Triz理论在工业设计专业产品设计课程教学中的应用

刘靖　张春雨　乔印虎　李会芳　蒋忠愉

【摘要】为了解决目前产品设计课程存在的问题，对现有的教学体系进行合理优化，将Triz理论中的创新方法和工具引入其中。运用Triz理论中的资源利用、分离原理解决专业中教师资源和实验室资源不足的问题。在教学内容中加入Triz理论，引导学生运用Triz理论中科学的创新方法，完善整个产品开发流程。运用分离原理优化目前的教学评价模式。为Triz理论在教学环节中的优化提供新思路。

【关键词】Triz理论  工业设计  课程研究

【基金项目】安徽省校级人才引进项目（RCYJ201901）安徽省特色（品牌）专业（2017ppzy32，xj201703）;安徽科技学院校级教研课题（xj201742、X2015064、X2017080、X2017023）。

【中图分类号】G64      【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）03-0253-02

1.引言

产品设计课程作为工业设计专业学生必修的核心课程，其对于学生的创造性思维、动手能力、实践能力的培养至关重要[1]。在产品设计课程学习过程中，学生需要将创意性成果通过项目实践转化成具体的设计作品，从而在设计能力和设计思维方向获得质的提升。据调查，目前高校产品设计课程仍存不完善、不合理之处，基于此，本文提出将Triz理论运用到产品设计课程的教学研究中，对课程教学管理和教学组织形式进行初步探索。

2.产品设计课程现状及问题

2.1产品设计课程现状

目前产品设计课程由学生自主完成概念产品开发流程，教师从旁引导，时长一般为32学时，教师会将学科竞赛或设计项目贯穿其中[2]。该课程大致包括选题阶段、设计阶段、成果提交阶段。在选题阶段，老师会介绍较为热门、含金量较高的大赛给学生，学生根据比赛的要求选择相应主题，进行市场调研、竞品分析等前期调研工作。在产品设计阶段，学生会经历草图绘制、建模、渲染等阶段。在成果提交阶段，一方面学生将设计成果撰写成产品报告书，交由教师进行打分评价，另一方面学生将设计作品排版，投至相关设计竞赛中。

2.2存在的主要问题

经调查目前产品设计课程主要存在以下问题：（1）教学体系不完善。目前高校产品设计课程教学体系存在一定的问题。第一，由于课程时间较短，学生进行设计调研时一般会从网上查阅各种资料，而很少进行实地调查，这样总结出的用户需求大多带有强烈的主观臆想成分，很难挖掘出用户真实需求。第二，学生在进行产品设计时缺乏系统的理论指导，设计作品存在缺乏一定的创造性和合理性。评价方式不合理。学生考核成绩大多由教师根据设计作品展示效果打分，教师很难对学生的创造性技法进行准确评价。（2）教学资源短缺。由于我校工业设计专业开设较晚，教学资源方面存在一定的短缺和不足，具体表现如下：师资力量不足。专业教师大多是毕业后任教，无设计工作经历， 因此在产品设计过程中缺乏实际的项目经验;实验室资源不合理，模型室场地和设备之间矛盾较为突出，学生很难将设计概念图制作成实际模型。

3.Triz理论

Triz理论是发明问题解决理论，由前苏联发明学家家阿奇舒勒提出。阿奇舒勒及其团队在研究勒上万件高水平专利后发现，只有1%是有突破性的想法完成，其余都是在前人研究的基础上，利用创新方法或工具实现[3]。该理论认为在进行问题解决的过程中，創新性的技法或发明并不是随机的灵感突发，而是在系统理论方法的指导下完成的。Triz理论提供了一套完整的创新方法，包括技术冲突解决原理、系统进化理论、创新思维方法与问题分析法、物质-场分析法、ARIZ算法等。实践证明，Triz理论在解决创新问题时发挥巨大作用，因而在许多国际知名企业中广泛使用。如波音、三星、宝马、等公司利用Triz理论解决核心工程技术问题并取得了巨大的经济效益。自发明以来，Triz理论从最初的机械制造、生物制药、微电子技术等自然科学领域逐步蔓延至经济、人文、哲学等社会科学领域，成为各行各业广泛运用的创新工具[4]。运用Triz理论解决产品设计课程中的矛盾冲突问题，实现课程教学体系的优化与创新。      Triz理论在产品设计课程教学管理中的运用：

3.1完善教师资源

针对产品设计课程中存在的师资力量不足、教师缺乏实践经验等问题，可运用Triz理论中的资源利用及技术进化理论进行解决，如加强高校和企业的产学研合作。首先，鼓励企业中有实践经验的设计师担任外聘教师，参与指导产品设计课程。一方面可以优化课程选题，学生可直接参与实际项目开发，真正做到学以致用，而不是单一的以设计竞赛为方向进行概念设计;另一方面，学生能学习到客户需求研究、产品加工工艺和模型制作等专业实践知识，为后期走向工作岗位做准备。其次，引导教师走向企业，参与实际产品研发，鼓励成为“双能型”教师。教师在企业中可积累丰富的产品开发经验和专业知识，运用课堂教学中从而丰富教学内容和教学方法。

3.2 优化模型室资源

在产品设计课程中，部分产品由于设计竞赛评选或实际项目需提交实物模型，但存在专业模型室空间较小、工具设备少等问题，难以容纳所有学生同时制作模型，该问题可以概括为学生人数增加，从而需要增大模型室空间、增加制作模型的工具设备、增加教学管理难度的问题[5]。因此技术矛盾为：运动物体的体积VS物体产生的有害因素。根据Triz理论中的分离原理可得出如下解决方案：（1）时间分离。引导学生将使用模型室的时间错开，如将学生分成两组，一组在教室先行撰写产品报告书，另一组进行模型制作，完成之后两者再交换任务。（2）空间分离。充分利用企业资源。如我校与安徽省后青春工业设计研究院签订产学研合作协议，部分学生可利用后青春研究院的陶瓷实验室进行模型制作，从而缓解学校实验室的压力。