摘要：TRIZ理论是一种系统性的创新设计方法，通过在理论教学、实验教学、课程设计、毕业设计和课外科技活动等各个教学环节中融入TRIZ理论，探索培养大学生创新能力的系统性方法和途径。
关键词：创新能力；TRIZ理论；教学环节
作者简介：曹贺（1978-），女，辽宁昌图人，黑龙江科技学院机械工程学院，副教授；刘训涛（1975-），男，黑龙江鸡西人，黑龙江科技学院机械工程学院，副教授。（黑龙江 哈尔滨 150027）
基金项目：本文系黑龙江省高教学会“十二五”规划课题“TRIZ理论在本科教学中的应用与大学生创新能力培养的研究”（项目编号：HGJXHC110906）、黑龙江省教育科学规划课题“基于卓越工程师培养的本科毕业设计改革的研究与实践”（项目编号：GBC1211109）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）31-0027-02
高校推行教学改革进行素质教育，构建新型人才培养模式，必须重点突出创新，必须坚持知识、能力和素质的辩证统一。专业知识的传授是教育的主要内容之一，但知识不等于能力，更不等于综合素质。理论教学包括基础课和技术基础课等一系列课程，实践教学包括各类实验、实习、课程设计、毕业设计等。[1]为适应新时期应用型人才培养的要求，必须要使创新能力培养贯穿于教学的每个环节。即将理论教学与实践教学很好地融合，将创新能力培养贯穿其中。
一、大学生创新能力的培养有规可循
联合国教科文组织丛书《教育——财富蕴藏其中》指出：“在社会和经济迅速变革的世界里，可能更重视想象力和创造性。”大学生是创新人才的主力军，蕴藏着强烈的创新潜能，需要去培养开发。大学生精力旺盛，朝气蓬勃，乐于接受新事物，不愿意固守陈规，他们思想活跃，精力充沛，善于学习，创新欲望强。大学生这些积极的特点需要爱护并正确引导，培养、开发和挖掘大学生的创新潜能。
人的创造性是随着人的大脑进化而进化的，其存在的形式表现为创新潜能，将创新潜能转化为显能，也就是创新能力，这就是创新的可开发性，即创新能力是可以激发和提升的，创新思维是可以通过训练培养的。
TRIZ是解决发明问题的理论。TRIZ理论是前苏联阿奇舒勒等研究人员在分析研究了全世界250万件专利的基础上所提出的发明问题解决理论。TRIZ理论认为发明问题的基本原理是客观存在的，发明问题具有可预见性。TRIZ研究人员发现，在一个工程领域中总结出的技术系统进化法则、发明原理及解决方案可在另一工程领域实现。[2]正是在进行这些研究的基础上，形成了解决发明问题的系统化方法——TRIZ理论。其中的进化法则、40个发明原理、矛盾矩阵、物-场模型分析、76个标准解法、ARIZ等发明创造模型成为了开启创新之门的“金钥匙”。应用TRIZ理论时，首先要将待解决的问题抽象转化为TRIZ问题，然后利用TRIZ的发明原理、标准解等工具，得出该TRIZ问题的解决方案模型，最后再通过类比应用转化为该问题的最终解决方案。[3]
大学生的创新思维和创新能力的培养和开发可以借助TRIZ理论这个系统化的创新工具，将TRIZ理论融入到教学的各个环节当中，形成基于TRIZ理论的创新训练框架。如图1所示。
二、理论教学中结合TRIZ理论
创新能力是靠教育、培养和训练激励出来的。在课程教学中引导学生进行自我训练，有意识地观察和思考一些问题，如“为什么”、“做什么”、“应该怎样做”、“是不是只能这样”、“有没有更好的方法”等。依托与日常生活及各行业联系紧密“工程流体力学”和“液压与气压传动”等专业基础课，在教学过程中引导学生思考现实生活中的各种现象，启发学生根据需要提出问题，并采用发散性思维解决实际问题。[1]让学生在课堂中用TRIZ理论进行思考、讨论，拓展学生分析和解决问题的思路，激发创新意识，进行创新思维训练。比如，在“液压与气压传动”课程中，适当地加入训练学生发散思维的环节，请学生运用TRIZ中的发明原理及技术矛盾解决矩阵来设计某些液压元件的改进形式，或改变回路的布置方式来实现同样的功能。从而使学生更加深入透彻地了解和掌握课程内容。又如，在“工程流体力学”课程教学中，流体力学的现象很多，在讲授流体力学现象的时候，不按常规的方式去解释现象及其原理，而是采用科学发现的方式，通过现场实验或flash动画直观展示流体现象的整个过程，引导学生观察和思考，从而解释现象，揭示其原理，这比灌输式的教学方法更能使学生印象深刻，同时锻炼了学生分析和解决问题的能力。
三、实验教学中引入TRIZ理论
综合性设计性实验主要是用来培养学生综合运用所学理论分析问题和解决问题的能力。[4]这些实验不同于验证性实验，需要学生充分发挥创新思维能力对实验进行设计和分析。比如，在液压传动综合实验的教学中，首先由学生自拟实验方案，选取实验元件，设计回路。其次在液压系统仿真软件Automation Studio下进行系统模拟，该软件具有对液压系统虚拟设计、模拟、测试、分析等功能，通过模拟可以进一步完善、修改液压系统的设计及分析等工作。最后在我校力士乐液压实验台上安装、调试系统，并进行相关参数测试。在综合性设计性实验的教学中引入TRIZ理论，启发学生的创新思维来完成实验内容。同时，鼓励学生找出现有实验方法的不足，怎样利用这些不足？这样可以帮助他们发现有价值的内容，提出改进的方向，增加系统的理想度，指导学生应用TRIZ理论中消除矛盾的规律找出可行性方案。
四、课程设计和毕业设计中应用TRIZ理论
课程设计是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。通过课程设计使学生能够运用所学的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识及生产实习等实践技能达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。在课程设计中指导学生应用TRIZ理论给出不同的设计方案，并对所设计的方案进行分析。
毕业设计作为本科阶段的最后一个综合性教学环节，为培养学生的创新能力提供了充分条件和施展空间，而TRIZ理论为学生进行发明创造提供了一种行之有效的工具和方法，能够激发学生的创造力，解决技术问题和实现创新开发。在毕业设计环节，针对毕业设计题目给出不同的设计方案，并按照TRIZ理论解决问题的原则和程式对所设计的方案进行分析、技术和物理矛盾的阐述、矛盾矩阵描述、TRIZ理论创新原理解决方案等。并利用计算机辅助创新设计平台Pro/Innovator对所设计的系统进行创新设计实践，从而进一步提高学生创新潜力。
五、课外科技活动为平台推动TKIZ创新理论的实践
组织本专业的创新设计竞赛，如机械设计创新设计大赛、流体力学创新设计大赛等，为学生的创新实践提供机会。创新设计竞赛的题目可以是学生根据实际需要自己拟订的，可以是教师科研项目相关的设计题目，也可以是解决生产实际和现场问题的题目。创新设计竞赛要在组织、指导、管理和考核等方面形成激励和监督机制。学生参与创新设计竞赛能充分发挥想象力，探索出创新的设计思想，进而形成创新作品，整个创新设计过程包括选题、构思、设计、制作、撰写报告等，设计的完成过程就是反复的批判、创新和改进的过程，这对于培养学生的创新能力有着重要的现实意义。
结合黑龙江省组织的“TRIZ”杯大学生创新设计大赛，给学生提供一个探索知识和实践锻炼的平台，引导学生利用TRIZ创新原理解决生活中的实际问题。“TRIZ”杯大学生创新设计大赛是由黑龙江省科学技术厅、黑龙江省教育厅、黑龙江省科学技术协会、黑龙江省知识产权局等单位联合举办，由黑龙江省技术创新方法研究会、黑龙江省生产力促进中心、哈尔滨工程大学、哈尔滨工程大学国家大学科技园承办的，自2010年来每年举办一次。目的是为了落实国家科技部、发展改革委、教育部、中国科协联合下发的《关于加强创新方法工作的若干意见》“继续推进有利于培养学生团队意识和创新精神的大学生竞赛活动”的要求，更好地推进学生科技创新工作上水平，大力培养具有创新精神和实践能力的创新型人才，促进“TRIZ理论”在省内高校的推广，加强教育与产业之间的联系，更好地将创新方法应用到实际科技创新中，从而较大程度培养学生的创新精神和实践能力。其作品可以是自行提出的论文创意和设计制作的参赛作品，也可以是根据企业委托设计，运用“TRIZ”创新方法做出的新颖的、独特的、具有一定实用价值的发明设计方案。
鼓励大学生科研立项，指导学生应用TRIZ理论提出问题、分析问题、解决问题。大学生科研立项有利于调动大学生开展专业学习和科学研究的主动性、积极性，激发大学生的科研兴趣、创新思维和创新意识，提高创新实践能力。大学生科研立项的实施过程也是大学生创新能力培养的综合训练，培养学生提出、分析和解决问题、工程软件应用、科学实验、论文和报告撰写等方面的综合能力。
六、结束语
“创新人才培养体制”已经列入国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010～2020年）中，通过在教学的各个环节中融入TRIZ理论，研究培养学生创新能力的方法和体系是实现本科生创新能力培养的有效措施，其中理论教学和实验教学中结合TRIZ理论是培养高质量创新人才的基础。这个阶段是初步认识和应用TRIZ理论解决实际问题、进行思维拓展和训练并形成TRIZ创新思维的阶段；课程设计和毕业设计中应用TRIZ理论是培养创新精神的良好途径，本阶段是基于TRIZ理论的创新思维和创新能力的成型阶段；课外科技活动融入TRIZ理论是培养大学生创新能力的有效措施，本阶段是TRIZ理论创新能力的综合应用阶段。在教学的各个环节应用TRIZ理论培养大学生创新能力还需要进一步科学化、体制化，形成创新训练的体系。
参考文献：
[1]曹贺，孙月华，赵存友，等.机械设计专业创新训练体系的构建与实践[J].实验技术与管理，2011，（7）：171-173.
[2] 张旻翊. TRIZ：让普通人成为发明家[EB/OL].[ 2007-11-21]. http：//.cn/qkpdf/zdlj/zdlj201231/zdlj20123115-1.pdf" style="color:red" target="_blank">原版全文