【正文】 電化教學(xué)水平。尤其是專利知識(shí)已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新最主要的知識(shí)來(lái)源之一。22 第 四 章 TRIZ 理論的創(chuàng) 新性原理及在教學(xué)中的應(yīng)用 TRIZ 與創(chuàng)新 創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法及其過(guò)程 創(chuàng)新思維是反映事物本質(zhì)屬性和內(nèi)、外在聯(lián)系，具有新穎的廣義模式的一種可物化的心理活動(dòng)，也可通俗理解為 :人們從事創(chuàng)新時(shí)頭腦中發(fā)生的思維活動(dòng)，其具有主動(dòng)性、目的性、預(yù)見(jiàn)性、求異性、發(fā)散性、獨(dú)創(chuàng)性、突變性等特征 。 表 創(chuàng)新活動(dòng)等級(jí)表 發(fā)明創(chuàng)造級(jí)別 創(chuàng)新的程度 實(shí)例 當(dāng)前專利在該級(jí)別所占比例 創(chuàng)新的知識(shí)來(lái)源 參考解的數(shù)量 1 明確的解 重型卡車取代輕型卡車 ,隔熱墻的出現(xiàn) 32% 個(gè)人知識(shí) 10 2 少量的改進(jìn) 可調(diào)整傾斜度的方向盤(pán) 45% 公司內(nèi) 100 3 根本性的改進(jìn) 鼠標(biāo)的出現(xiàn) ,自動(dòng)傳動(dòng)代替機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 18% 行業(yè)內(nèi) 1000 4 全新的概念 內(nèi)燃機(jī) ,集成電路等的出現(xiàn) 4% 行業(yè)以外 10000 5 發(fā)現(xiàn) 計(jì)算機(jī) ,蒸汽機(jī) ,激光 ,晶體管的發(fā)現(xiàn) 1% 所有知識(shí) 100000 根據(jù)這一分類 : (1)目前 77%的專利屬于一級(jí)和二級(jí)創(chuàng)新，而通過(guò) TRIZ的實(shí)際運(yùn)用，將可以幫助發(fā)明 者將創(chuàng)新提高到三級(jí)和四級(jí)的水平； （ 2） 95%的發(fā)明專利利用的是行業(yè)內(nèi)的知識(shí)； （ 3） 低于 5%的極少數(shù)專利的發(fā)明用到了行業(yè)外及整個(gè)社會(huì)的知識(shí)。 計(jì)算機(jī) 類課程主 要講授的內(nèi)容 ,不容易理解。改革教學(xué)內(nèi)容的關(guān)鍵是與學(xué)生的實(shí)際情況相關(guān)，并與實(shí)踐相結(jié)合。 TRIZ與 創(chuàng)新活動(dòng)的關(guān)系 通過(guò)對(duì)大量發(fā)明專利的研究，阿奇舒勒提出了有關(guān)發(fā)明創(chuàng)造的基本規(guī)律： 第一，不同領(lǐng)域的發(fā)明涉及的理論大部分是被反復(fù)利用的； 第二，發(fā)明的原理和方法往往是融合了各個(gè)工程領(lǐng)域的內(nèi)容； 第三，類似的沖突與解決原理在不同工業(yè)及科學(xué)領(lǐng)域交替出現(xiàn)； 第四，技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模式在不同科學(xué)領(lǐng)域交替出現(xiàn)。因此，必須把個(gè)體的知識(shí)轉(zhuǎn)換成公有的、有組織的、可共享的知識(shí)。 TRIZ 揭示了創(chuàng)新實(shí)踐的規(guī)律，總結(jié)了求解創(chuàng)新問(wèn)題的分析方法和解決方法，是指導(dǎo)人們進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐的理論基礎(chǔ)和方法論。 (4)CAI課件能否象教材那樣推廣，這似乎要難得多。這是傳統(tǒng)教學(xué)方法 無(wú)論如何 無(wú)法比擬的，但 CAI畢竟是人按照課件去編寫(xiě)的，雖然它也有個(gè)別化教學(xué)、人機(jī)對(duì)話等特點(diǎn)，但畢竟拘于某種格式，且在情感等方面也無(wú)法與傳統(tǒng)教學(xué)相比。課件的開(kāi)發(fā)環(huán)境與運(yùn)行環(huán)境可共存在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，也可分立于不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上。 (6)CAT(Computer Assisted Training)計(jì)算機(jī)輔助訓(xùn)練 CAT指的是計(jì)算機(jī)在職業(yè)技能訓(xùn)練中的應(yīng)用。 (1)CBE(ComputerBased Education)計(jì)算機(jī)輔助教育 CBE指的是以計(jì)算機(jī)作為主要媒介，以多媒體技術(shù)為主要 工具，輔助教師進(jìn)行各種教育活動(dòng)，主要研究應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行教育、教學(xué)、教學(xué)管理及其行政管理工作。斯坦福大學(xué)在 1966 年研制了 IBM1500教學(xué)系統(tǒng)。良好 的寫(xiě)作系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)工具是提高 CAI課件開(kāi)發(fā)效率的關(guān)鍵。由此可得， TRIZ推薦的發(fā)明原理有助于解決問(wèn)題的評(píng)價(jià)模糊集 B=A176。在編程中可以設(shè)置推薦原理計(jì)數(shù)器，每一條原理出現(xiàn)一次記錄一次，將所有 TRIZ的推薦原理記錄。 初始問(wèn)題 問(wèn)題解 圖 ARIZ 算法流程 尋找問(wèn)題特定解的方法探索 的沖突理論似乎是產(chǎn)品創(chuàng)新的靈丹妙藥，實(shí)際在應(yīng)用該理論之前的前處理與應(yīng)用之后的后處理仍然是關(guān)鍵 的問(wèn)題。 該算法主要包含 6個(gè)模塊 : (1)情境分析，構(gòu)建問(wèn)題模型 。 ARIZ中，創(chuàng)新問(wèn)題求解的過(guò)程是對(duì)問(wèn)題不斷地描述，不斷地標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程。 理想法則與理想最終解 理想法則是一種非?？茖W(xué)的分析方法，為設(shè)計(jì)者指明解決發(fā)明 問(wèn)題的設(shè)計(jì)目標(biāo)，確保設(shè)計(jì)方向的正確性。然后，根據(jù)所建立的功能模型，用 Altshuller所提出了標(biāo)準(zhǔn)解選擇適當(dāng)一般解。在改進(jìn)的過(guò)程中，對(duì)問(wèn)題的深入思考、創(chuàng)造性和經(jīng)驗(yàn)都是必須的。表 為沖突解決矩陣簡(jiǎn)圖。 36 狀態(tài)變化 在物質(zhì)狀態(tài)變化過(guò)程中實(shí)現(xiàn)某種效應(yīng)。 28 機(jī)械系統(tǒng)的替代 ⑴用視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)系統(tǒng)代替部分機(jī)械系統(tǒng)； ⑵用電場(chǎng)、磁場(chǎng)及電磁場(chǎng)完成與物體的相互作用； ⑶將固定場(chǎng)變?yōu)橐苿?dòng)場(chǎng)，將靜態(tài)場(chǎng)變?yōu)閯?dòng)態(tài)場(chǎng)，將隨機(jī)場(chǎng)變?yōu)榇_定場(chǎng)； ⑷將鐵磁粒子用于場(chǎng)的作用之中。 20 有效作用的連續(xù)性 ⑴不停頓地工作，物體的所有部件都應(yīng)滿負(fù)荷地工作； ⑵消除運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的中間間歇； ⑶用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)代替往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 14 曲面化 ⑴將直線或平面部分用曲線或曲面代替，立方形用球形代替； ⑵采用輥、球和螺旋；。 7 套裝 ⑴將一個(gè)物體放在第二個(gè)物體中，將 第二個(gè)物體放在第三個(gè)物體中，可進(jìn)行下去； ⑵使一個(gè)物體穿過(guò)另一物體的空腔。實(shí)踐證明這些原理對(duì)于指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員的發(fā)明創(chuàng)造具有重要的作用，被成為發(fā)明家的理想的“發(fā)明工廠”對(duì)于利用沖突矩陣解決技術(shù)沖突提供了更好的方法。 10 續(xù)表 序 號(hào) 名稱 簡(jiǎn)要說(shuō)明 38 自動(dòng)化程度 是指系統(tǒng)或物體在無(wú)人操作的情況下完成任務(wù)的能力。 33 可操作性 要完成的操作應(yīng)需要較少的操作者、較少的步驟以及使用盡可能簡(jiǎn)單的工具。 27 可靠性 系統(tǒng)在規(guī)定的方法及狀態(tài)下完成規(guī)定功能的能力。 21 功率 單位時(shí)間 內(nèi)所作的功，即利用能量的速度。 17 溫度 物體或系統(tǒng)所處的熱狀態(tài)，包括其他熱參數(shù)，如影響改變溫度變化速度的熱容量。 12 形狀 物體外部輪廓，或系統(tǒng)的外貌。 5 運(yùn)動(dòng)物體的面積 運(yùn)動(dòng)物體內(nèi)部或外部所具有的表面或部分表面的面積。 這里 39個(gè)工程參數(shù)中常用到運(yùn)動(dòng)物體（ Moving objects）是指自身或借助于外力可在一定的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的物體。管理沖突是指為了避免某些現(xiàn)象或 希望取得某些結(jié)果，需要做一些事情，但不知如何去做。 沖突 的分類 設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中首先要保證或提高的是產(chǎn)品的某些內(nèi)部特征，但是這種提高往往會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的其他的內(nèi)部性能的降低，產(chǎn)生設(shè)計(jì)沖突。 TRIZ理論核心 —— 沖突解決范式 TRIZ 理論的核心是發(fā)現(xiàn)并解決沖突，技術(shù)進(jìn)化的過(guò)程就是不斷解決存在沖突的過(guò)程。為了提高產(chǎn)品在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，就需要不斷對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。 ④通常理想解可通過(guò)已知的系統(tǒng)進(jìn)化趨勢(shì)推斷。 TRIZ理論本身是基于將系統(tǒng)分解為子系統(tǒng)，區(qū)分有益及有害功能的實(shí)踐，這些分解取決于問(wèn)題及環(huán)境，本身就有隨機(jī)性。 重慶大學(xué)機(jī)械學(xué)院碩士研究生侯智等人在分析 TRIZ 理論的基礎(chǔ)上針對(duì)TRIZ在發(fā)展和成熟的過(guò)程中存在的問(wèn)題和復(fù)雜性，提出利用腦圖和三角圖來(lái)簡(jiǎn)化問(wèn)題的解，并且提出問(wèn)題解決系統(tǒng)的思路，還認(rèn)為問(wèn)題解決系統(tǒng)會(huì)結(jié)合 TRIZ 理論的優(yōu)點(diǎn)，克服 TRIZ的不足，是 TRIZ理論發(fā)展的必然結(jié)果。該軟件包含三個(gè)模塊：技術(shù)進(jìn)化模塊、效應(yīng)模4 塊、沖突解決原理模塊， 分別與 TRIZ 理論中技術(shù)進(jìn)化、效應(yīng)、沖突解決原理相對(duì)應(yīng)。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，TRIZ理論和方法已經(jīng)發(fā)展成為一套解決新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)實(shí)際問(wèn)題的成熟的理論和方法體系，并經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)，為眾多知名企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)取得了重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。其中，最著名的就是 1971年在阿塞拜疆創(chuàng)辦了世界上第一所發(fā)明創(chuàng)造大學(xué)。它們的3 相互結(jié)合是目前研究的重點(diǎn)。由移民到以色列的 TRIZ 專家 Filkosky在 1980年左右創(chuàng)立， 1995年福特公司 Sickafus博士將 SIT模式進(jìn)行結(jié)構(gòu)化形成 USIT模式。 目前西方國(guó)家 TRIZ的發(fā)展主要集中在兩個(gè)方面： ⑴ TRIZ的現(xiàn)代化 當(dāng)前 TRIZ的現(xiàn)代化主要集中在 4個(gè) TRIZ模式的研究上 : ① III（ Ideation International Inc.）模式 III 模式，即觀念化國(guó)際股份公司模式。我們準(zhǔn)備將 TRIZ理論與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)相結(jié)合，進(jìn)行計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)的實(shí)踐，如果取得經(jīng)驗(yàn)，可為同行在創(chuàng)新性教學(xué)中應(yīng)用 TRIZ理論提供參考。在 20世紀(jì) 80年代， TRIZ是屬于前蘇聯(lián)的國(guó)家秘密，在蘇聯(lián)的軍事、工業(yè) 、航空航天等領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用。 關(guān)鍵詞： TRIZ；高校教學(xué)； 創(chuàng)新型學(xué)習(xí)理論 ； 計(jì)算機(jī)教學(xué) 目 錄 第一章 緒論 ................................................................ 1 概述 ............................................................... 1 TRIZ理論簡(jiǎn)介 ....................................................... 1 TRIZ理論的產(chǎn)生和目的 ......................................... 1 TRIZ理論的發(fā)展和研究現(xiàn)狀 ..................................... 1 第二章 TRIZ的原理分析 ...................................................... 5 TRIZ的定義和內(nèi)容 ................................................... 5 TRIZ解決問(wèn)題過(guò)程 ................................................... 5 設(shè)計(jì)過(guò)程中的沖突 .................................................... 6 TRIZ理論核心 —— 沖突解決范式 .................................. 7 沖突的分類 .................................................... 7 技術(shù)沖突的一般化 .............................................. 8 技術(shù)沖突解決 ...................................................... 10 技術(shù)沖突的解決原理 ........................................... 10 沖突解決矩陣 ................................................. 13 物質(zhì)場(chǎng)分析 ................................................... 14 理想法則與理想最終解 ......................................... 14 ARIZ算法 — 解決發(fā)明問(wèn)題的程序 ................................. 14 尋找問(wèn)題特定解的方法探索 ..................................... 15 第三章 TRIZ與信息技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物 —— 計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新技術(shù) CAI .................. 17 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) CAI技術(shù)的主要研究?jī)?nèi)容 ............................... 17 CAI的發(fā)展歷史 ..................................................... 17 CAI的基本概念 ..................................................... 18 CAI的基本原理 ..................................................... 18 CAI系統(tǒng)的基本構(gòu)成 ................................................. 19 CAI的特點(diǎn)與難點(diǎn) ................................................... 19 第四章 TRIZ理論的創(chuàng)新性原理及在教學(xué)中的應(yīng)用 ................................ 22 TRIZ與創(chuàng)新 ........................................................ 22 創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法及其過(guò)程 ................................... 22 TRIZ與創(chuàng)新活動(dòng)的關(guān)系 ........................................ 23 TRIZ理論在中小學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用 ................................. 23 致謝 ...................................................................... 27 參考文獻(xiàn) ..................