TRIZ理论在创新思维培养中的应用

摘  要：为应对信息智能时代的战争形态转变，联合作战指挥需要的不再是单纯的技能型人才，而是对具有创新精神与实践能力的应用型、复合型人才的需求更为迫切。文章在深入分析TRIZ创新理论及应用现状的基础上，探索如何运用TRIZ理论结合新工科背景促进学生创新思维模式训练，并以指挥信息系统工程专业人才培养为例，对教学模式、教学工具的运用方法进行了验证，探索了TRIZ理论指导下的创新人才培养模式。

关键词：新工科；创新思维；TRIZ理论；应用实践

一、引言

联合作战指挥保障人才的培养目标是培养具备过硬的思想政治素质、深厚的科学文化基础、良好的军事基础素质和身体心理素质，熟练掌握指挥信息系统工程相关学科专业领域的基础理论、基本知识、基本方法和基本技能，具有较强的系统整合思维能力、推理和解决问题能力、创新实践能力、语言文字表达能力、沟通协作能力、领导管理能力，具备良好的发展潜力，能够胜任岗位工作，掌握信息化时代的军事领域指挥控制活动基本规律，有效驾驭指控信息系统技术，引领部队信息化建设的高素质新型军事人才。这与TRIZ理论关于创新思维培养的理念不谋而合。

TRIZ理论是前苏联科学家阿奇舒勒1946年通过总结发明专利中解决问题的规律得出的“发明问题解决理论”。核心思想是遵循客观发展规律，认为各种技术难题、矛盾、冲突的不断解决是推动进化过程的动力，以期达到用尽量少的资源实现尽量多功能的理想状态。

经过半个多世纪的发展，TRIZ理论已成为世界公认的指导创新实践的最佳工具［1］。这套理论在工程技术领域、管理领域的成功案例证明了发明和创新是有法可循、可训练的。我国学者对TRIZ理论的研究虽起步较晚，但现已形成初步的规模。如在TRIZ创新理论及方法研究方面，赵新军等结合大量的工程应用案例，从创新思维、技术问题的识别与分析入手，对创新方法及TRIZ理论进行了详细分析和论述，在明确和寻找到解决技术问题关键点的基础上，应用解决工程技术问题的工具和方法得到可能的解决方案［2］；浙江大学姚威等人基于相关创新方法研究及教学经验总结，从问题分析、问题解决、实战案例三个维度详细讲解了TRIZ的理论和学习方法，对TRIZ理论学习者提供实践指导［3］。此外，TRIZ理论对解决问题的有效性不仅在生产应用领域得到证明，在管理、教育领域也是重要的关注点。於军从企业管理角度分析跨界思维的重要性，将跨界创新与TRIZ理论跨界应用结合，提出“TRIZ跨界创新”的思维方式，不仅是TRIZ理论从技术创新跨界应用到管理创新的过程中，也是管理理论的跨界创新，对企业管理跨界创新起到指导作用［4］；崔佳通过教学实践将TRIZ理论应用到创新教学和学生创新创业教育体系研究中［5］。此外，在创新实践方面，截至2022年，“TRIZ杯大学生创新设计大赛”已举办了十届，吸引了大量的大学生参与比赛。

TRIZ方法的有效性毋庸置疑，TRIZ在教育领域的发展是必然的趋势。现有的高校学生创新能力培养大多依旧以传统方式讲授，对学生进行创新理论知识的传授，工科应用型高校大学生的创新思维无法得到有效的培养，而信息化、智能化的技术风潮不仅带来教育技术的革新，更给教育理念和体制带来了深层影响。新工科背景下，学生创新能力培养要求学生具备发现问题及指出探索方向的敏锐感知能力，鉴于TRIZ创新理论中突破惯性思维和解决发明问题的多种方法，与创新思维模式所要求的发现问题的感知能力、解决问题的开拓能力及发散思维的原创能力具有很好的契合度，可为教师及学生提供更加科学合理地解决问题的方式，为培养创新型人才提供方法论。

二、TRIZ理论指导的创新思维训练模式设计

TRIZ是一套理论，更是一种创新思维的方法。TRIZ理论中应用创新思维方法解决发明问题的方法中包含了聪明小人法、“尺寸— 时间—成本法”、九屏幕法、金鱼法、最终理想解法［6］，如图1所示。其中，聪明小人法是对综摄法进行TRIZ优化形成的思维方法，通过对功能实现障碍问题进行形象化建模来转化方案，进而制订解决问题的方案；“尺寸— 时间—成本法”是一种极限思维方法，通过放大特征寻找特性，虽然解决方案不理想，但不失为一种“脑洞大开”的方法；九屏幕法使得理解问题的角度不再是“点”，而是从横向纵向两个角度建立的系统思维分析方法；金鱼法源自《渔夫和金鱼》的故事，注重逻辑、幻想思维，通过层层发问逼近答案的方法；最终理想解法不考虑实际限制因素，避免产生思维惯性，可明确方向、双向思考、产生方案。

在TRIZ创新思维方法的指导下，新工科专业学生的创新思维培养可从发现问题、提出问题、问题分析、问题解决、实战案例五个方面开展步骤化训练，如图2所示。

发现问题。在工程领域，创新一般包括“问题创新”和“技术创新”。问题创新首要的就是具备善于发现新问题的敏锐度，因此，在创新思维培养中，教师应引导学生开放性思考，打破思维惯性，敢于“幻想”。

提出問题。当发现存在的问题后，如何有效提炼问题也是创新思维培养的重要组成部分，新工科学生可基于TRIZ理论将实际问题转化为TRIZ问题模型，为了达到预期既定目标，可通过拆分法将长远目标分解，设置分段目标，从而树立学生克服困难的信心。问题导向和明确目标是创新思维培养的必要组成部分，高校教育者不仅传授学生专业知识，更应引导学生发现问题、提出问题的创新思维模式。

分析问题。TRIZ理论指出“在没有理解问题的本质前，要不断对问题进行细化，一直到确定了物理冲突”，爱因斯坦也指出“讲清楚了问题，也就解决了一半的问题。”由此可知剖析问题对解决问题的重要作用。在创新思维培养上，应不断深挖问题的本质，指出问题构成的组件并分析问题，从而更好地解决问题。

解决问题。TRIZ理论为新工科人才培养提供了大量实用的方法及实践案例，在寻求解决问题的方法上，教师可针对学生普遍关注的社会热点问题，抽象问题情景，抛出问题及目标，从而引导学生自主探索知识；设计回应式课堂，激发学生的创新思维；针对学生的擅长领域，划分学习小组，因材施教，引导规划研究方向，使得学生能够发挥所长；应用现代教学工具激发学习兴趣，增加体现现代科技水平和专业特色的实验实训课程，利用逆向思维原理，克服惯性思维，帮助学生灵活运用创新思维方法，引导学生有意识地进行创新，培养学生的创新思维。

实战案例。如何评价学生的创新能力培养情况，教师可通过面向实践检验教学效果，贴近实际的案例化、项目化教学，以练促学。创新型人才培养的目的在于创造性解决问题的能力培养，在人才培养过程的评价环节除了课堂评价、考试测验等方式外，需要引入用人单位的教学和评价机制，将课堂教授与实践锻炼紧密结合，从而使学生更加直观、形象和深入地理解课堂所学的知识。

三、TRIZ理论在指挥信息系统工程专业人才培养中的应用

“指挥信息系统工程”人才培养需求涉及信息、通信、系统工程等多领域知识，是一个典型的交叉型学科，在新工科人才培养背景下，创新思维要求尤其突出。文章以创新思维模式教学实施策略为指导，针对指挥信息系统工程专业人才培养的需求进行了实践，实践过程从创新思維训练方案、教学环境、教学模式以及实践教学四个方面开展具体工作。

首先，针对指挥信息系统工程专业的人才能力需求，基于TRIZ理论设计创新思维训练方案。创新思维教学要想达到预期既定的目标，应该将训练计划与教学过程贯穿学生成长的每个阶段，融入不同的方向、不同的年级［7］。根据不同阶段学生知识基础的变化，将训练计划融入相关课程的学习中，创新思维训练与专业课程学习不是割裂的，不是单独某一门课的任务，需要课程体系进行改革。鉴于此，以TRIZ理论为指导，针对指挥信息系统工程专业人才培养的课程体系进行了设计，如表1所示。

其次，鼓励创新的教学导向、理解TRIZ的师资队伍以及积极进取的学生是TRIZ创新思维训练环境的三大核心要素，可从这三个方面为指挥信息系统工程专业创新能力培养创造条件。教学团队通过培训、自学加强TRIZ创新方法的了解，通过引导学员参与“大学生创新实践”“互联网创新大赛”等拓展项目，激发学生的创新热情，锻炼学生的创新能力。

再次，运用TRIZ理念设计创新思维教学新模式。在创新思维教学课程中应用TRIZ理论中的40条创新原理，可以有效避免传统教学模式中存在的问题，培养学生的创新思维，激发学生参与创新互动的积极性。在课程教学中引入TRIZ理论，以丰富的案例教学，能够启发学生自主思考，提高学生学习能动性，激发学生创业的发散性思维，有效拓展大学生专业技能，提升学生的综合能力，从而有效改进传统枯燥、被动灌输的教学模式。

最后，结合实际军事问题，设计TRIZ实践教学模式［8］。利用实践检验学习效果对创新教育来说尤为重要，TRIZ理论本身是一门实践性很强的创新理论，需要大量的练习才能掌握。可利用“互联网+教育”模式提供的丰富实践环境。在课堂上，引入“竞赛专题”，以平时作业的形式参与Kaggle、DC竞赛、阿里天池等数据挖掘与智能算法竞赛平台等，通过实战化竞赛锻炼思维技能。在课外，鼓励学生参加军事建模竞赛、大学生创新大赛、互联网创新大赛等校级、省级乃至国家级的创业大赛，指挥信息系统工程专业培养的是懂军事、懂技术的复合型人才，因此，在课外实践主题方面将结合部队的实际需求，从科研项目和部队一线中发现、提炼合适的科学问题，有利于发挥团队的科研优势。

在TRIZ方法指导下，为更好地培养学生的创新思维，教学过程中应确立以“学生为主，教师为辅”的培养模式，充分发挥学生的主观能动性。如在教学实践项目实施过程中，学生可能会因为遇到问题而手足无措，这时教师应针对性地讲解和引导学生，把握方向，通过学生的主动学习，从而更好地掌握创新理论。

四、结语

为实现“科技强军、人才强军”的二十大目标，培养新一代能够快速适应时代发展的指挥控制系统专业人才，文章应用TRIZ理论结合现代化教学环境，提出创新思维模式教学的实施策略，设计基于TRIZ创新步骤的创新思维模式教学，以指挥信息系统工程专业本科人才培养为案例，对教学模式、教学工具的运用方法进行验证，根据实践情况对教学理论和教学模式进行优化调整，迭代完善。

参考文献：

［1］ 崔佳. TRIZ引入高校创新教育教学课程体系的应用研究［J］. 创新创业理论研究与实践，2019（06）：27-29.

［2］ 赵新军，孔祥伟. TRIZ创新方法及应用案例分析［M］. 北京：化学工业出版社，2020.

［3］ 姚威，韩旭，储昭卫. 创新之道：TRIZ理论与实战精要［M］. 北京：清华大学出版社，2019.

［4］ 於军. TRIZ跨界创新［M］. 北京：企业管理出版社，2019.

［5］ 崔佳. TRIZ引入高校创新教育教学课程体系的应用研究［J］. 创新创业理论研究与实践，2019（06）：27-29.

［6］ 陆尚平，潘念萍，郭畅，等. 基于TRIZ理论的高职学生创新能力培养研究［J］. 装备制造技术，2018（11）：220-221+227.

［7］ 林晓兰. TRIZ理论在高校“双创”教育中的运用探析［J］. 吉林农业科技学院学报，2020（01）：82-85.

［8］ 朱先强，丁兆云，朱承，等. 创新型人才培养中的成长型思维教学方式［J］. 高等教育研究学报，2020（01）：104-109.

（责任编辑：胡甜甜）

作者简介：朱先强（1983—），男，博士，国防科技大学信息系统工程重点实验室副研究员，研究方向为指挥控制技术、网络脆弱性；郭园园（1993—），女，硕士，国防科技大学信息系统工程重点实验室工程师，研究方向为网络脆弱性，图神经网络技术；张千桢（1992—），男，博士，国防科技大学信息系统工程重点实验室助理研究员，研究方向为大图数据、管理与分析。