王建虎， 閆宏玉， 張慧麗

（1.新疆師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054；2.新疆維吾爾自治區(qū)科技人才開(kāi)發(fā)中心，新疆 烏魯木齊 830011；3.新疆昌吉學(xué)院 物理系，新疆 昌吉 831100）

TRIZ理論視域下的通用技術(shù)課程創(chuàng)新

王建虎1， 閆宏玉2， 張慧麗3

（1.新疆師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054；2.新疆維吾爾自治區(qū)科技人才開(kāi)發(fā)中心，新疆 烏魯木齊 830011；3.新疆昌吉學(xué)院 物理系，新疆 昌吉 831100）

作為一門(mén)技術(shù)創(chuàng)新理論體系，TRIZ理論被認(rèn)為是19世紀(jì)最偉大的發(fā)明，并隨著其強(qiáng)大的生命力備受創(chuàng)新者的追隨，其內(nèi)涵和外延也在不斷擴(kuò)大。通用技術(shù)課程著力于提高學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)、注重學(xué)生創(chuàng)造潛能的開(kāi)發(fā)、加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)等課程理念與TRIZ的教育價(jià)值相吻合。通過(guò)對(duì)通用技術(shù)課程進(jìn)行創(chuàng)新理論視角分析發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)新理論可為通用技術(shù)課程提供亟需的理論滋養(yǎng)與指導(dǎo)。

TRIZ；通用技術(shù)；創(chuàng)新

教育創(chuàng)新問(wèn)題在近年來(lái)幾乎成為教育研究和實(shí)踐的重點(diǎn)和難點(diǎn)，同時(shí)也是高中通用技術(shù)課程追求的目標(biāo)。教育部發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010－2020年）》（后簡(jiǎn)稱“綱要”）中突出強(qiáng)調(diào)了“提高國(guó)民素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要性和緊迫性”，并指出當(dāng)前的問(wèn)題是“學(xué)生適應(yīng)社會(huì)和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力不強(qiáng)，創(chuàng)新型、實(shí)用型、復(fù)合型人才緊缺”，在第二部分“發(fā)展任務(wù)”部分，提出“高中階段教育是學(xué)生個(gè)性形成、自主發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)提高國(guó)民素質(zhì)和培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有特殊意義”，強(qiáng)調(diào)“探索發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)創(chuàng)新人才的途徑。”而早在2003年由教育部正式頒布的《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》指出，“普通高中階段的技術(shù)課程以提高學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，創(chuàng)新能力和一定的人生規(guī)劃能力。在其課程性質(zhì)的定位上也指出“普通高中技術(shù)課程是一門(mén)注重創(chuàng)造的課程”、在其課程價(jià)值上也提出“激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神”，在其具體模塊里都有創(chuàng)新能力培養(yǎng)的相關(guān)要求和設(shè)計(jì)。

創(chuàng)新過(guò)程從最通俗的意義上講就是創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和創(chuàng)造性地解決問(wèn)題的過(guò)程，如今的創(chuàng)新，尤其技術(shù)創(chuàng)新不再是傳統(tǒng)意義上的依靠破解技術(shù)新問(wèn)題時(shí)的靈光一閃，而是有了理論的指導(dǎo)，其中，最著名的莫過(guò)于TRIZ理論了。TRIZ理論的強(qiáng)大作用正在于它為人們創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題提供了系統(tǒng)的理論和方法工具。TRIZ理論在技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域發(fā)揮出的威力令世界矚目，前蘇聯(lián)及東歐國(guó)家科學(xué)家大都采用TRIZ做發(fā)明創(chuàng)造的工作，不僅在大學(xué)理工教導(dǎo)，甚至在中、小學(xué)階段也采用TRIZ的理論設(shè)計(jì)各科的教材教法。目前，俄羅斯關(guān)于TRIZ的推廣教育，企業(yè)和商業(yè)分別為26%和22%，而對(duì)大學(xué)生和兒童的推廣教育占44%［1］。普通高中通用技術(shù)課程作為一門(mén)以“提高學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)為主旨，以設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)、操作學(xué)習(xí)為主要特征的基礎(chǔ)教育課程”、注重培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，理應(yīng)尋找能夠提高學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)的理論指導(dǎo)與實(shí)踐借鑒。鑒于此，筆者嘗試把TRIZ理論引入高中通用技術(shù)課程創(chuàng)新研究領(lǐng)域，其目的是為了找到利用通用技術(shù)提高學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神的新視角、新理論和新方法。

1　TRIZ理論體系

TRIZ理論對(duì)于我國(guó)學(xué)術(shù)界，尤其是教育界還是一個(gè)相對(duì)陌生的理論。其實(shí)該理論的誕生已經(jīng)有近70年了，TRIZ的含義最初來(lái)源于俄文теории решения изобретательских задач，首字母的縮寫(xiě)為“ТРИЗ”，按照“ISO/R9－1968E”的規(guī)定，把俄文轉(zhuǎn)換成拉丁字母以后，就成為我們今天所看到的“TRIZ”［2］。用英語(yǔ)標(biāo)音可讀為T(mén)eoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch，縮寫(xiě)為T(mén)RIZ。英文翻譯為：Theory of Inventive Problem Solving，縮寫(xiě)為T(mén)IPS，譯成中文即“發(fā)明問(wèn)題解決理論”，是由前蘇聯(lián)發(fā)明家根里奇.阿奇舒勒（G.S.Altshuller，1926.10.15-1998.9.24）在1946年創(chuàng)立的，阿奇舒勒在14歲時(shí)就獲得了首個(gè)專利證書(shū)，專利作品是水下呼吸器。15歲時(shí)，他制作了一條船，船上裝有使用碳化物作燃料的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。Altshuller也被尊稱為T(mén)RIZ之父。1946年，Altshuller開(kāi)始了發(fā)明問(wèn)題解決理論的研究工作。

TRIZ理論體系如圖1所示，它是首先由阿奇舒勒通過(guò)對(duì)4萬(wàn)份（后來(lái)擴(kuò)展到250萬(wàn)份）高水平發(fā)明專利的研究、分析、歸納、總結(jié)，揭示出隱藏在專利之中的奧秘，萃取了數(shù)以萬(wàn)計(jì)發(fā)明家的智慧而創(chuàng)建的卓越成果，得出了技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則以及理想化等基本原理。他以技術(shù)系統(tǒng)功能分析、技術(shù)沖突與矛盾分析、資源分析和物-場(chǎng)模型等為分析工具，對(duì)一般性標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)明問(wèn)題可以運(yùn)用發(fā)明問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)解法、效應(yīng)知識(shí)庫(kù)、技術(shù)矛盾創(chuàng)新原理和物理矛盾分離方法四大工具予以求解；對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題則可以運(yùn)用發(fā)明問(wèn)題解決程序（ARIZ）工具予以求解。由此，TRIZ理論將一個(gè)復(fù)雜的、不確定因素叢生的解題過(guò)程，轉(zhuǎn)化為一門(mén)精確的科學(xué)運(yùn)作過(guò)程，并已經(jīng)成為一套解決新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)實(shí)際問(wèn)題的成熟的九大經(jīng)典理論體系（包括TRIZ的技術(shù)系統(tǒng)八大進(jìn)化法則、最終理想解、40個(gè)發(fā)明原理、39個(gè)工程參數(shù)及阿奇舒勒矛盾矩陣、物理矛盾和四大分離原理、物一場(chǎng)模型分析、發(fā)明問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)解法、發(fā)明問(wèn)題解決算法、科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象知識(shí)庫(kù)等），由圖1可看出，TRIZ理論還是建立在嚴(yán)格建立在自然科學(xué)基礎(chǔ)上，利用了系統(tǒng)科學(xué)及思維科學(xué)的方法，整合了辯證法、系統(tǒng)論和認(rèn)識(shí)論的一整套創(chuàng)新方法體系。

圖1　TRIZ理論體系（一）［3］

隨著TRIZ理論在各行各業(yè)及各地的深入應(yīng)用，其體系也在不斷豐富龐大起來(lái)，如圖2所示，新的問(wèn)題解決方案如系統(tǒng)功能分析、系統(tǒng)簡(jiǎn)化、因果分析、MPV等方法開(kāi)始進(jìn)入TRIZ理論內(nèi)容體系，這不但吸收了一般的創(chuàng)新思維方法的精華，還增強(qiáng)了TRIZ解決問(wèn)題范圍和層次，豐富了解決問(wèn)題的途徑，更加提高了解決問(wèn)題的效率。

圖2　TRIZ理論體系（二）［4］

1.1TRIZ理論的核心思想

首先，無(wú)論是一個(gè)簡(jiǎn)單產(chǎn)品還是復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)的發(fā)展都是遵循著客觀的規(guī)律發(fā)展演變的，即具有客觀的進(jìn)化規(guī)律和模式。即產(chǎn)品及其技術(shù)的發(fā)展像生物體進(jìn)化一樣遵循著誕生、成長(zhǎng)、成熟、衰老、滅亡的客觀規(guī)律。同一條規(guī)律往往在不同的產(chǎn)品或技術(shù)領(lǐng)域被反復(fù)應(yīng)用，很多創(chuàng)新實(shí)質(zhì)上往往是其他領(lǐng)域技術(shù)在某一領(lǐng)域的全新應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，有規(guī)律可循，有工具可用，用TRIZ解決實(shí)際問(wèn)題的邏輯符合技術(shù)人員的思維模式。

其次，各種技術(shù)難題、沖突和矛盾的不斷解決是推動(dòng)這種進(jìn)化過(guò)程的動(dòng)力。再次，技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的理想狀態(tài)是用盡量少的資源實(shí)現(xiàn)盡量多的功能。

1.2TRIZ的解題模式

TRIZ理論解決問(wèn)題可以用圖3表示。

圖3　TRIZ的解題模式

TRIZ理論解決問(wèn)題的基本思路就是：將一個(gè)具體的待解決的問(wèn)題首先轉(zhuǎn)換并表達(dá)為T(mén)RIZ問(wèn)題，并構(gòu)成問(wèn)題模型。可以利用CAI（計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新）軟件，首先是要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行初始化描述其步驟如下圖4所示，在此基礎(chǔ)上再把問(wèn)題進(jìn)行分解構(gòu)成問(wèn)題模型。例如通過(guò)分析導(dǎo)致問(wèn)題的原因形成因果鏈，可以找出解決問(wèn)題的入手點(diǎn)，形成一系列的“How to…？”TRIZ標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題；通過(guò)原因分析中，查找解決系列“How to…？”標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題可能利用的系統(tǒng)資源（包括超系統(tǒng)、子系統(tǒng)中的物質(zhì)、能量和信息資源等）構(gòu)成了“How can…”形式的TRIZ標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。

圖4　TRIZ初始問(wèn)題描述

接著，在問(wèn)題模型建立的基礎(chǔ)上利用中間工具找出解決問(wèn)題的方案模型，這些中間工具包括了圖3所示的問(wèn)題分析工具（物-場(chǎng)分析、系統(tǒng)分析、矛盾分析和資源分析等）和問(wèn)題解決工具（物-場(chǎng)問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)解系統(tǒng)、知識(shí)使能問(wèn)題知識(shí)效應(yīng)庫(kù)、技術(shù)矛盾和創(chuàng)新原理、物理矛盾及分離方法等）以及圖4所示（注：部分內(nèi)容交叉）的創(chuàng)新思維工具（九屏幕法、小人法、金魚(yú)法、STC算子、IFR法等）、創(chuàng)新的方法（技術(shù)矛盾、創(chuàng)新原理、物理矛盾、分離方法、物場(chǎng)模型、標(biāo)準(zhǔn)解法、根本原因分析、功能分析、知識(shí)庫(kù)）及創(chuàng)新的規(guī)律（S曲線、完備性法則、能量傳遞法則、協(xié)調(diào)性法則、動(dòng)態(tài)性法則、子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化、向超系統(tǒng)進(jìn)化、向微觀級(jí)進(jìn)化及提高理想度法則等）的使用。利用中間工具得到解決方案模型往往包含了多種多樣多領(lǐng)域的備選方案，往往是性能、問(wèn)題解決理想程度不一的。還需要通過(guò)方案評(píng)價(jià)、應(yīng)用測(cè)試后得出最終方案。

通過(guò)上面的介紹和分析可以看出，TRIZ理論是一個(gè)內(nèi)涵極為豐富，體系龐大且科學(xué)嚴(yán)密的系統(tǒng)化方法學(xué)。

2　TRIZ理論與高中通用技術(shù)課程的結(jié)合

2.1呼應(yīng)高中技術(shù)的課程性質(zhì)

《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》標(biāo)準(zhǔn)指出：“普通高中階段的技術(shù)課程以提高學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)、促進(jìn)學(xué)生全面而又富有個(gè)性的發(fā)展為基本目標(biāo)，著力發(fā)展學(xué)生以信息的交流與處理、技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用為基礎(chǔ)的技術(shù)實(shí)踐能力，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和一定的人生規(guī)劃能力。技術(shù)課程不僅注重學(xué)生對(duì)符合時(shí)代需要、與學(xué)生生活緊密聯(lián)系的基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作技能的學(xué)習(xí)，而且注重學(xué)生對(duì)技術(shù)的思想和方法的領(lǐng)悟與運(yùn)用，注重學(xué)生對(duì)技術(shù)的人文因素的感悟與理解，注重學(xué)生技術(shù)學(xué)習(xí)中的探究、試驗(yàn)與創(chuàng)造，注重學(xué)生情感態(tài)度、價(jià)值觀以及共通能力的發(fā)展，為學(xué)生應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)、實(shí)現(xiàn)終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)?！辈⒅赋鐾ㄓ眉夹g(shù)課程是一門(mén)“立足實(shí)踐”、“高度綜合”、“注重創(chuàng)造”、“科學(xué)與人文融合”的課程。

2.1.1TRIZ理論可以作為指導(dǎo)學(xué)生技術(shù)實(shí)踐的理論之一

TRIZ理論問(wèn)題的來(lái)源是實(shí)際生產(chǎn)及生活，并且在創(chuàng)新生產(chǎn)，改變生活中得以應(yīng)用與發(fā)展，TRIZ被稱之為是一種思維方法理論，它可以是指導(dǎo)學(xué)生如何實(shí)踐的重要方法論，它可以貫穿學(xué)生“觀察、調(diào)查、設(shè)計(jì)、制作、試驗(yàn)等活動(dòng)”的全過(guò)程，并構(gòu)成學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)的組成部分。

2.1.2TRIZ理論是系統(tǒng)科學(xué)方法

TRIZ理論是系統(tǒng)科學(xué)與思維科學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物，把意欲解決的問(wèn)題看作是系統(tǒng)中的問(wèn)題，綜合利用系統(tǒng)資源來(lái)解決問(wèn)題。高中通用技術(shù)課程具有高度綜合性，并強(qiáng)調(diào)“強(qiáng)調(diào)各學(xué)科、各方面知識(shí)的聯(lián)系與綜合運(yùn)用”。其課程體系既包含語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、歷史、社會(huì)、藝術(shù)等學(xué)科的知識(shí)，還融合了經(jīng)濟(jì)、法律、倫理、心理、環(huán)保、審美等方面的意識(shí)。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生的學(xué)習(xí)是一種綜合學(xué)習(xí)。TRIZ問(wèn)題的來(lái)源、分析及解決往往都需要綜合各種學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，TRIZ分析與解決問(wèn)題的工具都是來(lái)源于各領(lǐng)域各學(xué)科解決問(wèn)題，尤其是發(fā)明問(wèn)題時(shí)的有效方法和規(guī)律。

2.1.3TRIZ理論本質(zhì)在于促成創(chuàng)新

標(biāo)準(zhǔn)指出“技術(shù)的本質(zhì)在于創(chuàng)造，技術(shù)課程是一門(mén)以創(chuàng)造為核心的課程”。通用技術(shù)是“通過(guò)信息的獲取、加工、管理、表達(dá)和交流，通過(guò)技術(shù)的設(shè)計(jì)、制作和評(píng)價(jià)，通過(guò)技術(shù)思想和方法的應(yīng)用及實(shí)際問(wèn)題的解決，為學(xué)生展示創(chuàng)造力提供廣闊的舞臺(tái)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要載體和有效途徑”。創(chuàng)造與創(chuàng)新雖然概念外延范圍不同，但就本質(zhì)上而言，都在強(qiáng)調(diào)“新穎性”并常以“非重復(fù)”、“第一”的形式表現(xiàn)出來(lái)［5］。學(xué)生的創(chuàng)新關(guān)鍵在于要有創(chuàng)新思維，在其本質(zhì)上在于提供創(chuàng)新產(chǎn)品［6］，也就是說(shuō)，通用技術(shù)的創(chuàng)造要以“創(chuàng)新產(chǎn)品”為其終極價(jià)值和目標(biāo)。

2.1.4TRIZ理論的豐富性

標(biāo)準(zhǔn)指出TRIZ理論廣闊的理論視野和豐富的工具凝結(jié)著人類發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的智慧及規(guī)律。TRIZ理論不是一種枯燥乏味的理論，它是一種提高創(chuàng)造力，引向人們不斷創(chuàng)新的理論，也是一種使人們快樂(lè)的理論。它讓學(xué)生可以走進(jìn)發(fā)明創(chuàng)造的神秘領(lǐng)域，享受創(chuàng)新思維激蕩蓬發(fā)的樂(lè)趣，同時(shí)問(wèn)題解決所涉及到的學(xué)科門(mén)類豐富，交織著自然科學(xué)的深邃與理性、社會(huì)與藝術(shù)的浪漫與感性，很容易走入學(xué)生的心靈。

2.2創(chuàng)新高中通用技術(shù)的課程內(nèi)容

“通用技術(shù)”是指信息技術(shù)之外的，較為寬泛的，體現(xiàn)基礎(chǔ)性和通用性并與專業(yè)技術(shù)相區(qū)別的技術(shù)，是日常生活中應(yīng)用廣泛，對(duì)學(xué)生發(fā)展具有廣泛遷移價(jià)值的技術(shù)。通用技術(shù)課程是一門(mén)立足實(shí)踐，注重創(chuàng)造，高度綜合，科學(xué)與人文融合的課程。如一般性的設(shè)計(jì)技術(shù)，家政生活技術(shù)，電子技術(shù)等［7］。就具體技術(shù)而言，通用技術(shù)具有相對(duì)性，其核心概念為設(shè)計(jì)，構(gòu)思，權(quán)衡，優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)，結(jié)構(gòu)，流程，系統(tǒng)，控制。普通高中通用技術(shù)課程設(shè)9個(gè)模塊，如圖5所示，其中必修模塊2個(gè)，為“技術(shù)與設(shè)計(jì)1”，“技術(shù)與設(shè)計(jì)2”，其余均為選修模塊，它們分別是：選修1（電子控制技術(shù)），選修2（建筑及其設(shè)計(jì)），選修3（簡(jiǎn)易機(jī)器人制作），選修4（現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)），選修5（家政與生活技術(shù)），選修6（服裝及其設(shè)計(jì)），選修7（汽車駕駛與保養(yǎng)）。

圖5　通用技術(shù)課程模塊

必修模塊是高中通用技術(shù)課程的核心，是提高學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的基礎(chǔ)內(nèi)容和良好載體。這里的設(shè)計(jì)以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為依托，是一個(gè)大設(shè)計(jì)的概念，包括問(wèn)題的確認(rèn)，設(shè)計(jì)方案的制定，原型與模型的制作，方案的優(yōu)化等完整的設(shè)計(jì)過(guò)程［8］。通過(guò)對(duì)《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中“第三部分通用技術(shù)”部分結(jié)合蘇教版高中通用技術(shù)教材的分析，筆者將通用技術(shù)各模塊的內(nèi)容與TRIZ理論相關(guān)主題和方法進(jìn)行了對(duì)應(yīng)。如表1所示。高中通用技術(shù)所涉及的絕大部分創(chuàng)新問(wèn)題都可以使用TRIZ理論進(jìn)行分析并進(jìn)一步提升；同樣TRIZ理論的諸多理論和方法也可以被整合入通用技術(shù)課程的教學(xué)。

表1　通用技術(shù)模塊與TRIZ的整合

3　TRIZ理論指導(dǎo)高中通用技術(shù)課程運(yùn)用舉例

3.1案例來(lái)源與說(shuō)明

高中通用技術(shù)課程里設(shè)計(jì)的許多實(shí)驗(yàn)都對(duì)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力的提升有著很好的實(shí)踐價(jià)值。例如在必修2“技術(shù)與設(shè)計(jì)2”中第三單元“系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”，案例如下：

王丹家的樓梯燈壞了，她每晚從學(xué)校回來(lái)，走在黑洞洞的樓梯里，什么都看不見(jiàn)，為此，她利用學(xué)過(guò)的知識(shí)，設(shè)計(jì)并制作了一只簡(jiǎn)易的手電筒。

在教科書(shū)里，主要呈現(xiàn)了三種方案，如表2：

表2　教科書(shū)中的幾種解決方案

3.2利用TRIZ理論解決案例問(wèn)題的舉例

如果本問(wèn)題采用TRIZ理論加以解決和拓展，將會(huì)得到幾個(gè)甚至數(shù)十種解決方案，并極大地提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。其中甚至?xí)a(chǎn)生幾種可能的發(fā)明專利。因?yàn)門(mén)RIZ理論的體系較為龐大，完整呈現(xiàn)解題過(guò)程將會(huì)占用大量篇幅，這里只節(jié)選部分解題過(guò)程，主要目的是為了說(shuō)明利用TRIZ解決通用技術(shù)課程中創(chuàng)新問(wèn)題的無(wú)限可能性。這里只使用了定義“技術(shù)矛盾”的創(chuàng)新方法進(jìn)行了該問(wèn)題的解決。

第一步：找出系統(tǒng)存在的矛盾

①電池太小

②導(dǎo)體和燈泡接觸的時(shí)間比較長(zhǎng)燈泡容易壞

③手電筒不是天天都會(huì)用，它體積大攜帶不方便

第二步：定義技術(shù)矛盾

以上矛盾矩陣情景歸結(jié)為40個(gè)通用技術(shù)參數(shù)中的四個(gè)參數(shù)：

①靜止物體的體積（希望改善的參數(shù)）和功率（導(dǎo)致惡化的參數(shù)）之間的矛盾

②時(shí)間損失（希望改善的參數(shù)）和照度（導(dǎo)致惡化的參數(shù)）之間的矛盾

第三步：查詢矛盾矩陣

將這四個(gè)參數(shù)輸入到矛盾矩陣中就能得到相應(yīng)的創(chuàng)新原理，包括：

30號(hào)原理（柔性殼體或薄膜原理），

6號(hào)原理（多用性原理），

1號(hào)原理（分割原理），

19號(hào)原理（周期性作用原理），

26號(hào)原理（復(fù)制原理），

17號(hào)原理（空間維數(shù)變化原理），

通過(guò)對(duì)以上6中推薦的原理的具體提示分析，可以在其中得到可以應(yīng)用于解決本問(wèn)題的幾種方案，如表3所示，通過(guò)應(yīng)用這些方案可以找到解決問(wèn)題的多個(gè)出口，而這些出口，就有可能成為發(fā)明創(chuàng)新的開(kāi)始。

表3　推薦的創(chuàng)新原理

第四步：應(yīng)用創(chuàng)新原理

第一組.推薦的創(chuàng)新原理：30和6

創(chuàng)新原理30—柔性殼體或薄膜原理

創(chuàng)新原理6—多用性原理

說(shuō)明：通過(guò)應(yīng)用創(chuàng)新原理30和6，其實(shí)可以得出很多種問(wèn)題的解決方案，這里只列舉了幾種比較容易理解和實(shí)現(xiàn)的方案，以供研討。

方案一：

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，畫(huà)出電路圖（略）。

（2）可能的方案：如圖6所示，文具盒是學(xué)生天天用的（多用性），除了裝文具外能不能有其他的功能呢？如果把手電筒設(shè)計(jì)在文具盒上面或者一邊就可以解決攜帶不方便的問(wèn)題。

圖6　一種具有照明功能的文具盒

（3）通過(guò)控制開(kāi)關(guān)，使燈泡發(fā)光。

方案二：

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，畫(huà)出電路圖（略）。

（2）可能的方案：如示意圖7所示，書(shū)包是學(xué)生每天上學(xué)必帶的工具，把手電筒設(shè)計(jì)在書(shū)包（柔性殼體原理及多用性原理）上面就可以解決攜帶不方便的問(wèn)題，這樣書(shū)包既可以作為學(xué)習(xí)用品的收納工具，同時(shí)也是很好的照明工具。

（3）通過(guò)控制開(kāi)關(guān)，使燈泡發(fā)光。

圖7　一種具有照明功能的書(shū)包

（3）通過(guò)控制開(kāi)關(guān)，使燈泡發(fā)光。

方案三：

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，畫(huà)出電路圖（略）。

（2）可能的方案3：如圖8所示，水杯蓋子里面設(shè)計(jì)一個(gè)手電筒，學(xué)生用的時(shí)候把蓋子上面一打開(kāi)就發(fā)光，用這種方法設(shè)計(jì)的手電筒很簡(jiǎn)單也很有多功能的，很容易引起學(xué)生的注意。

圖8　一種具有照明功能的水杯

（3）通過(guò)控制開(kāi)關(guān)，使燈泡發(fā)光。

方案四：

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，畫(huà)出電路圖（略）。

（2）可能的方案4：如圖9所示，鉛筆頭上設(shè)計(jì)一個(gè)電筒，普通的鉛筆頭上有一個(gè)橡皮，可是方案四設(shè)計(jì)的鉛筆頭上有一個(gè)能發(fā)光的小電筒，此方案中的鉛筆還可以是其他文具如鋼筆、碳素筆、轉(zhuǎn)筆刀等。

圖9　一種可以照明的鉛筆

第二組.推薦的創(chuàng)新原理：1，19，26，17

創(chuàng)新原理1—分割原理

創(chuàng)新原理19—周期性作用原理

創(chuàng)新原理26—復(fù)制原理

創(chuàng)新原理17—空間為數(shù)變化原理

說(shuō)明：通過(guò)應(yīng)用創(chuàng)新原理1，19，26和17，同樣可以得出很多種問(wèn)題的解決方案，這里只挑選了一種方案，以供研討。

方案五：一種太陽(yáng)能書(shū)包

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，畫(huà)出電路圖（略）。

（2）設(shè)計(jì)一個(gè)利用太陽(yáng)能來(lái)充電的電池，把它設(shè)計(jì)在書(shū)包上面的殼，然后按上面方案一來(lái)電池和燈泡分開(kāi)設(shè)計(jì)，學(xué)生每天去學(xué)校的時(shí)候在路上電池從太陽(yáng)能（周期性作用原理）來(lái)充電，然后在晚上回家的時(shí)候路上和樓梯黑的時(shí)候?qū)W生把電池和燈泡結(jié)合，一按開(kāi)關(guān)手電筒就發(fā)光。按這方案設(shè)計(jì)的手電筒就很容易引起大家的注意，這個(gè)方案對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染，也節(jié)省資源很符合現(xiàn)代社會(huì)的要求，算是設(shè)計(jì)一個(gè)自發(fā)電的手電筒。

圖10　一種太陽(yáng)能

（3）通過(guò)控制開(kāi)關(guān)，使燈泡發(fā)光。

第五步：方案評(píng)價(jià)

矛盾分析方案：在本次設(shè)計(jì)中傾向于30（柔性殼體或薄膜原理），6（多用性原理），1（分割原理）號(hào)原理。第一套方案里面主要適用了30和6原理，第二套方案里除了適用了1號(hào)原理還是用于30號(hào)原理，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中排除有些無(wú)效的因素，最終呈現(xiàn)了五種可能的方案。在這些方案里，我們需要根據(jù)成本、效益等各方面條件篩選比較理想的方案，在此基礎(chǔ)上，可以再借助于專利庫(kù)（如CNKI的專利檢索）篩選哪些方案可能已經(jīng)申請(qǐng)了專利，形成專利方案意向。在本設(shè)計(jì)中，我們更傾向于方案五。

4　總結(jié)

TRIZ是被證實(shí)了的一種非常有效的方法學(xué)，理論上可以用來(lái)解決多領(lǐng)域的多類問(wèn)題，TRIZ問(wèn)世后的幾十年實(shí)踐中，主要解決的還是工程類問(wèn)題，其他類領(lǐng)域還在探索中，這中間包括了教育領(lǐng)域中的通用技術(shù)教育，TRIZ理論走入并整合入通用技術(shù)是使通用技術(shù)提升課程地位，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)新能力的理想契機(jī)。這中間還需要做的工作會(huì)很多，包括課程設(shè)計(jì)、資源開(kāi)發(fā)、案例匯總，師資培訓(xùn)等，本論文如果能引起廣大通用技術(shù)教育者重新思考其擔(dān)負(fù)的創(chuàng)新教育重任，并找到解決創(chuàng)新問(wèn)題的方法和路徑，將會(huì)是無(wú)比榮耀之事。

［1］陳玲，楊清波.俄羅斯TRIZ教育從兒童七八歲開(kāi)始［EB/OL］.http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2012/4/262779.shtm，2012-4-16.

［2］趙敏，史曉凌，段海波.TRIZ入門(mén)及實(shí)踐［M］.北京：科學(xué)出版社，2009.

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［5］莊壽強(qiáng).創(chuàng)新與創(chuàng)造之異同［J］.中國(guó)科技術(shù)語(yǔ)，2008（05）.

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［8］顧建軍，于慧穎.理解與實(shí)踐通用技術(shù)新課程——與通用技術(shù)教師的對(duì)話［M］.北京:高等教育出版社，2007，10.

General Technology Curriculum Innovation from the Perspective of TRIZ Theory

WANG Jian-hu1， YAN Hong-yu2， ZHANG Hui-li3
（1.College of Educational Science，XinJiang Normal University，Urumqi，Xinjiang，830054，China；2.The Science and Technology Talent Development Center of Xinjiang，Urumqi，Xinjiang，830011，China；）3.Changji University of Xinjiang，Department of Physics Changji，Changji，Xinjiang，831100，China）

As a theoretical system of technological innovation，TRIZ theory is considered to be the greatest invention in nineteenth Century，and with its strong vitality，which has been followed by the innovator，its connotation and extension are also expanding.General technical courses focus on improving students'technical quality，paying attention to the development of students'creative potential，strengthening students'practical ability training，and so on.Through the analysis of the general technology curriculum innovation theory perspective，it is found that the innovation theory can provide the theory and guidance for the general technical curriculum.

TRIZ；General Technology；Innovation

G710

A

1008-9659（2016）03-0044-09

2016-07-15

2015年度教育部人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目（新疆南疆少數(shù)民族中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查研究15XJJC880002）；2015年度教育部人文社會(huì)科學(xué)研究專項(xiàng)任務(wù)項(xiàng)目（工程科技人才培養(yǎng)研究）一般項(xiàng)目（15JDGC022）。

王建虎（1980-），男，新疆哈密人，講師，碩士，主要從事計(jì)算機(jī)教育，教育技術(shù)與教育創(chuàng)新方向研究。