TRIZ创新法则在激光编程与加工课程中的研究与实践

[摘 要] 将TRIZ创新法则与数控技术专业课程激光编程与加工相融合，通过技术矛盾矩阵的建立，为学生提供解决问题的探索方向，通过学习及应用发明原理，学生的创新思维得到拓展，发现和解决问题的能力得到增强。将TRIZ创新方法应用于教学，为创新型人才的培养提供条件。

[关键词] TRIZ;创新思维;课程

[基金项目] 2019年广州市高校第十批教育教学改革项目（2019JG206）

[作者简介] 孙晓辉（1976—），女，硕士，副教授，主要从事CAD/CAM技术应用教学、科研工作。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）36-0295-02     [收稿日期] 2020-03-16

当今中国已经发展成为世界上重要的经济实体之一，创新已经成为国家发展战略的重心。为贯彻和落实国家战略，各地近年来密集出台了多部有关创新驱动、先进制造、现代职业教育等重点规划或目标的具体实施方案和行动计划。以广州为例，2016年7月，广州市政府印发了《加快创新驱动发展实施方案》，提出“形成以创新为主要引领和支撑的创新型经济和产业发展模式”“以科教融合、产学结合为核心深化人才培养模式改革”。2017年9月，广州市政府印发了《加快发展现代职业教育的实施意见》，提出“推动创新创业教育与专业教育深度融合”。如何在专业教学中融入创新教育，使创新课程与专业教育有机结合是当前“双创”教育的难点，更是深化推进教学改革的重点。

一、TRIZ创新思维在创新教育中的导入

培养学生的创新思维需要系统的理论体系指导，在对高职学生创新能力的培养中，选取合适的创新理论是一个难题。

（一）TRIZ创新思维

TRIZ是发明、问题、解决、理论四个俄文单词的首字母。TRIZ理论提出者阿奇舒勒经过50多年对数以百万计的专利文献和自然科学知识进行研究、整理和归纳而建立起一套解决工程技术创新问题的理论和方法体系。作为当今世界上最有效的创新方法，TRIZ体现出系统化的创新思维方式，具有可操作性强、实用性强的特点，可以帮助使用者更好地质疑常规，克服思维定势，为解决生活和工程中的疑难问题提供清晰的思维路径，也成为培养创新型人才的有效法宝。

（二）TRIZ创新思维在教育教学中的导入

目前，TRIZ被认为是可以帮助人们挖掘和开发创造潜能、最全面系统地论述发明创造和实现技术创新的理论，被欧美专家称为“超级发明术”。TRIZ理论培训的核心是培养学生的创造性思维，它是一种思想武器和“方法论”，因此，不仅适合理工科学生，而且具有一定的普适性。

案例化、项目化教学是高职教育的特点，具体的工程案例和项目非常适合导入TRIZ创新思维方法。于是，TRIZ理论的课程化研究逐渐展开，受到国内高职教育工作者的关注。魏兵[1]以TRIZ理论的40个创新原理中的第15号原理动态化原理为例，讨论了怎样将TRIZ创新原理融合在机械专业课程的教学中，以便于学生更好地理解TRIZ创新原理和学习专业知识。韩彦良[2]通过案例分析了TRIZ理论在液压与气压传动课堂教学、课后作业、实验教学和课程设计中的应用，证明了该课程改革教学模式的可行性。黄春曼[3]将TRIZ理论应用到塑料成型模具设计课程教学中，引导学生开拓创新，设计性价比更高的模具，并推动模具设计技术水平的提高。周琴[4]采用TRIZ工具的40条解决理论中的分割、组合、局部优化等原则，指导了CAD课程的改革与实践。

二、TRIZ创新法则在数控技术专业的融合教学模式研究与实践

（一）TRIZ创新法则在数控技术专业的融合教学模式研究

以TRIZ理论为指导依据，在传统的理论教学和实践教学中增加创新思维与方法教学，运用TRIZ的原理解决传统教学模式中的矛盾，主导教学改革。通过以问题为导向，在实训中利用TRIZ創新工具引导学生找出解决方案，激发学生自主创新思维，提高学生创造性地分析问题、解决问题的能力。

（二）TRIZ创新法则在激光编程与加工课程教学中深度融合的创新课程开发

在新课程开发过程中，兼顾创新教学之目标，在教学设计和课程设计中融入TRIZ创新思维和创新方法。其中，在教学设计中，以教学项目或案例拓展的方式导入TRIZ创新思维、引导学生系统分析问题，锻炼多层次、多维度的发散思维能力，深入理解激光切割技术的进化规律。在课程的章节项目设计中，结合项目任务将TRIZ的发明原理如分割、抽取、组合、预先作用、预先防范、维数变化等原理运用到具体实例，针对加工中存在的问题建立技术矛盾矩阵和物理矛盾，运用发明原理解决矛盾，从而培养学生对教学内容的逻辑思考能力，学会用TRIZ创新思维和原理探索问题，并解决问题。

（三）激光编程与加工TRIZ创新课程实践

以TRIZ创新法则为指导，将该思维方式和创新方法融入激光编程与加工课程的教学实践中，形成独具特色的创新型素质教学课堂新模式。依据TRIZ理论进行教学设计包含以下几个方面。

1.利用目标分析法制定计划，将课程教学内容分解为多个项目，并将TRIZ创新思维及方法融入其中。

2.创建项目组，采用以项目为导向、以小组活动为中心，引导学生开展“面向问题的探索性学习、面向课程的研究性学习、以任务为驱动的项目学习”模式，培养学生创新思维的同时，提高团队协作能力。

3.实施案例教学，遵循“提出案例问题及思路—课程基本理论导入—学生思考讨论—案例分解—学生探索型实践尝试—师生研究讨论—案例资源延伸与拓展—案例结论成果展示—案例评估与教师点评—自我改进完善—完成案例目标”的教学导入模式。

4.创建能激发学生兴趣的课后作业和课程设计，调动学生的参与热情，变被动接受为主动探求，以提高学生的应用能力和創新能力。

5.基于组合实训进行综合技能训练。

（四）《激光编程与加工》课程引入TRIZ创新法则的意义

1.TRIZ理论内容中的技术矛盾矩阵的建立，为学生提供解决问题的探索方向。以具体加工案例为载体，对加工试样存在的问题进行分析，通过建立矛盾矩阵，找到一组对应的发明原理序号，这些原理就构成了矛盾的可能解的集合，根据提供的原理和所要解决问题的特定条件，探求出解决问题的具体方案。学生在应用矛盾矩阵时，通过分析解集，探索解决问题的方向。

2.通过学习及应用发明原理，学生的创新思维得到拓展，发现、解决问题的能力得到增强。经典的TRIZ理论归纳出40个发明原理。在教学中，以实际案例的方式讲解40个原理的应用，促进学生创新思维的形成。在实践教学环节，教师引导学生运用分离原理、组合原理、嵌入原理、预先作用原理、预先防范原理、维数变化原理、抽取原理、曲面化原理等设计、加工、组装作品，并解决在此过程中遇到的问题，完成项目任务。

教学中引入TRIZ理论，不仅能够开拓学生思维，培养创新意识，而且通过运用发明原理解决任务中问题，增加学生主动发现问题，解决问题的能力。实践证明，将TRIZ理论引入激光编程与加工课程中，学生在作品设计阶段，思路更开阔，不但造型设计多样，而且部分作品将多学科结合起来;在作品加工阶段，遇到问题积极探索，建立矛盾矩阵，确定解决方案，实时调整加工工艺以保证质量和效率。

三、小结

创新型国家的根基在于培育创新型人才，只有培养青少年的创新思维，提高青少年的创新能力，才能提高国家的创新能力。教学实践表明，将TRIZ引入教学，能够帮助学生突破思维定式，多角度分析问题，进行理性的逻辑思维，解释问题产生的本质，确定问题的进一步探索方向，从而解决问题。

参考文献

[1]魏兵，汤亮，邓援超.TRIZ创新原理在机械专业课程教学中的应用[J].科技创业，2015（23）：151-152.

[2]韩彦良.基于TRIZ理论的液压与气压传动课程教学模式研究[J].学园（教育科研），2012（22）：8-9.

[3]黄春曼.基于TRIZ理论的塑料成型模具设计课程教学探索[J].科技信息，2009（7）：7.

[4]周琴，杨义勇，徐能雄.TRIZ创新理论与学生创新能力培养[J].中国地质教育，2013（3）：38-41.