创新案例及其创新方法范例6篇

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创新案例及其创新方法

创新案例及其创新方法范文1

关键词:创新方法;推广应用;对策;促进;福建省

中图分类号:F124.3 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2015)10-0046-03

一、研究背景

我国对创新方法工作重视相对不够,自主创新成果不多,尤其在一些高端设备方面更显不足,这些与我国推进创新型国家建设要求不相适应。近年来,我国将创新方法作为一项长期性、战略性工作来抓。2007年6月三位院士给总理写信,提出推动我国创新方法的工作建议;温总理于当年7月做出重要指示:“自主创新,方法先行,创新方法是自主创新的根本之源。”开启我国创新方法工作的序幕。2007年,科技部批准了黑龙江、四川、江苏为国家首批技术创新方法试点省。2008年4月,科技部、发改委、教育部、中国科协四部委联合了《关于加强创新方法工作的若干意见》,是创新方法推广应用的里程碑事件。在出台相关政策的同时,国家各部委积极推进技术创新方法试点的设立工作,2009年,科技部批复广东、天津等成为第二批创新方法试点省市。

二、创新方法国内外研究

(一)国外有关研究

创新方法研究与推广目前已成为一种国际性的研发工程,美国、德国、日本、俄罗斯等国积极部署创新方法的研究推广工作,支持进行原创性、研发性的技术活动,逐渐形成一流的研究工程。有关创新方法的研究,国外学者相对起步较早,并出现系列经典理论。其中,20世纪40年代最著名的创新方法就是奥斯本发明的“智力激励法”(又称头脑风暴法)。20世纪50年代至80年代,有关创新方法的研究更注重创新方法的规律性,出现了TRIZ理论(发明问题解决理论),该方法源于前苏联科学家根里奇・阿奇舒勒1946年开始的研究工作,他通过分析世界上的发明专利,总结普遍规律,创建一种由解决技术问题、实现技术创新的理论体系,并逐渐成为使用最广泛的一种创新方法。一些学者对TRIZ方法开展深入研究,探讨TRIZ内涵及实践运用等。Savranksy将TRIZ视为一个基于知识的用于解决创新性问题的方法集。随后TRIZ方法被应用到更加广泛的领域,在市场营销、金融、心理学、社会学与教育等方面均有涉及。

(二)国内有关研究

我国学者对创新方法推广应用也进行了大量研究,归纳起来,主要集中在三个方面。一是有关创新方法内涵分析。芮延年认为创新方法主要基于创新思维(逻辑、形象、联想、幻想、直觉、灵感思维等)的研究,本质特征就是开拓性和创新性。皮成功认为创新方法是人们通过研究有关创造发明的过程,总结、提炼出人们在创造发明、科学研究或创造性解决问题的实践活动中的有效方法和程序总称。二是有关创新方法推广应用研究。刘朝刚等提出广东省创新方法工作四体系(组织、研究、推广和支撑体系)与四机制(激励、保障、协同和合作机制)的机制导图,并给出对策建议。鲁玮以TRIZ理论推广应用为例,研究安徽省技术创新方法推广应用服务体系,并给出政府主导型、试点示范型和全面应用型推广模式。韩博总结近年来宁夏创新方法工作的成效与经验,分析存在的问题,并从营造良好的政策环境、构建应用推广体系等六个方面给出对策建议。张国会分析北京中小企业创新方法推广应用现状,构建创新方法应用模型,并进行实证验证。王爱峰分析创新方法推广存在的问题,构建了创新方法推广应用中的Living Lab模式,且论证了该模式的有效性。三是研究综述与案例分析。徐峰以三星公司为例,分析了应用创新方法的主要经验:领导重视、方法整合、系统培训、组织保障、激励机制等。于东红探讨了江苏技术创新方法,总结江苏取得的成效与经验做法。张爱琴运用文献综述法、比较分析法多视角评述了国内外创新方法的研究现状和发展脉络,并提炼了创新方法研究的三个主要发展趋势及研究线索。

三、福建创新方法推广应用现状与存在的问题

(一)福建创新方法推广应用进程

自科技部有关意见以来,福建省主动作为,积极推动创新方法推广应用研究。2009年,福建省厦门市成为第二批创新方法试点省市;2012年“福建省创新方法推广应用体系建设”项目获得科技部批准;2013年“福建省创新方法基地建设与企业示范”通过科技部立项评审。2014年2月20日,福建省正式被列入国家创新方法网络分区培训第二批7个试点省份之一。目前,福建省科技厅成立创新方法工作领导小组,推动全省创新方法工作有序展开,其中网络培训福建区的具体工作由福建省科技发展研究中心牵头,厦门理工学院、福建工程学院等单位配合,星网锐捷等众多企业积极参与,着力推进创新方法走进课堂、进企业与转化应用;同时,科技厅发文组织全省高校和科研院所、科技型企业、创新型(试点)企业等骨干人员参加创新方法有关培训。

(二)福建科技创新方法推广应用工作成果

借鉴其他省市区的经验,结合区域特色,福建积极推动创新方法工作,正在形成适合福建省情的创新方法工作成果,有力地促进了创新方法体系建设、人才队伍培养和经济效益提升。

1.正在形成服务全省技术创新的创新方法推广应用体系。福建省科技厅全面启动创新方法专项工作,以省级创新方法研究推广应用基地为载体,积极开设创新方法课程、普及培训和专题培训,建设省级创新方法研究推广应用基地3个,培育国家级创新方法区域示范企业5家、省级创新方法试点企业73家,正在形成以基地为载体,面向企业、面向高校、面向科研院所,服务全省技术创新的创新方法推广应用体系,提升了创新资源的整合与工作效率。

2.搭建了良好的创新方法人才队伍结构。自实施创新方法培训以来,初步建成了一支“专业化水平高、善解创新难题、能推广应用”的创新方法人才队伍。截至2014年10月,全省已累计开展创新方法培训15 000多人次,厦门理工学院、福建工程学院、福州大学、福建师大等高校举办创新方法普及培训,参训师生已达8 400多人次。福建已有46名学员通过了国家创新工程师二级笔试,共有60名学员通过国家创新工程师一级考试,为全面实施国家创新方法专项、有效实现创新方法工作与区域科技创新融合、加快提高区域科技创新绩效提供了重要保障。

3.促进了企业经济效益的提升。创新方法在破解创新难题、优化工作流程方面所具备的的优势,在国内其他省市有着良好的经验,福建也积极推动创新方法在企业推广应用试点工作,经在星网锐捷、新大陆、福耀玻璃、厦门钨业、厦门金龙、厦门厦工等多家企业中开展创新方法应用咨询与服务,全省已运用创新方法解决各类技术难题140多项,产生发明专利310多项,取得1.6亿元的经济效益,良好经济效益的提升为创新方法在福建省全面推广应用开启了先例,能够进一步激发企业参与的积极性。

(三)福建创新方法推广应用存在的问题

尽管福建省高度重视创新方法的推广应用,积极推动创新成果转化,并取得了一定成绩,然而福建经济基础还比较薄弱,在全国范围来看,福建的创新方法推广还处于起步阶段,创新方法推广应用还存在某些不足。

1.创新方法推广应用基础薄弱。福建省整体工业创新基础薄弱,产业配套能力差,企业各自为战,缺乏有效的分工协作,不能形成整体合力。科技人才匮乏,缺乏技术、人才等高新技术产业扎根的土壤,高校、科研机构偏小,全省每万人拥有的人才数和每百人劳动者拥有的人才数,以及高级人才占人才总数的比例均低于全国平均水平,企业技术创新能力仍较弱、科研成果少、产业化专业化程度低。2012年,全省共有科学研究与开发机构86所,拥有R&D人员0.2887万人,占全省总数的2.5%,R&D经费内部支出为9.22亿元,占全省总数的3.4%。

2.创新方法推广应用缺乏前瞻性规划,经费投入不足。虽然高度重视创新方法的推广应用,但缺乏具有前瞻性、战略性的统一规划,资源整合能力不足,不能高效推动整体工作的进展。并且创新方法工作经费投入不足,公共财政支持的能力有限,导致科技创新资源难以发挥其应有价值,影响了创新方法推广的进度。

3.创新方法推广应用范围不够广泛。尽管各地都在积极推动创新方法研究及推广,但有关创新方法宣传推介的力度不够,许多企业未能全方位感受到创新方法能带来的潜在效益,对应用创新方法的动力不足,不愿意主动推广创新方法,使创新方法在企业推广应用遇到了障碍。

四、促进福建创新方法推广应用的对策建议

对福建创新方法推广应用现状的分析不难看出,加强研究与推广是迫在眉睫的一项工作。根据存在的问题,将在战略规划、要素投入保障、宣传普及方面给出对策。

(一)积极推动顶层规划设计

按照国家、科技部有关政策法规,结合福建省经济社会发展现状,紧紧围绕福建省整体战略部署,把握海峡西岸建设的有利契机,按照福建省“三规划两方案”的工作要求,推动“机制活、产业优、百姓富、生态美”的省份建设,加强远期规划设计,强化资源统筹,开展前瞻性、战略性研究,制定福建省有关落实工作方案。在落实国家《关于加强创新方法工作的若干意见》的基础上,建议由科技厅联合其他部门,制定福建省落实若干意见的方案,进一步明确创新方法的重要性与福建开展创新方法推广应用的必要性,明确福建推进创新方法推广应用工作的发展目标与重点任务等,全面做好福建省有关创新方法工作的整体部署,为各地市、企业推进有关工作提供政策指导与支持。

(二)构建创新方法应用推广体系

有关创新方法应用体系建设,福建省高度重视,分别获得科技部计划项目和福建省软科学计划项目的支持,并取得了部分研究成果。陈霖着重探讨了福建创新方法推广应用原则、要求及思路,并指出体系构建包括几个方面:工程技术研究中心、工程师培训基地、师资队伍培养体系、创新方法推广应用体系、保障体系等,并分别就各个子体系的内涵及推进策略进行阐述,构建了福建省创新方法推广应用体系。而进一步推动创新方法推广应用体系的运行,还可以建立有关工作咨询制度,将职业教育、职称评定等相关内容与创新方法推广相联系,并推动创新方法专业走进课堂,助力产学研政企的合作,实现各成员单位之间资源的共享,取长补短,发挥各自优势,为创新方法推广应用体系的工作顺利推进提供保障。

(三)强化创新方法宣传推广工作

针对目前企业推广应用创新方法的积极性不高,加强创新方法推广应用意义、重要性与使用策略等方面的宣传,从而提高认识,把创新方法作为一项基础性与战略性工作,作为政府的一项长期工作安排。具体而言,在宣传推广方面需做好如下事项:一是明确有关宣传内容。组织力量加强对创新方法进行理论研究与实践探索,加强对创新方法推广成果总结推广及经验的宣传,树立创新方法应用良好的示范企业。二是加强多渠道宣传。通过传统媒体(广播、电视、报刊杂志等)与新媒体(网络、微信、微博等平台)的结合,实现报台网结合、立体化的方式,加强对创新方法应用推广突出案例及重要动态的宣传,从而推动创新方法宣传与普及。三是强化宣传平台打造。发挥政府引导作用,调动社会各方力量,形成多部门联动效果,推动产学研合作;充分利用各类学术团体的平台资源,广泛深入开展创新方法的研究;积极开展国内外合作交流,举办创新方法国内国际论坛等,拓展国内外交流活动。

(四)加强多元要素投入与保障

根据创新方法服务平台、基地建设的内涵,政府需采取行之有效的措施引导全社会的重视,推进资源共享与统筹。一是加大财政对创新方法工作的投入,设立有关的专项资金等,大力支持企业开展创新方法研究及推广应用,并积极引导高等院校、科研院所等开展有关培训及研究工作,为创新方法推广应用提供资金保障。二是建立必要的财税政策。鼓励和引导企业与社会团体开展创新方法工作,在全省范围内支持企业开展创新方法试点工作,并对予以立项的项目视同省级创新项目进行管理。三是在有关科技项目立项、成果验收、奖项评比中,根据创新方法使用成效,适当给予倾斜,加强要素投入保障,进一步激发创新力。

(五)推进培训工程形成人才队伍

对福建来说,创新方法推广应用还算是一项全新的工作,因此,拥有一支实力雄厚的师资队伍是确保创新方法推广取得成效的重要保障因素。尤其目前福建基础薄弱,创新方法人才短缺,创新方法推广应用相关培训主要依靠外来师资,对外依存度过高,可以实施创新方法培训工程,加强师资培养与储备。加大本省师资人才队伍建设,由政府出面引导,加强高等院校、科研院所与企业的对接,定期邀请外部专家开展有关创新方法培训、开设讲座、举行报告会等形式,针对各单位的骨干人员,造就一批精通创新方法、富有激情、勤于创新实践的科技人员,推动本土化师资队伍建设,提高创新能力与素质,减少对外的依存度。同时,加大创新方法试点工作,推动试点企业构建工作体系,开展持续的培训与跟踪,不断提升企业创新方法师资力量与应用创新方法水平。

参考文献:

[1] 周志丹,李兴森.企业自主创新的可拓创新模型构建与应用研究[J].科学学研究,2010,(5).

[2] Osborn A.F..Applied Imagination:Principles and Procedures of Creative Problem-Solving[M].New York:Scribner,1953.

[3] Savranksy,S.D.Engineering of creativity―introduction to TRIZ methodology of inventive problem solving[M].CRC Press,Boca Raton,

Florida,2000.

[4] Rantanen,K.,Domb,E.Simplified TRIZ―new problem solving applications for engineers and manufacturing professionals[M].Auerbach

Publications,New York,2008.

[5] 芮延年.创新学原理及其应用[M].北京:高等教育出版社,2007.

[6] 皮成功,别超,侯光明.创新方法的综合评价及应用决策的实证研究[J].中国科技论坛,2011,(5):15-20.

[7] 刘朝刚,罗莉萍,卢卫仪,等.广东省创新方法工作机制研究[J].科技管理研究,2011,(7):1-4.

[8] 鲁玮.面向安徽的技术创新方法推广应用服务体系研究[D].合肥:合肥工业大学人文经济学院,2012.

[9] 韩博,赵功强,俞鸿燕.加强宁夏创新方法推广应用工作的思考和建议[J].技术与创新管理,2014,(5):192-195.

[10] 张国会,于浩.基于企业技术创新流程的创新方法应用模型――基于北京中小企业的实证研究[J].科技进步与对策,2014,

(7):64-68.

[11] 王爱峰,侯光明,皮成功.创新方法推广应用中的Living Lab模式[J].科技进步与对策,2014,(1):5-9.

[12] 周贤永,陈光.国际主流技术创新方法的比较分析及其启示[J].科学性与科学技术管理,2010,(12):78-84.

[13] 于东红.江苏技术创新方法推广应用实践与启示[J].科技管理研究,2012,(15):124-127.

[14] 张爱琴,侯光明.创新方法研究的比较分析与发展趋势――基于多学科视角[J].北京理工大学学报(社会科学版),2014,(2):

创新案例及其创新方法范文2

关键词:TRIZ;项目化教学;教学改革

目前,在全国高职院校当中进行的基于工作过程的项目化教学模式正在成为引领和推动高职院校课程改革的主流模式[1]。项目化教学具有以项目为载体、用任务来驱动等特点,受到国内外职业院校教师的普遍认可[2]。常州工程职业技术学院在精细化学品生产技术专业09级、10级中开设了《TRIZ理论与创新方法》课程,大力倡导并培养学生的创新能力。为了能够充分培养学生的创新能力,笔者在课程中对基于工作过程导向的项目化教学模式进行了一些探索。

一、教学设计

TRIZ理论是前苏联阿奇舒勒提出的,是从200万份专利中总结出来,并形成自己的理论体系,具有可操作性的创新方法。在高校当中推广TRIZ理论,培养具有创新性的高职人才是具有广泛的意义[3]。

TRIZ理论体系包括的内容也非常多,作为本院开设的《TRIZ理论与创新方法》课程,主要是培养学生的创新思维能力,内容包括了TRIZ中的技术进化法则、问题描述、技术矛盾、物理矛盾等内容。在这么多的内容中,技术进化法则[4]由于是从宏观或者微观的角度来预测技术系统、提升整个系统的性能,产生并加强创造性问题的解决工具。这一部分内容很难体现在32课时的项目中,但又非常重要。对于这一部分内容采用项目驱动的教学方法,实践效果并不好,所以采用了案例教学法。

针对精细专业学生的特点,设计的项目是精细日用化学品的概念设计。技术进化法则可以找出项目的发展方向,对于设计的项目具有一定的指导作用,但在应用时,需要学生阅读大量的文献才能做到这一点。实践证明,这部分采用案例教学的方法效果较好。

对于其余部分的内容则设计了一个具体的项目贯穿,在设计项目时,选择一种精细日用化学品,对其进行概念设计。为了使项目具有更好的可操作性,突出对学生创新思维过程的训练,需要针对精细化工专业学生的特点,选择身边常用的化学品,如自清洁沐浴液的设计。在设计项目时,对设计的一系列任务,按照递进的关系,逐步引导学生将TRIZ创新理论引入到专业学习中来。这一系列的任务,分别包括技术问题描述、寻求最终理解、寻找技术矛盾解决方案、查找发明原理、探索物理矛盾解决方案等内容,其所包括的能力要求及知识要点如表1所示:

二、教学过程

教学的目标是为了使学生能够掌握所学的知识。TRIZ理论是一门实践性比较强的创新理论,需要大量的练习才能掌握,这就要求学生除了课堂学习外,还需要课余时间来完成创新理论的实践训练。因此,完成教学项目时要以学生为主体,教师为辅助,引导学生完成一个完整的项目。

项目化的教学过程,学生作为学习成果的最终接受方,是学习的主体,教师作为学习的传授方,需要引导学生学习,提升学生的自学能力,才能在未来的学习生活中立于不败之地。在教学过程中,只有通过学生的主动学习才能更好的掌握创新理论,只有让学生作为学习的主体,才能充分发挥学生的主动性与能动性,才能体现学习的价值。教师的角色是辅助角色,作用是引导学生到正确的学习途径上来。因此在设计的项目化教学过程中,通过引导学生进行精细日用化学品的概念设计,以实际的例子引导学生自主创新,教师辅助学生完成创新过程,使学生能够自主完成项目。

学生在完成教学项目的过程中,会碰到许多问题不知道如何解决,如选择什么样的创新原理,怎样应用创新原理等,这时就需要教师针对性的讲解与引导。但教师在讲解时,不能像传统的教学那样长篇大论,而是对于学生提出的问题进行讲解。在讲解时,不能直接教给学生答案,而应该突出对知识点应用的讲解。对知识点的应用讲解,现有的TRIZ课程已经有许多经典的案例可以介绍,将知识点与这些案例结合在一起,教会学生如何运用知识点,从而加深对创新原理的应用,使学生能够自发的将这些知识点应用到自己的创新项目中去。

在教学实践环节中,通过以下几个环节来完成教学过程:

1.学生分组,形成创新小团队。课程开始前,先对学生每4~6人分为一个创新小组,培养学生团队合作的能力。在创新想法的提出过程中,可以互相启发,开启打破惯性思维的大门。

2.课外准备,形成创新方案。在上次任务结束时,教师布置下次任务。这样,学生就可以在课外时间查阅资料,进行相关内容的调研,进行组内分工合作,对收集的资料、想法展开小组讨论,作小组讨论记录,最终形成创新方案。在形成创新方案的过程中,遇到问题时,教师随时接受学生的咨询,为学生指出解决问题的方向。遇到共同的问题,在课堂上进行集中传授。

3.小组汇报,展示创新方案。每次课程开始时,首先由小组选派代表进行创新方案的展示及汇报,阐述方案形成的过程、思路,并接收教师及其余小组的提问,作出回答。

4.教师点评,完善创新设计。在小组汇报完成后,教师对小组完成的情况作点评,并针对学生完成项目过程中的疑点及难点进行讲解,充分运用案例教学的特点,突出知识点的运用,并对小组完成的情况进行归纳总结。

5.课后总结,形成创新报告。各小组在认真听取教师的点评及其它小组的意见后,对方案做进一步完善和补充,进一步加强知识点的理解和运用,提高创新能力。课后进行总结,形成相应任务的一份创新报告。

最终,将问题描述、最终理解、技术矛盾、物理矛盾等任务的创新报告汇总在一起,形成最终的创新报告。

三、考核设计

学生最终的学习成果需要进行检验,现有的教学过程是为了提高学生的创新能力,是不可能通过一张试卷就能够决定学生能力的高低。这门课程考核的重点应放在创新思维能力的培养,团队合作能力等职业素质方面。在考核过程中进行过程性评价、创新报告的评价与终结性考核相结合的方式。

过程性评价以学生参与团队讨论的参与程度、完成项目的过程等方面进行考核,分为不迟到早退、认真做好课前准备、积极参与讨论、积极表明自己的观点、上课或讨论时不做与课程无关内容、积极参与上台汇报、任务完成情况良好并及时上交材料、完成课外项目效果良好、与他人合作良好、有无抄袭情况10个方面进行评价。

创新报告的评价是以学生在报告中运用创新理论的过程来综合评定学生的学习成果的。通过论文结构是否合理、组件有无缺失,论据是否充分,论证是否清晰,书面表达是否明白、流畅,论文的结论是否具有启发性等方面来进行评价。

终结性考核以学生运用创新方法进行创新能力的培养为主要目标,主要考察一些知识点的运用。在形成创新方案的题目上,可以不设立标准答案,但要能够体现学生创新思维的应用。

四、总 结

将精细日用化学品的概念设计作为课程实践的主要内容,设置一系列递进的工作任务,在任务完成过程中实现学生创新能力的培养与提高。在考核方式上重视学生创新思维的培养,根据学生项目实施的情况来综合评定。经过两年的教学实践,学生的创新能力有了显著提高。

参考文献:

[1] 文艺,陆敏,刘承先.基于工作过程导向的《化工过程设计》教学改革探索[J].职业时空,2011,7(3):87-89.

[2] 蒋涛,陈群,李英利.《精细有机合成技术》项目化教学改革探索[J].职业教育研究,2011,13(1):102-103.

创新案例及其创新方法范文3

关键词:TRIZ S-TRIZ 单项参数转换 非矛盾分析

中图分类号:G3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)07(c)-0069-02

建设“创新型国家”,科技创新是基本战略。党的十明确提出“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,必须摆在国家发展全局的核心位置。”强调要坚持走中国特色自主创新道路、实施创新驱动发展战略。这是“关系全局和长远的重大战略”。“自主创新,方法先行”,如何大幅度提高科技创新能力,实现创新驱动发展,创新方法的引进、改造和应用是关键环节之一。

TRIZ是当今流行创新方法中最科学有效,最具生命力的创新方法之一,尤其是应用于具体的一种技术创新,其他方法不能望其项背。但TRIZ本身过于庞杂,需要较长的学习和实践周期才能掌握。我国有学者认为TRIZ之所以难于驾驭,是因为其“疏于管理”,事实上TRIZ自身尚处在S-曲线的初期,还在不断发展完善之中。

“本土化”是我国引入TRIZ的必由之路。TRIZ“本土化”的三个重要方向:进化――进一步发展完善及结构化(包括与其他创新方法的结合),用以解决创新等级中第3、4级的问题;简化――集约和系统化(收缩),用以解决创新等级中第2、3级的问题;泛化――由技术领域向其他领域的应用延伸(展开)。[1]

我们认为,当前TRIZ“本土化”研究的主要方向是“简化”研究,以推进TRIZ在我国的快速普及,尤其是促进TRIZ在中、小、微企业自主创新中的普及应用。“简化”不是简单化,而是通过对经典TRIZ的梳理和“本土化”重构,使TRIZ的结构更加合理,工具体系更加紧凑,更易于学习掌握和使用。

在深入研究经典TRIZ基础上,我们提出了TRIZ“简化”方向上的理论体系:S-TRIZ,意即“简约的(Simplified)”、“小型的(Small)”的、“结构化的(Structured)”的TRIZ理论。单向参数转换算法是S-TRIZ中建立的“非矛盾分析”的最小算法。

1 单向参数转换算法的建立

TRIZ理论认为,发明问题的核心是解决矛盾,未克服矛盾的设计不是创新设计, 设计中不断的发现并解决矛盾,是推动产品向理想化方向进化的动力[2]。但多数情况下,矛盾并不明显,它隐藏在问题的深处,需要对问题进行深入的分析才能找到。

1.1 建立的依据

TRIZ解决问题的第一步是描述问题。“问题包含矛盾,但问题并不等同于矛盾”。当只是“就问题而论问题”的时候,问题的发现通常是直接而容易的,因为在这种情况下,讨论的只是存在的不足,而不涉及其他[3]。对于那些低创新等级的问题,我们可以绕过矛盾分析,直接通过描述问题确定的单向参数求得原理解。为此,我们建立了单向参数转换算法。

单向参数转换算法基于“对立统一”的辩证法规律建立。这一规律最早起源于我国古代“阴阳”思想。古代朴素的唯物主义思想家把矛盾运动中的万事万物概括为“阴”、“阳”两个对立的范畴,并以双方变化的原理来说明物质世界的运动,变化[4]。古人认为阴中有阳,阳中有阴,阴阳变化,周而复始。这一思想集中而形象地体现在了太极“阴阳鱼”中。

1.2 工作原理

单向参数转换算法工作原理是:

通过问题的描述找到存在问题的参数(参数名称来源于TRIZ的39个标准工程参数),这些参数需要向改善的方向转换,即正向转换,则查找参数在正向转换原理表中对应的原理,再将对应的原理逐个分析,最终找到解决问题的方法。

如果发现问题的解决(可以是正向转换的问题,也可以是其他问题)导致某些参数变差,即负向转换,则查找参数在负向转换原理表中对应的原理,再将对应的原理逐个分析,最终找到解决问题的方法。

参数转换原理表来源于对矛盾矩阵中改善的参数和恶化的参数使用原理频度的统计(见表1)。

2 单向参数转换算法的工作流程

单向参数转换算法工作流程如下:

(1)描述初始问题;

(2)列表有害的或功能不足的问题项;如发现解决问题时有些地方被恶化了,则列表被恶化的问题项;

(3)将以上列出的问题项分别归结为通用工程参数(参照TRIZ的39个标准工程参数);

(4)对有害的或功能不足的参数(需要正向转换的),查找单向参数转换原理表中的正向参数转换原理,找到相应参数对应的原理;如定义的参数是被恶化的(需要负向转换的)查找单向参数转换原理表中的负向参数转换原理,找到相应参数对应的原理;

(5)分析确定适用原理,获得原理解;

(6)由原理转向实际方案;

(7)评价获得的方案。

3 应用实例

下面我们通过两个案例来简要阐述单向参数转换算法的应用。为便于比较,我们延用了传统TRIZ矛盾分析方法常用的案例。

3.1 赛车的流线型设计和定风翼设计(正向转换实例)

(1)描述初始问题:赛车的速度远高于普通汽车,加速和过弯都要求轮胎和地面有足够的摩擦力,而在高速行驶时,赛车轮胎和地面之间的摩擦力已经不足以保证顺利的加速和过弯。

(2)列表问题项:由于速度要求,一般赛车都做的比较轻,结果导致摩擦力变小(有害的问题项)。

(3)将问题项归结为通用工程参数:参数1:运动物体的重量。

(4)查找正向参数转换原理:运动物体的重量对应的正向参数转换原理:35 28 18 26 27 29 31 34 2 3 10。

(5)分析确定适用原理,获得原理解:分析上述原理,28号机械系统替代原理、29号压力原理适于该问题:

原理28的解释3:用可变场替代恒定场,随时间变化的可动场替代固定场,随机场替代恒定场。

原理29的解释:使用气体或液体代替物体的固体部分。

(6)由原理转向实际方案:分析系统及环境中的资源,空气是可被利用的最佳资源――赛车高速行驶时空气产生的“风场”可以控制,空所动力学装置可以产生需要的“压力”而无需增加固体的“配重”。具体的解决方案是:赛车安装定风翼,通过变化的气流增加汽车向下的压力,增加高速和转弯时的摩擦力。

(7)评价获得的方案:该方案可以很好地解决问题,未增加过高的成本,未产生任何不可接受的负效应。

3.2 飞机进气口设计(负向转换实例)

(1)描述初始问题:增加喷气式飞机引擎进气口进气量的最有效方法是增大进气口的面积,但是随着进气口的增大,会导致引擎与地面距离变小,降低了飞机的安全性。

(2)列表问题项:在解决进气口问题时,引擎直径(可理解为长度)增大导致与地面太近(负向转换的问题项)。

(3)将问题项归结为通用工程参数:参数3:运动物体的长度。

(4)查找负向参数转换原理:参数3对应的负向参数转换原理:1 15 29 14 17 28 4 13 19 35 10 2。

(5)分析确定适用原理,获得原理解:分析获得的原理,4号非对称原理适用于解决该问题。

原理解:4号原理解释1:将物体的对称形式转为不对称的形式。

(6)由原理转向实际方案:将飞机引擎的进气口做成椭圆形。

(7)评价获得的方案:该方案有效提高了引擎进气效率,同时很好地克服了负面影响。

4 结语

单向参数转换算法是TRIZ技术矛盾分析方法的简化改进,在解决创新等级中第2、3级中的简单问题时可以大大的简化解题步骤,节省解题时间。该算法也为TRIZ简化研究提供了新思路。

参考文献

[1] 曹福全,于凤丽,王洪波.TRIZ“本土化”理论体系构建研究―― S-TRIZ概念的提出[J].黑河:黑河学院学报,2012(4).

创新案例及其创新方法范文4

关键词:创新;人才培养;TRIZ理论;计算机网络

0 引言

创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。面对当前国际金融危机带来的大学生就业困难的挑战,为了提高大学生的就业能力,如何高速、高质量地培养学生的工程意识、技术应用能力、职业适应能力、社会适应能力、创新意识和科技创新能力,使之既具备专业知识,又具有较强的实践动手能力、职业适应能力和科技创新能力,成为我国高等教育界研究的一项重要内容。

创新来源于创新能力和创新思维,它反映了事物本质属性和内、外在联系,是一种新颖的、广义模式的、可物化的心理活动,可通俗理解为人们从事创新时头脑中发生的思维活动,具有主动性、目的性、预见性、求异性、发散性、独创性、突变性等特征。创新教育是以培养人的创新精神和创造能力为基本价值取向的教育,是素质教育的一项重要内容,同时也是实现素质教育的基本途径和有效方法。在创新教育过程中,创新能力的培养至关重要。授之鱼、不如授之以渔。在创新能力的培养方面,向学生们传授并使之掌握一套相对系统科学的创新理论,对开拓学生的视野、提高创新能力会大有帮助。

探索提高和培养创新能力的方法的努力从来就没有停止过,并已取得了许多可喜的成果,如头脑风暴法、6-3-5法、奥斯本检核表法等。但这些方法在实际表现中并没有预期的好,其主要原因是人们在发明创新中所使用的手段大多是手工的、无正式方法的、不协调的,虽然这些手段可有效地借用跨专业的知识、思维导向和集体智慧,但实质只是一种最好的试错法,所提供的管理模式也不能确保成功,所产生的效果不可避免地要受到团队成员个性和环境的影响。人们在寻找一种更加有效的创新方法,即当人们进行发明创造、解决技术难题时,只需遵循一定的科学方法和法则,就能迅速实现新的发明创造或解决技术。在这种背景下,创新原理系统体系――TRIZ理论应运而生。

1 TRIZ理论的基本概念与基本观点

TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)由前苏联著名发明家G.S.Altshuller及其同事提出,目的是找出人类在发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则。他们研究分析了世界近250万件高水平的发明专利,综合了多学科领域的原理和法则后,建立起TRIZ理论体系,发现了其中一条重要规律:将已有解决方法建立知识库,问题可通过选择类似的方法得到解决(类推);而对于一些从未遇到过的问题(创新性问题),也可以从现有专利中总结出设计的基本原则、方法和模式,通过应用这些方法和原则加以解决,同时反过来又可扩展类似问题的知识库。综合运用这些规律,可大大加快人们创造发明的进程,还能得到高质量的创新产品。

TRIZ理论的基本概念有两个:技术矛盾和物理矛盾。所谓技术矛盾是指在一个技术系统中,当一个参数被优化时,另一个参数就会变差,例如计算机网络的可靠性与有效性这两个参数,当信息传输所占用的有效资源减少(有效性提高)时接收信息的正确率(网络的可靠性)会降低。物理矛盾则是指同一个参数的两个互相对立的特性,如温度的冷与热,几何尺寸的长与短,计算机指令的定长格式与非定长格式。

运用TRIZ理论进行发明创新的关键是找出矛盾,分析矛盾是技术矛盾还是物理矛盾,然后利用不同的TRIZ工具,通过类比思考的方式,找到解决矛盾的思路。技术进化的过程就是不断解决矛盾的过程。

TRIZ理论提出了求解创新问题的工具和方法:

(1)矛盾矩阵和40项创新原则。Altshuller从4万个发明专利中发现只有39个参数可以形成技术矛盾,将它们置于一张表的行和列中构成39×39的矛盾矩阵;并总结了40项创新原则,对每个矛盾分别给出了几项创新原则。研究人员只需根据矛盾直接选用相关原则就可找到解决问题的办法。对物理矛盾,TRIZ通过分隔矛盾加以解决。主要分隔原则包括空间分隔、时间分隔、部分与整体分隔、按条件分隔。

(2)物质场分析与76项标准解决方法。物质场分析是TRIZ对与现有技术系统相关问题建立模式的重要工具。技术系统中的最小单元由两个元素及元素问传递的能量组成,可执行一个功能(功能被定义为两个物质(元素)与作用于它们中的场(能量)之间的相互作用)。为了快速构造物质场模式并解决基于技术系统演化模式的标准问题,TRIZ提供了76个标准建模和解决方法。

(3)ARIZ算法与求解问题步骤。在TRIZ理论中,通过解决创造性问题的算法ARIZ逐步实现问题过程化求解。问题求解包括9个步骤:①分析问题;②分析问题的模型;③描述理想的最终结果;④利用外部物质和场外资源;⑤利用知识库解决物理冲突;⑥如果问题没有得到解决,改变或重新描述问题;⑦分析消除物理冲突的方法;⑧将所求出的原理解具体化;⑨分析全过程的合理性。

2 TRIZ理论对创新活动的支持

创新思维能力的培养与提高是一个漫长的过程,这决定了创造教育是一个由浅入深的实施过程,不能一蹴而就。在传统的创新技术法中,试错法效率低下,而且浪费惊人,其它如联想类推法、反向探求法、组合创新法、知识链接法等过于依赖人的悟性、灵感或个体的心智经验,具有很大的随机性和偶然性,可操作性不强,常人不易获得成功。与以往的传统创新技法相比,TRIZ理论是一种迥然不同的创新方法论,它把创新提升到了方法学的高度,在创新者寻找解决方案的过程中引导他们的思维,寻求简单有效的解决方案,尽快、尽早地剔除复杂而效率不高的解决方案,从而找出更高效的解决途径。因此,TRIZ理论不仅为发明创造提供了一种行之有效的工具和方法,更重要的是TRIZ遵循创新活动的客观规律,为创新思维产生的主体(人)规划一种有利于创新的重要素质和工作方法。学习和领悟这种方法对创新能力培养具有重要意义。

TRIZ理论对创新活动的支持主要体现在:引导设计人员进行创新思维、促使设计人员进行创新思维、帮助设计人员进行创新思维。

TRIZ理论具有以下几个特点:

第一,广泛的适用性。TRIZ理论具有普遍性的创新方法和规律,可广泛应用到多个技术领域。

第二,通用、统一的求解参数。TRIZ理论通过矛盾矩阵对不同问题中所包含的各种矛盾进行统一、明确的描述,在矩阵的每一个节点上找到与该对矛盾相对应的创新原理,然后应用40条创新原理来启发人们寻找解决方案。

创新案例及其创新方法范文5

关键词 机械类大学生 专业课 TRIZ 理论 创新能力

中图分类号:G424 文献标识码:A

0 引言

为了提高教学效果,人们不断在理工科大学专业课采用多种形式的教学方法,如项目教学法、案例教学法、小组讨论法和任务驱动法等。为了应对大学生就业困难的挑战,以培养学生创新能力为导向,采用先进的TRIZ理论将以“教”为主改变为以“学”为主,贯穿于专业课教学中。

创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。为了提高大学生的职业能力、技术应用能力、创新意识和科技创新能力,使之既具备专业知识,又具有较强的实践动手能力、职业适应能力和科技创新能力,在专业课教学中运用TRIZ理论。

对于专业课程,大部分学生是按部就班机械地学习,教师只是讲授,限于教材和教师水平,行业发展的新技术没有讲给学生或者讲授但学生缺乏学术吸引力,使学生创新意识淡薄,缺乏创新能力培养。TRIZ是解决发明创新的理论,将TRIZ 理论学习贯穿于学生的所有专业课学习过程中。

1 运用TRIZ理论培养创新思维

在一般传统教学中注重的是使学生接受和学会知识,学生处于被动接受的地位,没有注重学生的创新思维培养,使课堂教学效果沉闷不佳。实践证明,运用TRIZ理论结合专业课知识点和案例,有效激发了机械类大学生的学习兴趣,活跃了课堂学习气氛,形成了学生的创新思维,培养了大学生的创新能力。

TRIZ是英文音译的缩写,发明解决理论,是前苏联根里奇・阿奇舒勒 ( )在分析研究世界各国 250 万件专利的基础上,提出的发明问题解决理论,是打破思维惯性的利器,是一种创新方法学。

2 机械类专业课教学中TRIZ理论的应用

在机械类专业课讲授中以学科的发展历程渗透TRIZ理论的40个发明原理,以技术的更新换代渗透技术冲突及解决原理,也就是将描述技术冲突的39个技术特性与发明原理建立对应关系-矛盾冲突解决矩阵,这样可激发机械类大学生的学习兴趣,有利于学科间专业知识的横向扩展和学科内的纵向扩展,对引导大学生进行机械设计的发明创新有重要作用。引入TRIZ 理论可使学生由被动听转化为带着发明创新问题主动学习,再到在做项目任务的过程中收集资料、思考挖掘创新点。 (下转第120页)(上接第79页)

在机械类专业课中穿插TRIZ理论创新方法教学,通过发明创新式教学和项目式学习等模式融“学、思、做”于一体。

(1)创新发明式教学。在汽车发动机构造与维修课程实践教学中先对常用工具呆扳手进行常规使用介绍,①再引导学生思考在使用中的缺点,很容易得出结果,那就是容易损坏螺母的棱边。②

为了提高教学效果,激发学生的学习兴趣,采用任务驱动教学法。在任务下达之前先以一些典型例子讲授TRIZ理论中的一维变多维、增加不对称性创新原理。先让学生根据所讲原理列举一些创新的例子,以加深理解原理、训练创新思维和增强创新的自信心。

然后再引导学生分析改进扳手的关键在于防止因棱边打滑而变形。若解决这个关键问题,引导学生得出提高扳手制造精度,使扳手内侧与螺母侧面很好地结合。那么做就会提高制造精度,引导学生按TRIZ理论选择创新改善的因素和变坏的因素,通过学生自主查阅矛盾冲突解决矩阵后,可以得出No.04不对称、No.17变维、No.34抛弃和再生、No.26复制四条发明原理,对No. 04及No.17 两条发明原理进行深入分析表明,如果扳手工作面与螺母侧面能多点接触,而不只是棱角单点接触,问题就可以得到解决,如图1所示。从课程一个常用工具开始引出创新的课题,将TRIZ理论穿插于专业课教学中,既提高了学生的学习兴趣,又形成了学生的创新意识和创新思维,给未来学生的职业发展能力奠定了一个良好的基础。

创新思维是来源于实践、开始于问题的,在机械类专业课教学中根据教学进度选择合适的实际问题,通过解决实践问题培养创新能力。

(2)项目改进式教学。专业课教学的最终目的是解决实际问题能力,在围绕这个中心目的往往会采取多种教学方法或其组合,比如案例教学法、任务驱动法、启发式教学法和理论与实践一体化教学法等,都取得了很好的教学效果,但从培养学生的创新思维,提高学生创新解决实际问题能力角度应将TRIZ理论与项目教学法结合起来。

在讲授汽车发动机构造与维修的基础理论之后,布置一个面向实际的探究性课题,通过学生主动研究思考、查询资料和运用TRIZ理论,分析现有结构所存在的问题,激发学生创新的欲望,最终得到合理的解决方案。在教学中以波音公司改进 737 设计为探究项目,进一步加强TRIZ理论在机械类专业课学习中的运用。项目研究背景:即想将发动机罩的面积增大以达到使发动机吸入更多空气,增强发动机的动力性;但又要保持发动机罩与地面的距离不减少。

首先引导学生分析这个改进项目中的物理冲突:即加大发动机罩的直径, 以有更大的空气吸入面积, 但机罩直径又不能太大, 已防止减少路面和机罩的间距。

根据矛盾冲突解决矩阵寻找解决问题的创新原理,经分析矩阵所列的发明创新原理和该物理冲突,利用空间分离对应的发明原理中的No.4 不对称原理。按该原理,可以将对称设计改为不对称设计, 如图2所示。③

3 结语

尽管TRIZ理论在我国已经推广,但一些学校以课程的形式讲授,学生反映,他们把TRIZ理论当成一门课程,没有在学习中与其专业课程相结合,对创新思维和创新能力的培养效果不明显,因此在专业课教学中穿插渗透TRIZ理论,有目的地培养学生的创新意识、科学思维方式和创新习惯,运用TRIZ理论分析与专业相关的创新发明实例,即促进了专业课的学习,又提高了工科大学生创新能力,对培养本科创新型人才具有重要意义。

注:本文由黑龙江省学位与研究生教育教学改革研究项目(JGXM_HLJ_2011123)和黑龙江省高教学会十二五重点课题(HGJXHB1110093)资助

注释

① 董继明,胡勇.汽车拆装与调整[M].北京:机械工业出版社,2012.

创新案例及其创新方法范文6

论文关键词:创新教学模式 教学与科研互动 创新课程体系 发电厂电气主系统

论文摘要:针对电气工程及其自动化专业的课程体系和教学内容进行改革与创新,提出了“以创新教育与科学研究贯穿干教学全过程”为主线,创建了以“教学、科研、实践”三结合的课程教学创新模式,构建了“同类合并、相对脚、教学内容与当前专业最新技术相结合”的课程教学内容改革理念与思路,优化教学内容,改革教学方法与教学手段,以达到全面提高学生综合素质能力的目的。

教育教学改革涵盖了学科专业建设、专业教学内容、课程体系、教学方法与手段等各个方面,只有通过这一系列的改革才能不断完善高等教育的目的,从而达到创新型、应用型、复合型人才培养的根本目标。而作为工作在第一线的工科教师,尤其对刚提升为本科院校的中青年教师,如何把自己所教的课程不断地改革完善,怎样“以教学促科研、搞好科研为教学”则是首先应该考虑的问题。

本文针对电气工程及其自动化专业的《发电厂电气主系统》课程体系和教学内容进行了改革与实践,提出了“以创新教育与科学研究贯穿于教学全过程”为主线,创建了“教学、科研、实践”三结合的课程教学创新模式,构建了“同类合并、相对集中、教学内容与当前专业最新技术相结合”的课程教学内容改革理念与思路,优化教学内容,改革教学方法与教学手段,合理地解决了专业课程教学过程中教学内容繁、多、杂与教学时数偏少以及专业课程教学内容交叉与学生难以理解和掌握之间的矛盾。

一坚持“教学、科研、实践三结合”的思路来构建创新教学模式

教学要发展,培养创新型人才,科研水平的提高是关键。没有科研的支撑,就没有创新型教学,科研可以保证创新型教师的培养,只有创新之师才能造就创新之生。作为刚提升为本科的地方性院校来说,科研水平相对滞后,相当一部分教师,尤其是中青年教师由于教学任务重,难以找到自己的研究课题和研究方向。作者通过几年的努力实践和探索,总结出以下三条经验,以供商榷。

一是要坚持创新教学与科学研究相结合,实现教学科研互动。在教学中搞科研,深入钻研每一个知识点的内涵,面向生产实际和专业前沿发现问题,寻找课题,以挖掘创新潜能和发现所要解决的问题;搞好科研促教学,将在科研工作中所取得的一些成果及科研论文中的主要论点引入课堂教学和指导学生毕业设计(论文)中,以此启发学生独立思维与专业思维,努力形成师生互动,激发学生的创新灵感。

二是坚持科学研究与创新实践教学相结合。结合电力行业特征,采用技能训练资格认定和校企互动方式,使学生学习知识与社会需求直接挂钩,大大地调动了学生的学习积极性,增加了就业机会;同时,教师、学生深入企业,发现问题,找到研究问题的切入点,师生共同研究,并将研究成果应用于企业,帮助企业解决生产过程中所遇到的难题和关键技术问题,产生经济效益,形成教学、科研、实践良性循环。

三是坚持创新实践教学与专业技术发展相结合。根据专业建设的需要,结合学科发展前沿,将实验室建设成集实验、实习、新产品开发与设计及科学研究于一体的多功能实践教学平台,实现了工程素质训练、科学研究试验与专业技术进步的有机结合。

二以“同类合并、相对集中、教学内容与当前专业最新技术相结合”原则来优化教学内容,创新课程教学体系

专业课教学过程中,大多数存在教学内容多、繁、杂与教学时数偏少以及学科专业技术发展快与教材更新慢的矛盾,要达到创新型、复合型人才的培养目标,必须首先要对所授课程的教学目的和知识点的内涵十分明确,根据专业特征,结合学科专业发展方向和行业发展最新技术,优化整合教学内容。

“同类合并、相对集中、教学内容与当前专业最新技术相结合”的课程教学内容改革理念就是指将原分散在各个章节属同一类或相关的教学内容进行优化重组,删除过时的旧内容,增加学科专业当前的最新技术、发展动态、研究热点等内容,在内容编排上按照“基本原理与方法——应用技能——当前研究动态”的层层诱导递进式顺序来编写,使重组后的课程教学内容与知识结构更加科学合理、先进实用。

《发电厂电气主系统》是一门涉及面广、内容丰富,实践性、综合性强,面向工程,与其它专业技术基础课、专业课联系非常紧密相互交叉的主干专业课。根据上述特点和要求,对

三实施“三个模块”,采用“全程案例贯穿式”教学方法.激发了学生的学习热情

“三个模块”是指将课程的整个教学内容划分为重要内容、一般内容和自学内容三个模块。重要内容(主要是指基本原理、基本方法和应用技能)在课堂上精心讲解,并通过课外作业、专题研究、实验等其他环节的训练得到巩固和提高;一般内容(主要是指新技术、新产品应用介绍等)则充分利用现代化教育技术进行展示、介绍;自学内容(主要培养学生的专业综合素质和创新能力,进行个性化教育)则通过设问、质疑、写读书笔记、小论文的形式得到训练。

“全程案例贯穿式”教学法是指根据课程特点与专业特征精心选择或设计一个规模大、有代表性、有实用价值,并且能引起学生兴趣的典型案例,通过案例引导学生进入课程,随着课程教学的展开,让学生一步步深入到案例中,学到案例中相关的知识,随着课程教学的结束,学生在不知不觉中已把案例中的相关问题一一得到解决。

本课程选择推出“一个火力发电厂电气部分的设计”为全程教学案例,围绕该案例,实施“三个模块”,引导学生深入探究,展开一个个知识点,最终完成整个课程的学习。