片面追求成绩，忽视科研能力的培养，造成实践活动能力薄弱的后果。
2.专业范围狭窄，不利于创新。大学专业的设置对培养高等专业性人才发挥了一定的作用。但专业的束缚与学生的压力依然存在。专业范围狭窄，专业的束缚对学生的创新也会产生诸多不利的影响。虽然近几年许多高校增加了选修课和辅修课，但由于专业课任务繁重，学生还是在本专业的狭窄范围内活动，忽视了人文和社会科学知识以及相邻学科的学习，这样就限制了学生的视野，影响了他们创新能力的培养。
3.重视认知发展，忽视情感教育。重视学生的认知发展，有利于培养学生的观察力、想象力和思维能力，为学生创新能力的发展打下基础。但忽视学生的情感培养是不正确的，忽视最丰富、最有活力的情感因素，会将教育过程变成枯燥的发展智力过程，这种过程对培养创新人才极为不利。
4.心理失衡，阻碍成才。创新人才应该是有理想、有抱负、有决心，勇于前进，并能有效地进行自我激励的人。但有些学生会因所在高校不是自己的志愿学校而产生心理上的不平衡，在学习上缺乏动力，没有明确目标，专业思想不牢固，成才意识差，缺乏创造精神，这是成才的绊脚石。
综上所述，培养高素质的创新型人才是教育的深刻变革，是一项关系到顶层设计的系统工程，需要在人成长的各个阶段始终贯彻素质教育，着眼于培养创新素质。
三、培养学生创新能力的途径
关于本科学生创新能力的培养，存在有很多观点及论述。诸如：转变教育观念、构建合理的课程体系、改革教育方式、营造创新教育环境、长远规划与短期安排相结合、充分尊重学生的首创精神、及时总结经验、加大投入和改革考试方法等，这说明培养学生创新能力的途径有很多种。本文结合教学实践，将其具体化作为一种探索。具体方案是组织学生参加机械设计创新大赛萌发和激励创新能力，开设《机械创新设计》选修课来引导和培养学生的创新能力。
（一）机械设计制造创新竞赛萌发和激励学生的创新能力
报名参加这一竞赛的学生，在自己作品的研制过程中，会学到课堂上和书本里学不到的知识，从而启迪思维，增长见识。
案例1：购买材料时，市场产品种类和规格很多，且大多与课程内容相关，有些产品连教师也很陌生，但却能使人产生联想，对改进方案有帮助。于是在这个过程中，师生的创新能力都能得到了萌发和激励。
案例2：外协加工时，协作方会根据自己的设备工装条件和制造成本拟定出加工工艺方案，而师生必须考虑制作成本在市场上多跑几家协作方并拟定出自己最合适的工艺方案。所以有学生说，在加工和装配过程中，他们重温了零件的加工工艺、配合性质和装配，学会了依照具体情况拟定最佳工艺路线，对重温的知识内容和学到的方法体会很深。很多学生说，在论证方案和设计阶段，必须认真去做，重视每个细节，因为必须要做成作品，这可不是课程设计哦！
所以，开展这一竞赛，制作机械设计创新作品是一种综合素质培养和综合知识学习的好方法，参加这一竞赛能够萌发和激励学生的创新能力。
（二）开设《机械创新设计》选修课，引导和培养学生的创新能力
《机械创新设计》是针对机械设计创新作品的开发和选题而开设的，它阐明了普通人也能搞发明创造。学校于2007年初开设这门课程及其实验，它的内容分为基础知识篇、理论与方法篇和实例篇。基础知识篇涵盖《机械创新设计》的思维基础和技术基础，这是创新者必备的基本业务素质；理论与方法篇包括机构组合原理、机构演化和变异、机械结构创新、仿生原理、逆向工程、系统运动方案创新和TRIZ理论体系；实例篇以工程中的创新实例来说明创新方法的应用。
课程的理论讲授阶段要求学生完成2个作业（即专业论文），论文中要求有创新作品的案例和自己的理解。实验综合阶段则是进入学校的创新实验室观摩以往的创新作品，然后完成一项创新作品的综合设计。
实践证明，开设这门课程能够提高学生的创新能力，开拓思路，为参加机械设计制造创新竞赛奠定理论基础。
四、TRIZ理论体系的主要内容
工业化社会以来，产生了无数的发明创造，设计制造了种类繁多的机电装备。如门捷列夫找到化学元素间联系与区别的通用规律，大胆猜想而创造了化学元素周期表那样，这些发明创造能否具有可以遵循的通用规律。这个问题的解决，其本身就是一个重大的创新。G.S.Ahshuller做到了，他发现在进行发明创新、解决技术难题时，是有特定的科学方法和规律的。如果掌握了这些规律，就能主动地进行产品设计并能预测产品的未来发展趋势。由此，G.S.Ahshuller毕其一生精力，创立了现代创新理论，即TRIZ理论。
（一）TRIZ的理论前提
TRIZ理论是用来进行概念设计的。TRIZ的理论前提是技术系统进化原理和冲突解决原理。技术系统进化原理表达为：产品或技术系统如同生物系统，是持续进化的，且进化有规律可循。冲突解决原理表述为：解决冲突是产品或技术系统进化的推动力。进化速度随技术系统一般冲突的解决而降低，欲使其产生突变，只能是解决阻碍其进化的深层次冲突。
TRIZ理论的实用性在于生产实践中遇到的工程冲突常常重复出现，且彻底解决工程冲突的发明原理易于掌握。实践表明：工程人员所遇到的90%的问题都在以往的其他场合解决过，若能利用以往的解决办法，则对研发更加有效。但问题的焦点在于抽取和归纳冲突和与其对应的发明原理。G.S.Ahshuller证明了发明可系统化地导出，而不必源自尝试错误。
（二）TRIZ的理论体系
创新技法为数众多，如：头脑风暴法、形态分析法、特性列举法、缺点列举法、希望点列举法、联想类比法、反向求索法、组合创新法、废缺颠倒法、5W1H法、检核表法、和田12法、魔球法以及特尔斐设想法等。作为一种开放的思维形式，今后还会有更多的新技法问世。但这些技法不利于学习和掌握，其实际表现并不令人完全满意，有时还会导致失败。以头脑风暴法为例，它实质上是一种试错法，所提供的管理模式并不能确保成功，所产生的效果也要受到团队成员个性和环境的影响。因此，这些技法被称为传统的创新方法。
TRIZ理论体系包括术语、工具和算法。其术语有：技术系统、功能、矛盾、理想度、资源、效应等。作为用于创新的工具，其构成有：创新规律、创新方法和创新思维。创新的算法则有九步法、ARIZ算法和自己的算法等。其中创新规律的内容是技术系统的8大进化法则和S曲线。创新方法包括物理冲突（主要采用4条分离方法来解决）、技术冲突（主要采用39个技术特性参数描述的冲突解决矩阵）、40条发明原理、物场模型和76条标准解法。后来还添加了根本原因分析、功能分析和知识库。创新思维则含有金鱼法、小人法、九屏幕法和STC算子法等。
（三）TRIZ理论的本科教学内容
本科教学中仅学习TRIZ理论的主要内容，即：技术进化系统法则、技术冲突与物理冲突、分离方法、40条发明原理、冲突解决矩阵、物质―场分析和标准解法。
五、案例教学
案例教学能活跃学生思维，引导学生来评论、分析和推理，提高其应用能力。教学实践证明，采用案例教学来讲授TRIZ理论，对培养学生创新观念、活化创新方法很有裨益。
在传统教学法中，教师是教学主导，学生是教学主体。因教师教学思维的暗示，学生容易产生被动的惯性思维，导致死记硬背，思维受限而不利于创新。在案例教学中，教师仅概述理论要点，主要是提出案例，然后学生研讨，使得学生在学习中既是主导也是主体，利于发挥其潜在创新能力。
案例教学法的教学过程可以分为四个步骤：（1）教师讲述某一知识点后，引入案例并介绍有关背景知识；（2）学生讨论并构建所研究问题的框架，制定案例的研讨路线；（3）收集、汇总所有有关信息，进行分析处理；（4）形成研究结果，并报告自己的研究成果及收获。
对于某些较难的或跨学科的案例，可以课后详细研究，鼓励学生间的合作，留待下一次课上报告结果。
1.课堂案例One：技术系统进化法则2――能量传递法则。
其理论知识点为：技术系统实现功能的必要条件。必要条件：（1）能量必须能够从能量源流向技术系统的所有元件；（2）技术系统应该沿着使能量流动路径缩短的方向进化，以减少能量损失；（3）如果某个元件接收不到能量，就不能发挥作用，这会影响到技术系统的整体功能。
教师举出实例：无传动机构的机械系统。
背景知识：这些机械系统由原动机直接驱动执行机构。如电风扇、鼓风机、水轮发电机以及有直流电机驱动的机械，大多没有传动机构，这将使能量传递路径缩短，能量损失减少，同时提高了效率（如图1所示）。
开展讨论，学生自己构建出研究问题的框架：技术系统必须有能量传递；自己悟出依照技术系统实现功能的必要条件拟定研讨路线；课堂气氛活跃，在讨论中收集、汇总有关信息，自行分析处理；形成各人的案例结果，发言报告出来，以供深入研讨。
教师要做的只是温馨提示：技术系统实现功能的必要条件有3个，这是可以拓展思维的。于是封闭电梯里不能接收手机来电、蜗杆传动的摇头电风扇被鸿运扇淘汰等案例就被学生列举出来了。
2.课堂案例Two：技术系统进化法则4――提高理想度法则。
其理论知识点为：提高理想度的途径：（1）提高有益的参数；（2）降低有害的参数；（3）提高有益参数的同时降低有害参数。
提高理想度法则是所有进化法则的方向。最理想的技术系统（即最终理想解IFR）就是作为物理实体，它并不存在，但却能够实现所有必要的功能。教师举出实例：虚拟激光键盘。
背景知识：虚拟键盘采用光投照技术，几乎能在任意平面上投影出全尺寸的电脑键盘。通过蓝牙与智能设备连接后，就可打开文本编辑程序在桌面上键区内轻松敲击。虚拟键盘提高了键盘技术系统的理想度，将来一定能实现“作为物理实体并不存在，但却能够实现键盘的所有功能”（如图2所示）。
接下来，学生构建出研究问题的框架：最理想的技术系统就是作为物理实体，它并不存在，但却能够实现所有必要的功能。自己领悟出依照提高理想度的途径拟定研讨路线；收集并汇总信息，自行分析。于是不需要油漆的彩色家具，不占据道路和着陆场的运载工具――个人飞行背包，甚至由一生都不长大的宠物狗联想到草坪上的草不需要修剪，自己始终维持在一个高度，从而不需要制造割草机等案例就被学生列举出来了。
六、结语
TRIZ理论教学要求教师具备终身学习的理念，建立起开放式可扩充的个人知识库。特别是要不断开拓自己的思维，为教学提供基础。这就需要教师广泛收集有关创新设计的资料，尤其要研读有关TRIZ理论的著作，以充实教学。结合教师自己的科研课题，也能归纳提炼上升到理论高度，从而提高自己的创新素养，使课堂教学生动活化，也利于高水平地完成科研课题。
参考文献：
[1]江帆，王一军，刘晓初，等.TRIZ理论在汽车电子技术课程教学中的应用[J].理工高教研究，2007，（6）.
篇12
培养学生创新能力的有效途径
为了提高学生的创新能力，我们可以从许多途径开展工作。而且，课堂教学创新永远是培养学生创新能力的主要渠道。在教学过程中，教师应多启迪学生，引导学生独立发现问题并解决问题，注重培养创新意识。但是，这种层面上的教育过程，并不能让学生深层次理解创新的技法及创新的规律。TRIZ理论在科技界盛行，为创新教育领域注入了新鲜的活力，提供了有力的工具和系统的方法。
前苏联发明家阿奇舒勒创立了“发明问题解决理论”—— TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）理论。此理论是从250万份专利中仔细研究、寻找规律、总结分析而得出。许多技术问题可以利用其他领域或相似问题的原理和方法得到解决，也就是发明创造是有规律可寻和有法可依的。
TRIZ的经典理论体系主要包括有8个技术系统进化法则、最终理想解、39个通用工程参数与矛盾矩阵、40个发明原理、物理矛盾与分离原理、物场模型分析、发明问题的76个标准解、ARIZ创新问题解决算法、科学与技术效应库等等。其中，8大技术系统进化法则揭示了一项技术或某一产品如何遵循规律在历史中发展和演变的，为技术创新指明了努力方向。最终理想解则通过抛弃客观条件，以理想化定义问题的最终理想解，保证在解决问题的过程中不偏离目标。最终理想解应该是有用功能最大化，有害功能最小化，而不是用传统的折中法去解决问题。40个发明原理则是阿奇舒勒总结专利的精华部分，也是TRIZ理论应用最普遍的部分。发明创造的过程在某种意义上说就是解决矛盾的过程。物理矛盾是指系统中某一参数既要求向正方向运动，又要向反方向发展。如飞机的体积既要大，保证容纳旅客数增加；同时飞机的体积又不希望大，会有成本问题和动力问题等。这就是很简单的物理矛盾。物理矛盾的解决通常采用四大分离原理，即空间分离、时间分离、条件分离、整体与部分分离。39个通用工程参数一般是物理、几何和技术性能的参数。技术矛盾就是由系统中两个因素相互制约和相互促进。阿奇舒勒将工程参数作了横向—纵向排列，横向表示恶化参数，纵向表示改善参数，纵横交错的方格表示建议使用发明原理的序号。其他的理论，不再作逐一分析和解释。理论体系之间密切联系，环环相扣，共同构成了一个完整细致的理论体系，并成为技术人员解决创新问题的重要方法论。
TRIZ理论的核心思想主要包括三个方面：第一，无论是一个简单的产品还是复杂的技术系统，其核心技术的发展都是遵循客观规律发展演变的，即具有客观的进化规律和模式；第二，各种技术难题和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力；第三，技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大效益的功能。这样的思想指导了许多发明创造的诞生，推动了人类社会的飞速发展和社会的不断进步。
TRIZ理论与高职院校创
新型人才培养相结合的实践
笔者认为，TRIZ理论与高等职业教育的结合点主要在“教”和“学”两个方面。
“教”具有双层含义，既是指“教师”，又是指“教学过程”。教师作为施教者，需要培养自身的创新能力，深入学习理解TRIZ理论，掌握创新技法；教学过程是培养学生创新意识和创新能力的第一阵地，直接决定了学生独立思考、创新实践的程度。TRIZ理论在高职院校中怎样成为一个重要课题。目前，一般以专业课渗透TRIZ理念，选修课和社团课系统学习TRIZ方法论。
“学”同样也有两个意思，既指“学生”又指“学习过程”。学生作为受教者，接受各项专业知识、技能的同时，需要发散思维，甚至需要“异想天开”。同时，系统学习TRIZ理论时，更应耐心品味，寻找现实生活中的事例。学习过程不仅仅局限在课堂中，更包括课外学生的“自主学习”及“自主实践”。唯有如此，学生才能既在创新思维上得到训练，又在创新方法上得到提高。
下面以我院的高职创新型人才培养工作为例，谈谈具体的实践经验。
作为一个全新的TRIZ理论体系，教师大都还不是很熟悉。于是，我们着重做了如下工作：（1）营造学习氛围。通过请省内科技创新专家以及校内专家教授做讲座，全员普及TRIZ概念，营造良好的学习氛围。（2）培训骨干教师。暑假安排各专业的骨干教师参加“TRIZ理论培训班”和“创新方法培训班”。最近，又请美国IEG集团的创新顾问对我院TRIZ团队的所有教师集中培训。高密度的培训，使我院的TRIZ授课队伍的水平和能力有了较大的进步和提高。（3）组织课堂教学。2009年9月，首先在几个专业试点开设了选修课的小班教学。2010年3月，选修范围进一步扩大。（4）指导学生实践。个别教师已经开始用TRIZ理论指导学生的毕业论文工作。TRIZ理论必须与实践相结合，只有不断实践，才能实现理论的真正价值。
通过初步实践，我院总结出学生创新能力培养的“思维训练，系统学习，实践应用”多层次培养模式。（1）思维训练阶段。在全院范围开设关于TRIZ的选修课（初级班），让学生，尤其是一年级学生尽早形成创新的概念，初步了解TRIZ基本知识，重在训练学生的思维能力。（2）系统学习阶段。主要针对两种情况：一是选择初级班中对TRIZ感兴趣的学生，组织其参与中级班的学习，系统学习TRIZ理论体系；二是让骨干教师在专业基础课以及专业核心课的讲授中与TRIZ原理有机结合，激发学生的思维，掌握创新技法。（3）实践应用阶段。鼓励优秀学生在教师指导下运用TRIZ创新原理进行毕业设计或各级竞赛活动。当然，这样的创新人才培养模式还不够成熟但只要我们努力实践，必然会发现方案中的不足，并不断修正，最终趋于完善而合理。
TRIZ理论在高职院校应用实践工作中应注意的问题：（1）TRIZ理论的教学一定要因材施教，重点选择TRIZ理论中40个发明原理、物理矛盾与分离原理等相对简单容易理解的部分。（2）对于不同的专业领域，TRIZ的应用重点应有所区别。（3）在TRIZ理论应用实践中，教师和学生应注意不同学科的交融。
参考文献：
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TRIZ是发明问题解决理论的俄文缩写，中文译为萃智理论，是利用矛盾原理解决发明问题的一种有效方法。该理论是1946年由前苏联发明家G.S.Altshuller及其同事在分析研究世界各国逾250万件专利的基础上提出的，主要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。20世纪80年代中期以后，随着一批前苏联科学家移居欧美等国家，TRIZ理论逐渐走向世界。经过近70年的发展，TRIZ理论由最初仅用于解决技术领域中的创新问题逐渐向经营管理、教育和政治等非技术领域扩展，应用范围不断扩大。
（一）TRIZ的核心思想TRIZ理论主要依据如下三条重要原理：（1）问题及其解在不同的工业部门及不同的科学领域重复出现；（2）技术进化模式（进化的S曲线和8个基本进化法则）在不同的工业部门及不同的科学领域重复出现；（3）发明经常采用不相关领域中所存在的效应。这些原理表明，多数创新或发明不是全新的，而是一些已有原理或结构在本领域的新应用，或在另一领域的应用。
（二）TRIZ的理论体系TRIZ理论是一个完整的系统理论，TRIZ理论体系主要包括理论术语、TRIZ工具和算法三个方面。
1.术语：学习TRIZ理论要首先理解一些基本术语，如矛盾、理想度、资源、功能、效应、技术系统等。
2.TRIZ工具：TRIZ理论提出了多种分析方法和工具，概括起来有创新思维、创新方法和创新规律。创新思维主要是研究如何打破人们在解决问题时传统思维定势的阻碍问题。提出了如九屏幕法、智能小人法、金鱼法、STC算子和IFR等创新思维方法。在理论探究的基础上，TRIZ还总结和演绎出一系列用以解决矛盾的实用分析工具，例如技术矛盾、创新原理、物理矛盾、分离方法、物质场模型、标准解法、根本原因分析、功能分析和知识库等。例如针对技术矛盾的矛盾矩阵分析方法就是先从39个通用工程参数中找到形成技术矛盾的工程参数对该技术矛盾进行描述，继而借助40×40矛盾矩阵找出推荐的创新原理序列号，从推荐的创新原理序列号入手，结合相关案例最终找出解决问题的办法。在大量专利分析的基础上TRIZ理论总结技术系统的进化演变规律，分别是：完备性法则、能量传递法则、协调性法则、动态性法则、子系统不均衡法则、向超系统进化法则、向微观系统进化法则和提高理想度法则。利用这些进化法则，可以分析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.TRIZ算法：TRIZ认为一个问题解决的困难程度，取决于对该问题的描述，描述越清楚，问题的解就越容易找到。为此提出了解决发明问题的ARIZ算法、九步法和其他一些自己的算法。
（三）TRIZ解决问题的流程面对一个待解决的发明创造问题时，TRIZ的一般步骤是将待解决的问题通过归纳转化为TRIZ的一般问题，充分借助TRIZ理论给出的创新工具和方法经过运算之后得出TRIZ的一般解法，在此基础上，结合相关专利库中的实际案例，经过演绎后即可解决问题。
三、项目管理课程教学过程中存在的问题
项目管理是一门新兴的学科，从收集到的资料来看，国内各高校开设该专业的时间也相对较短，因此暴露出来的问题也很多，本文仅从教师和学生两方面来进行分析。
（一）教师落后的教学观念和专业知识能力有待提高国内相当多的项目管理课程教师还是沿用传统的教学理念，在教学的过程中继续采用单一的“填鸭式”的应试教学手段，忽略了受教育的对象层次和学生的感受，极大地影响了学生的学习积极性。对于项目管理这门课，教师不仅要充实自己的专业领域知识，也要走出去和社会接触，提高自己的实践能力，这样才能引导学生在学习过程中与现实社会结合起来。避免教出来的学生存在眼高手低、课本知识和社会实践两张皮、不接地气的现象。
（二）学生厌学情绪明显现在的大学生学习任务和学习压力相对高中生来说大大减轻，学习已不再是主要目标，大学校园课外活动丰富多彩，并且各大高校都存在学生上课期间说话、玩手机、看课外书、逃课、睡觉的共性问题，尤其是对于项目管理这门课而言，理论性较强，这又在一定程度上加剧了学生的厌学情绪，要想改变这种状态，从根本上说要求教师努力提高自己的教学水平，不断创新教学方法。
四、TRIZ理论在项目管理课程教学中的运用
通过参加多次省级和国家级的创新方法师资培训班的学习，本文试图将TRIZ理论中的40条发明原理与项目管理课程教学联系起来，就其中的几条对如何提高项目管理教学效果进行分析。
1.预操作原理：即事先完成部分或全部的动作或功能，或在方便的位置预先安置物体，使其在第一时间发挥作用，避免时间的浪费。这条原理联系到项目管理教学过程中就体现在备课的重要性，或许很多教师都有一个体会就是如果上课前做了充分的准备，那么在讲课时就会很有底气，也很自信。如在讲项目的概念时，首先通过提问的方式开场，列举了学生通常会想到的项目案例，然后设置了折叠游戏环节，旨在让学生在游戏中总结项目的概念，而后给出项目的定义，最后通过两个案例让学生进行判断以巩固所学知识，为了达到所期望的效果，上课前我进行了认真备课，包括课程知识点、ppt制作、课堂时间分配、游戏所需道具等，课下学生反映较好。
2.分割原理：即将一个物体分成相互独立的部分。体现在项目管理教学中的应用就是根据项目管理学科的特点，将整本教材中的内容分割成10个模块进行讲解，分别是绪论模块（主要讲解基本的概念和基础知识）、范围管理、成本管理、进度管理、质量管理、采购管理、人力资源管理、沟通管理、风险管理和整合管理。
3.局部质量原理：即将物体或环境的同类结构转化成异类结构、使组成物体的不同部分实现不同的功能、使组成物体的每一部分都最大限度地发挥作用。这一原理体现在项目管理教学中的运用包括ppt的制作、案例的穿插、授课内容的安排、互动环节、教师仪表等部分。我始终认为：做一个好老师，体现在方方面面的优秀。
4.动态化原理：即使物体或其环境自动调整，以使其在每个动作阶段的性能达到最佳。这一原理在项目管理教学中的运用体现在：①结合社会发展和学生特点开发、选择、修订和调整适合教学需要的素材、多媒体课件和教学工具等。②通过积极参加学术交流、相关培训、论文写作和公开课等活动，熟知并掌握项目管理领域的最新动态，对教学内容不断更新。③不断提高教师自身的修养和人格魅力，教师的人格魅力是学生对某个学科感兴趣的一个直接因素。
5.反馈原理：即引入反馈，改善性能。该原理告诉我们要想提高项目管理课程教学效果，一方面，教师不能自以为是，而是应该多和学生交流沟通，在讲完安排的知识点之后，还应留出相应的时间来倾听学生的意见和看法，根据学生的反馈可以对后继的教学进行改善和提高。另一方面，体现在课下学生对知识的巩固，如可根据每节课所讲内容布置相应的任务，并在下次课上来总结作业情况。