Triz理論在工業設計專業產品設計課程教學中的應用

劉靖　張春雨　喬印虎　李會芳　蔣忠愉

【摘要】為了解決目前產品設計課程存在的問題，對現有的教學體系進行合理優化，將Triz理論中的創新方法和工具引入其中。運用Triz理論中的資源利用、分離原理解決專業中教師資源和實驗室資源不足的問題。在教學內容中加入Triz理論，引導學生運用Triz理論中科學的創新方法，完善整個產品開發流程。運用分離原理優化目前的教學評價模式。為Triz理論在教學環節中的優化提供新思路。

【關鍵詞】Triz理論? 工業設計? 課程研究

【基金項目】安徽省校級人才引進項目（RCYJ201901）安徽省特色（品牌）專業（2017ppzy32，xj201703）;安徽科技學院校級教研課題（xj201742、X2015064、X2017080、X2017023）。

【中圖分類號】G64 ? ? ?【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）03-0253-02

1.引言

產品設計課程作為工業設計專業學生必修的核心課程，其對于學生的創造性思維、動手能力、實踐能力的培養至關重要[1]。在產品設計課程學習過程中，學生需要將創意性成果通過項目實踐轉化成具體的設計作品，從而在設計能力和設計思維方向獲得質的提升。據調查，目前高校產品設計課程仍存不完善、不合理之處，基于此，本文提出將Triz理論運用到產品設計課程的教學研究中，對課程教學管理和教學組織形式進行初步探索。

2.產品設計課程現狀及問題

2.1產品設計課程現狀

目前產品設計課程由學生自主完成概念產品開發流程，教師從旁引導，時長一般為32學時，教師會將學科競賽或設計項目貫穿其中[2]。該課程大致包括選題階段、設計階段、成果提交階段。在選題階段，老師會介紹較為熱門、含金量較高的大賽給學生，學生根據比賽的要求選擇相應主題，進行市場調研、競品分析等前期調研工作。在產品設計階段，學生會經歷草圖繪制、建模、渲染等階段。在成果提交階段，一方面學生將設計成果撰寫成產品報告書，交由教師進行打分評價，另一方面學生將設計作品排版，投至相關設計競賽中。

2.2存在的主要問題

經調查目前產品設計課程主要存在以下問題：（1）教學體系不完善。目前高校產品設計課程教學體系存在一定的問題。第一，由于課程時間較短，學生進行設計調研時一般會從網上查閱各種資料，而很少進行實地調查，這樣總結出的用戶需求大多帶有強烈的主觀臆想成分，很難挖掘出用戶真實需求。第二，學生在進行產品設計時缺乏系統的理論指導，設計作品存在缺乏一定的創造性和合理性。評價方式不合理。學生考核成績大多由教師根據設計作品展示效果打分，教師很難對學生的創造性技法進行準確評價。（2）教學資源短缺。由于我校工業設計專業開設較晚，教學資源方面存在一定的短缺和不足，具體表現如下：師資力量不足。專業教師大多是畢業后任教，無設計工作經歷， 因此在產品設計過程中缺乏實際的項目經驗;實驗室資源不合理，模型室場地和設備之間矛盾較為突出，學生很難將設計概念圖制作成實際模型。

3.Triz理論

Triz理論是發明問題解決理論，由前蘇聯發明學家家阿奇舒勒提出。阿奇舒勒及其團隊在研究勒上萬件高水平專利后發現，只有1%是有突破性的想法完成，其余都是在前人研究的基礎上，利用創新方法或工具實現[3]。該理論認為在進行問題解決的過程中，創新性的技法或發明并不是隨機的靈感突發，而是在系統理論方法的指導下完成的。Triz理論提供了一套完整的創新方法，包括技術沖突解決原理、系統進化理論、創新思維方法與問題分析法、物質-場分析法、ARIZ算法等。實踐證明，Triz理論在解決創新問題時發揮巨大作用，因而在許多國際知名企業中廣泛使用。如波音、三星、寶馬、等公司利用Triz理論解決核心工程技術問題并取得了巨大的經濟效益。自發明以來，Triz理論從最初的機械制造、生物制藥、微電子技術等自然科學領域逐步蔓延至經濟、人文、哲學等社會科學領域，成為各行各業廣泛運用的創新工具[4]。運用Triz理論解決產品設計課程中的矛盾沖突問題，實現課程教學體系的優化與創新。? ? ? Triz理論在產品設計課程教學管理中的運用：

3.1完善教師資源

針對產品設計課程中存在的師資力量不足、教師缺乏實踐經驗等問題，可運用Triz理論中的資源利用及技術進化理論進行解決，如加強高校和企業的產學研合作。首先，鼓勵企業中有實踐經驗的設計師擔任外聘教師，參與指導產品設計課程。一方面可以優化課程選題，學生可直接參與實際項目開發，真正做到學以致用，而不是單一的以設計競賽為方向進行概念設計;另一方面，學生能學習到客戶需求研究、產品加工工藝和模型制作等專業實踐知識，為后期走向工作崗位做準備。其次，引導教師走向企業，參與實際產品研發，鼓勵成為“雙能型”教師。教師在企業中可積累豐富的產品開發經驗和專業知識，運用課堂教學中從而豐富教學內容和教學方法。

3.2 優化模型室資源

在產品設計課程中，部分產品由于設計競賽評選或實際項目需提交實物模型，但存在專業模型室空間較小、工具設備少等問題，難以容納所有學生同時制作模型，該問題可以概括為學生人數增加，從而需要增大模型室空間、增加制作模型的工具設備、增加教學管理難度的問題[5]。因此技術矛盾為：運動物體的體積VS物體產生的有害因素。根據Triz理論中的分離原理可得出如下解決方案：（1）時間分離。引導學生將使用模型室的時間錯開，如將學生分成兩組，一組在教室先行撰寫產品報告書，另一組進行模型制作，完成之后兩者再交換任務。（2）空間分離。充分利用企業資源。如我校與安徽省后青春工業設計研究院簽訂產學研合作協議，部分學生可利用后青春研究院的陶瓷實驗室進行模型制作，從而緩解學校實驗室的壓力。