創(chuàng)新理論TRIZ與電子類課程的融合研究

□劉磊張先慶李平

（1.南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇南京210023 2.泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇泰州225300）

創(chuàng)新理論TRIZ與電子類課程的融合研究

□劉磊1張先慶1李平2

（1.南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇南京210023 2.泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇泰州225300）

介紹了TRIZ理論的基本內(nèi)容，分析了TRIZ理論與電子類課程融合的優(yōu)點(diǎn)，提出了TRIZ理論與電子技術(shù)類課程融合的具體思路，并舉例加以說明，最后通過一個(gè)電子類學(xué)生利用TRIZ理論進(jìn)行創(chuàng)新的實(shí)際故事指出了融合研究教育的重要性。

TRIZ理論；創(chuàng)新教育；電子技術(shù)；課程融合

本文DOI：10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2016.02.79

近年來，信息技術(shù)中的智能硬件得到了飛速的發(fā)展，在國(guó)家大力提倡“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的氛圍下，創(chuàng)新能力被推到了教育的風(fēng)口浪尖，如何在電子技術(shù)類課程中引入創(chuàng)新思維，成為一個(gè)新的課題。

電子技術(shù)類課程是電子技術(shù)方面的基礎(chǔ)課、專業(yè)課的總稱，該類課程既有自身的理論體系，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性，學(xué)習(xí)起來有一定的難度。TRIZ理論是發(fā)明問題解決理論，總結(jié)了創(chuàng)新的規(guī)律和方法，針對(duì)電子技術(shù)課程教學(xué)環(huán)節(jié)中的具體問題，將創(chuàng)新教育理論與專業(yè)課程相融合，將TRIZ理論與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)相結(jié)合是開展創(chuàng)新教育的一個(gè)重要途徑，能極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新的熱情。

1　TRIZ理論的基本內(nèi)容

TRIZ是“發(fā)明問題解決理論”的俄文簡(jiǎn)稱。其核心思想認(rèn)為：1、無論是一個(gè)簡(jiǎn)單產(chǎn)品還是復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)的發(fā)展都是遵循著客觀的規(guī)律發(fā)展演變的，即具有客觀的進(jìn)化規(guī)律和模式；2、各種技術(shù)難題和矛盾的不斷解決是推動(dòng)這種進(jìn)化過程的動(dòng)力；3、以往不同領(lǐng)域的發(fā)明和創(chuàng)新中所用到的原理方法并不多，類似的問題與解在不同的工業(yè)及科學(xué)領(lǐng)域交替出現(xiàn)，不同行業(yè)中的問題，采用了相同的解決方法（創(chuàng)新原理、解決方案模型）。

TRIZ理論總結(jié)了技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的法則，在前蘇聯(lián)科學(xué)家根里奇·阿奇舒勒的帶領(lǐng)下通過對(duì)世界近250萬份發(fā)明專利所做的長(zhǎng)期分析、歸納和提煉，發(fā)現(xiàn)了人類進(jìn)行科學(xué)研究和發(fā)明創(chuàng)新的背后所遵循的客觀規(guī)律，類似于數(shù)學(xué)中的設(shè)未知數(shù)解方程的過程，該理論通過將待解決的問題抽象為問題模型，通過中間工具找到解決方案模型，最后演繹為最終的解決方案。如表1所示，目前該理論在工業(yè)、建筑、微電子、教育等領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。

表1　t riz理論的解題關(guān)鍵要素對(duì)照表

2　TRIZ理論與電子類課程融合的必要性

簡(jiǎn)單而言電子類課程是智能硬件的基本課程，在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，很有學(xué)習(xí)的必要，而創(chuàng)新是國(guó)家大力提倡的，是一個(gè)民族進(jìn)步和發(fā)展的有效動(dòng)力。兩者融合具有一定的必要性。

2.1兩者融合有利于激發(fā)課程的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)專業(yè)的創(chuàng)業(yè)熱情；

電子技術(shù)的不斷發(fā)展使得電子一個(gè)門類下產(chǎn)生了不同的方向，如果沒有強(qiáng)烈的興趣和方向指引，學(xué)生往往不知所措，無從下手。通過TRIZ理論講清產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，以及在理論講解過程中的智能硬件的創(chuàng)業(yè)案例，將極大地促發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，讓他們意識(shí)到自己的學(xué)習(xí)是有用的，將來可能能成就一番事業(yè)，創(chuàng)業(yè)熱情也被點(diǎn)燃，這樣的融合符合教育教學(xué)需要。

2.2兩者融合有利于幫助學(xué)生建立成長(zhǎng)發(fā)展的思路

電子類學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中迷茫時(shí)，可以通過創(chuàng)新人才的成長(zhǎng)之路建立自己的發(fā)展思路，他們可以在積累基本硬件技術(shù)的基礎(chǔ)上關(guān)注兩個(gè)方向：首先在大的產(chǎn)業(yè)動(dòng)向上進(jìn)行關(guān)注并記得結(jié)合專業(yè)，利用大破大立的思想在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候創(chuàng)新技術(shù)，引領(lǐng)發(fā)展，成就自己；其次在小的方面，時(shí)刻不忘記思考小技術(shù)小創(chuàng)新，有時(shí)雖然是小打小鬧也可能大作為，如此兩種幫助學(xué)生建立起成就自己的希望和方向。

2.3兩者融合符合國(guó)家大力提倡的創(chuàng)新教育的要求

創(chuàng)新教育是國(guó)策，最早是在2014年9月的夏季達(dá)沃斯論壇上，李克強(qiáng)總理在公開場(chǎng)合發(fā)出“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的號(hào)召。此后，他在首屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)、國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議和各種場(chǎng)合中頻頻闡釋這一關(guān)鍵詞。2015年李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告又提出：“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”。推動(dòng)大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新，“既可以擴(kuò)大就業(yè)、增加居民收入，又有利于促進(jìn)社會(huì)縱向流動(dòng)和公平正義”。讓人們?cè)趧?chuàng)造財(cái)富的過程中，更好地實(shí)現(xiàn)精神追求和自身價(jià)值。將創(chuàng)新教育理論TRIZ引入電子類專業(yè)課程符合“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的國(guó)策。

3　TRIZ理論與課程融合的基本思路

圖1　TRIZ理論與某電子類課程融合的研究路線圖

經(jīng)過梳理，TRIZ理論可以歸納為1141理論體系：分別是：“1”是一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則；“1”是一個(gè)最終理想解；“4”是四種分析工具；“1”是一種萬能ARIZ算法。電子類課程有自身的課程體系，融合過程中以課程體系為綱，對(duì)1141體系進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹之后，結(jié)合電子技術(shù)發(fā)展的實(shí)際情況以及技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的整個(gè)流程來進(jìn)行創(chuàng)新原理應(yīng)用的實(shí)例分析，并將相關(guān)的問題解決小工具通過穿插、交叉呈現(xiàn)的方式融入課程的自身體系。

如圖1，呈現(xiàn)為triz理論與電子產(chǎn)品調(diào)試課程融合的研究路線圖。

整體呈現(xiàn)：1、在電子類課程中選擇在基礎(chǔ)課程中設(shè)置一個(gè)章節(jié)重點(diǎn)簡(jiǎn)要闡述TRIZ理論的基本內(nèi)容，包括核心思想，問題模型以及中間工具的基本構(gòu)成、解決方案的具體內(nèi)容等等；以附件形式將40個(gè)發(fā)明原理、矛盾矩陣、通用技術(shù)參數(shù)的概念等予以呈現(xiàn)，并附上典型實(shí)例；2、以TRIZ理論指引下的技術(shù)創(chuàng)新為主題，介紹不同的技術(shù)創(chuàng)新實(shí)例，展示triz理論在指導(dǎo)產(chǎn)品研發(fā)、助力產(chǎn)品創(chuàng)新方面的具體成就，激勵(lì)同學(xué)進(jìn)行創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新；3、針對(duì)電子產(chǎn)品的研發(fā)步驟，舉一個(gè)實(shí)例從產(chǎn)品定位、專利申報(bào)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模擬仿真、樣品設(shè)計(jì)、測(cè)試燒機(jī)、優(yōu)化調(diào)整、量化生產(chǎn)等步驟中TRIZ理論的綜合、單獨(dú)應(yīng)用的體現(xiàn)進(jìn)行闡述，讓學(xué)生意識(shí)到創(chuàng)新可以貫穿在產(chǎn)品的整個(gè)生命中。

交叉呈現(xiàn)：1、在前言中講述技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化發(fā)展的根本原因，將電子類產(chǎn)品的發(fā)展進(jìn)化的過程和規(guī)律從TRIZ理論中的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則的角度進(jìn)行闡述，通過最終理想解的不斷追求與實(shí)現(xiàn)，引出下一代產(chǎn)品的展望和發(fā)展方向的構(gòu)思；2、將40個(gè)發(fā)明原理涉及的部分，對(duì)應(yīng)于電子類課程的不同方面進(jìn)行表格化呈現(xiàn)，并在不同的章節(jié)講解時(shí)予以特別說明，并對(duì)應(yīng)于電子產(chǎn)品的發(fā)展的不同階段；例如40個(gè)發(fā)明原理中的“分割原理”與電子電路的pcb分層設(shè)計(jì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；針對(duì)電子電路設(shè)計(jì)中模擬、數(shù)字電路的電源和地的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行“抽取”原理的應(yīng)用；等勢(shì)原理在電路的初始化中的應(yīng)用等等；3、單個(gè)工具應(yīng)用的交叉呈現(xiàn)：將金魚法、9幕法、小人法、STC算子、最終理想解、物理矛盾、技術(shù)矛盾等工具穿插到不同的章節(jié)予以呈現(xiàn)，并加深學(xué)生對(duì)相關(guān)創(chuàng)新工具的理解。例如：對(duì)于具體章節(jié)中的例如共射極放大電路的演化，各個(gè)器件的添加帶來的變化，從技術(shù)矛盾、物理矛盾等角度進(jìn)行分析，講清楚這兩類矛盾工具的特別應(yīng)用。

例如針對(duì)產(chǎn)品智能化的進(jìn)化規(guī)則的講解：項(xiàng)目組成員了解到以往釣魚時(shí)通過彩色魚漂浮在水里面，釣魚者需要時(shí)刻盯著魚漂，有一群電子愛好者在思考魚漂的發(fā)展時(shí)想出魚漂如何智能化呢？如何解放使用者呢，即考慮到可以通過電子的方式，讓魚漂被魚咬住一上一下時(shí)自動(dòng)發(fā)藍(lán)牙信息給手機(jī)的方式，進(jìn)行智能化創(chuàng)新，并因此申報(bào)專利，同時(shí)創(chuàng)業(yè)成功，這個(gè)故事很好地展示了產(chǎn)品進(jìn)化的趨勢(shì)又為學(xué)生進(jìn)行專業(yè)化的學(xué)習(xí)提供了動(dòng)力，受到了良好效果。

結(jié)束語

在介紹TRIZ理論的基礎(chǔ)上，分析了TRIZ理論與電子課程融合的好處，并對(duì)融合的具體實(shí)施思路進(jìn)行了的闡述，針對(duì)兩套體系（triz理論體系、電子類課程自有體系、產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的流程體系），進(jìn)行了整體嵌套和交叉呈現(xiàn)的不同形式，既保全了TRIZ理論和電子類課程的完整體系性，又完整地覆蓋了兩大體系的必要內(nèi)容，在不矛盾的情況下又對(duì)TRIZ理論的重點(diǎn)工具的應(yīng)用進(jìn)行了有重點(diǎn)的講解，為創(chuàng)新教育和專業(yè)教育的深度融合提出一種新的見解。

［1］代冀陽，殷林飛，彭琛，楊保建，王村松.TRIZ理論在電子技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用與研究［J］.信息通信，2014（6）：12-13.

［2］裴曉敏，張軍.基于TRIZ理論的電子技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)研究［J］.大眾科技，2011（11）∶182-183.

［3］楊清亮.發(fā)明是這樣誕生的∶TRIZ理論全接觸［M］.北京∶機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

［4］Altshuller G.The Innovation Algorithm∶TRIZ，Systematic Innovation Technical Creativi［R］.Worcester∶Technical Innovation Center，1999.

1004-7026（2016）02-0117-02中國(guó)圖書分類號(hào)：G642.0

A

項(xiàng)目資助：2015年江蘇省大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目。