基于TRIZ理論的中學生創新發明實踐

張慶杰

摘 要：TRIZ理論是發明創造的推動理論，對中學生創新發明具有重要意義。在TRIZ理論支撐下，闡述了中學生創新發明的一般程序，提出了特征列舉法、缺點列舉法和希望點列舉法及應用中的注意事項。

關鍵詞：TRIZ理論；發明；中學生

一、概述

隨著國民經濟的快速發展和轉型以及最近幾年“大眾創業、萬眾創新”的方興未艾，教育領域的改革取得了新的進展。特別是在現代教育、創新教育、素質教育等語境下，中學生創新發明不僅體現出一定熱度，在成果轉化、專利申請方面也有快速演進。

這一大的趨勢，為各中學更好地開展發明創新教育提供了極佳的機會。但同時，中學生創新發明領域逐漸暴露出重形式、輕研究的問題，創新技法五花八門，師生難以選擇等問題，成果實際轉化、市場應用比率不高等問題。

為塑造學校科技教育特色，營造良好的創新教學氛圍，擴大發明創新成果，特選擇國際流行的創新思想理論——TRIZ，嘗試使這一理論更好地為中學創新發明服務，提出具體技法和案例應用。

二、TRIZ理論與中學創新發明

（1）TRIZ理論簡述

TRIZ理論由前蘇聯發明家阿利赫舒列爾（G.S.Altshuller）于1946年創立，其意義為發明問題的解決理論。

TRIZ理論的思想性主要體現在三個方面：無論簡單產品還是復雜的技術系統，其核心技術的發展都是遵循著客觀的規律發展演變的；技術難題、沖突和矛盾的不斷解決是推動進化過程的動力；技術系統發展的理想狀態是用盡量少的資源實現盡量多的功能。

（2）TRIZ理論在中學創新發明中的應用

以往，國內外眾多科研院所、研究機構在科研創新工作中積極應用TRIZ理論，大都取得了教好的實際效果。近年來，我國少部分中學學校的創新發明教師也在積極引進TRIZ理論，但仍處于初期發展狀態，遠未達到成熟應用的程度。

應用TRIZ理論可以系統地分析問題情景，加快創造發明進程，開發高質量的創新產品等方面，國內各中學校的教育同仁在認識方面還待深化和提高。究其原因，首先是對該理論的思想、方法和效果沒有能進行深入地探究，其次是在政策、資金及人力方面的準備不足。所以很有必要下大力氣推動TRIZ理論在中學生發明創新課中的滲透和普及。

三、中學創新發明應用列舉

（1）特征列舉法的學習與應用

特性列舉法，是一種通過創新對象的特征，包括名詞性、形容詞性和動詞性等一一舉例出來，然后分析、探討能否以更好的特性替代，最后提出革新的方案的創新技法。

特性例舉法中可以分為很多種，其中有名詞特性、形容詞特性、動詞特性以及類比方式。比如圓珠筆的特性列舉，可以從名詞特性出發，分別列舉各部件：筆桿、筆帽、筆夾、筆芯、筆珠、彈簧等；列舉材料為：塑料、金屬、竹木、油墨等；列舉制造方法為：注塑、沖壓、裝配等。形容詞特性列舉，可從顏色角度列舉為：紅、藍、黑等；可從狀態角度列舉為：固定式、活動式、單色筆、雙色筆等。動詞特性方面，可從功能入手，列舉為書寫、復寫、繪圖等基本功能，可拓展人文、社會等附加功能。

（2）缺點列舉法

缺點列舉法是通過收集新的觀點﹑新的方案﹑新成果來分析公共政策的方法.這種方法的特點是從列舉事物的缺點入手，找出現有事物的缺點和不足之處，然后再探討解決問題的方法和措施。

缺點列舉法可分階段實施。在列舉缺點階段，啟發學生找出分析對象的缺點，特別是關鍵性的缺點，也可稱之為“痛點”；探討改進方案階段，授課教師應啟發學生思考存在上述缺點的原因，然后根據原因尋找解決問題的各種辦法；會議結束后，應按照“缺點”、“原因”、“解決方法”、“新方案”等項列出簡明表格，已備下次會議或撰寫設計策略分析報告時使用，亦可從中選擇最佳的方案。

（3）希望點列舉法

希望點列舉法是一種不斷地提出“希望”、“怎么樣才會更好”等的理想和愿望，進而探求解決問題和改善對策的技法。希望點人人皆有，"希望點"就是指創造性強且又科學、可行的希望。

希望點列舉法的實施主要有三個步驟：激發和收集人們的希望；仔細研究人們的希望，以形成“希望點”；以“希望點”為依據，創造新產品以滿足人們的希望。比如對未來裝飾燈的希望，可收集人們的希望，不只是簡單的照明工具，更大程度上是家庭裝潢中必不可少的裝飾品，找準“希望點”。其目的在于提供既滿足照明需求，又能夠為居室增添亮點和樂趣。

四、中學創新發明教學安排

根據以往經驗，系統全面的教學準備以及合理的教學安排，有利于TRIZ理論在中學生科技創新發明中的精準落實。在教學硬件方面，需要配備常見的加工工具和繪圖工具、計算機、常見測量器具等。

在課時安排上，也需要將理論探索、調研、專利分析、方案的設計與表達等進行合理分配。以下圖表是某一創新發明課題的課時安排，以供參考。

五、結論與探討

TRIZ理論提出了分割、抽取、局部質量、組合與合并、事先防范、廉價替代、復合材料、變害為利、等勢、擬態等40個科技創新原理。這些原理為中學生創新發明提供了具體的、直接的創意借鑒。

在教學實踐中，從事創新發明的教師，應該敏銳地觀察到學生的興趣，從其好奇心和求知欲中找到創新發明的切入點。具體實施則需要遵從TRIZ理論，組織學生觀察物理實驗、化學變化以及通用技術的設計與實踐等，將抽象問題具體化、形象化。鼓勵學生應用所學知識分析解決問題，進而激發學習興趣，推動創新發明的開花結果。

參考文獻

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[2]聶林，張輝，陶穎，賀慧蘭.淺談科技發明的幾種方法.中國發明與專利，2017，14（5）：55-62