triz理论论文精选(九篇)

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第1篇：triz理论论文范文

关键词：triz理论 创新方法 传统 比较

1. 什么是TRIZ

 TRIZ最初的意思来源于俄文，它的英文全称是Theory of Inventive Problem Solving，即“发明问题解决理论”。1946年苏联著名发明家阿奇舒勒及其合作者通过分析大量专利，总结提炼出各种技术发展进化遵循的规律模式及解决各种工程矛盾的创新原理和法则，提出了发明问题解决理论——TRIZ。TRIZ有两个基本的涵义，表面上强调解决实际问题，特别是解决发明问题；本质上是由解决发明问题而最终实现（技术和管理）创新，因为解决问题就是要实现发明的实用化。

2. TRIZ理论的核心

2.1. TRIZ理论的基本内容

 TRIZ的理论体系庞大，包括了诸多内容，而且还在不断发展完善中。从目前来看，TRIZ的主要内容有两大部分：一是TRIZ的基本理论体系；二是TRIZ理论的解题工具体系。TRIZ理论体系主要可以分为以下6个主要方面：①创新的思考方法及问题分析手段。通过运用TRIZ理论可以系统的分析所需解决的创新问题。在解决复杂问题的分析时，包括科问题分析建模方法和物-场分析法，运用它可以迅速确认核心问题，发现问题潜在的根本矛盾。②技术系统的进化法则。在分析大量专利的基础上，针对技术系统进化演变的一般规律， TRIZ理论归纳出8个基本进化法则。我们可以利用这些进化法则，分析和确认产品目前的技术状态，预测产品技术在未来发展的趋势，从而开发具有竞争力的新产品。③技术矛盾的解决原理。阿奇舒勒指出不同的发明创造通常遵循共通的规律。TRIZ理论体系把这些共通的规律总结为40个创新原理。面对具体的技术矛盾，可以运用这些创新原理、结合工程实际得到具体的解决方案。④创新问题的标准解法。具体问题的物-场模型拥有不同的特征，TRIZ理论中分别对应有标准的模型处理方法，其中包含模型的转换、修正、物质与场的增添等。⑤发明问题的解决算法。算法重点针对情境复杂的问题和矛盾不明确的技术系统。算法的一般非计算性逻辑过程是对初始问题进行一系列变形及再定义，实现对问题进行逐步深入的分析，将问题转化，直至问题得到解决。⑥以化学、物理、几何学等工程学原理为基础而构建的知识库。

2.2. 技术系统的进化论

 阿奇舒勒技术系统进化论中认为技术系统的进化不是随机的，而是遵循着一定的客观进化模型，所有的系统都趋向“最终理想化”进化。阿奇舒勒的技术系统进化论包括主八个进化法则，运用这些法则可以解决技术难题，预测技术系统的发展，同时还可以产生并加强创造性问题的解决。技术系统法则包括：1）向微观级和增加场应用的进化法则；2）增加集成度再进行简化法则；3）减少人工介入的进化法则；4）动态性和可控性进化法则；5）提高理想度法则；6）子系统协调性进化法则；7）技术系统的S曲线进化法则；8）子系统的不均衡进化法则。

2.3. TRIZ解决发明技术问题的方法

    如何应用TRIZ理论解决问题呢？首先，要对一个实际问题进行细致地分析和准确地定义；然后，依照TRIZ理论提供的方法，把需要解决的实际问题归纳为一个类似的TRIZ标准问题模型；接着，针对不同的标准问题模型，应用TRIZ理论已终结、归纳出的类似的标准解决方案，找到对应的TRIZ标准解决方案模型；最后，将这些类似的解决方案模型，应用到具体的问题中，演绎得到问题的最终解决方法。

 TRIZ理论将能够运行某个功能的事物定义成为技术系统。如果一个技术系统出现问题，其表现形式通常有许多，解决问题的方式也有很多，关键是要区分技术系统的问题属性和产生问题的根源。根据问题所表现出来的参数属性、结构属性和资源属性，TRIZ的问题模型共有4种形式：技术矛盾、物理矛盾、物-场模型、HOW TO模型。与之相对也，TRIZ的工具也有4中：矛盾矩阵、分离原理、知识库与效应库和标准解系统。

1) 创新原理和技术矛盾

    在TRIZ理论中技术矛盾是技术系统的某个参数或特性得到改善的同时，导致另一个参数或特性发生恶化而产生的矛盾。TRIZ理论将导致技术矛盾的因素总结为39个通用工程参数，建立了矛盾矩阵表，提供了40个解决技术矛盾的创新原理。矛盾矩阵是40x40的矩阵，矩阵的第一行表示39个需要改进的技术参数，第一列表示39个引起恶化的技术参数，行与列的交叉处形成技术矛盾，并列有解决技术矛盾所推荐的创新原理序列号。

2) 物理矛盾和分离原理

    物理矛盾是指对技术系统的同一个参数有相互排斥的、甚至截然相反的需求、解决物理矛盾的核心是实现矛盾双方的分离。40个创新原理中的分离原理可以用来解决物理矛盾。分离原理的主要内容是将矛盾双方分离，并将其分别构成不同的技术系统，以系统与系统之间的联系代替内部联系，从而将内部矛盾外部转化。

3) 标准解与物-场模型

      TRIZ理论中拥有最小机能、可控技术系统的图形表现就被称为物质-场模型。物质-场分析可以将许多非常复杂的问题构建成和已有的技术系统相关的物质-场模型，并从76个标准解中找到最为接近的解决方案，简单有序的获得最终理想解。

4) HOW TO模型与知识库和效应库

    HOW TO模型指通过构建系统的抽象功能模型，明确系统所处的生命周期阶段、组成部分及相互作用，用功能模型全面的描述和理解系统。HOW TO模型的解法是查询知识库与科学原理效应库。效应是各领域的定律，它涵盖了多学科领域的原理。TRIZ通过对专利技术的研究分析，按照从技术到实现的原则，收集了1400多种效应。

5) ARIZ——发明问题解决算法

    ARIZ（Algorithm for Inventive Problem Solving）被称为发明问题解决算法，它是解决发明问题的完整算法。在解决一些复杂问题时，由于不能分析出明显的矛盾，无法直接依靠矛盾矩阵和物质-场分析解决。ARIZ提供了独特的算法步骤，将复杂、模糊不清的问题情境转化为明确的发明问题。运用ARIZ提供的步骤流程，初始问题最根本的 冲突被清楚地显示出来，是否能够求解非常清晰。

3. 传统创新方法与TRIZ的比较

 传统的创新方法例如头脑风暴法，它们抛开了不同领域中的基本知识，具有形式化的倾向，这使得在实际运用中会受到使用者经验、技巧和知识积累水平的限制。传统的创新方法过分依赖于非逻辑思维，其实际效果存在很大波动，具有较大的培训难度，这不利于在大范围中进行推广。由于这些限制使得运用传统方法解决创新问题时效率较低，而在面对较高级别发明问题时，也往往也无法使用传统的创新方法。

    与传统的创新方法相比，TRIZ理论具有鲜明的特点和优势。它成功的为创新工作者揭示了创新发明的内在规律及原理，帮助我们快速的确认并解决系统中存在的矛盾。同时它是以技术发展进化规律为基础来研究整个产品的发展过程，因此，运用TRIZ理论可大大的加快发明创造的速度，并提升产品的创新水平。TRIZ理论为解决创新性问题、创新性矛盾提供更好的创意和更合理的结局方案。它帮助我们打破思维定势，激发创新思维，让我们可以从更广的视角看待问题。

4. 总结

 21世纪以来TRIZ被认为是可以帮助人们挖掘和开发自己创造潜能、全面系统地阐述了发明创造和实现技术创新的理论，它帮助我们对问题的情境进行系统分析，快速地发现问题的本质，准确的定义创新性问题和矛盾。TRIZ理论被欧美等地的专家认为是“超级发明术”，在国内也有许多企业及大学开始重视和应用TRIZ理论。

参考文献

第2篇：triz理论论文范文

关键词：TRIZ 创新 法兰 管道

0 引言

水是生命之本、万物之源、生态之要。近年来，随着工业化、城镇化快速推进和全球气候变化影响加剧，我国水安全呈现出新老问题交织的严峻形势，水资源短缺、水灾害频发、水生态损害、水环境污染等问题愈加凸显，“节约水资源、保障水安全”，事关“四个全面”战略布局，事关民族永续发展，事关国家长治久安。生活供水管道是将生活饮用水输送到千家万户的重要工具，保障生活供水管道的安全可靠是保障水质安全的重要环节，法兰连接是管道连接的重要方式，通过技术创新实现法兰或法兰连接阀门的快速更换，可以大幅度提高工作效率和安全系数，有效保障供水安全。

1.法兰连接供水管道拆卸更换问题

将符合国家标准《GB5749-2006生活饮用水卫生标准》的生活饮用水从水厂输送到千家万户，需要经过生活供水管道，管道短则几公里，长则上百、上千公里，其中输送管道需要用法兰连接，法兰连接就是把两个管道、管件或器材，先各自固定在一个法兰盘上，然后在两个法兰盘之间加上法兰垫，最后用螺栓将两个法兰盘拉紧使其紧密结合起来的一种可拆卸的接头。

目前，在生活供水管道法兰更换，特别是用法兰连接的阀门检修更换时，由于受到管道自重和工艺误差，以及年久腐蚀结垢，使管道的法兰发生位移、间隙减小，更换阀门时不易拆装，操作员工只能用大榔头、撬杠等工具拆卸，操作时间长、效率低下、容易伤人。

2.TRIZ体系

创新的关键是解决发明问题。而TRIZ就是创新方法进化到高级阶段的产物，是专门解决发明问题的理论。TRIZ包含用于问题分析的分析工具、用于系统转换的基于知识的工具和理论基础。

TRIZ的理论基础就是技术系统进化模式，这些模式包含用于工程系统进化的基本规律。

TRIZ分析工具包括：冲突分析、物质-场分析、功能分析和ARIZ算法。这些工具用于问题模型的建立、分析与转换。

TRIZ基于知识的工具包括：40条发明原理、76个标准解和效应数据库。基于知识的工具与分析工具的不同之处在于：基于知识的工具指出解决问题的过程系统转换的方式，而分析工具用于改变问题的描述。

3. 应用TRIZ创新理论解决法兰连接供水管道阀门拆卸更换的问题

3.1 问题分析

根据TRIZ创新理论中的分析工具问题进行深入分析，找到问题产生的根本原因，确定问题区域，根据实际情况运用分析工具进行分析，然后选择合适的创新工具进行解题，得到建议方案，最后综合分析得到最优方案。

3.1.1 首先结合实际问题进行功能分析，建立功能模型如下（见图1）：

人是超系统，人操作工具，表现为不足作用；

工具是元件，工具拆卸螺母、螺栓，表现为不足作用；同时工具对螺母、螺栓进行敲击，会造成螺母、螺栓的磨损或变形，是一种有害作用；

螺母、螺栓是元件，螺母螺栓连接法兰，是一种有用作用；

环境是超系统，环境中存在空气、水及各种物质会对法兰、螺母、螺栓进行腐蚀，是一种有害作用。

3.1.2 冲突区域确定：依据根本原因和其相关问题元件及属性，最终确定问题区域，即问题关键所在。

问题关键点1：工具对于法兰拆卸的作用力不足。

问题关键点2：环境因素造成螺母、螺栓腐蚀生锈。

问题关键点3：平时拆装磨损导致螺母、螺栓变形。

3.1.3 理想解分析：（理想解分为最终理想解和次理想解，可以分别来确定。）

理想解：螺母、螺栓永远不生锈。

次理想解：螺母、螺栓即使生锈也能容易拆卸。

3.2 问题解决

应用TRIZ工具，得到所有创新解，并确立最终解。

3.2.1 冲突解决理论

物理冲突解决过程

①冲突描述：为了拧紧法兰使密封性好希望作用力大，但又为了在拆卸更换时方便，

希望作用力要小，即，作用力既要大又要小。

②选用4条分离原理当中的时间分离原理，依据No.10预操作发明原理“在操作开始前，使物体局部或全部产生所需的变化”，得到如下解决方案： 在拆卸法兰连接阀门过程中，加入一种法兰胀开器，在双螺纹螺母的带动下使左、右螺柱向两边位移，带动法兰片向两边移动，解决了法兰拆卸不易的问题，从而实现了法兰或法兰连接阀门的快速更换。

3.2.2 物质―场分析

① 建立问题的物质-场模型

② 根据所建问题的物质-场模型，应用标准解解决流程，确定问题的通解。

根据规则4：消除有害的、多余的、不需要的物质或场的最有效方法是引入第三种物质元件（S3）。

③ 依据选定的标准解，得到问题的解决方案；

方案一：依据1.1.2（No.2）标准解，得到问题的解如下： 组成合金，以改变铁内部的组织结构.把铬、镍等金属加入普通钢里制成不锈钢，就大大地增加了钢铁制品的抗生锈能力。

方案二：依据1.1.3（No.3）标准解，得到问题的解如下：在螺母螺栓表面覆盖保护层以防止其生锈。或者在螺母螺栓表面用电镀、热镀等方法镀上一层锌、锡、铬、镍等不易生锈的金属。这些金属表面都能形成一层致密的氧化物薄膜，从而防止螺母螺栓和水、空气等物质接触而生锈。

第3篇：triz理论论文范文

关键词：TRIZ理论，创新设计，机械产品，

二十一世纪全世界范围内机械产品激烈竞争，各个国家都很重视如何提高产品的设计水平，增强其竞争实力。而产品设计最主要的目标就是对产品进行创新，满足消费者的需要并且占据市场更重要的位置，所以，要想增强机械产品自身的竞争实力，最根本的途径就是重视创新设计。创新设计理论又叫做TRIZ理论，是设计的核心理论，目前已经在机械产品创新设计中被广泛应用，可以提现企业的核心竞争力。1946年，前苏联G.S.Altshuller创立了TRIZ理论，指的是发明问题的解决理论。以这个理论为基础，军事工业得到了很大的发展。二十世纪九十年代开始流入美欧，在某些企业当中开始应用并且推广，取得了很多发明专利，随之也产生了经济效益，当很多国家兴起了TRIZ理论研究和推广的热潮。1998年之后，TRIZ理论开始在中国出现，不少科研机构把TRIZ理论作为技术创新的首选，积极的进行探索。这篇论文主要是探讨TRIZ理论主要内容以及在机械产品创新设计中的应用。

1.TRIZ理论基本内容概述

TRIZ理论的观点是，发明问题的关键是解决冲突，而解决冲突需要遵守相关的原则：对系统的某个零部件或者性能进行改进时，不可以影响到系统或者相邻的其他零部件以及性能。冲突主要包括技术冲突和物理冲突，物理冲突指的是如果对一子系统出现相反的要求时所出现的冲突，系统的某个部分同一时间出现两种相反的状态，主要是由一个参数造成的。技术冲突的含义是系统的某个部分性能增强造成了有害以及有用两种结果，也可以理解为有益作用被引入或者有害作用被消除，造成其他的一个或者几个子系统性能降低，这种问题主要是由两个参数造成的。

G.S.Altshuller在理论当中提出了四十条冲突解决原理，也就是发明原理以及冲突解决矩阵的含义，各种领域的相互冲突的特性通过高度的概括，抽象成为三十九个技术特性参数（也叫做通用工程参数），矩阵中的行代表冲突恶化的参数，列代表冲突改善的参数。针对技术冲突，可以以冲突矩阵为基础，找到对应的发明原理，从而找到解决问题的办法；针对物理冲突，通常利用分离原理了可以找到解决办法，发明原理和分离原理之间具有一定的关系，一条分离原理，可以对应很多条发明原理。

2.TRIZ理论在机械产品创新设计中应用

2.1.TRIZ理论在机械创新设计中应用的步骤程序

将TRIZ理论应用到机械创新设计当中，主要的步骤是：对机械系统问题进行分析，明确关键的技术功能，找到造成系统中问题的参数，对冲突的类型进行判断。如果系统中的问题主要是由一个参数造成的，属于物理冲突；如果是由两个参数造成的，属于技术冲突。可以通过分离原理解决物理冲突，对分离方法进行确定，包括时间分离、空间分离、整体和部分的分离、基于条件的分离，根据实际的分离原理和解决冲突的发明原理的对应关系，找到解决问题的办法。技术冲突，第一步要确定恶化技术特性参数和改善技术特性参数，再以冲突矩阵为基础，找出对应的发明原理，从而找出解决问题的办法。最后，把推荐的对应的发明原理应用的具体的问题上，对每一个原理在具体问题上的实现和应用进行探讨。

2.2.呆扳手的创新设计案例

设计初期的呆扳手在松开或者拧紧六角螺母或者螺栓时，因为螺母或者螺栓受力点在两条棱边，很容易变形，因此无论是松开还是拧紧都比较困难。而新的设计需要避免原来设计当中的缺陷。后来美国一项以冲突矩阵为基础的专利解决了这个问题。这个专利是从三十九个通用工程参数当中选择一对特性参数：1）提高质量的参数：物体所产生的有害因素，可以对螺母或者螺栓减少磨损。2）可以造成负面影响的参数：制造精度，全新的改进有可能造成制造的困难。然后把上面的两个参数代进冲突矩阵，可以得到下面四条发明理论，即是：维数变化、小对称、抛弃与复制、修复。通过分析维数变化以及小对称这两条发明原理可知，经过创新的呆扳手工作面的某些点可以和螺母或者螺栓的侧面相接触，而不仅仅是接触棱边，因此解决了这个问题。

通过这个实例可以说明，机械产品的某些参数或者特性进行改进之后会造成其他参数和特性的恶化，可以通过冲突矩阵来解决这种技术冲突，这说明在机械产品设计当中应用TRIZ理论时具有价值的。

2.3.某飞机的航空发动机引擎罩的创新设计案例

某飞机的航空发动机引擎罩在设计时，表现出来的技术冲突是：一方面希望发动机可以吸入较多的空气，另一方面又希望发动机罩和地面之间的距离可以不减少。把它转化为物理冲突：应该将发动机罩的直径加大，这样有利于吸入空气，但是直径又不宜过大，避免机罩和路面的距离减少。

这个物理冲突可以用空间分离原理进行解决。空间分离所对应的发明原理当中有No.4不对称原理。根据这个原理，可以把原来的对称设计变更为不对称的设计。如下图所示。

图1：发动机罩改进设计方案示意图

3.结束语

第4篇：triz理论论文范文

关键词 TRIZ理论 技术创新 企业 专利

一、引言

人类社会经过几百年的发展，积累了一大批创新成果，专利创新成果是其中的重要组成部分。近年来，人们在分析了世界近250万份高水平发明专利的基础上，总结出各种技术发展进化遵循的规律模式，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则，并综合多学科领域的原理和法则，建立了一个由解决技术、实现创新开发的各种方法及算法组成的综合理论体系，即TRIZ理论体系。相对于传统的创新方法，如试错法、头脑风暴法等，TRIZ理论具有鲜明的特点和优势，它成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，而且它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程，而不再是随机的行为。实践证明，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品。它能够帮助我们系统的分析问题情境，快速发现问题本质或者矛盾，它能够准确确定问题探索方向，不会错过各种可能，而且它能够帮助我们突破思维障碍，打破思维定式，以新的视觉分析问题，进行逻辑性和非逻辑性的系统思维，还能根据技术进化规律预测未来发展趋势，帮助我们开发富有竞争力的新产品。TRIZ是专门研究创新设计的理论，目前已建立一系列的普适性工具帮助设计者尽快获得满意的领域解。它是指导人们创造性解决问题并提供科学的方法、法则。因此，TRIZ可以广泛应用于各个领域创造性地解决问题。不仅在前苏联得到广泛应用，在美国的很多企业特别是大企业，如波音、通用、克莱斯勒、摩托罗拉等的新产品开发都得到了应用，创造了可观的经济效益。据统计，2003年，三星电子采用TRIZ理论指导项目研发而节约相关成本15亿美元，同时通过在67个研发项目中运用TRIZ技术成功申请了52项专利。

二、企业技术创新意义

当今世界已进入知识经济时代。在知识经济兴起和经济全球化进程中，国际竞争日趋激烈，国家核心竞争力越来越表现为对知识创新成果和知识产权资源的培育、配置和调控能力，知识产权成为经济社会发展的战略性资源和竞争力的核心要素。国际经济社会发展的实践表明，自主知识产权和自主创新能力已成为综合竞争力的决定性要素，利用知识产权赢得市场竞争的先机已成为国际竞争的重要方式和手段。国务院于2008年实施《国家知识产权战略纲要》，2013年2月，国务院办公厅《关于强化企业技术创新主体地位全面提升企业创新能力的意见》，《意见》提出，到2015年，企业发明专利申请和授权量实现翻一番。知识产权工作已进入企业主要需求阶段，全社会知识产权意识显著增强，知识产权法制环境明显优化，知识产权创造、运用、保护和管理能力显著提高。随着知识产权行业的蓬勃发展，专利的质量与授权率却有了一定程度的下滑，究其原因，一方面固然是越来越多的公开专利使得后继的专利难以超越；另一方面，粗犷型创新使得很多有价值的专利被无效，这既是对创新成果的浪费，也是对人力、物力的大量浪费。通过TRIZ引导，培育企业创新意识，增强技术创新的能力，提高专利的质量，不仅有利于提高企业的核心竞争力，还可以通过专利等知识产权成果来赢得应得的市场份额。

三、TRIZ理论体系

现代TRIZ理论体系主要包括创新思维方法与问题分析方法、技术系统进化法则、技术矛盾解决原理、创新问题标准解法、发明问题解决算法、基于物理与化学等工程学原理而构建的知识库等六大方面，其中应用广泛的是其前面四个方面，创新思维方法与问题分析方法理论中提供了如何系统分析问题的科学方法。例如，多屏幕法、STC法、金鱼法、小人法等；而对于复杂问题的分析，则包含了科学的问题分析建模方法――“物―场”分析法，它可以帮助快速确认核心问题，发现根本矛盾所在。技术系统进化法则给出了产品发展的演化规律，可预测未来发展趋势，开发富有竞争力的新产品；技术矛盾解决原理给出了不同的发明创造往往遵循的40个创新原理，针对具体的技术矛盾，可以基于这些创新原理、结合工程实际寻求具体的解决方案；创新问题标准解法给出了问题解决的流程。目前，TRIZ理论在产品开发、技术难题解决等工程中的成功应用已经逐渐引起人们的关注。

四、TRIZ企业应用模式

创新是民族发展之魂，技术创新可直接转化为生产力，是创新的主体力量，而企业是现代工业社会的细胞，企业技术创新强则国强，对企业员工进行科学的创新思维引导，使之在工作中能不断迸发灵感、进行科学创新，实是利国利民之举，亦是中国梦之基石。不论企业大小，通过组织企业员工不定期参加创新培训与学习、通过定期举办的TRIZ创新交流沙龙等多种形式对员工进行创新思维引导，在企业内形成创新之氛围，不仅有利于企业长期稳定、促进企业文化的发展、提高企业的创新能力，还有利于企业员工间的交流，增强企业凝聚力。

TRIZ在企业技术创新中的应用模式通常有下面几种：一种是企业技术人员通过学习TRIZ相关理论与方法，自行提出改进或创新方案，解决企业技术难题。二是企业技术人员提出技术难题递交给TRIZ专家，由TRIZ专家给出改进或创新方案。三是在TRIZ创新专家的指导下，企业技术人员参与，由TRIZ专家主导给出改进或创新方案。一般情况下，上述三种TRIZ创新应用模式中，第一种模式适合技术实力雄厚的大、中型企业；第二种模式适合一些中、小型企业；第三种模式适合一些小型企业。

总之，在知识经济兴起和经济全球化、国际竞争日趋激烈的当前形势下，在企业中进行TRIZ创新思维引导、培育创新氛围是很有必要的。具体到TRIZ在企业技术创新中的应用，针对不同规模与技术储备的企业，通常存在三种应用模式，但具体情况是复杂的，有可能一个企业存在多种应用模式，也有可能某一小型企业员工能自行应用TRIZ相关理论与方法，自行提出改进或创新方案等情况的出现，但从整个社会应用与推广的角度，上述三种模式还是适用的。

（张开骁单位为河海大学理学院；陈礼明单位为梅山钢铁公司培训中心；屈天鹏单位为苏州大学钢铁研究院；张佳妮单位为南京申云知识产权服务有限公司）

参考文献

[1] 檀润华，张换高.面向中国机械工程师的交互式TRIZ培训模型[J].机械工程学报，2014（5）.

[2] 张辉.基于TRIZ的新产品创新冲突矩阵的构建[D].河北工业大学，2012.

[3] 张开骁，张佳妮，应海华，雷撼，张凯. TRIZ创新理论在光电效应实验仪改进中的应用[J].科技创新导报，2015（3）.

[4] 谢东钢，王建国，杨拉道，陈坚兴，张国华.“TRIZ”理论是科技创新的现代化工具[J].重型机械，2010（S1）.

第5篇：triz理论论文范文

一、TRIZ物场模型在综合实践教学体系建设中的作用

TRIZ物场模型的物场分析方法是一种与现有技术系统相关联的问题建模手段，它从物质和场的角度分析和构造最小技术系统，而它所构造的系统则是为完成某些功能而存在的。将TRIZ的物场模型分析方法对高校专业建设进行分析，说明了高校综合实践教学体系建设的重要性。TRIZ物场模型的物场模型中，存在两个物体S1及S2和一个场F。物体S1的输出是由物体S2在某些场（能量类型工具）的作用下出现的。在高校专业建设中，学生是S1，教师是S2，而完善的综合实践教学体系就是场F。学生S1在完善的综合实践教学体系这个场F的平台上，在教师S2的指导下理论结合实际，经过大学培养成为合格的毕业生。所以，高等教育的作用就是建立完善的综合实践教学体系这个场，通过第二种物体即教师S2作用于第一个物体学生S1，使学生借助综合实践教学体系这个场获得正能量，即能力、素质、水平的全面提高。这就构成了S1的输出。也就是说，在这样一个高等教育系统中，学生聪明好学，综合实践教学体系完善，如果指导教师的能力不足，整个实践教学模块就会有缺陷，因此，好的大学要有好的师资。如果综合实践教学体系完善，指导教师非常优秀，但学生主观出问题，实践教学模块也会出现矛盾；但是指导教师和学生均非常优秀，然而综合实践教学体系却不完善，那么实践教学模块就无法正常运行。因此，学生和教师之间的互动需要综合实践教学体系这个场来完成。南京信息工程大学材料专业在专业建设过程中，将学校和企业紧紧结合为一体，在综合实践教学体系建设方面做了一些工作。

二、利用分割原理、抛弃与再生原理、动态化原理等建设综合实践教学体系

构建完善的综合实践教学体系就是要在TRIZ物场模型中更好发挥场的功能，使学生这个第一物质，在毕业时能够获得扎实的理论知识、较高的素质和较强的实践能力。然而，实践内容也会有冲突。例如，在实践中强调了让学生接触面宽，那么就削弱了精，反之亦然。这就是TRIZ所指的技术矛盾。TRIZ提出了空间分离、时间分离、条件分离、整体与部分分离等四种分离方法来实现矛盾双方的分开。依据这一原理，把一个整体分成若干相对独立的部分，而每个部分则发挥各自的作用。因此，南京信息工程大学材料专业的综合实践教学体系设置了企业实习、学校课程实验、企业工程训练、论文设计和课外企业科技活动五个模块。企业实习模块解决了接触面宽的问题，训练模块解决了精的问题。企业实习课包括认识实习、金属冷加工实习、金属热加工实习、生产实习。而企业工程训练课模块设置了磁性材料制备训练、焊接训练等。这样，综合实践教学体系分的五个模块构建形成了“五位一体”的综合实践教学体系，将学校和企业紧紧结合为一体。TRIZ的动态化原理与学校的实验课建设相结合，实验课的名称和内容依据情况适时调整和更新，实验课模块处于动态中。TRIZ的抛弃与再生原理与学校的实验课建设相结合，不断抛弃或改变实验课中已经过时的和无用的部分内容，同时在抛弃或改变过程中迅速补充新鲜的部分。也就是说，实验课模块建设中要需要经常放弃陈旧内容和补充新工艺、新材料、新设施的内容。因此，实验室根据教学内容和教学进度情况不断选择和调整实验课程内容，同时结合学生就业和行业需求的特点，针对部分实验项目或项目中的部分内容进行适时调整，特别是把老师的科学研究题目和实习基地的企业课题引入实验教学中，不断变更实验科目，适时充实实验教学内容，在实验中培养学生的创新意识和提高学生的工程实践能力及基本素质。如此对实验内容的翻新，使实验教学培养体系逐渐趋于完善。与企业共同建立的实习基地也是TRIZ的物质—场理论的很好应用。因为大学没有生产基地，只有依靠企业完成对学生的实训。也就是说，在技术系统中的三个要素，即物质S1、物质S2和场F三者都无法实现对学生的实训。因此在物质—场模型中必须引入另外一种物质S3也就是企业才能保证技术系统的完整。因此，在实习教学过程中，本专业积极与企业联系沟通，竭力打造物质—场理论中的物质S3，强化实习教学环节与企业的联系。近几年本专业在南京、高淳、扬州、江都、如皋、通州等地建立了校外实习基地，使学生通过实习训练环节在实践中得到真正的锻炼。经过近几年“五位一体”的综合实践教学体系的建设，形成了基础扎实、实验动手能力强的人才培养特色，促进了专业建设的发展，取得了满意的结果。近几年本专业出版了专业教材包括专著9部，建立了20余家实习基地，承担了数十项企业提出的项目。材料专业学生在综合实践教学体系的建设中积极参与教师的科研项目，并与教师一起申报发明专利150项，已获得授权专利111项，其中不少授权的专利成果已应用于生产实践中。学生在综合实践教学体系的建设中，积极参加各种类型的学科竞赛和国家及省级大学生创新项目，连续几年取得了优秀的成绩。本专业本科毕业生就业率近几年来稳居95%以上，一直处于同类型专业的前列。学生毕业后分配到社会的不同岗位上，表现出良好的素质，得到了社会的认可。

本文结合TRIZ原理，分析了建立完善的综合实践教学体系的重要性。经过多年来TRIZ原理的应用实践，在专业建设中建立了完善的综合实践教学体系，在培养高素质人才方面做了有益的探索。

第6篇：triz理论论文范文

[关键词]创新基地 高等教育 创新实践

[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）10-0005-03

“高校是培养创新人才的基地和摇篮，肩负着重要的历史使命，必须全方位更新观念，把培养大学生的创新能力作为教育改革的核心。”如何在新方法、新理论的指引下更好地进行创新教育，成为各高校高等教育研究的重中之重。

一、机电创新中心简介

哈尔滨工程大学科技创新实践中心（简称创新中心）是省级教学示范中心的重要组成部分，是组织和指导大学生科技创新活动的基地。基地以创新课程为牵引，以科技竞赛和学生科研立项为横向基础，为学生构建了一个综合创新平台和各项科技赛事支撑平台。

创新中心实行开放式管理，其宗旨是“倡导科技创新，投身创新实践培养创新精神”。创新中心具有几个资源平台，如全国机器人大赛、每年在哈尔滨工程大学举办的全国大学生创新大赛和国际雪雕大赛。借助这些平台，我们在本科生的课程中开设了TRIZ概论、机器人概论、机器人创新设计与实践、探索机械创新、竞赛机器人探索、雪雕艺术设计等课程进行创新思维能力、创新技法和创新精神、创新意识等创新能力的培养和基本技能、实践动手能力的训练；通过大学生创新基金项目、科技活动和科技竞赛等科技创新活动进行科研训练和团队创新能力的培养。

二、创新教育的构建模式

学生课外科技活动的开展使课外教学与课内教学得到良好的有机结合，要想使课外科技活动日常化、普及化，让更多的学生有热情参与进来，制度建设至关重要。平台的构建如果没有制度作为保障，很难得到长期、有效地开展。根据赛事和科技活动内容的不同，学生们需要投入的时间和精力也大不相同，如果解决不好这个问题，就会与课内教学发生冲突，学生不但不能得到良好的实践锻炼，反而会影响其正常学业。在这些年的实践及与相关兄弟院校的学习的交流中，我们总结出如图1的创新教育模式，并根据该创新模式，扩展以下几点。

（一）构建知识基础，课程引导实践

学生参与科技创新活动不能仅靠热情，还要有扎实的基础知识，只有这样才能萌发出更好的想法。几年来，机电创新中心在设计方法学的创新技法和创新思维方式、机电一体化试验技术、机器人创新设计与制作、机器人技术、可编程序控制器原理与应用、机械设计等方面引入创新的思想。比如在机械设计课程内对各种机构进行认真研究的基础上，对每种机构能完成什么功能进行深入剖析，全天开放机构模型展室，让学生随时都可以了解到各种典型机构的具体结构和功能，并举一反三，通过课程设计和大作业进行强化训练；在机电一体化试验技术课程内，训练学生如何根据需求完成一个机械系统的概念设计，掌握原理图的设计方法，PCB图的设计方法和技巧，也就是教学生完成如何将一个概念变成一个真实系统的过程。通过课堂教学使学生的专业基础知识得到提高，培养学生的创新意识。我们开设了现代设计方法课程，专门教授学生创新方法与创新原理，尤其是TRIZ理论。在课堂上，教师通过实例来讲解介绍创新方法，并引导学生运用所学方法去解决实际问题，这种训练更能激发学生们的创新思维。

（二）开放实验环境，提供创新温床

实践是教育教学最有力的支撑与补充，开放的实验室为学生们的创新活动提供了良好的环境保障和场地设备支持。通过科研立项、科技竞赛等多种教学组织形式，以合作式、研究式为主的学习方式，拓展学生实验的空间。学生可以通过课堂内外、实验室内外、精品课网站、图书馆等多种方式进行自主学习，突破了传统实验室空间的约束，扩展了实验教学的空间。目前，中心将各创新实验室开放给学生进行科研活动，中心实验室尽量做到时间、内容、对象上的全面开放。实验室日平均开放8小时；设计、综合、创新实验项目71%开放。中心实验室利用实验室管理系统大平台建立了完善的开放管理系统，中心实验室管理全面开放，井然有序。科技创新逐渐成为校园里最时尚的事情，学生们以科研立项为荣，以从事创新为乐。

（三）大赛激发兴趣，成绩考验政策

各项大赛的举办，对拓展大学生视野的前沿化、创新化具有积极作用，激发了学生参与各项赛事的兴趣。随着国内外各项学生科技赛事的蓬勃发展，赛事难度的加大对参赛学校及参赛学生提出了更高的要求，这在激发和培养学生科技创新能力大幅提高的同时也考验了学校在学生科技创新活动方面的制度和政策是否具有创新性和时效性。哈尔滨工程大学学生在连续六届全国大学机器人电视大赛中，获得了两次亚军、两次八强及一次特别表演奖，参赛队每次都能取得骄人的成绩，这正是学校政策具有创新性与时效性的良好验证。参加一届机器人大赛需要15-25个学生投入近十个月的时间做赛前准备。因为大赛只提供比赛规则，而设计方案和机器人的制作，甚至连比赛场地的制作都需要学生亲自动手来完成。在参加完第一届比赛后，课题组立刻调整参赛模式，将课程设计、毕业设计与学生的课外科技创新活动结合起来。这样，参赛学生在参赛时间上就得到了充分的保证，为比赛的成功奠定了坚实的基础。在连续三年的黑龙江省大学生TRIZ大赛中，创新基地辅助学生创新作品获得一等奖3项，二等奖11项，三等奖32项。

（四）建立传承社团，扩大横纵交流

学生社团是学生自主管理的组织，社团有助于将已形成的发展体系传承下去。通过各类特色的科技创新社团，学生们能够充分发挥自己的聪明才智，将新颖的想法付诸行动并得以实现。中心的TRIZ协会是黑龙江省创新方法会在哈尔滨高校协助创建的第一个学生创新社团，在每年举办的TRIZ大学生创新设计大赛中起到了重要作用，而机器人协会社团则在全国机器人大赛中担当了重要角色。这些社团经常举办学术讲座和交流，形成了一股强大的创新之风，吹进校园的每一个角落，激发了每一位学生的创新灵感。社团活动带领新学生尽快融入科技创新之中，也为学生横向与同年级、纵向与高低年级学生的相互交流辅导提供了便利。

（五）领导高度重视，完善奖励制度

校方的大力支持与奖励制度能够激发起师生们的创新热情。哈尔滨工程大学正在向特色鲜明的高水平研究型大学迈进，学校制定了激励学生参与科技创新活动的奖励制度。2003年学校出台了《哈尔滨工程大学课外学术科技活动奖励办法（试行）》，经过三年的实践，于2005年末将此文件废止。在此基础上，为表彰在校内外学术科技活动中做出突出贡献的学生和教师，充分调动广大学生、教师参与学生学术科技竞赛的积极性，加强对学生创新精神和实践能力的培养，根据学校《本科教育教学工作“九大体系”、“十大工程”文件汇编》中关于“教育教学激励体系”的有关规定，颁布了《哈尔滨工程大学学生学术科技活动表彰奖励办法》。在新的奖励办法中，根据赛事的不同，学生可获得0.5至7个创新学分，并可获得100元至15000元的表彰奖励金，对于特别优秀的学生，经学校讨论决定后可直接以科技创新人才免试攻读硕士研究生，课题组成员所指导的学生中已有10多人被保送攻读硕士研究生。随着学校的发展，在学校领导的亲切关怀和教务处、校办、实验室与资产管理处等有关部门的积极支持下，一系列有利于学生科技创新活动发展的政策相继出台，这使得学生参与科技创新活动、教师进行指导的热情进一步高涨，学校的学生科技创新活动正在向着更高的台阶迈进。

三、创新中心建设的启示

为进一步充分发挥创新中心在培养本科生创新能力的作用，加强本科生的创新基地建设，结合哈尔滨工程大学创新基地建设的实践，根据机械学科的特点，根据我校坚持培养“具有坚定信念与创新精神、视野宽、基础厚、能力强、素质优的可靠顶用人才”的培养目标，中心指定了以下建设发展思路。

（一）优化创新实践基地的导师队伍，充分发挥指导教师在创新中心的作用

为创新基地配备高水平、有责任心的导师队伍，这对学生创新能力和实践能力培养起着关键作用。一方面，我们聘请校内学术水平较高的专家教授做理论上的指导，选择具有很强工程背景经验的教师参与学生的创新活动；另一方面，要考察教师的责任心和奉献精神，对学生的指导需要耐心和方法，把这样的教师充实到队伍里。尝试定期对导师在创新基地指导学生创新实践活动的业绩进行评估，建立相应的奖励机制，在教师的工作量核算、评优晋级等方面给予充分肯定及鼓励，从而调动教师参与创新指导的工作热情；对缺乏热情的教师及时淘汰，对全身心投入的教师及时引进，形成导师队伍有进有出、有序流动、不断优化的良好局面。

（二）创新基地要形成积极向上、浓厚的创新文化氛围

这对于引发大学生创新激情，促进创新基地发展至关重要。具体措施包括：积极举办各种学术交流、校际交流活动，如听取专家报告、参与相关的学术论坛等；与国内外一流院校建立良好的关系，经常邀请外校、外国专家来基地讲学；努力支持基地的大学生参与重要的国际大赛，这些大赛提升学生了从事创新实践活动的兴趣，激发了学生的创新思维，推动浓厚的创新氛围的形成；筹划举办各种创新实践比赛，鼓励学生参加国内外举办的各种创新设计大赛，实施创新奖励机制，加大奖励力度，激发学生的挑战意识，形成热衷创新、争相创新的局面。

（三）创新基地实践项目设置是创新实践基地工作的核心，是大学生参与各项赛事的桥梁

实践项目设置可以采取两种办法。一种是结合教师科研项目的延伸，教师把科研项目中的部分内容，需要多人密切配合协作才能完成的综合项目，通过任务分解，确立创新实践项目，并从科学性、创新性等方面入手，从理论和实践上指导学生来参与。哈尔滨工程大学机电学院教师通过所主持的风力发电、康复机器人等项目，指导大学生参与了几项大赛，均获得佳绩，这对基地的运行起到了非常大的作用。另一种是建立创新性项目题库，学生自己提出创新性实践项目。基地每一年都向各专业的教师开展对学生创新实践项目的课题征集活动，并邀请创新基地教师论证评审所征集的课题，从中选出有研究价值的题目纳入课题库。学生科技创新实践立项主要从课题库中选题，也可以由学生自定课题，再经创新基地教师论证评审，进入课题库。大学生创新实践项目的选题立项应考虑项目课题的科技含量与水平、创新项目的社会与经济价值以及学生对该项目开展研究的可行性等。学生可以组织研究团队从课题库中选题申报立项，再由创新基地教师进行评审，确定是否提供资助。其中，提供资助的项目可分为重点资助项目和一般资助项目。基地实践项目的设置首先要注重创新性和实践性，要优选能够激发学生创新兴趣、启发创新思维、锻炼动手能力的项目。实践项目设置不仅要注重体现自身专业背景，实现对专业知识的创新理解和运用，还要注意充分考虑相关学科专业知识，充分实现学科的交叉融合。另外，实践项目要杜绝低水平重复，注意及时更新。

四、取得的成果

创新中心支持启航杯、五四杯、全国大学生TRIZ大赛、全国机器人大赛、全国雪雕比赛、全国“挑战杯”等各种赛事的校内创新立项，2011年共指导86组350人进行创新活动；支持机电工程学院科技协会、TRIZ协会、机器人3636363协会、救援机器人协会、雪雕工作室的科技创新活动，2011年共有300人常年在基地进行创新活动；举办主题为“机电工程学院科研立项专题指导及专利申请指导”、机电工程学院“五四杯”专题指导、“科创之路与你同行”等科创沙龙，引导学生参与创新，共有913人参加科创沙龙活动。2011年中心开设5门实践课程共计420学时，有1255名学生选修。将课外培训纳入正规教学体系，使分散、无序的课外培训规范化、有序化。中心以课外科技小组、机器人协会、雪雕工作室为主体搭建科研平台。中心组织学生科研团队、申报和实施大学生创新研究项目。2011年度共有五件作品参加国家大学生创新创业训练计划，校大学生科研立项第一批立项我院普通型14个，引导性4个，重大型9个；第二批科研立项我院普通型14个，引导性9个，重大型8个，共有221名学生参加立项、26位教师参与指导立项。各个协会的科技活动，以学生自主管理和学习为主体，教师指导协调指导为辅，这构成了创新基地的活动主旋律之一。以组织和参加机械类、工业设计类为主的重大学科竞赛为检测平台，中心积极组织指导学生参加全国大学生机器人电视大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“挑战杯”全国大学生创业计划竞赛、全国大学生机械创新设计大赛、国际雪雕比赛、校“五四杯”大学生课外学术科技作品竞赛等各种赛事活动。通过竞赛来检验中心的培训效果，继而形成以竞赛带培训、竞赛促培训的培训模式，以完成创新基地检测平台的构建。

中心将积极探索并初步形成指导教师-高年级学生-低年级学生交叉融合的团队合作模式和高素质本科创新型人才的培养模式，将基地建设成为创新实践教学改革的示范中心，为学生们自主学习与实践、积极创新与创业开辟出更加广阔的学习空间。中心获得省优秀教学成果奖6项，教师发表的教学论文19篇，中心承担的教学研究项目14项。

五、结束语

创新实践基地是探索提高本科生创新意识和创新能力的新模式，其建设和运行是一个长期的系统工程，涉及导师队伍建设、创新实践项目设置、奖惩机制、资金保障、软硬条件建设等多个方面。本文结合作者所在的哈尔滨工程大学创新实践基地两年多的建设和运行情况，对此进行了初步探索，其模式还要在实践中不断改进，使其更具有效性和科学性。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 顾秉林，王大中，等.创新性实践教育――基于高水平学科建设的创新人才培养之路[J].清华大学教育研究，2010（2）：1-5.

[2] 刘思华，李际平.湖南省研究生培养创新基地建设理论与实践研究――以中南林业科技大学三个培养创新基地为例[J].湖南医科大学学报（社会科学版），2010（2）：206-208.

第7篇：triz理论论文范文

关键词：地方高校 机械工程 产学研合作教育 课程体系

地方高校如何准确定位人才培养目标，科学合理地构建课程体系和实践教学体系，实现教学与科研、生产有机结合，培养高水平应用型创新人才，是当前和今后一段时期内，地方高校产学研合作教育需要重点解决的问题[1]。不同高校采用不同的教学模式，构建不同的课程体系和实践教学体系，培养不同类型的创新人才[2，3]。以我校机械工程专业为例，主要研究地方高校机械工程专业课程体系和实践教学体系的建设，课程群和实践教学环节的构建，以及教学改革措施，为培养具有机械产品的研究、开发、设计、制造、生产组织管理以及经营能力的创新人才奠定坚实的基础[4，5]。

1 人才培养目标

通过对国内众多开设机械工程专业的高校进行调查研究后发现，我国当前和未来相当长的一段时期内，机械工程专业的大多数本科毕业生将直接进入生产一线，从事机械产品设计、制造、生产组织管理等工作。因此，地方高校机械工程专业的人才培养目标是培养具有较扎实的自然科学、人文社会科学基础，较系统地掌握机械工程专业宽广的技术基础知识，具有较强的创新意识和机械工程专业应用能力，能从事机械产品研发、设计、制造，以及组织管理和市场经营工作的应用型创新人才。

2 课程体系建设

2.1 课程体系

2.2 课程群建设

14个模块对应着不同的课程群，通过课程群的建设完成对学生不同阶段的培养。

人文管法社会知识模块是培养学生的法律意识和人文修养，通过这个课程群的学习，使学生具有较扎实的自然科学基础和人文社会素养，具有较强的社会责任感和良好的职业道德，较好的表达能力和交流能力。

质量安全环保意识模块是使学生了解本专业相关的方针政策、法律、法规和技术标准，具有环境保护和可持续发展意识。

基本技能模块是通过大学英语、专业英语、双语教学课程的设置，培养学生能较熟练地应用英语进行专业交流的能力，尤其是口头和书面表达能力；通过计算机文化基础、技术基础课程及其应用实践，使学生具备应用计算机解决一般技术问题的能力，为今后应用计算机进行辅助设计、分析、模拟和计算夯实基础；通过信息检索课程的学习，掌握运用现代信息技术获取相关知识的基本方法，使学生具有持续学习和独立获取知识的能力。

自然科学知识模块是通过数学、物理、化学、力学、电工电子学等课程的学习，培养学生建模求解、设计计算、系统分析与预测能力，为后续专业基础课程和专业课程的学习打下坚实的理论基础，这是工科学生应具备的基本功底。

专业基础模块是通过机械制图、机械原理、机械工程控制基础等课程的学习，使学生具有本专业必需的机械制图、设计、计算、实验、测试、工艺、操作等基本能力。

专业应用模块、专业训练模块是通过机械设计、机电系统设计等课程的学习，掌握机械工程设计、制造、性能检测、质量管理的原理与方法，通晓机械工程领域的专业技术标准、安全技术规范等，使学生基本掌握本专业的分析问题、解决问题的能力。

工程机械模块、起重与运输机械模块是在综合掌握机械工程专业知识基础上，通过工程机械、起重与运输机械、电梯控制技术等课程的学习，加强工程机械、起重与运输机械的设计制造、检测控制、组织管理等知识的学习与实践，使学生具备本行业产品的研发、设计、制造及管理能力。

创新知识模块、创新训练模块是通过TRIZ理论与方法、专利写作与申请等课程的学习，培养学生

的创新意识，使学生初步具备机械工程专业创新设计与创新制造能力，能够跟踪本领域科技发展前沿和发展趋势。

工程认知实践模块、工程项目实践模块、工程岗位实践模块是通过各种教授讲坛、企业家讲坛、前沿知识讲座、企业管理讲座，使学生积累一定的机械工程企业和经济社会环境下的综合工程实践经验，初步培养学生从事机械工程领域新产品开发、生产组织管理、市场经营工作的能力。

3 结束语

根据学校自身学科特色和优势，以及人才培养目标，结合地方经济社会发展状况，在产学研合作教育背景下进行教学改革，提出产学研合作教育模式下“四层十四模块”的课程体系，建立与产学研合作教育相匹配的课程群，推进人才培养与企业相结合的模式，利用企业高技能人才和专家参与实践教学，从而培养出高质量能适应地方经济社会发展需求的机械工程专业应用型创新人才。

参考文献

[1] 袁云沛.高等工程教育产学研合作教育人才培养体系研究[D].哈尔滨理工大学，硕士学位论文，2011（3）：10-30.

[2] 韩毅曈.工科院校发展产学研合作教育的对策研究[D].西安建筑科技大学，硕士学位论文，2011（5）：15-35.

[3] 李和平，肖忠跃，罗淑平.产学研合作创新教育提升高校工科教学质量的探索[J].井冈山大学学报，2009，30（6）：112-116.

第8篇：triz理论论文范文

论文摘要：产品创新是一个系统工程，也是多学科的交叉。文章从企业微观层面对与产品创新有关的功能、客户需求和实现创新的几个维度进行了研究和论述，企业在任何一个方面的改进和提高都对产品创新的最终成功有着促进作用。

一、引言

本文对产品创新涉及到的相关概念进行了界定和解析．并讨论了实现产品创新的几个维度和产品创新的悖论．希望纠正过于重视设计技巧．而忽视方法论研究的误区，以期抛砖引玉，引起学术界和企业界的思考．共同探索实行产品创新的有效路径。

二、创新与产品创新

1．创新。目前．国内学术界公认“创新”的概念来源于熊比特的创新理论，比较权威的“创新”定义有两个：

(1)2000年，联合国经合组织“在学习型经济中的城市与区域发展”报告中提出：“创新的涵义比发明创造更为深刻，它必须考虑在经济上的运用．实现其潜在的经济价值。只有当发明创造引入到经济领域，它才成为创新”；

(2)2004年，美国国家竞争力委员会在向政府提交的《创新美国》计划中提出：“创新是把感悟和技术转化为能够创造新的市值、驱动经济增长和提高生活标准的新的产品、新的过程与方法和新的服务”。

从创新的概念中可以看出．只有实现经济价值的发明创造才是创新，所以，在一个成熟的市场经济社会中。创新的主体应该是企业．而企业经营则应该一切围绕产品创新展开．产品创新能力已成为保持企业竞争力和维持国家可持续发展的核心能力之一。

2．产品创新。产品(包括有形产品和无形产品)是否为创新产品可以从不同的角度进行判别

从企业的角度来看．可以分为自主创新和改进创新两大类。自主创新是指提出全新的产品工作原理或具有创造性的解决方案。自主创新具有高收益高风险的特性，尤其随着现代科技的迅猛发展，自主创新的风险也成倍增加。

所以．很少有企业有这样的实力进行自主创新的设计开发。改进创新则指在原有产品的基础上对相应结构、参数进行改良设计，这是产品创新中最为普遍和常见的一类另外．即使对本企业而言是自主创新的产品也有可能在别的企业已经不是原创产品．也有模型可以参考．所有完全意义上的自主创新已经很少．99％以上的产品创新都属于改进创新。文献也指出很多结构性创新只是对原有技术进行适当性改进。就可以带来了很大的竞争优势。

对消费者而言，并不在乎产品是自主还是改进创新消费者关心的是产品是否价廉物美．是否很好地实现了所需功能，是否带来了新的情感冲击。是否赋予了生活新的意义，尤其是买方时代的到来，消费者的需求变得越来越个性化和多元化，给企业的产品创新带来了更大的挑战无论是从企业角度还是消费者角度分析．产品创新的目标都是实现功能创新对企业而言分为完善已有功能和创造新的功能，对消费者而言则分为实用功能创新和情感功能创新。另外．因为产品设计阶段在整个产品生命周期内占有越来越重要的位置，从根本上决定了产品的功能、质量、全成本、环境相容性和交货期等影响产品竞争力的关键因素，所以产品创新很多时候指的是产品的设计创新。

三、产品功能

产品功能是产品所具有的某种特定功效和性能．也是消费者选择产品的主要依据。在早期．产品功能主要指的是产品的实用功能，其目标是满足消费者的生理需要。通过对设计学的发展历史可以看出．产品功能的相关理念主要来源于价值工程理论．该理论认为功能是产品的核心和本质，是产品竞争力的首要因素。具体产品结构只是功能的不同表现形式，而且遵循“形式服从功能”的设计原则。在以生产为导向的卖方市场形态下．产品首先要满足消费者的功能需求。

然而，随着设计和制造技术的不断进步，产品种类日益繁多．市场形态逐渐转变为以消费者为导向的买方市场。在买方市场形态下，仅仅依赖产品使用功能方面的创新已经不足以获得消费者的青睐．这是因为市场上不同品牌的同类产品在功能、质量、价格等基本品质方面已经差别不大．产品同质化趋势非常明显。另外，现代社会亦越来越强调“以人为本”的设计理念．产品如何满足消费者的情感需求日益显得重要。因此，产品功能的内涵也在逐渐发生变化．不仅要包含产品的使用功能，而且要包含满足消费者感性需求的情感功能．即形式不但要追随功能．而且要追随情感。需要指出的是。不同的产品类别，实用功能和情感功能的侧重点不同。如工业产品的多数用户是企业，更强调的是可靠地完成某项使用功能或具有某种特有属性。情感功能的诉求降为其次：而日用消费品的选购则与消费者的情感息息相关。

四、客户需求

开发何种产品功能．与客户需求息息相关。因为只有经过市场检验的创新才是成功的产品创新。客户需求促进产品功能的不断改进和完善．技术革命促进客户需求的不断演化。同时也改变其消费方式，两者互为表里，共同促进产品的不断创新。

1．客户分类。对企业而言。产品的客户可以分为内部客户和外部客户。外部客户主要指产品的最终使用者．即一般我们常说的消费者、顾客或客户，其需求一般映射为产品的功能需求，包括使用功能要求和情感需求，如审美、价格、环境等：内部客户为产品的设计、制造和管理人员以及零部件供应商、产品采购商等，其需求一般映射为产品的技术、结构和设计开发周期等需求。

内外部客户的需求都需要引起产品设计人员的高度重视，但相较而言，内部客户需求较易获取，需求信息的表达也比较清晰，而外部客户需求的获取难度则大的多。且外部客户一般采用自然语言描述其产品需求．主观性和随意性较强，因此其需求信息的精确性和有效性大打折扣。对外部客户需求信息的研究是实现产品创新的关键．也是学术界的研究重点，如不特别指明，客户即指外部客户。

2．需求获取模式和方法。确定产品客户需求的方式主要有技术推动和市场拉动两种模式

技术推动模式是通过对技术发展规律和消费趋势进行预测，从已有产品内部分析人手。以技术推动的方式获取客户需求，进而确定产品的开发规划和技术路线。Sony公司的奠基人AkiaMorita认为：“企业的新产品开发要引导用户，而不是问用户需要什么。用户不知道什么是可能的，而企业知道”。即产品设计的原始需求和构思来自于企业自身，企业通过自主的技术创新来创造新的需求或者更好地满足已有客户需求。一般而言。对于自主创新的产品设计而言，更多的是依赖技术推动模式来创造新的客户需求，如数码相机、复印机等创新产品就是典型的代表。

市场拉动模式是指通过市场调查和分析．确定用户需求，之后启动产品设计，设计的原始构思来自于市场调研的结果。现在主要采用回归分析，聚类分析，神经网络、层次分析法和模糊集算法等技术对这些需求信息进行预处理，通过分析不同信息的重要性，给出量化的权重值。最后利用质量功能展开等工具完成转换。对于产品的改进创新。更多的是依赖于市场拉动式的客户需求获取。因为这时消费者已经对产品有了一定的使用经验．可以提出自己新的需求。

3．客户需求的进化日本Kano博士提出了Kano模型来表示产品客户需求的进化性。如图1所示。客户的需求分为基本需求．规范需求和潜在需求三类．基本需求是对产品功能和质量的基本要求．如果产品未实现基本需求则会引起客户强烈不满。规范需求与产品的质量呈线性关系．产品的技术水平高。则规范需求的满意度提高。潜在需求是指用户未曾意识到的需求．但确实需要，对潜在需求的满足是产品创新的关键。

随着时间的推移。潜在需求会逐渐转换为规范需求，进而转变为基本需求。如轿车的空调开始阶段属于潜在需求。但随着客户对轿车的逐渐熟悉。现在空调已经成为轿车的基本配置．即成为客户的基本需求。再例如全球定位系统(GPs)目前还属于多数轿车客户的潜在需求，但是随着技术的发展，GPS系统也会变为规范需求。

五创新的维度

根据客户需求信息．就可以确定产品需要开发的相应功能，着手进行后续的产品创新设计。产品创新是一个复杂的创造性活动，也是一个系统工程。下面主要从制度、技术、工具和理论与方法四个维度来讨论企业实现产品创新成功的途径。

1．管理制度创新。制度是组织运行方式的原则规定。制度创新是从社会经济角度来分析企业各成员间．尤其是设计团队之间的正式关系的调整和变革．其目标是实现对设计团队的有效管理和激励．提高设计团队的工作激情和开发效率。

从组织理论的角度来考虑．设计团队是由不同的成员担任的不同职务和岗位的结合体．设计团队的机构和结构的形成要受到产品设计活动的内容、特点、规模、环境等因素的影响，因此要随着产品设计获得的变化而不断调整。比如产品设计的流程从传统的串行方式变换为并行方式就需要在管理和组织制度方面进行重大创新．才能适应并行设计的需要。面对复杂性程度高的产品创新开发。有时还要进行组织流程再造以适应各种变化。对于临时性的开发工作．可以组建自我管理团队．跨职能团队等业务小组等。

另外．企业文化对于产品创新的成功与否也具有重要性。顶尖的人才，可以精诚合作设计出世上最好的产品，也可以上演最惨烈的争斗企业如果缺乏富于凝聚力和团结精神的文化，不过是“一盘散沙”，就算人才再多，也必将沦于内耗．产生不了强大的合力所以组织管理制度的创新也必须着眼于建设合作与诚信的文化，因为文化也是生产力。

2．技术创新。一般而言，技术创新包括两个阶段，一是企业常规的技术储备创新．二是产品设计和制造时的技术创新。

进入21世纪以来．科学技术的发展不断加速。新的科学原理，工程算法、材料、制造工艺和发明专利不断涌现，通过选择新的产品工作原理、工程材料和工程算法，设计师能够得到创新性的产品设计概念．新的制造工艺也可以提高产品制造的效率、缩短上市时间。例如，是否可以用控制技术代替传统的机械传动和支承．是否可以用一种新的陶瓷或聚合物替换正在使用的材料等．都属于技术创新的范畴。有了产品创新概念后，是否能率先引入最新技术，在最短时间中开发成功．同时做到最小成本也是影响产品能否创新成功的重要因素之一。gwyoo

3．工具创新。随着科学技术的不断进步．尤其是信息技术革命的到来．为产品设计师在设计手段和设计工具方面的创新提供极大的可能性。如计算机辅助设计、计算机辅助绘图、基于网络化的设计、虚拟设计技术、数字化设计技术都是信息技术工具在产品设计中的具体应用。另外．像AutoCAD、Project等设计工具软件包的不断更新和升级，功能越来越强大，使用也越来越方便，都大大节省了设计的工作量，提高了设计效率。

尤其值得一提的是随着互联网的普及．网络环境下的产品协同设计亦成为跨国企业普遍采用的新兴产品设计方式．其目的是使分布在不同地点的产品设计人员以及其他相关人员通过网络．采用各种各样的计算机辅助工具协同地进行产品设计活动。实现产品信息的共享和交换、设计方案的讨论、设计结果的检查与修改，使产品设计工作能够跨越时空进行如基于WEB的多智能体异地协同设计等等，网络化的设计既是一种新的设计技术，也是新的设计工具．同时也需要组织管理制度方面的创新以适应设计团队和客户的网络化互动。

4．设计理论与方法。有效、科学的设计方法学的支持．是进行产品创新的重要前提之一。在发达国家设计界。创新问题解决理论(TRIZ)，公理化设计、质量功能展开、田口方法、泛设计理论和约束理论等现代设计理论都是研究的热点。对设计过程、设计本质和设计思维的探讨都是现代设计理论和方法研究的重点领域．设计理论的突破性进展将对设计活动产生重大的影响如TRIZ理论极大改变了设计人员对创新的传统认识．增强了创新的自信心和能力。在知识经济时代．基于知识的设计理论研究，尤其是基于网络环境的设计知识获取和重复利用策略的研究都是未来设计理论与方法的研究重点。

当今．我国很多企业并不重视设计理论和方法的研究。仅仅热衷于技术的引进，而没有把技术和理论进行有机的结合例如仅仅将计算机辅助设计系统作为替代图板的绘图工具．没有与设计理论与方法有效的结合起来。可以说，没有方法论的指导，产品创新难以取得真正突破。

六、结论

第9篇：triz理论论文范文

机器人教育强调手脑并用，是培养学生创新实践能力的重要途径，是实现“制造”大国迈向“智造”大国的教育基础之一。然而，如今说到机器人教育，我们大多只会想到“竞赛”，这些风风火火的“机器人竞赛”从学生间的竞赛逐渐转变成机器之间的竞赛，这不仅背离了利用机器人培养所有学生动手能力与创新精神的初衷，也成为机器人教育走进课堂的绊脚石。那么，作为一个具有鲜明时代色彩和技术特点的教育模块，以课程为载体开展的机器人普及教育的发展现状如何？如何摆脱竞赛的束缚？进入课堂又会面临何种困难？教师又应如何面对？……

本期专题，我们邀请了南京师范大学教育科学学院教授、教育技术学博士钟柏昌及温州创客空间和温州大学创客空间联合创始人谢作如老师就上述问题展开探讨，并请到几位一线教师来分享机器人教育的实践经验。

教育技术学博士，南京师范大学教育科学学院教授，南京师范大学“百人计划”培养人选，中国教育技术协会信息技术教育专业委员会常务理事，全国中小学信息技术优质课展评活动、全国中小学机器人教学展评活动、全国信息技术课程教学案例大赛执行主管。

主持国家社科基金项目1项、教育部人文社会科学规划和全国教育科学规划课题3项，主持其他项目多项。在国内外刊物近100篇，人大复印资料全文转载17篇，系在国际SSCI期刊发表计算思维研究成果的首位中国学者。主要研究方向为信息技术教育和教育技术基础理论，围绕中小学机器人与创客教育选题主持了多项研究课题，发表了20余篇相关研究论文或教学设计。

浙江省温州中学信息技术教师，温州市享受教授级待遇中学高级教师，温州市551人才，南京师范大学客座研究员，温州大学硕士生导师，浙江省中小学创客教育网络工作室负责人，中小学STEAM教育论坛活动联合发起人，温州创客空间和温州大学创客空间联合创始人。

2006年开始从事机器人教育，随后转向STEM教育和综合课程开发，曾被聘为BotBall国际机器人大赛中国赛区技术顾问，多次承担全国中小学机器人教学展评活动的评委。2010年接触开源硬件Arduino，与国内创客关系紧密。2013年，与吴俊杰、管雪h等人共同发起中小学STEAM教育论坛活动。2014年，带领研究生编写了国内第一个完整的开源STEM课程“Arduino创意机器人”

Q：《中国信息技术教育》：近年，随着技术的进步，教育的发展，我国在机器人教育方面也有着突飞猛进的发展，请两位专家对我国机器人教育的现状进行梳理与分析。

A：钟柏昌：在国内基础教育领域中，有关机器人教育的实践历史并不长，最早可以追溯到2000年，北京市景山学校以科研课题的形式将机器人教育纳入信息技术课程。近年来，随着国家基础教育新课程改革的不断深入实施，我国中小学机器人教育有了较快发展，其教育价值已逐步获得社会的认可，特别是《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》将培养学生的创新能力提升到了国家战略的高度，为中小学机器人教育的普及提供了新的契机。最近被社会各界广泛关注的创客空间与创客教育，其基本内容也是围绕机器人的设计与创作展开的，从而为中小学机器人教育提供了新的发展平台和外在动力。

但整体而言，国内基础教育领域有关机器人教育的现状，竞赛模式依然占据绝对的主导地位。即使在经济发达地区，中小学机器人教育的普及率依然很低。在已经开展了机器人实验的学校，也只限于在兴趣小组中开展教学和参加各种机器人竞赛，即便那些号称开展机器人普及教育的学校，据我了解也只是局限于一两个班级规模的校本选修课，覆盖面依然相当小。这不仅浪费了教育资源，也有违教育公平。有意思的是，国内有关机器人教育的研究文献，也主要集中在对竞赛模式的反思，很少关注普及教育方面的问题。

此外，从当前机器人教育的内容和方法看，还存在明显的不足，尤其体现在如下两个方面，其已然成为制约机器人教育进一步发展的瓶颈。

一是教育目标层面，侧重模仿实验，重基础轻应用。培养学生的创新应用能力是机器人教育的主要目标之一，也是机器人教育的重要价值所在。但目前看来，在机器人课堂教学中，创新能力的培养往往流于形式。具体表现在教师基本沿袭信息技术课堂惯用的“讲练结合”或“封闭式任务”教学法，以模拟实验或模仿再现生产生活中的科技产品作为主要教学任务，教师通过讲解制作步骤让学生亦步亦趋完成预定机器人的制作，重在对基础知识和基本技能的掌握，学生作品缺少个性化设计，更谈不上创新设计。

二是教育内容层面，侧重学科本位，重技术轻整合。受机器人竞赛思路的影响，以及相关教育教学研究的滞后，中小学机器人教学还处在以传授机器人技术知识为核心的初步发展阶段。换言之，机器人只是作为学习的对象，有关机器人技术的本体知识构成了机器人课程的核心或全部内容，教学内容相对单一。

A：谢作如：我国自2001年举办首届全国青少年机器人竞赛以来，在竞赛的带动与促进下，全国各地展开了校本课程、课外科技小组、选修课等丰富多彩的机器人教育活动。由于对机器人教育认识上的不足，加上机器人竞赛活动的教育目标不明确，我国机器人教育的发展受到一定程度的制约。虽然有一些学校或者地区做了比较深入的尝试，但从全国层面上看，机器人教育并没有在中小学得到真正意义上的普及。

究其原因，最重要的就是因为管理部门未制订教育机器人标准，导致机器人标准不一，互不兼容，缺乏普及型的机器人教学器材，也缺乏针对机器人普及教育的适合中小学的机器人课程。仅为竞赛设计的机器人不仅价格高，而且功能单一，很难用于大班教学。除此之外，还有一个原因在于国家课程中没有机器人教育的位置。在高中课标中，关于机器人的教学内容划分在通用技术中，但形同虚设。信息技术老师又找不到开展机器人教育的理由。如果有人说，校本课程中不是给机器人留了位置吗？可是，开设机器人教育的成本太高了，没有学校会这样大手笔投入，仅仅为了开一门校本课程。

Q：《中国信息技术教育》：两位对国内的“机器人竞赛”有何看法？抛开竞赛，怎样才能让学生创造出解决实际生活问题的产品？

A：钟柏昌：对于这个问题的回答，需要理解竞赛模式的不足及其走向普及教育模式的重要性。竞赛导向的教学是大多数学校开展机器人教育所采用的方式，通常的做法是由学校购买几套机器人器材，在教师的指导下组织学生进行机器人的硬件搭建以及程序的编写，然后参加一些相关的竞赛活动。参加竞赛所获得的荣誉以及由此产生的政绩，使很多学校乐此不疲。也正因为此，机器人教育成为类似高考科目一样的高利害教育，具有很强的功利性和应试色彩，高性能、高价位的机器人设备成为一些学校在竞赛中致胜的法宝。这显然不利于机器人教育的公平、健康发展，也不利于学生创新能力的有效培养。换言之，竞赛模式就其教育价值而言，是一种高投入、低收益的教育模式，不仅不符合普及教育的需要，甚至成为机器人普及教育的拦路虎。走出竞赛模式的怪圈，才能迎来普及机器人教育的春天。这对中小学校长而言，不仅需要理解机器人普及教育对全体学生创新实践能力培养的“普世价值”，更需要对教育本真价值的不懈追求。当然，机器人普及教育并非就是“纯教育”，其本身也具有功利价值，也不排斥在普及教育基础上的竞赛行为，本质上，普及教育并不排斥合理的精英教育，但前提是我们不能本末倒置。一些觉悟较早的学校，已然将机器人普及教育打造为学校的特色教育，不仅吸引了生源，也吸引了教育行政主管部门大量的资金投入。

如何才能让学生创造出能够解决实际生活问题的“产品”，培养其创新精神，从宏观的角度就是要树立普及教育的理念；从微观的角度，就是要改变我们现有的注重模仿实验的机器人教学模式，多去尝试下文将要提到的趣味交互型教学、科学探究型教学和发明创造型教学。

A：谢作如：我国的机器人教育一开始的确是靠竞赛推动的。竞赛是一剂猛药，可以在短时间内吸引一大批逐利而来的学校，看起来轰轰烈烈。但这也为之后的发展带来种种问题，因为一次竞赛的获奖名额就那么几个，谁也不能保证花了一大笔经费购买了机器人就一定能获奖。况且最糟糕的是，要持续获奖就要年年投入。所以现实往往是这样的：一所学校砸了一笔经费，拿了几个奖，然后离场。因为那些买过来的机器人在第二年的比赛中就很难继续拿奖，只能当作废品处理。

但是竞赛并非原罪。适当利用竞赛的机制，如类似“创客马拉松”一样的机制，现场搭建，现场比赛，对学生的综合水平是有很大促进的。但是组织这样的比赛，工作量将会很大，几乎官方的比赛都不会选择这种形式。赛制不完善，就会导致各种乱象。例如，选手拿着现成的机器人就能参加比赛，利用一个晚上熟悉机器人的操作，就可能获得大奖。又如，厂商会分别在某几个项目上研究所谓的比赛方案，将机器人的竞赛策略做到极致，造成某几个项目的获奖被某个品牌机器人垄断的现象。这种急功近利的做法对机器人竞赛的伤害是致命的。

说到“让学生创造出解决实际生活问题的产品”，我们还是要回到为什么学习机器人这个问题上来。我认为不能过于关注“创造”的目标，这太功利。我们应该将机器人作为承载STEM教育、创客教育，进行跨学科学习的一个重要的平台，培养学生动手实践能力和学以致用的能力。只要不是一味盯着竞赛，教师利用丰富的案例，引导学生关注生活，关注真实的世界，各种创意、创造就自然而然出来了。

Q：《中国信息技术教育》：微课、翻转课堂等新的教学方式层出不穷，那么在机器人教学方面有哪些优秀的教学模式与方法呢？

A：钟柏昌：机器人教学有其特定要求和方法，我们认为，如下四种教学模式值得教师进一步探索：

第一，实验模拟型教学。

此类教学的基本特点是以机器人相关技术作为教学内容的主体，将机器人本身作为学习的对象，以掌握机器人本体知识为导向。其基本教学过程表现为：根据任务要求，引导学生使用自己的机器人平台构建具有自主控制能力的智能装置，以模拟实验或模拟再现生产生活中既有科技产品的功能或工作过程，在此过程中获得机器人的基础知识和基本技能，并有可能提高学生的逆向工程能力。实验模拟型教学可能表现为灌输式教学或纯技能训练的教学，也可能表现为问题解决式的教学，但其要解决的问题是某个确定的、有现实参照物的问题，也是有特定答案的技术问题。因此，其核心价值表现为培养学生学会利用机器人模拟再现事物。

第二，趣味交互型教学。

所谓趣味交互型教学是指以开发有趣、好玩的机器人联机交互系统为主要任务的教学。在我们最新的一项教学实验研究中，设计了4个富有梯度的趣味交互系统学习项目。其一是“控制小灯”，在S4A端（简称“S端”）呈现一个简单的电路，Arduino端（简称“A端”）设计一个按钮开关，通过A端的开关控制S端电路中小灯的亮灭；其二是“音乐互动”，S端为音频播放程序，A端载有声音传感器，用户对着声音传感器吹气，根据音量大小的不同S端发出不同的声音；其三，“智能家居”，S端为一个风扇动画，A端载有超声波传感器，风扇的转速能随着人与A端距离的变化而变化；其四是“人机游戏”，S端制作趣味小游戏，A端为控制端，可利用各种传感器与游戏进行交互。可见，与实验模拟型教学一样，这是一类以机器人相关技术（含程序设计）为主要内容的教学。当然，要设计趣味性机器人联机交互系统，除了Arduino，还有更多的开源硬件平台可以选择，如makey makey、酷乐宅等。根据不同的学习阶段和知识点的难易程度，趣味交互型教学可以选用讲练结合、任务驱动、项目教学等不同的教学方法。

第三，科学探究型教学。

科学探究型教学是另外一类需要设计联机交互系统的教学类型。它以科学问题为导向，将机器人作为开展科学探究的载体和工具，为探究性学习提供数据收集、加工的技术支持。其教学过程一般从生活中的科学问题出发，利用机器人建模，制定科学探究方案，开展科学探究实践，利用机器人收集数据，利用程序设计或其他数据统计软件分析数据，使学生在获得机器人本体知识的同时提高科学探究能力，并习得科学知识和科学的思维过程与方法。因此，其核心价值是培养学生学会利用机器人进行科学探究。

第四，发明创造型教学。

发明创造型教学是以实际需求为基本导向、以项目教学为基本方法、以创新实践为核心目标的教学，要求学生通过教学能够制作出具有创新性的智能人造物，这也触及了当下流行的创客教育的本质。但是，在机器人教育领域，目前还没形成指导学生开展发明创造活动的理论和方法。我们认为，国际流行的TRIZ理论是一个可资借鉴的理论基础。TRIZ是俄文缩写，对应的英文缩写为TIPS（Theory of Inventive Problem Solving），即“发明问题解决理论”。其主要研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则，它是一种建立在技术系统进化规律基础上的问题解决系统，包括各种理论、方法、工具和程序，同时也是一个创新能力培养体系理论。它能够帮助人们系统地分析问题情境，快速发现问题本质或者矛盾，准确确定问题探索方向；帮助人们突破思维障碍，打破思维定势，以新的视角分析问题，进行逻辑性和非逻辑性的系统思维。可见，TRIZ非常适合指导机器人教育。

A：谢作如：教育技术圈这些年炒作的名词太多，我不是很喜欢。对于机器人教学而言，内容比形式重要，即所谓教什么比怎么教更重要。只要教师有序地把控教学进度，把更多的时间交给学生反复练习、体验、实践，用有趣的案例吸引学生自主参与，就是非常优秀的机器人教学了。

如果非要推荐几种教学模式，我比较喜欢基于项目的学习和基于设计的学习。这两种教学模式有着异曲同工之处，都是采用项目式学习，适用于机器人教学。但是，基于设计的学习更强调在实施过程中不断学习新知识和新技能，不断对已有的方案加以修改和设计。这一理念和学生学习机器人、研究机器人的过程是一致的。

我认为教师在机器人教学中首先是挑剔的食客，不断对学生提出新的要求以促进其不断的进步，教师给出的反馈无论是赞许还是质疑，都能让学生感受到自己的活动和学习是有意义的，是被关注的。当然，对学生的要求必须遵循学生的发展特征，逐步提高，任何成功都不是一蹴而就的，教师的关键“指导”就体现在这方面。其次，教师也是学生们贴心的保姆，以一个服务者的身份存在，在学生有所懈怠放松时小心呵护他们的上进心。当然，作为一个服务者的身份存在，不代表教师盲目地满足学生的一切需求，教师要对学生的要求作出判断与衡量。最后，教师更要像大方而慈祥的长辈，因为无论学生遇到什么问题、什么困难教师都是站在学生一方，为他们竭尽所能，并且根据设计的需求为学生提供各种学习帮助，包括购买器材、寻找相应学科领域专家的指导等。

Q：《中国信息技术教育》：新修订的高中课程标准即将公布，对机器人教育会有哪些影响？机器人教学能否进入课堂？

A：钟柏昌：首先应该看到，机器人教育已经在不少地方开始进入课堂，以班级为单位开课（即普及教育导向，不同于竞赛导向），且是在信息技术课程的框架内由信息技术教师负责实施，取得了一定的进展，培养和锻炼了一批教师队伍，也积累了大班教学的经验，为更大面积普及机器人教育奠定了基础。

我们注意到，这些学校所选用的机器人设备，除了乐高等著名厂商出品的较低成本的教育版机器人外，也有一线教师自主研发的简易机器人，还有现已流行的开源机器人。这些廉价的产品、设备和方案，为机器人教育从变味儿的竞赛走向普及教育提供了重要条件和可能性。因为一直以来，竞赛模式给大家带来的高投入、高成本印象，一直是限制机器人普及教育的重要因素。今年，高中信息技术课程标准的修订版将正式，在新版课标中，机器人教育以类似“开源硬件机器人项目”选修模块的形式出现，其一个重要意图就是要以廉价的开源软硬件平台作为普及机器人教育的利器。随着新课标的，我们有理由相信会有更多的学校加入到机器人普及教育的潮流中来。

当然，影响机器人教育的普及还有很多因素，除了经济因素外，课程体系、师资队伍、教学评价均不成熟。值得庆幸的是，政府和政策层面的支持在不断加大，社会和家庭层面对机器人教育的接纳度不断上升。例如，根据我们最近在南京做的一个市场调研，大大小小的青少年机器人培训机构将近40家，年培训人数超过1.5万人次，要远远大于校内的教育规模。我们的基本判断是，如同上世纪80年代计算机课程刚进入中小学一样，机器人课程也将以必修课、必选课、选修课以及课外科技活动等多种形态共存一段时期，这种状态已初现端倪。

此外还需要关注的是，新课标所涉及的“开源硬件机器人”模块，强调以开源机器人为基础平台的包容STEAM教育理念的创客教育，将为创新教育提供新的可能，也将为纯粹的学科本位的机器人教育拓展新的空间，赋予其更丰富的教育价值。

A：谢作如：即将的高中课程标准中，信息技术课程标准中除了“开源硬件项目设计”模块外，还有“智能系统初步”模块与机器人教育相关。虽然这是高中的课程标准，但我相信对小学和初中也有很大的影响。

至于机器人教学能否进课堂，我是一直持乐观态度的。但是，我希望大家不要过于在意“机器人”一词，以及课程的名称中是不是带上“机器人”。我们需要关注类似机器人的能够让学生动手动脑、软硬结合的教育内容能否进入课堂。例如，有些地方开展智能家居或者物联网方面的课程，其核心内容和我们说的机器人并没有太大的区别，没有必要非要他们把课程名称都改为机器人。又如，新课程标准中的“开源硬件项目设计”模块，其关注项目设计的一般流程、输入与输出接口、基于开源硬件的系统设计与开发，课程内容和机器人课程相似度很高。

不过有一点需要强调，一些带上“机器人”一词的课程，反而未必是我们期望的机器人课程，如虚拟机器人。在我看来，虚拟机器人其实就是一个主题式的以编程为核心的教学平台，失去了实体机器人，在育人价值方面是要大打折扣的。

Q：《中国信息技术教育》：最后请两位专家在机器人教育教学方面为一线教师建议一些思想与方法。

A：钟柏昌：我想老师们除了要努力学习开源软硬件，尤其是Arduino相关产品的基本原理和使用方法外，还需要理解机器人普及教育的价值和上文所提的各种实现手段（教学模式），将自己武装成为一个有创新实践精神和能力的人，或曰“教育创客”。

应该说，从教育目标定位的角度看，人们都已认识到通过机器人教育来激发和培养学生创新能力的重要性，这个整体目标是没有争议的，而问题在于达成这一目标的具体手段。犹如素质教育目标与应试手段的关系，机器人教育活动中也存在目标与手段脱节的问题，一个典型的表现即如前文所述，在教学活动中充斥着大量重复性实验、机械性模仿的学习活动。例如，教学活动以循迹、走迷宫等“老套”内容为主，或者局限于追求速度和精确性的设计，或者落入“示范―模仿操作”的窠臼，未能关注机器人技术更为广泛的社会应用，未能真正激发学生的发散思维和迁移应用能力。此类教学的长期持续，不可避免地会将机器人教育的核心目标演变为对机器人技术原理的理解和简单技能的操作，从而将创造性能力的培养束之高阁或流于表面。

我们认为有必要将目标重新定位为通过创造发现机器人技术的价值，使机器人教育真正成为培养学生创造能力的一个重要阵地。以常规的循迹实验为例，我们可以使学生理解机器人循迹的技术原理，并引导学生走向生活应用，如设计自动黑板擦或自动吸尘器的原型，以体验机器人的技术魅力与社会价值。

进一步说，机器人教育与其他载体的信息技术教育的最大不同，在于其蕴含了独特的教育价值。在信息技术课程中，每个部分都应有其独特的技术思想和教育价值。例如，多媒体制作课程，其核心是设计思想，可以培养学生的设计思维和设计能力；程序设计课，其核心是算法思想，可以培养学生的算法思维或者说狭义层面的计算思维；那么机器人课程呢，它至少有三个核心思想，即自动控制理论（或智能控制理论）、工程思想、TRIZ理论。其中，自动控制理论是研究动态系统在变化的环境条件下如何自动保持平衡状态或稳定状态的科学思想，要自动保持平衡状态或稳定状态，需要建立系统观念并开展创造性的系统设计。工程思想的核心是利用工程方法创造新的人工制品（人造物），在机器人课程里面就是制作具有特定功能的自动或智能控制系统，而且这一创造过程受现实物理条件的制约，需要考虑边界条件和可能失败的情形，需要决定哪些细节需要强调，哪些细节可以忽略，需要与现实妥协。因此，有关工程设计思想、逆向工程思想、工程复用思想、工程标准化思想、统筹思维和折中思维等应渗透其中。TRIZ理论前文已述，这里就不再赘述了。机器人课程要体现这些本质，必须鼓励学生开展多样化的创新实践，以培养学生的创造能力作为第一要义。

A：谢作如：一说到建议，我就会想起南京师范大学李艺教授的一句话：“我想，假如我们有一种情怀，要为孩子们设计一门理想的课程，那机器人就是最好的选择之一。它甚至超越了你对理想课程的期望：该课程本身就能吸引学生，能让他们在‘玩’中有所收获。”所以，为孩子开设一门机器人方面的课程，是非常有意义的。