翠智（TRIZ）理论在车辆工程专业专业课教学中的应用研究

江丽炜　刘闯　周大帅

摘 要：在本科院校车辆工程专业的教学中，如何利用TRIZ理论中的创新思维，引导学生发现问题所在，分析问题原因，找出解决问题的方法是培养学生创新与创造思维的良好途径。通过翠智（TRIZ）理论的应用研究可实现专业课程理论教学和实践教学的有机结合和创新，使教师能够高质量地完成专业课的教学工作，培养学生的实践技能，创新意识和创新能力。

关键词：车辆工程 TRIZ理论 创新思维 创新能力

中图分类号：G647 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）01（c）-0035-02

我国有一百多所高等院校开设了车辆工程专业，各大院校都非常重视车辆工程专业的教育与发展。目前，车辆工程专业的课程较多，很多课程的实践性较强，比如汽车构造、汽车电子技术、汽车理论、汽车试验等课程。因此，要求车辆工程专业的教学，不但要注重教学内容的先进性与实用性；还要注重机电一体化技术；更要紧密结合汽车行业现代技术的发展与需求。为了提高车辆工程专业专业课的教学水平，培养出适应现代社会需求的大学生，我们可以把翠智（TRIZ）理论应用到各个教学环节当中去，用TRIZ的原理教育引导学生在学习中发现问题、分析问题、解决问题；激励学生进行发明创造，为学生提供广阔的发展空间；激发学生的主动性、创造性[1]。

1 翠智（TRIZ）理论概述

翠智（TRIZ）理论是由前苏联海军部专利专家阿奇舒勒创立的，他通过对数以百万计的专利文献进行研究，提炼出了一套解决复杂技术问题的系统方法。TRIZ的核心是技术进化原理，按这一原理，技术系统一直处于进化之中，解决矛盾是其进化的推动力。翠智（TRIZ）理论90年代初传播到美国，就迅速引起了企业界和学术界的极大的密切关注。目前，TRIZ理论已成为国外技术创新和质量工程领域的研究热点， 翠智（TRIZ）理论实用性强，而且通过了实践的检验，创造出了成千上万项重大发明，为众多知名企业取得了重大的经济效益和社会效益。一些大学将翠智（TRIZ）理论列为工程设计方法学课程，其理论和方法已经发展成为一套解决新产品开发实际问题的成熟理论和方法体系。

2 理论教学中翠智（TRIZ）理论的应用

2.1 开发学生的发散思维、强化创新意识培养

在教学过程中，教师要用翠智（TRIZ）理论的创新思想和方法引导学生，要想方设法激活学生的思维，激发学生的创新意识与创新激情，开发学生的发散思维能力[2]。在课堂教学中，教师不单单是知识的教授者，而是一个学生开发创新思维，掌握创新方法的引领者，要引导、帮助学生在一个新的角度上看待问题、思考问题、解决问题。车辆工程专业课的设计性和实践性比较强，根据对“TRIZ理论”的理解，授课中要调动学生的思维，做到举一反三、触类旁通。在讲授某一总成部件的结构时，可以在向学生介绍其组成、工作原理时，引申出与之相关的专业知识。例如，讲述离合器总成时，可先通过动画演示其结构构成，零部件的安装顺序，使学生对离合器总成的构造有一个感知认识。然后引申出离合器总成前后端与之相连的总成，分析其工作原理，激发学生的想象力，使学生了解掌握技术系统的从量变到质变的发展过程。课后让学生到实验室对照实物进一步理解掌握其结构和工作原理，了解离合器的运动过程及结构的不同形式，鼓励学生对现有离合器进行结构的改进，达到对学生创新能力和创造能力培养的目的。讲授变速器结构教学时可采用一个真实的半剖模型实物，讲述各挡位的运动过程及结构形式，鼓励学生对现有的变速器结构进行改进，实现轻量化、传动平稳、传动效率高的统一[3]。

2.2 改善教学手段和方法，加强学生创新思维训练

把网络技术和计算机多媒体技术应用到课堂教学中，通过三维动画演示及视频观看，吸引学生的注意力，增强学生的学习兴趣，激发学生的创新精神，加深学生对汽车的总成和零部件的结构、工作原理的理解。针对重要理论知识，引导学生采TRIZ理论中的40个发明创造原理进中的一个方法，改变教师满堂灌的教学方法，留出一点时间让学生对老师讲授的内容消化理解，或留一个思考题让学生相互启发，激发他们的联想思维、想象思维、灵活思维，进而得到创新成果。

在教学中根据不同的课程结合不同的教学内容采用不同的教学方法，改变以往讲授式教学方法，采用讲授式、讨论式、启发式、案例式等多种教学方法相结合的方式。使学生由原来的被动听课变为主动参与，既活跃了课堂气氛又提高了学生的学习积极性，同时还激发了学生的创新和创造思维，促进了学生个性的发展，达到了现代教学的要求效果[1]。在教学手段上采用多样化教学手段，结合各种现代教学手段，利用模型、实物、多媒体动画演示、教学录像片、视频等进行教学内容的演示，把教学内容直观、形象地展示给学生，使学生对所学内容有一个充分完整的感性认识。

3 实践教学环节中翠智（TRIZ）理论的应用

3.1 实验课教学中翠智（TRIZ）理论的应用

（1）积极开放实验室，鼓励学生亲自动手做实验并参与创新活动。把原来由老师演示，学生在旁边观看的方式改变为由学生独立从事和完成开放实验的整个研究过程， 运用TRIZ理论原理，引导学生在实验中发现问题，提出问题， 在老师的指导下确定研究题目，开展研究，最后撰写研究报告。

（2）加强综合性和设计性实验的开设，减少验证性实验的开设。使实验不单单是简单的书本知识的重复，而是要融入学生自己的创新思维，并尽可能寻找一些实际问题的设计性实验让学生们去做。例如发动机、离合器、驱动桥、变速器等总成的拆装，让学生实际动手实验，强化学生的动手能力，使学生在实践中发现原来机构存在的不足，并提出改进意见。

3.2 课程设计中翠智（TRIZ）理论的应用

车辆工程专业中有许多课程设计实践环节，如机械零件设计、工艺设计、离合器设计等，这些实践环节对培养学生的创新能力有着非常重要的作用。课程设计使学生在实践过程中对所学的理论知识有了一个全面的梳理，同时又激发了学生对车辆工程学科的兴趣。在课程设计的实践环节，以往学生只是根据现有的结构进行设计，基本是照搬照抄，没有创新性设计。根据翠智（TRIZ）理论原理，要求学生在设计过程中寻找各总成结构存在的不足，提出改进意见，进行新结构的设计，使汽车结构满足节能、环保、经济的要求。利用翠智（TRIZ）理论对现有的问题提出创新性解决方案，充分发挥了学生学习的主动能动性，开发了学生的创新思维与创造思维。endprint

4 本科生毕业设计中翠智（TRIZ）理论的应用

车辆工程专业毕业设计过程从选题、开题、结构设计等方面应具备TRIZ理论应用的条件。从概念设计到结构的详细设计再到零部件的工艺设计、从产品设计再到创新产品设计，指导教师指导学生应用翠智（TRIZ）理论进行毕业设计流程，指导学生掌握TRIZ理论的创新方法。通过对翠智（TRIZ）理论运用的理解，创新问题求解的过程就是对问题不断描述，不断标准化的过程。在汽车新技术课程中有许多新的技术成果和新的知识点，可以让学生对此进行研究设计。比如双离合器变速器，是新型的变速器，虽然优点很多但结构还有待改进，鼓励学生选这类课题进行设计，来强化学生的创新思维训练。还可以选一些运用多种手段解决汽车结构的设计分析一类的课题，比如运用Ansys有限元等方法对汽车的传动轴、悬架、轮胎等结构的载荷分析、轻量化设计等，锻炼学生的综合知识的应用能力。因此，选题时应尽量多选些实际课题，应用型课题，新知识点的有关课题，锻炼学生分析问题，解决问题的能力，培养学生发散思维，创新和创造能力。

毕业设计的选题应以培养学生创新能力为目标，结合学生兴趣的同时体现市场需求性、先进性，以生产实际及教师科研课题为基础进行选题与命题[4]。在设计过程中培养学生在今后工作中所需的科学决策能力，使学生能够应用TRIZ理论从创新问题解决模式和流程图及解题工具的具体应用出发，定义设计所遇到的各种技术冲突，应用发明理论解决冲突，然后根据课题需要进行详细设计。

5 基于翠智（TRIZ）理论的创新活动

（1）积极鼓励学生参与创新活动，千方百计创造条件，根据本专业特点，结合专业教学的优势，成立创新设计开放性实验室，使学生在课余时间有地点随时进行实践创新活动。佳木斯大学机械工程学院在车辆工程专业实验教学中，引入翠智（TRIZ）理论创新方法，对实验教学方法进行了改革。不但增强了实验室的开放程度，同时对实验项目和内容进行了改革，鼓励学生自主提出实验目标，亲自设计实验方案，以便学生增强独立思考的能力。

（2）定期组织本专业开展各种创新设计竞赛，为学生提供创新实践的良好机会。每年组织学生参加省级、国家级的各种赛事，激活学生的创新思维，开发学生的创造思维。佳木斯大学机械工程学院车辆工程专业学生先后获得过“全国三维数字化创新设计大赛”黑龙江赛区三等奖，第六届“博创杯”全国大学生嵌入式设计大赛总决赛国家三等奖，黑龙江省首届“TRIZ”杯大学生创新设计大赛三等奖等奖项。同时，鼓励学生将创新成果申请专利，每年都有一定数量的名学生获批国家专利，提高了学生知识保护意识，增强自身的创业能力。

（3）鼓励学生自己申报省级和校级创新项目，增加学生的求知欲和探索欲，使学生在校学习期间就接触到本专业的学术发展的前沿知识。还可以让学生参与教师的研究课题，通过对实际问题的研究，指导学生学会应用TRIZ理论提出问题、分析问题、解决问题。积极鼓励学生参加各级创新大赛活动，在丰富学生生活的同时，让学生亲自动手验证书本上的理论知识，对汽车现有结构提出改进方案，如双离合器变速器方案的设计、制动系统管路布置的方案设计等。激发学生的创新与创造意识。通过这些强化理论教学和实践教学中对学生创新能力的培养，提高学生的学习兴趣、增强创新意识、活跃课堂气氛，开发学生的创新思想与创造意识。

6 结论

实践证明，在车辆工程专业专业课的教学过程中运用翠智（TRIZ）理论，能够帮助学生实现分析问题的系统性，发现问题及矛盾的快速性，它能使学生准确确定问题的探索方向，少走了不少弯路。在研究问题的时候不会错过各种可能，而且它能够帮助学生改变思维模式，突破思维障碍，能够以新的视觉分析问题，进行逻辑性和非逻辑性的系统思维。在学习方法上有助于学生应尽快完成由单科向综合、由抽象向具体、由理论到实践的思维方式的转变，使学生快速准确地掌握设计零部件的设计规律，通过不断修正、逐步完善设计方法，进一步培养和提高了学生的创新能力和解决问题的能力。把TRIZ的方法原理应用到本科专业的实践性教学改革中，加大了创新思维的培养，提高了学生的创新能力.

参考文献

[1] 杨玉兰，徐学忠，李英.基于TRIZ理论背景下《机械设计课程教学改革模式浅析》[J].机械制造与研究，2012（2）：88-90.

[2] 赵明.教学中TRIZ理论的应用[J].科技信息，2012（13）：265.

[3] 周桂霞，李玉清，张伟.基于TRIZ理论本科生创新能力的培养[J].牡丹江师范学院学报（自然科学版），2012（78）：53-54.

[4] Zhiguo Zhao.Advanced in Control Engineering and Information Science， The Reform and Practice of Education Mode in Multi-Disciplinary Joint Graduation Design[J].Procedia Engineering，2011（15）：4168-4172.endprint