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創新案例及其創新方法范文1
關鍵詞:創新方法;推廣應用;對策;促進;福建省
中圖分類號:F124.3 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2015)10-0046-03
一、研究背景
我國對創新方法工作重視相對不夠,自主創新成果不多,尤其在一些高端設備方面更顯不足,這些與我國推進創新型國家建設要求不相適應。近年來,我國將創新方法作為一項長期性、戰略性工作來抓。2007年6月三位院士給總理寫信,提出推動我國創新方法的工作建議;溫總理于當年7月做出重要指示:“自主創新,方法先行,創新方法是自主創新的根本之源。”開啟我國創新方法工作的序幕。2007年,科技部批準了黑龍江、四川、江蘇為國家首批技術創新方法試點省。2008年4月,科技部、發改委、教育部、中國科協四部委聯合了《關于加強創新方法工作的若干意見》,是創新方法推廣應用的里程碑事件。在出臺相關政策的同時,國家各部委積極推進技術創新方法試點的設立工作,2009年,科技部批復廣東、天津等成為第二批創新方法試點省市。
二、創新方法國內外研究
(一)國外有關研究
創新方法研究與推廣目前已成為一種國際性的研發工程,美國、德國、日本、俄羅斯等國積極部署創新方法的研究推廣工作,支持進行原創性、研發性的技術活動,逐漸形成一流的研究工程。有關創新方法的研究,國外學者相對起步較早,并出現系列經典理論。其中,20世紀40年代最著名的創新方法就是奧斯本發明的“智力激勵法”(又稱頭腦風暴法)。20世紀50年代至80年代,有關創新方法的研究更注重創新方法的規律性,出現了TRIZ理論(發明問題解決理論),該方法源于前蘇聯科學家根里奇?阿奇舒勒1946年開始的研究工作,他通過分析世界上的發明專利,總結普遍規律,創建一種由解決技術問題、實現技術創新的理論體系,并逐漸成為使用最廣泛的一種創新方法。一些學者對TRIZ方法開展深入研究,探討TRIZ內涵及實踐運用等。Savranksy將TRIZ視為一個基于知識的用于解決創新性問題的方法集。隨后TRIZ方法被應用到更加廣泛的領域,在市場營銷、金融、心理學、社會學與教育等方面均有涉及。
(二)國內有關研究
我國學者對創新方法推廣應用也進行了大量研究,歸納起來,主要集中在三個方面。一是有關創新方法內涵分析。芮延年認為創新方法主要基于創新思維(邏輯、形象、聯想、幻想、直覺、靈感思維等)的研究,本質特征就是開拓性和創新性。皮成功認為創新方法是人們通過研究有關創造發明的過程,總結、提煉出人們在創造發明、科學研究或創造性解決問題的實踐活動中的有效方法和程序總稱。二是有關創新方法推廣應用研究。劉朝剛等提出廣東省創新方法工作四體系(組織、研究、推廣和支撐體系)與四機制(激勵、保障、協同和合作機制)的機制導圖,并給出對策建議。魯瑋以TRIZ理論推廣應用為例,研究安徽省技術創新方法推廣應用服務體系,并給出政府主導型、試點示范型和全面應用型推廣模式。韓博總結近年來寧夏創新方法工作的成效與經驗,分析存在的問題,并從營造良好的政策環境、構建應用推廣體系等六個方面給出對策建議。張國會分析北京中小企業創新方法推廣應用現狀,構建創新方法應用模型,并進行實證驗證。王愛峰分析創新方法推廣存在的問題,構建了創新方法推廣應用中的Living Lab模式,且論證了該模式的有效性。三是研究綜述與案例分析。徐峰以三星公司為例,分析了應用創新方法的主要經驗:領導重視、方法整合、系統培訓、組織保障、激勵機制等。于東紅探討了江蘇技術創新方法,總結江蘇取得的成效與經驗做法。張愛琴運用文獻綜述法、比較分析法多視角評述了國內外創新方法的研究現狀和發展脈絡,并提煉了創新方法研究的三個主要發展趨勢及研究線索。
三、福建創新方法推廣應用現狀與存在的問題
(一)福建創新方法推廣應用進程
自科技部有關意見以來,福建省主動作為,積極推動創新方法推廣應用研究。2009年,福建省廈門市成為第二批創新方法試點省市;2012年“福建省創新方法推廣應用體系建設”項目獲得科技部批準;2013年“福建省創新方法基地建設與企業示范”通過科技部立項評審。2014年2月20日,福建省正式被列入國家創新方法網絡分區培訓第二批7個試點省份之一。目前,福建省科技廳成立創新方法工作領導小組,推動全省創新方法工作有序展開,其中網絡培訓福建區的具體工作由福建省科技發展研究中心牽頭,廈門理工學院、福建工程學院等單位配合,星網銳捷等眾多企業積極參與,著力推進創新方法走進課堂、進企業與轉化應用;同時,科技廳發文組織全省高校和科研院所、科技型企業、創新型(試點)企業等骨干人員參加創新方法有關培訓。
(二)福建科技創新方法推廣應用工作成果
借鑒其他省市區的經驗,結合區域特色,福建積極推動創新方法工作,正在形成適合福建省情的創新方法工作成果,有力地促進了創新方法體系建設、人才隊伍培養和經濟效益提升。
1.正在形成服務全省技術創新的創新方法推廣應用體系。福建省科技廳全面啟動創新方法專項工作,以省級創新方法研究推廣應用基地為載體,積極開設創新方法課程、普及培訓和專題培訓,建設省級創新方法研究推廣應用基地3個,培育國家級創新方法區域示范企業5家、省級創新方法試點企業73家,正在形成以基地為載體,面向企業、面向高校、面向科研院所,服務全省技術創新的創新方法推廣應用體系,提升了創新資源的整合與工作效率。
2.搭建了良好的創新方法人才隊伍結構。自實施創新方法培訓以來,初步建成了一支“專業化水平高、善解創新難題、能推廣應用”的創新方法人才隊伍。截至2014年10月,全省已累計開展創新方法培訓15 000多人次,廈門理工學院、福建工程學院、福州大學、福建師大等高校舉辦創新方法普及培訓,參訓師生已達8 400多人次。福建已有46名學員通過了國家創新工程師二級筆試,共有60名學員通過國家創新工程師一級考試,為全面實施國家創新方法專項、有效實現創新方法工作與區域科技創新融合、加快提高區域科技創新績效提供了重要保障。
3.促進了企業經濟效益的提升。創新方法在破解創新難題、優化工作流程方面所具備的的優勢,在國內其他省市有著良好的經驗,福建也積極推動創新方法在企業推廣應用試點工作,經在星網銳捷、新大陸、福耀玻璃、廈門鎢業、廈門金龍、廈門廈工等多家企業中開展創新方法應用咨詢與服務,全省已運用創新方法解決各類技術難題140多項,產生發明專利310多項,取得1.6億元的經濟效益,良好經濟效益的提升為創新方法在福建省全面推廣應用開啟了先例,能夠進一步激發企業參與的積極性。
(三)福建創新方法推廣應用存在的問題
盡管福建省高度重視創新方法的推廣應用,積極推動創新成果轉化,并取得了一定成績,然而福建經濟基礎還比較薄弱,在全國范圍來看,福建的創新方法推廣還處于起步階段,創新方法推廣應用還存在某些不足。
1.創新方法推廣應用基礎薄弱。福建省整體工業創新基礎薄弱,產業配套能力差,企業各自為戰,缺乏有效的分工協作,不能形成整體合力。科技人才匱乏,缺乏技術、人才等高新技術產業扎根的土壤,高校、科研機構偏小,全省每萬人擁有的人才數和每百人勞動者擁有的人才數,以及高級人才占人才總數的比例均低于全國平均水平,企業技術創新能力仍較弱、科研成果少、產業化專業化程度低。2012年,全省共有科學研究與開發機構86所,擁有R&D人員0.2887萬人,占全省總數的2.5%,R&D經費內部支出為9.22億元,占全省總數的3.4%。
2.創新方法推廣應用缺乏前瞻性規劃,經費投入不足。雖然高度重視創新方法的推廣應用,但缺乏具有前瞻性、戰略性的統一規劃,資源整合能力不足,不能高效推動整體工作的進展。并且創新方法工作經費投入不足,公共財政支持的能力有限,導致科技創新資源難以發揮其應有價值,影響了創新方法推廣的進度。
3.創新方法推廣應用范圍不夠廣泛。盡管各地都在積極推動創新方法研究及推廣,但有關創新方法宣傳推介的力度不夠,許多企業未能全方位感受到創新方法能帶來的潛在效益,對應用創新方法的動力不足,不愿意主動推廣創新方法,使創新方法在企業推廣應用遇到了障礙。
四、促進福建創新方法推廣應用的對策建議
對福建創新方法推廣應用現狀的分析不難看出,加強研究與推廣是迫在眉睫的一項工作。根據存在的問題,將在戰略規劃、要素投入保障、宣傳普及方面給出對策。
(一)積極推動頂層規劃設計
按照國家、科技部有關政策法規,結合福建省經濟社會發展現狀,緊緊圍繞福建省整體戰略部署,把握海峽西岸建設的有利契機,按照福建省“三規劃兩方案”的工作要求,推動“機制活、產業優、百姓富、生態美”的省份建設,加強遠期規劃設計,強化資源統籌,開展前瞻性、戰略性研究,制定福建省有關落實工作方案。在落實國家《關于加強創新方法工作的若干意見》的基礎上,建議由科技廳聯合其他部門,制定福建省落實若干意見的方案,進一步明確創新方法的重要性與福建開展創新方法推廣應用的必要性,明確福建推進創新方法推廣應用工作的發展目標與重點任務等,全面做好福建省有關創新方法工作的整體部署,為各地市、企業推進有關工作提供政策指導與支持。
(二)構建創新方法應用推廣體系
有關創新方法應用體系建設,福建省高度重視,分別獲得科技部計劃項目和福建省軟科學計劃項目的支持,并取得了部分研究成果。陳霖著重探討了福建創新方法推廣應用原則、要求及思路,并指出體系構建包括幾個方面:工程技術研究中心、工程師培訓基地、師資隊伍培養體系、創新方法推廣應用體系、保障體系等,并分別就各個子體系的內涵及推進策略進行闡述,構建了福建省創新方法推廣應用體系。而進一步推動創新方法推廣應用體系的運行,還可以建立有關工作咨詢制度,將職業教育、職稱評定等相關內容與創新方法推廣相聯系,并推動創新方法專業走進課堂,助力產學研政企的合作,實現各成員單位之間資源的共享,取長補短,發揮各自優勢,為創新方法推廣應用體系的工作順利推進提供保障。
(三)強化創新方法宣傳推廣工作
針對目前企業推廣應用創新方法的積極性不高,加強創新方法推廣應用意義、重要性與使用策略等方面的宣傳,從而提高認識,把創新方法作為一項基礎性與戰略性工作,作為政府的一項長期工作安排。具體而言,在宣傳推廣方面需做好如下事項:一是明確有關宣傳內容。組織力量加強對創新方法進行理論研究與實踐探索,加強對創新方法推廣成果總結推廣及經驗的宣傳,樹立創新方法應用良好的示范企業。二是加強多渠道宣傳。通過傳統媒體(廣播、電視、報刊雜志等)與新媒體(網絡、微信、微博等平臺)的結合,實現報臺網結合、立體化的方式,加強對創新方法應用推廣突出案例及重要動態的宣傳,從而推動創新方法宣傳與普及。三是強化宣傳平臺打造。發揮政府引導作用,調動社會各方力量,形成多部門聯動效果,推動產學研合作;充分利用各類學術團體的平臺資源,廣泛深入開展創新方法的研究;積極開展國內外合作交流,舉辦創新方法國內國際論壇等,拓展國內外交流活動。
(四)加強多元要素投入與保障
根據創新方法服務平臺、基地建設的內涵,政府需采取行之有效的措施引導全社會的重視,推進資源共享與統籌。一是加大財政對創新方法工作的投入,設立有關的專項資金等,大力支持企業開展創新方法研究及推廣應用,并積極引導高等院校、科研院所等開展有關培訓及研究工作,為創新方法推廣應用提供資金保障。二是建立必要的財稅政策。鼓勵和引導企業與社會團體開展創新方法工作,在全省范圍內支持企業開展創新方法試點工作,并對予以立項的項目視同省級創新項目進行管理。三是在有關科技項目立項、成果驗收、獎項評比中,根據創新方法使用成效,適當給予傾斜,加強要素投入保障,進一步激發創新力。
(五)推進培訓工程形成人才隊伍
對福建來說,創新方法推廣應用還算是一項全新的工作,因此,擁有一支實力雄厚的師資隊伍是確保創新方法推廣取得成效的重要保障因素。尤其目前福建基礎薄弱,創新方法人才短缺,創新方法推廣應用相關培訓主要依靠外來師資,對外依存度過高,可以實施創新方法培訓工程,加強師資培養與儲備。加大本省師資人才隊伍建設,由政府出面引導,加強高等院校、科研院所與企業的對接,定期邀請外部專家開展有關創新方法培訓、開設講座、舉行報告會等形式,針對各單位的骨干人員,造就一批精通創新方法、富有激情、勤于創新實踐的科技人員,推動本土化師資隊伍建設,提高創新能力與素質,減少對外的依存度。同時,加大創新方法試點工作,推動試點企業構建工作體系,開展持續的培訓與跟蹤,不斷提升企業創新方法師資力量與應用創新方法水平。
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創新案例及其創新方法范文2
關鍵詞:TRIZ;項目化教學;教學改革
目前,在全國高職院校當中進行的基于工作過程的項目化教學模式正在成為引領和推動高職院校課程改革的主流模式[1]。項目化教學具有以項目為載體、用任務來驅動等特點,受到國內外職業院校教師的普遍認可[2]。常州工程職業技術學院在精細化學品生產技術專業09級、10級中開設了《TRIZ理論與創新方法》課程,大力倡導并培養學生的創新能力。為了能夠充分培養學生的創新能力,筆者在課程中對基于工作過程導向的項目化教學模式進行了一些探索。
一、教學設計
TRIZ理論是前蘇聯阿奇舒勒提出的,是從200萬份專利中總結出來,并形成自己的理論體系,具有可操作性的創新方法。在高校當中推廣TRIZ理論,培養具有創新性的高職人才是具有廣泛的意義[3]。
TRIZ理論體系包括的內容也非常多,作為本院開設的《TRIZ理論與創新方法》課程,主要是培養學生的創新思維能力,內容包括了TRIZ中的技術進化法則、問題描述、技術矛盾、物理矛盾等內容。在這么多的內容中,技術進化法則[4]由于是從宏觀或者微觀的角度來預測技術系統、提升整個系統的性能,產生并加強創造性問題的解決工具。這一部分內容很難體現在32課時的項目中,但又非常重要。對于這一部分內容采用項目驅動的教學方法,實踐效果并不好,所以采用了案例教學法。
針對精細專業學生的特點,設計的項目是精細日用化學品的概念設計。技術進化法則可以找出項目的發展方向,對于設計的項目具有一定的指導作用,但在應用時,需要學生閱讀大量的文獻才能做到這一點。實踐證明,這部分采用案例教學的方法效果較好。
對于其余部分的內容則設計了一個具體的項目貫穿,在設計項目時,選擇一種精細日用化學品,對其進行概念設計。為了使項目具有更好的可操作性,突出對學生創新思維過程的訓練,需要針對精細化工專業學生的特點,選擇身邊常用的化學品,如自清潔沐浴液的設計。在設計項目時,對設計的一系列任務,按照遞進的關系,逐步引導學生將TRIZ創新理論引入到專業學習中來。這一系列的任務,分別包括技術問題描述、尋求最終理解、尋找技術矛盾解決方案、查找發明原理、探索物理矛盾解決方案等內容,其所包括的能力要求及知識要點如表1所示:
二、教學過程
教學的目標是為了使學生能夠掌握所學的知識。TRIZ理論是一門實踐性比較強的創新理論,需要大量的練習才能掌握,這就要求學生除了課堂學習外,還需要課余時間來完成創新理論的實踐訓練。因此,完成教學項目時要以學生為主體,教師為輔助,引導學生完成一個完整的項目。
項目化的教學過程,學生作為學習成果的最終接受方,是學習的主體,教師作為學習的傳授方,需要引導學生學習,提升學生的自學能力,才能在未來的學習生活中立于不敗之地。在教學過程中,只有通過學生的主動學習才能更好的掌握創新理論,只有讓學生作為學習的主體,才能充分發揮學生的主動性與能動性,才能體現學習的價值。教師的角色是輔助角色,作用是引導學生到正確的學習途徑上來。因此在設計的項目化教學過程中,通過引導學生進行精細日用化學品的概念設計,以實際的例子引導學生自主創新,教師輔助學生完成創新過程,使學生能夠自主完成項目。
學生在完成教學項目的過程中,會碰到許多問題不知道如何解決,如選擇什么樣的創新原理,怎樣應用創新原理等,這時就需要教師針對性的講解與引導。但教師在講解時,不能像傳統的教學那樣長篇大論,而是對于學生提出的問題進行講解。在講解時,不能直接教給學生答案,而應該突出對知識點應用的講解。對知識點的應用講解,現有的TRIZ課程已經有許多經典的案例可以介紹,將知識點與這些案例結合在一起,教會學生如何運用知識點,從而加深對創新原理的應用,使學生能夠自發的將這些知識點應用到自己的創新項目中去。
在教學實踐環節中,通過以下幾個環節來完成教學過程:
1.學生分組,形成創新小團隊。課程開始前,先對學生每4~6人分為一個創新小組,培養學生團隊合作的能力。在創新想法的提出過程中,可以互相啟發,開啟打破慣性思維的大門。
2.課外準備,形成創新方案。在上次任務結束時,教師布置下次任務。這樣,學生就可以在課外時間查閱資料,進行相關內容的調研,進行組內分工合作,對收集的資料、想法展開小組討論,作小組討論記錄,最終形成創新方案。在形成創新方案的過程中,遇到問題時,教師隨時接受學生的咨詢,為學生指出解決問題的方向。遇到共同的問題,在課堂上進行集中傳授。
3.小組匯報,展示創新方案。每次課程開始時,首先由小組選派代表進行創新方案的展示及匯報,闡述方案形成的過程、思路,并接收教師及其余小組的提問,作出回答。
4.教師點評,完善創新設計。在小組匯報完成后,教師對小組完成的情況作點評,并針對學生完成項目過程中的疑點及難點進行講解,充分運用案例教學的特點,突出知識點的運用,并對小組完成的情況進行歸納總結。
5.課后總結,形成創新報告。各小組在認真聽取教師的點評及其它小組的意見后,對方案做進一步完善和補充,進一步加強知識點的理解和運用,提高創新能力。課后進行總結,形成相應任務的一份創新報告。
最終,將問題描述、最終理解、技術矛盾、物理矛盾等任務的創新報告匯總在一起,形成最終的創新報告。
三、考核設計
學生最終的學習成果需要進行檢驗,現有的教學過程是為了提高學生的創新能力,是不可能通過一張試卷就能夠決定學生能力的高低。這門課程考核的重點應放在創新思維能力的培養,團隊合作能力等職業素質方面。在考核過程中進行過程性評價、創新報告的評價與終結性考核相結合的方式。
過程性評價以學生參與團隊討論的參與程度、完成項目的過程等方面進行考核,分為不遲到早退、認真做好課前準備、積極參與討論、積極表明自己的觀點、上課或討論時不做與課程無關內容、積極參與上臺匯報、任務完成情況良好并及時上交材料、完成課外項目效果良好、與他人合作良好、有無抄襲情況10個方面進行評價。
創新報告的評價是以學生在報告中運用創新理論的過程來綜合評定學生的學習成果的。通過論文結構是否合理、組件有無缺失,論據是否充分,論證是否清晰,書面表達是否明白、流暢,論文的結論是否具有啟發性等方面來進行評價。
終結性考核以學生運用創新方法進行創新能力的培養為主要目標,主要考察一些知識點的運用。在形成創新方案的題目上,可以不設立標準答案,但要能夠體現學生創新思維的應用。
四、總 結
將精細日用化學品的概念設計作為課程實踐的主要內容,設置一系列遞進的工作任務,在任務完成過程中實現學生創新能力的培養與提高。在考核方式上重視學生創新思維的培養,根據學生項目實施的情況來綜合評定。經過兩年的教學實踐,學生的創新能力有了顯著提高。
參考文獻:
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創新案例及其創新方法范文3
關鍵詞:TRIZ S-TRIZ 單項參數轉換 非矛盾分析
中圖分類號:G3 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)07(c)-0069-02
建設“創新型國家”,科技創新是基本戰略。黨的十明確提出“科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐,必須擺在國家發展全局的核心位置。”強調要堅持走中國特色自主創新道路、實施創新驅動發展戰略。這是“關系全局和長遠的重大戰略”。“自主創新,方法先行”,如何大幅度提高科技創新能力,實現創新驅動發展,創新方法的引進、改造和應用是關鍵環節之一。
TRIZ是當今流行創新方法中最科學有效,最具生命力的創新方法之一,尤其是應用于具體的一種技術創新,其他方法不能望其項背。但TRIZ本身過于龐雜,需要較長的學習和實踐周期才能掌握。我國有學者認為TRIZ之所以難于駕馭,是因為其“疏于管理”,事實上TRIZ自身尚處在S-曲線的初期,還在不斷發展完善之中。
“本土化”是我國引入TRIZ的必由之路。TRIZ“本土化”的三個重要方向:進化――進一步發展完善及結構化(包括與其他創新方法的結合),用以解決創新等級中第3、4級的問題;簡化――集約和系統化(收縮),用以解決創新等級中第2、3級的問題;泛化――由技術領域向其他領域的應用延伸(展開)。[1]
我們認為,當前TRIZ“本土化”研究的主要方向是“簡化”研究,以推進TRIZ在我國的快速普及,尤其是促進TRIZ在中、小、微企業自主創新中的普及應用。“簡化”不是簡單化,而是通過對經典TRIZ的梳理和“本土化”重構,使TRIZ的結構更加合理,工具體系更加緊湊,更易于學習掌握和使用。
在深入研究經典TRIZ基礎上,我們提出了TRIZ“簡化”方向上的理論體系:S-TRIZ,意即“簡約的(Simplified)”、“小型的(Small)”的、“結構化的(Structured)”的TRIZ理論。單向參數轉換算法是S-TRIZ中建立的“非矛盾分析”的最小算法。
1 單向參數轉換算法的建立
TRIZ理論認為,發明問題的核心是解決矛盾,未克服矛盾的設計不是創新設計, 設計中不斷的發現并解決矛盾,是推動產品向理想化方向進化的動力[2]。但多數情況下,矛盾并不明顯,它隱藏在問題的深處,需要對問題進行深入的分析才能找到。
1.1 建立的依據
TRIZ解決問題的第一步是描述問題。“問題包含矛盾,但問題并不等同于矛盾”。當只是“就問題而論問題”的時候,問題的發現通常是直接而容易的,因為在這種情況下,討論的只是存在的不足,而不涉及其他[3]。對于那些低創新等級的問題,我們可以繞過矛盾分析,直接通過描述問題確定的單向參數求得原理解。為此,我們建立了單向參數轉換算法。
單向參數轉換算法基于“對立統一”的辯證法規律建立。這一規律最早起源于我國古代“陰陽”思想。古代樸素的唯物主義思想家把矛盾運動中的萬事萬物概括為“陰”、“陽”兩個對立的范疇,并以雙方變化的原理來說明物質世界的運動,變化[4]。古人認為陰中有陽,陽中有陰,陰陽變化,周而復始。這一思想集中而形象地體現在了太極“陰陽魚”中。
1.2 工作原理
單向參數轉換算法工作原理是:
通過問題的描述找到存在問題的參數(參數名稱來源于TRIZ的39個標準工程參數),這些參數需要向改善的方向轉換,即正向轉換,則查找參數在正向轉換原理表中對應的原理,再將對應的原理逐個分析,最終找到解決問題的方法。
如果發現問題的解決(可以是正向轉換的問題,也可以是其他問題)導致某些參數變差,即負向轉換,則查找參數在負向轉換原理表中對應的原理,再將對應的原理逐個分析,最終找到解決問題的方法。
參數轉換原理表來源于對矛盾矩陣中改善的參數和惡化的參數使用原理頻度的統計(見表1)。
2 單向參數轉換算法的工作流程
單向參數轉換算法工作流程如下:
(1)描述初始問題;
(2)列表有害的或功能不足的問題項;如發現解決問題時有些地方被惡化了,則列表被惡化的問題項;
(3)將以上列出的問題項分別歸結為通用工程參數(參照TRIZ的39個標準工程參數);
(4)對有害的或功能不足的參數(需要正向轉換的),查找單向參數轉換原理表中的正向參數轉換原理,找到相應參數對應的原理;如定義的參數是被惡化的(需要負向轉換的)查找單向參數轉換原理表中的負向參數轉換原理,找到相應參數對應的原理;
(5)分析確定適用原理,獲得原理解;
(6)由原理轉向實際方案;
(7)評價獲得的方案。
3 應用實例
下面我們通過兩個案例來簡要闡述單向參數轉換算法的應用。為便于比較,我們延用了傳統TRIZ矛盾分析方法常用的案例。
3.1 賽車的流線型設計和定風翼設計(正向轉換實例)
(1)描述初始問題:賽車的速度遠高于普通汽車,加速和過彎都要求輪胎和地面有足夠的摩擦力,而在高速行駛時,賽車輪胎和地面之間的摩擦力已經不足以保證順利的加速和過彎。
(2)列表問題項:由于速度要求,一般賽車都做的比較輕,結果導致摩擦力變小(有害的問題項)。
(3)將問題項歸結為通用工程參數:參數1:運動物體的重量。
(4)查找正向參數轉換原理:運動物體的重量對應的正向參數轉換原理:35 28 18 26 27 29 31 34 2 3 10。
(5)分析確定適用原理,獲得原理解:分析上述原理,28號機械系統替代原理、29號壓力原理適于該問題:
原理28的解釋3:用可變場替代恒定場,隨時間變化的可動場替代固定場,隨機場替代恒定場。
原理29的解釋:使用氣體或液體代替物體的固體部分。
(6)由原理轉向實際方案:分析系統及環境中的資源,空氣是可被利用的最佳資源――賽車高速行駛時空氣產生的“風場”可以控制,空所動力學裝置可以產生需要的“壓力”而無需增加固體的“配重”。具體的解決方案是:賽車安裝定風翼,通過變化的氣流增加汽車向下的壓力,增加高速和轉彎時的摩擦力。
(7)評價獲得的方案:該方案可以很好地解決問題,未增加過高的成本,未產生任何不可接受的負效應。
3.2 飛機進氣口設計(負向轉換實例)
(1)描述初始問題:增加噴氣式飛機引擎進氣口進氣量的最有效方法是增大進氣口的面積,但是隨著進氣口的增大,會導致引擎與地面距離變小,降低了飛機的安全性。
(2)列表問題項:在解決進氣口問題時,引擎直徑(可理解為長度)增大導致與地面太近(負向轉換的問題項)。
(3)將問題項歸結為通用工程參數:參數3:運動物體的長度。
(4)查找負向參數轉換原理:參數3對應的負向參數轉換原理:1 15 29 14 17 28 4 13 19 35 10 2。
(5)分析確定適用原理,獲得原理解:分析獲得的原理,4號非對稱原理適用于解決該問題。
原理解:4號原理解釋1:將物體的對稱形式轉為不對稱的形式。
(6)由原理轉向實際方案:將飛機引擎的進氣口做成橢圓形。
(7)評價獲得的方案:該方案有效提高了引擎進氣效率,同時很好地克服了負面影響。
4 結語
單向參數轉換算法是TRIZ技術矛盾分析方法的簡化改進,在解決創新等級中第2、3級中的簡單問題時可以大大的簡化解題步驟,節省解題時間。該算法也為TRIZ簡化研究提供了新思路。
參考文獻
[1] 曹福全,于鳳麗,王洪波.TRIZ“本土化”理論體系構建研究―― S-TRIZ概念的提出[J].黑河:黑河學院學報,2012(4).
創新案例及其創新方法范文4
關鍵詞:創新;人才培養;TRIZ理論;計算機網絡
0 引言
創新是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發達的不竭動力。面對當前國際金融危機帶來的大學生就業困難的挑戰,為了提高大學生的就業能力,如何高速、高質量地培養學生的工程意識、技術應用能力、職業適應能力、社會適應能力、創新意識和科技創新能力,使之既具備專業知識,又具有較強的實踐動手能力、職業適應能力和科技創新能力,成為我國高等教育界研究的一項重要內容。
創新來源于創新能力和創新思維,它反映了事物本質屬性和內、外在聯系,是一種新穎的、廣義模式的、可物化的心理活動,可通俗理解為人們從事創新時頭腦中發生的思維活動,具有主動性、目的性、預見性、求異性、發散性、獨創性、突變性等特征。創新教育是以培養人的創新精神和創造能力為基本價值取向的教育,是素質教育的一項重要內容,同時也是實現素質教育的基本途徑和有效方法。在創新教育過程中,創新能力的培養至關重要。授之魚、不如授之以漁。在創新能力的培養方面,向學生們傳授并使之掌握一套相對系統科學的創新理論,對開拓學生的視野、提高創新能力會大有幫助。
探索提高和培養創新能力的方法的努力從來就沒有停止過,并已取得了許多可喜的成果,如頭腦風暴法、6-3-5法、奧斯本檢核表法等。但這些方法在實際表現中并沒有預期的好,其主要原因是人們在發明創新中所使用的手段大多是手工的、無正式方法的、不協調的,雖然這些手段可有效地借用跨專業的知識、思維導向和集體智慧,但實質只是一種最好的試錯法,所提供的管理模式也不能確保成功,所產生的效果不可避免地要受到團隊成員個性和環境的影響。人們在尋找一種更加有效的創新方法,即當人們進行發明創造、解決技術難題時,只需遵循一定的科學方法和法則,就能迅速實現新的發明創造或解決技術。在這種背景下,創新原理系統體系――TRIZ理論應運而生。
1 TRIZ理論的基本概念與基本觀點
TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)由前蘇聯著名發明家G.S.Altshuller及其同事提出,目的是找出人類在發明創造、解決技術難題過程中所遵循的科學原理和法則。他們研究分析了世界近250萬件高水平的發明專利,綜合了多學科領域的原理和法則后,建立起TRIZ理論體系,發現了其中一條重要規律:將已有解決方法建立知識庫,問題可通過選擇類似的方法得到解決(類推);而對于一些從未遇到過的問題(創新性問題),也可以從現有專利中總結出設計的基本原則、方法和模式,通過應用這些方法和原則加以解決,同時反過來又可擴展類似問題的知識庫。綜合運用這些規律,可大大加快人們創造發明的進程,還能得到高質量的創新產品。
TRIZ理論的基本概念有兩個:技術矛盾和物理矛盾。所謂技術矛盾是指在一個技術系統中,當一個參數被優化時,另一個參數就會變差,例如計算機網絡的可靠性與有效性這兩個參數,當信息傳輸所占用的有效資源減少(有效性提高)時接收信息的正確率(網絡的可靠性)會降低。物理矛盾則是指同一個參數的兩個互相對立的特性,如溫度的冷與熱,幾何尺寸的長與短,計算機指令的定長格式與非定長格式。
運用TRIZ理論進行發明創新的關鍵是找出矛盾,分析矛盾是技術矛盾還是物理矛盾,然后利用不同的TRIZ工具,通過類比思考的方式,找到解決矛盾的思路。技術進化的過程就是不斷解決矛盾的過程。
TRIZ理論提出了求解創新問題的工具和方法:
(1)矛盾矩陣和40項創新原則。Altshuller從4萬個發明專利中發現只有39個參數可以形成技術矛盾,將它們置于一張表的行和列中構成39×39的矛盾矩陣;并總結了40項創新原則,對每個矛盾分別給出了幾項創新原則。研究人員只需根據矛盾直接選用相關原則就可找到解決問題的辦法。對物理矛盾,TRIZ通過分隔矛盾加以解決。主要分隔原則包括空間分隔、時間分隔、部分與整體分隔、按條件分隔。
(2)物質場分析與76項標準解決方法。物質場分析是TRIZ對與現有技術系統相關問題建立模式的重要工具。技術系統中的最小單元由兩個元素及元素問傳遞的能量組成,可執行一個功能(功能被定義為兩個物質(元素)與作用于它們中的場(能量)之間的相互作用)。為了快速構造物質場模式并解決基于技術系統演化模式的標準問題,TRIZ提供了76個標準建模和解決方法。
(3)ARIZ算法與求解問題步驟。在TRIZ理論中,通過解決創造性問題的算法ARIZ逐步實現問題過程化求解。問題求解包括9個步驟:①分析問題;②分析問題的模型;③描述理想的最終結果;④利用外部物質和場外資源;⑤利用知識庫解決物理沖突;⑥如果問題沒有得到解決,改變或重新描述問題;⑦分析消除物理沖突的方法;⑧將所求出的原理解具體化;⑨分析全過程的合理性。
2 TRIZ理論對創新活動的支持
創新思維能力的培養與提高是一個漫長的過程,這決定了創造教育是一個由淺入深的實施過程,不能一蹴而就。在傳統的創新技術法中,試錯法效率低下,而且浪費驚人,其它如聯想類推法、反向探求法、組合創新法、知識鏈接法等過于依賴人的悟性、靈感或個體的心智經驗,具有很大的隨機性和偶然性,可操作性不強,常人不易獲得成功。與以往的傳統創新技法相比,TRIZ理論是一種迥然不同的創新方法論,它把創新提升到了方法學的高度,在創新者尋找解決方案的過程中引導他們的思維,尋求簡單有效的解決方案,盡快、盡早地剔除復雜而效率不高的解決方案,從而找出更高效的解決途徑。因此,TRIZ理論不僅為發明創造提供了一種行之有效的工具和方法,更重要的是TRIZ遵循創新活動的客觀規律,為創新思維產生的主體(人)規劃一種有利于創新的重要素質和工作方法。學習和領悟這種方法對創新能力培養具有重要意義。
TRIZ理論對創新活動的支持主要體現在:引導設計人員進行創新思維、促使設計人員進行創新思維、幫助設計人員進行創新思維。
TRIZ理論具有以下幾個特點:
第一,廣泛的適用性。TRIZ理論具有普遍性的創新方法和規律,可廣泛應用到多個技術領域。
第二,通用、統一的求解參數。TRIZ理論通過矛盾矩陣對不同問題中所包含的各種矛盾進行統一、明確的描述,在矩陣的每一個節點上找到與該對矛盾相對應的創新原理,然后應用40條創新原理來啟發人們尋找解決方案。
創新案例及其創新方法范文5
關鍵詞 機械類大學生 專業課 TRIZ 理論 創新能力
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
0 引言
為了提高教學效果,人們不斷在理工科大學專業課采用多種形式的教學方法,如項目教學法、案例教學法、小組討論法和任務驅動法等。為了應對大學生就業困難的挑戰,以培養學生創新能力為導向,采用先進的TRIZ理論將以“教”為主改變為以“學”為主,貫穿于專業課教學中。
創新是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發達的不竭動力。為了提高大學生的職業能力、技術應用能力、創新意識和科技創新能力,使之既具備專業知識,又具有較強的實踐動手能力、職業適應能力和科技創新能力,在專業課教學中運用TRIZ理論。
對于專業課程,大部分學生是按部就班機械地學習,教師只是講授,限于教材和教師水平,行業發展的新技術沒有講給學生或者講授但學生缺乏學術吸引力,使學生創新意識淡薄,缺乏創新能力培養。TRIZ是解決發明創新的理論,將TRIZ 理論學習貫穿于學生的所有專業課學習過程中。
1 運用TRIZ理論培養創新思維
在一般傳統教學中注重的是使學生接受和學會知識,學生處于被動接受的地位,沒有注重學生的創新思維培養,使課堂教學效果沉悶不佳。實踐證明,運用TRIZ理論結合專業課知識點和案例,有效激發了機械類大學生的學習興趣,活躍了課堂學習氣氛,形成了學生的創新思維,培養了大學生的創新能力。
TRIZ是英文音譯的縮寫,發明解決理論,是前蘇聯根里奇?阿奇舒勒 ( )在分析研究世界各國 250 萬件專利的基礎上,提出的發明問題解決理論,是打破思維慣性的利器,是一種創新方法學。
2 機械類專業課教學中TRIZ理論的應用
在機械類專業課講授中以學科的發展歷程滲透TRIZ理論的40個發明原理,以技術的更新換代滲透技術沖突及解決原理,也就是將描述技術沖突的39個技術特性與發明原理建立對應關系-矛盾沖突解決矩陣,這樣可激發機械類大學生的學習興趣,有利于學科間專業知識的橫向擴展和學科內的縱向擴展,對引導大學生進行機械設計的發明創新有重要作用。引入TRIZ 理論可使學生由被動聽轉化為帶著發明創新問題主動學習,再到在做項目任務的過程中收集資料、思考挖掘創新點。 (下轉第120頁)(上接第79頁)
在機械類專業課中穿插TRIZ理論創新方法教學,通過發明創新式教學和項目式學習等模式融“學、思、做”于一體。
(1)創新發明式教學。在汽車發動機構造與維修課程實踐教學中先對常用工具呆扳手進行常規使用介紹,①再引導學生思考在使用中的缺點,很容易得出結果,那就是容易損壞螺母的棱邊。②
為了提高教學效果,激發學生的學習興趣,采用任務驅動教學法。在任務下達之前先以一些典型例子講授TRIZ理論中的一維變多維、增加不對稱性創新原理。先讓學生根據所講原理列舉一些創新的例子,以加深理解原理、訓練創新思維和增強創新的自信心。
然后再引導學生分析改進扳手的關鍵在于防止因棱邊打滑而變形。若解決這個關鍵問題,引導學生得出提高扳手制造精度,使扳手內側與螺母側面很好地結合。那么做就會提高制造精度,引導學生按TRIZ理論選擇創新改善的因素和變壞的因素,通過學生自主查閱矛盾沖突解決矩陣后,可以得出No.04不對稱、No.17變維、No.34拋棄和再生、No.26復制四條發明原理,對No. 04及No.17 兩條發明原理進行深入分析表明,如果扳手工作面與螺母側面能多點接觸,而不只是棱角單點接觸,問題就可以得到解決,如圖1所示。從課程一個常用工具開始引出創新的課題,將TRIZ理論穿插于專業課教學中,既提高了學生的學習興趣,又形成了學生的創新意識和創新思維,給未來學生的職業發展能力奠定了一個良好的基礎。
創新思維是來源于實踐、開始于問題的,在機械類專業課教學中根據教學進度選擇合適的實際問題,通過解決實踐問題培養創新能力。
(2)項目改進式教學。專業課教學的最終目的是解決實際問題能力,在圍繞這個中心目的往往會采取多種教學方法或其組合,比如案例教學法、任務驅動法、啟發式教學法和理論與實踐一體化教學法等,都取得了很好的教學效果,但從培養學生的創新思維,提高學生創新解決實際問題能力角度應將TRIZ理論與項目教學法結合起來。
在講授汽車發動機構造與維修的基礎理論之后,布置一個面向實際的探究性課題,通過學生主動研究思考、查詢資料和運用TRIZ理論,分析現有結構所存在的問題,激發學生創新的欲望,最終得到合理的解決方案。在教學中以波音公司改進 737 設計為探究項目,進一步加強TRIZ理論在機械類專業課學習中的運用。項目研究背景:即想將發動機罩的面積增大以達到使發動機吸入更多空氣,增強發動機的動力性;但又要保持發動機罩與地面的距離不減少。
首先引導學生分析這個改進項目中的物理沖突:即加大發動機罩的直徑, 以有更大的空氣吸入面積, 但機罩直徑又不能太大, 已防止減少路面和機罩的間距。
根據矛盾沖突解決矩陣尋找解決問題的創新原理,經分析矩陣所列的發明創新原理和該物理沖突,利用空間分離對應的發明原理中的No.4 不對稱原理。按該原理,可以將對稱設計改為不對稱設計, 如圖2所示。③
3 結語
盡管TRIZ理論在我國已經推廣,但一些學校以課程的形式講授,學生反映,他們把TRIZ理論當成一門課程,沒有在學習中與其專業課程相結合,對創新思維和創新能力的培養效果不明顯,因此在專業課教學中穿插滲透TRIZ理論,有目的地培養學生的創新意識、科學思維方式和創新習慣,運用TRIZ理論分析與專業相關的創新發明實例,即促進了專業課的學習,又提高了工科大學生創新能力,對培養本科創新型人才具有重要意義。
注:本文由黑龍江省學位與研究生教育教學改革研究項目(JGXM_HLJ_2011123)和黑龍江省高教學會十二五重點課題(HGJXHB1110093)資助
注釋
① 董繼明,胡勇.汽車拆裝與調整[M].北京:機械工業出版社,2012.
創新案例及其創新方法范文6
論文關鍵詞:創新教學模式 教學與科研互動 創新課程體系 發電廠電氣主系統
論文摘要:針對電氣工程及其自動化專業的課程體系和教學內容進行改革與創新,提出了“以創新教育與科學研究貫穿干教學全過程”為主線,創建了以“教學、科研、實踐”三結合的課程教學創新模式,構建了“同類合并、相對腳、教學內容與當前專業最新技術相結合”的課程教學內容改革理念與思路,優化教學內容,改革教學方法與教學手段,以達到全面提高學生綜合素質能力的目的。
教育教學改革涵蓋了學科專業建設、專業教學內容、課程體系、教學方法與手段等各個方面,只有通過這一系列的改革才能不斷完善高等教育的目的,從而達到創新型、應用型、復合型人才培養的根本目標。而作為工作在第一線的工科教師,尤其對剛提升為本科院校的中青年教師,如何把自己所教的課程不斷地改革完善,怎樣“以教學促科研、搞好科研為教學”則是首先應該考慮的問題。
本文針對電氣工程及其自動化專業的《發電廠電氣主系統》課程體系和教學內容進行了改革與實踐,提出了“以創新教育與科學研究貫穿于教學全過程”為主線,創建了“教學、科研、實踐”三結合的課程教學創新模式,構建了“同類合并、相對集中、教學內容與當前專業最新技術相結合”的課程教學內容改革理念與思路,優化教學內容,改革教學方法與教學手段,合理地解決了專業課程教學過程中教學內容繁、多、雜與教學時數偏少以及專業課程教學內容交叉與學生難以理解和掌握之間的矛盾。
一堅持“教學、科研、實踐三結合”的思路來構建創新教學模式
教學要發展,培養創新型人才,科研水平的提高是關鍵。沒有科研的支撐,就沒有創新型教學,科研可以保證創新型教師的培養,只有創新之師才能造就創新之生。作為剛提升為本科的地方性院校來說,科研水平相對滯后,相當一部分教師,尤其是中青年教師由于教學任務重,難以找到自己的研究課題和研究方向。作者通過幾年的努力實踐和探索,總結出以下三條經驗,以供商榷。
一是要堅持創新教學與科學研究相結合,實現教學科研互動。在教學中搞科研,深入鉆研每一個知識點的內涵,面向生產實際和專業前沿發現問題,尋找課題,以挖掘創新潛能和發現所要解決的問題;搞好科研促教學,將在科研工作中所取得的一些成果及科研論文中的主要論點引入課堂教學和指導學生畢業設計(論文)中,以此啟發學生獨立思維與專業思維,努力形成師生互動,激發學生的創新靈感。
二是堅持科學研究與創新實踐教學相結合。結合電力行業特征,采用技能訓練資格認定和校企互動方式,使學生學習知識與社會需求直接掛鉤,大大地調動了學生的學習積極性,增加了就業機會;同時,教師、學生深入企業,發現問題,找到研究問題的切入點,師生共同研究,并將研究成果應用于企業,幫助企業解決生產過程中所遇到的難題和關鍵技術問題,產生經濟效益,形成教學、科研、實踐良性循環。
三是堅持創新實踐教學與專業技術發展相結合。根據專業建設的需要,結合學科發展前沿,將實驗室建設成集實驗、實習、新產品開發與設計及科學研究于一體的多功能實踐教學平臺,實現了工程素質訓練、科學研究試驗與專業技術進步的有機結合。
二以“同類合并、相對集中、教學內容與當前專業最新技術相結合”原則來優化教學內容,創新課程教學體系
專業課教學過程中,大多數存在教學內容多、繁、雜與教學時數偏少以及學科專業技術發展快與教材更新慢的矛盾,要達到創新型、復合型人才的培養目標,必須首先要對所授課程的教學目的和知識點的內涵十分明確,根據專業特征,結合學科專業發展方向和行業發展最新技術,優化整合教學內容。
“同類合并、相對集中、教學內容與當前專業最新技術相結合”的課程教學內容改革理念就是指將原分散在各個章節屬同一類或相關的教學內容進行優化重組,刪除過時的舊內容,增加學科專業當前的最新技術、發展動態、研究熱點等內容,在內容編排上按照“基本原理與方法——應用技能——當前研究動態”的層層誘導遞進式順序來編寫,使重組后的課程教學內容與知識結構更加科學合理、先進實用。
《發電廠電氣主系統》是一門涉及面廣、內容豐富,實踐性、綜合性強,面向工程,與其它專業技術基礎課、專業課聯系非常緊密相互交叉的主干專業課。根據上述特點和要求,對
三實施“三個模塊”,采用“全程案例貫穿式”教學方法.激發了學生的學習熱情
“三個模塊”是指將課程的整個教學內容劃分為重要內容、一般內容和自學內容三個模塊。重要內容(主要是指基本原理、基本方法和應用技能)在課堂上精心講解,并通過課外作業、專題研究、實驗等其他環節的訓練得到鞏固和提高;一般內容(主要是指新技術、新產品應用介紹等)則充分利用現代化教育技術進行展示、介紹;自學內容(主要培養學生的專業綜合素質和創新能力,進行個性化教育)則通過設問、質疑、寫讀書筆記、小論文的形式得到訓練。
“全程案例貫穿式”教學法是指根據課程特點與專業特征精心選擇或設計一個規模大、有代表性、有實用價值,并且能引起學生興趣的典型案例,通過案例引導學生進入課程,隨著課程教學的展開,讓學生一步步深入到案例中,學到案例中相關的知識,隨著課程教學的結束,學生在不知不覺中已把案例中的相關問題一一得到解決。
本課程選擇推出“一個火力發電廠電氣部分的設計”為全程教學案例,圍繞該案例,實施“三個模塊”,引導學生深入探究,展開一個個知識點,最終完成整個課程的學習。