許慧珍 徐洪軍 曹習(xí)芳

摘要：提升設(shè)計人才的創(chuàng)新能力、工程實(shí)現(xiàn)能力。應(yīng)用TRIZ理論的因果鏈分析法進(jìn)行創(chuàng)意物化的痛點(diǎn)與難點(diǎn)分析，構(gòu)建創(chuàng)意物化關(guān)鍵問題的物場模型，通過物場模型分析找到關(guān)鍵問題的最優(yōu)解，為創(chuàng)意物化的設(shè)計教學(xué)改革提供方向。實(shí)施“四階段”TRIZ課程培養(yǎng)計劃，建設(shè)“TRIZ+設(shè)計”教學(xué)資源，運(yùn)用數(shù)字化的創(chuàng)意物化流程，組建跨專業(yè)的教學(xué)團(tuán)隊，實(shí)施五步項目驅(qū)動教學(xué)法，量化創(chuàng)意物化的評價標(biāo)準(zhǔn)。有效地解決了設(shè)計教學(xué)中創(chuàng)意天馬行空、落地難、技術(shù)實(shí)現(xiàn)難的現(xiàn)狀，促進(jìn)設(shè)計創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化，助力培養(yǎng)制造業(yè)急需的設(shè)計人才。

關(guān)鍵詞：TRIZ理論；創(chuàng)意物化；因果鏈分析；物場模型；設(shè)計教學(xué)改革

中圖分類號：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2024）01-0100-04

Abstract：To improve the innovation ability and engineering realization ability of design talents. The pain points and difficulties of creative materialization were analyzed by using the causal chain analysis method of TRIZ theory，and the object field model of the key problems of creative materialization was constructed. The optimal solution of the key problems was found through the analysis of the object field model，which provided the direction for the design teaching reform of creative materialization. "Four-stage" TRIZ curriculum training plan was implemented，"TRIZ+ Design" teaching resources were built，digital creative materialization process was used，cross-professional teaching team was established，five-step project-driven teaching method was implemented，and evaluation standards of quantified creative materialization were quantified. It can effectively solve the current situation of creativity，difficulty in landing and technology realization in design teaching，promote the transformation of design innovation results，and help to train the urgently needed design talents in manufacturing industry.

Keywords：TRIZ theory；Creative materialization；Causal chain analysis；Object field model；Design teaching reform

《制造業(yè)設(shè)計能力提升專項行動計劃（2019-2022年）》《中國制造2025》[1]等13個部委共同發(fā)布了一系列政策文件。這些文件明確提出改革我國制造業(yè)設(shè)計人才的培養(yǎng)模式，提倡“構(gòu)思-設(shè)計-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)作”的工程教育模式，培養(yǎng)設(shè)計人才整合運(yùn)用新材料、新技術(shù)、新工藝、新模式的能力，促進(jìn)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，助力企業(yè)集成和原始創(chuàng)新[2]。

聚焦制造業(yè)，設(shè)計專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)是技術(shù)技能復(fù)合型創(chuàng)新型人才，這對設(shè)計人才的創(chuàng)新能力、工程實(shí)現(xiàn)能力與成果轉(zhuǎn)化能力提出了更高要求。但是，當(dāng)前畢業(yè)生真正參與企業(yè)的創(chuàng)新研發(fā)項目較少，大部分設(shè)計人才培養(yǎng)過程中技術(shù)與工程知識與運(yùn)用不足，導(dǎo)致設(shè)計畢業(yè)生僅成為企業(yè)的美工，普遍缺乏將創(chuàng)意落地、創(chuàng)意物化、設(shè)計創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化的能力，這成為設(shè)計人才培養(yǎng)的痛點(diǎn)與難點(diǎn)。

如何解決設(shè)計人才培養(yǎng)的痛點(diǎn)與難點(diǎn)，成為設(shè)計教育改革的重點(diǎn)研究方向。傳統(tǒng)的創(chuàng)新思維的方法比如5W2H法、逆向思維法、試錯法等[3]，可以幫助學(xué)生進(jìn)行思維廣度的拓展，產(chǎn)生多個創(chuàng)意想法，但是這些方法缺乏創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)的有效途徑，而TRIZ則成功地揭示了創(chuàng)新創(chuàng)造實(shí)現(xiàn)的原理與途徑，并將創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)的過程轉(zhuǎn)換成發(fā)明求解的過程，彌補(bǔ)設(shè)計教學(xué)中創(chuàng)意天馬行空、落地難、技術(shù)實(shí)現(xiàn)難的現(xiàn)狀，為創(chuàng)意物化、產(chǎn)業(yè)化提供了有效的解決問題的方法。

發(fā)明家里奇·阿奇舒勒及其同事通過對全球250萬項專利的研究，形成了一種較為完備的“發(fā)明問題解決理論（TRIZ）”[4]。這套理論重在分析、解決問題，并形成了成熟的理論方法如：問題分析工具、問題求解工具、技術(shù)進(jìn)化趨勢分析、創(chuàng)新思維訓(xùn)練工具等，運(yùn)用此理論，可以快速準(zhǔn)確地解決問題，具有應(yīng)用面廣，推廣價值高的特點(diǎn)，見圖1。

近年“TRIZ”創(chuàng)新方法的推廣應(yīng)用主要集中在以下3個方面。

（一）運(yùn)用TRIZ方法解決具體產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計

運(yùn)用TRIZ方法解決具體產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計，如吸油煙機(jī)降噪創(chuàng)新設(shè)計、手持吸塵器設(shè)計，基于Triz理論的戴森產(chǎn)品線吸塵方案設(shè)計研究等，其中程好軍等[5]基于Triz理論的戴森產(chǎn)品線系列創(chuàng)新機(jī)制研究，基于TRIZ技術(shù)演化的理論，運(yùn)用個案研究的方法，探討了產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新的演化機(jī)理，同時從戴森的產(chǎn)品系列創(chuàng)新中發(fā)掘出Triz的理論價值。

（二）TRIZ 理論方法與設(shè)計創(chuàng)新方法融合研究

融合 TRIZ 理論方法與設(shè)計創(chuàng)新方法進(jìn)行研究的案例很多，如石伍元等基于AD與TRIZ的病區(qū)巡護(hù)機(jī)器人功能集成設(shè)計[6]，以AD為流程框架，映射用戶域與功能域，運(yùn)用TRIZ分析矛盾，最后結(jié)合最小信息公理優(yōu)選設(shè)計方案。如李德勝等多創(chuàng)新方法融合框架與模型的構(gòu)建，以TRIZ理論為武器，六西格瑪、精益生產(chǎn)等技術(shù)手段相輔，結(jié)合不同的創(chuàng)新方法，整個工程中進(jìn)行創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)與解決[7]。

（三）TRIZ 理論方法在教學(xué)建設(shè)的應(yīng)用

高校運(yùn)用TRIZ理論在培訓(xùn)平臺、課程教學(xué)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，教學(xué)方法方面開展研究如余意平等關(guān)于基于TRIZ理論的設(shè)計創(chuàng)新服務(wù)平臺構(gòu)建研究[8]；劉靖等也嘗試將在產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)內(nèi)容中加入TRIZ理論，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用TRIZ理論中科學(xué)的創(chuàng)新方法，完善整個產(chǎn)品開發(fā)流程[9]。

總結(jié)以上，TRIZ 理論的研究方向與領(lǐng)域比較廣泛，但是目前TRIZ的理論研究大多用于具體產(chǎn)品研發(fā)的實(shí)踐，體現(xiàn)為個例的具體解決路徑，TRIZ理論的人才培訓(xùn)體系融入不夠深入，不夠完善，推廣應(yīng)用性較弱。

創(chuàng)意物化是將創(chuàng)意實(shí)物化、可視化與可檢驗化的一個過程。創(chuàng)意物化的目的是驗證創(chuàng)意、發(fā)現(xiàn)創(chuàng)意中存在的問題，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計，為創(chuàng)意成果轉(zhuǎn)化提供了有力保障。創(chuàng)意“物”化中的“物”不局限于實(shí)物，也不局限于物的材料與形式，這里的物既可以是虛擬仿真的模型，也可以是具體的一個個可以觸摸的實(shí)物；物的材料既可以是發(fā)泡塑料，油泥、ABS、也可以是3D打印的材料。

創(chuàng)意物化對于設(shè)計專業(yè)的教師與學(xué)生來說，每一個課程項目，每一次設(shè)計比賽中都會面臨把想法變成現(xiàn)實(shí)的常態(tài)，但是遺憾的是，教學(xué)中的創(chuàng)意大部分都不能成為現(xiàn)實(shí)。因為將創(chuàng)意落地化，轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)，是一項非常繁瑣的工作，實(shí)施的過程會出現(xiàn)許多意料之外的情況，甚至無數(shù)次推翻重來，此外，創(chuàng)意物化設(shè)計教學(xué)中也缺乏明確的實(shí)施流程與成果評價標(biāo)準(zhǔn)。

將TRIZ引入設(shè)計教育，有助于讓設(shè)計教育在TRIZ的引導(dǎo)下更卓有成效地發(fā)展與迭代[10]。TRIZ理論是一種新的問題解決方法[11]，運(yùn)用TRIZ理論進(jìn)行創(chuàng)意物化的設(shè)計教學(xué)改革遵循問題分析與問題求解的過程，首先，運(yùn)用TRIZ理論的因果鏈分析找出創(chuàng)意物化系統(tǒng)中潛伏的關(guān)鍵問題，然后，運(yùn)用TRIZ的物場分析模型，識別創(chuàng)意物化的關(guān)鍵問題所在區(qū)域的3個元素，確定3個元素的相互聯(lián)系及作用，根據(jù)三者之間的聯(lián)系構(gòu)建基本的物—場模型，由物場模型所表現(xiàn)出的類型查找所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)解系統(tǒng)，找到最優(yōu)解的物場模型[12]，最后，根據(jù)最優(yōu)解進(jìn)行設(shè)計教學(xué)改革的實(shí)踐與成效驗證，見圖2。

（一）應(yīng)用因果鏈分析創(chuàng)意物化設(shè)計教學(xué)改革的問題

因果鏈分析是現(xiàn)代TRIZ理論中一個重要的分析問題的工具，可以幫助我們進(jìn)行深入的問題分析，找到潛伏在系統(tǒng)中的深層原因，建立起初始缺點(diǎn)與各個底層缺點(diǎn)的邏輯關(guān)系，找到更多解決問題的突破點(diǎn)。運(yùn)用因果鏈分析方法進(jìn)行創(chuàng)意物化的設(shè)計教學(xué)問題分析[13]，首先，找到3個起始缺點(diǎn)——創(chuàng)意物化實(shí)施困難、學(xué)生的技術(shù)工程能力不足以及現(xiàn)任教師的教學(xué)經(jīng)驗不足；然后，深入分析這3個起始缺點(diǎn)的二級缺點(diǎn)與三級缺點(diǎn)，進(jìn)而找到創(chuàng)意物化設(shè)計教學(xué)系統(tǒng)中深層次的原因，見圖3。

依據(jù)創(chuàng)意物化的因果鏈分析模型，確立4個關(guān)鍵問題：

（1）現(xiàn)有的課程體系不足以實(shí)施創(chuàng)意物化。

（2）傳統(tǒng)的創(chuàng)意物化過程繁瑣、費(fèi)時、費(fèi)力、成本高。

（3）現(xiàn)有的教學(xué)模式不足以訓(xùn)練學(xué)生的工程結(jié)構(gòu)能力。

（4）現(xiàn)有的師資不足以幫助學(xué)生更好地實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意物化。

（二）應(yīng)用物場模型求解創(chuàng)意物化設(shè)計教學(xué)改革的關(guān)鍵問題

物場模型是某個功能的實(shí)現(xiàn)，需要有3個元素，即 S1，S2為兩個物質(zhì)，S1和S2的相互作用力為場F。有效完整的物場模型（直線標(biāo)示）3個元素都存在且共同作用，達(dá)到期望值。不完整的模型（虛線標(biāo)示）主要表現(xiàn)在缺物質(zhì)或者場，需要補(bǔ)齊所缺失的元素，使模型完整，見圖4。

關(guān)鍵問題1：現(xiàn)有的課程體系不足以實(shí)施創(chuàng)意物化，傳統(tǒng)的設(shè)計課程體系來源于包豪斯，主要包括設(shè)計基礎(chǔ)、設(shè)計技能（軟件）與產(chǎn)品設(shè)計系列課程，整套課程體系重在傳授設(shè)計美學(xué)、設(shè)計軟件運(yùn)用、產(chǎn)品造型設(shè)計、產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計，卻忽略了創(chuàng)意設(shè)計的可行性，導(dǎo)致創(chuàng)意只停留在想法層面。以S1（傳統(tǒng)課程體系），S2（創(chuàng)意物化），F(xiàn)1-教學(xué)場，建立的效應(yīng)不足的物場模型，見圖5所示。

在傳統(tǒng)課程體系中引入S3-1（TRIZ進(jìn)化趨勢分析工具）、S3-2（問題分析與求解工具）與S3-3（創(chuàng)意思維訓(xùn)練工具）能夠有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)課程體系創(chuàng)意物化的教學(xué)內(nèi)容缺失的問題，如運(yùn)用TRIZ進(jìn)化趨勢的S曲線工具進(jìn)行創(chuàng)意的可行性分析[14]，可以幫助學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)意的收斂與篩選，讓學(xué)生清晰地看到創(chuàng)意所運(yùn)用的技術(shù)現(xiàn)狀，如果技術(shù)趨于成熟，則創(chuàng)意的可實(shí)現(xiàn)性較高，如果技術(shù)處于雛形，則創(chuàng)意可實(shí)現(xiàn)性弱。

關(guān)鍵問題2：傳統(tǒng)的創(chuàng)意物化過程繁瑣、費(fèi)時、費(fèi)力、成本高，傳統(tǒng)的創(chuàng)意物化實(shí)施過程，見圖6：首先，進(jìn)行概念設(shè)計與三維設(shè)計，然后進(jìn)行草模制作與測試、三維數(shù)據(jù)修改、功能模型制作與測試等，這個過程需要經(jīng)歷很多次的物理樣機(jī)，既需要學(xué)院投入大量的設(shè)備與場地，還需要教師花費(fèi)很多的時間、精力，由此耗費(fèi)巨大的人力物力，傳統(tǒng)的物化流程阻礙了創(chuàng)意物化的實(shí)施，以S4（傳統(tǒng)物化流程），S2（創(chuàng)意物化），F(xiàn)1（教學(xué)場），建立效應(yīng)不足的物場模型，見圖7所示。

引入S5-1（虛擬樣機(jī)）與S5-2（3D打?。┬录夹g(shù)，可以完成無數(shù)次物理樣機(jī)無法進(jìn)行的虛擬試驗，從而無須制造試驗物理樣機(jī)就可獲得最優(yōu)方案，同時運(yùn)用3D打印技術(shù)進(jìn)行快速物化，不但減少了物理樣機(jī)的數(shù)量，而且縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期、提高了產(chǎn)品質(zhì)量，讓學(xué)生完整地體驗創(chuàng)意物化的全過程。

關(guān)鍵問題3：現(xiàn)有的教學(xué)方法不足以訓(xùn)練學(xué)生的技術(shù)工程能力，傳統(tǒng)的課程體系中設(shè)有材料工藝、人機(jī)工程、結(jié)構(gòu)設(shè)計等相關(guān)課程，但課程授課方式以講授為主，課程結(jié)束后普遍出現(xiàn)的問題是知識與應(yīng)用脫節(jié)，學(xué)生不知為何應(yīng)用，如何應(yīng)用？導(dǎo)致學(xué)生技術(shù)工程能力不足。如圖8所示以S6（傳統(tǒng)課程教學(xué)模式），S7（技術(shù)工程能力），F(xiàn)1（教學(xué)場），建立出效應(yīng)不足的物場模型。應(yīng)用TRIZ理論物場分析對關(guān)鍵問題3求解：引入新的教學(xué)資源與教學(xué)方法S8，運(yùn)用實(shí)物樣品案例庫與虛擬實(shí)物案例庫（S8-1）進(jìn)行實(shí)例講解，讓學(xué)生清晰地看到材料工藝的具體應(yīng)用，運(yùn)用項目驅(qū)動的教學(xué)法（S8-2），設(shè)計出材料與工藝的運(yùn)用項目，讓學(xué)生親身體驗到材料工藝搭配、連接與支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理運(yùn)用，有利于提高學(xué)生的技術(shù)工程能力。

關(guān)鍵問題4：現(xiàn)有的師資不足以幫助學(xué)生更好地實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意物化，現(xiàn)有設(shè)計學(xué)院師資注重高學(xué)歷，高職稱，且80%為設(shè)計學(xué)科畢業(yè)的師資，設(shè)計師資的教學(xué)內(nèi)容以設(shè)計學(xué)為主，但實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意物化不僅需要設(shè)計學(xué)知識，更需要以材料工藝為支撐、結(jié)構(gòu)設(shè)計為實(shí)現(xiàn)，以及豐富的設(shè)計實(shí)戰(zhàn)經(jīng)歷為經(jīng)驗。如圖9所示以S9（現(xiàn)有師資），S2（創(chuàng)意物化），F(xiàn)1（教學(xué)場），建立的效應(yīng)不足的物場模型。應(yīng)用TRIZ理論物-場分析對關(guān)鍵問題4求解：引入跨專業(yè)的材料、機(jī)械、模具師資（S10-1）與企業(yè)的一線師資（S10-2），有利于創(chuàng)意物化的教學(xué)實(shí)施，增強(qiáng)教學(xué)實(shí)施的可行性。

（三）優(yōu)化物場分析中的標(biāo)準(zhǔn)解，提供創(chuàng)意物化設(shè)計教學(xué)改革方向

針對創(chuàng)意物化過程中的4個關(guān)鍵問題運(yùn)用物場分析得到標(biāo)準(zhǔn)解，找到現(xiàn)有的設(shè)計教學(xué)改革的方向。

（1）融合TRIZ理論課程，提高學(xué)生的創(chuàng)意可行性分析與問題的求解能力，為學(xué)生提供有利于創(chuàng)意物化的重要思路與工作方法；

（2）應(yīng)用虛擬樣機(jī)與3D打印新技術(shù)的數(shù)字化物化流程，優(yōu)化創(chuàng)意物化的實(shí)施流程，提升設(shè)計教學(xué)的效率；

（3）建設(shè)材料、工藝、結(jié)構(gòu)的實(shí)物樣品庫與虛擬仿真樣品庫，運(yùn)用項目驅(qū)動的教學(xué)方法，提高學(xué)生的技術(shù)工程應(yīng)用能力；

（4）構(gòu)建跨專業(yè)的師資與跨領(lǐng)域的師資團(tuán)隊，保障創(chuàng)意物化的設(shè)計教學(xué)實(shí)施，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項目模擬與實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練。

依據(jù)創(chuàng)意物化的設(shè)計教學(xué)改革方向，構(gòu)建出創(chuàng)意物化的設(shè)計教學(xué)實(shí)踐方案，實(shí)踐方案設(shè)計出四階段“TRIZ+核心課程”訓(xùn)練體系，貫穿設(shè)計專業(yè)4個學(xué)期的專業(yè)核心課程；應(yīng)用數(shù)字化的創(chuàng)意物化設(shè)計流程進(jìn)行教學(xué)實(shí)施，創(chuàng)建學(xué)生感興趣的“TRIZ+設(shè)計”資源案例平臺，建設(shè)海量的TRIZ案例資源平臺，組建“工作室式”的教學(xué)環(huán)境與跨專業(yè)的教學(xué)團(tuán)隊，實(shí)現(xiàn)開放式、研討式教學(xué)，支撐四階段的“TRIZ+核心課程”計劃；設(shè)計精準(zhǔn)的考核評價；實(shí)施“啟、教與學(xué)、做與悟、評、拓”五步項目驅(qū)動教學(xué)法，具體如圖10所示：

（一）嫁接創(chuàng)意概念與實(shí)現(xiàn)，實(shí)施“四階段”TRIZ課程培養(yǎng)計劃

以TRIZ理論為橋梁，嫁接創(chuàng)意概念與創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)，打破課程群體各自為政，缺少過渡銜接的現(xiàn)狀，將TRIZ理論模塊知識穿插式地融入4個階段的項目課程中，實(shí)現(xiàn)四階段項目課程內(nèi)容難度遞進(jìn)化，有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)意落地與工程實(shí)現(xiàn)能力。TRIZ理論主要運(yùn)用于設(shè)計4個學(xué)期的核心課程——創(chuàng)意概念設(shè)計、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計。具體，如圖11所示：

創(chuàng)意概念設(shè)計中融入的TRIZ方法是專利資料查詢與分析法、產(chǎn)品生命周期法則、創(chuàng)新方法的差別與比較等，通過TRIZ方法的融入，讓學(xué)生查閱并學(xué)習(xí)創(chuàng)意概念的實(shí)現(xiàn)案例，掌握產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。

將TRIZ工具引入到了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，從縱向技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的各種連接結(jié)構(gòu)，到橫向技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用的各類原理，再到結(jié)合TRIZ理論的物理模型應(yīng)用上，讓學(xué)生在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計項目中應(yīng)用實(shí)踐。

產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計重在運(yùn)用創(chuàng)新思維的啟發(fā)與實(shí)踐，通過最終理想解、九屏法、小人法等工具，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，尋找出具有創(chuàng)造性解決問題的方法。

畢業(yè)設(shè)計重在引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問題，通過校企合作，進(jìn)行項目研發(fā)，形成設(shè)計成果方案，申請專利，并進(jìn)行科研成果的轉(zhuǎn)化。

（二）建設(shè)“TRIZ+設(shè)計”教學(xué)資源

梳理“TRIZ+設(shè)計”的國外創(chuàng)新設(shè)計案例、企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)案例、高校的優(yōu)秀創(chuàng)客案例等3個方向的資源，形成“TRIZ+設(shè)計”的海量數(shù)字資源平臺，支撐教學(xué)項目的實(shí)施。

基于TRIZ方法的應(yīng)用實(shí)踐需求，建設(shè)“工作坊”式教學(xué)環(huán)境，基于開放式和互動式的工作坊，互換師生角色，構(gòu)建開放、共享的教學(xué)氛圍與環(huán)境，強(qiáng)化課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的融合，有利于TRIZ方法的實(shí)踐運(yùn)用，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識和團(tuán)隊精神，有效地拓展了創(chuàng)意思維，鍛煉工程實(shí)現(xiàn)能力。

組建跨專業(yè)的師資團(tuán)隊，整合工程實(shí)現(xiàn)能力強(qiáng)的機(jī)械與模具專業(yè)師資形成“設(shè)計+機(jī)械+模具”的師資團(tuán)隊，跨專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊共同指導(dǎo)學(xué)生完成校企合作項目的研發(fā)與創(chuàng)客項目的開發(fā)。

（三）運(yùn)用數(shù)字化的創(chuàng)意物化流程，實(shí)施精準(zhǔn)化考核評價

運(yùn)用虛擬樣機(jī)與3D打印技術(shù)的數(shù)字化創(chuàng)意物化新流程，使用AHP層次分析法進(jìn)行評價指標(biāo)的系統(tǒng)分層，分層出創(chuàng)意思維、三維建模、虛擬測試、模型打印與成果轉(zhuǎn)化5類評價指標(biāo)，設(shè)置5類指標(biāo)的合理權(quán)重，并對5類指標(biāo)進(jìn)行層次細(xì)化，如創(chuàng)新思維的評價指標(biāo)分層出廣度、新穎度與深度3個子指標(biāo)，成果轉(zhuǎn)化的評價指標(biāo)分層出專利轉(zhuǎn)化、競賽轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化3個子指標(biāo)；并量化出每類細(xì)分指標(biāo)分?jǐn)?shù)見圖12。

（四）實(shí)施“啟、教與學(xué)、做與悟、評、拓”五步項目驅(qū)動教學(xué)法

在教學(xué)實(shí)施中，以典型案例為牽引，引導(dǎo)學(xué)生找到解決問題的方法，形成教師引導(dǎo)、學(xué)生思考的項目驅(qū)動教學(xué)法。

第一步“啟”，導(dǎo)入TRIZ案例，實(shí)行互動式，啟發(fā)式教學(xué)，小組研討案例，通過案例學(xué)習(xí)TRIZ理論，分析設(shè)計相關(guān)的TRIZ應(yīng)用實(shí)例，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)TRIZ理論的主動性與積極性。

第二步“教與學(xué)”，實(shí)施項目驅(qū)動教學(xué)，在構(gòu)思設(shè)計教學(xué)中強(qiáng)化融合TRIZ理論的設(shè)計創(chuàng)新，傳授學(xué)生39*39的矛盾矩陣、40個發(fā)明原理等標(biāo)準(zhǔn)化分析方法，讓學(xué)生以項目驅(qū)動為載體進(jìn)行構(gòu)思并提出解決方案[15]。

第三步“做與悟”進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計與實(shí)物模型制作驗證，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)問題，改進(jìn)方案，進(jìn)行產(chǎn)品優(yōu)化與迭代，體驗TRIZ方法應(yīng)用的全流程，反思TRIZ理論的應(yīng)用效果。

第四步“評”，在評價標(biāo)準(zhǔn)中打破單一評價模式，引入教師、學(xué)生、企業(yè)多元評價主體，進(jìn)行作品交流分享，結(jié)合AHP層次分析法進(jìn)行過程與成果評價的分層量化，獲得客觀、公正的評價，并實(shí)現(xiàn)小組團(tuán)隊之間互相學(xué)習(xí)，促進(jìn)團(tuán)隊合作與交流。

第五步“拓”，將學(xué)生設(shè)計成果進(jìn)行拓展運(yùn)作，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)明、實(shí)用等專利申報，參加各級各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，學(xué)科競賽，挑戰(zhàn)杯大賽等，拓展TRIZ方法應(yīng)用的廣度與深度，讓學(xué)生深刻體會到TRIZ方法的價值，對培養(yǎng)創(chuàng)新能力大有幫助。

融入TRIZ理論的創(chuàng)意物化設(shè)計教學(xué)改革針對工業(yè)設(shè)計專業(yè)實(shí)施了三輪，效果顯著。

創(chuàng)意物化項目融合了“思維、方法、技術(shù)、材料、工藝、結(jié)構(gòu)”知識模塊，將抽象的知識轉(zhuǎn)化為可感、可做、可實(shí)施的教學(xué)任務(wù)。學(xué)生在圖書館、創(chuàng)新中心、校企研發(fā)平臺等開放教學(xué)場所，開展項目研討、分享與合作，學(xué)生的專業(yè)綜合能力提升效果明顯。

通過項目驅(qū)動的教學(xué)實(shí)施，帶領(lǐng)學(xué)生從“創(chuàng)意、設(shè)計、仿真、實(shí)物”等不同的視角，進(jìn)行復(fù)雜問題的分析與解決，提升了學(xué)生多維度創(chuàng)新思維，每年完成了創(chuàng)意物化實(shí)物100多件，并選取最精美的實(shí)物作品面向全校公開展示，提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

運(yùn)用創(chuàng)意物化的設(shè)計教學(xué)改革，近三年，師生授權(quán)發(fā)明專利10多項，實(shí)用新型專利100多項，校企研發(fā)項目成果轉(zhuǎn)化到款300 余萬，獲得高職高專挑戰(zhàn)杯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獲特等獎 1 項，一等獎 2 項，二等獎1項。

TRIZ融入創(chuàng)意物化的設(shè)計教學(xué)改革方案不僅可以幫助設(shè)計類院校培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與工程實(shí)現(xiàn)能力，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的持續(xù)創(chuàng)新能力，促進(jìn)設(shè)計創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化，助力解決制造業(yè)設(shè)計人才的培養(yǎng)。

基金項目：高職本科——設(shè)計專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研制（JXHYZX20201-53）；高職?？啤O(shè)計專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研制（JXHYZX20201-26）；2023年度高等學(xué)校國內(nèi)訪問工程師“校企合作項目”（綠色設(shè)計需求視角的AHP-TRIZ機(jī)電工具優(yōu)化設(shè)計研究）

參考文獻(xiàn)

[1]梁雪梅；譚莉；盤穎；陳茂清.基于TRIZ的設(shè)計人員創(chuàng)新力培養(yǎng)體系建設(shè)研究[J].科技管理研究，2021，41（17）：12-18.

[2]周子勛.提升制造業(yè)設(shè)計能力為高質(zhì)量發(fā)展賦能，《中國經(jīng)濟(jì)時報》，https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1648834621439932479&wfr=spider&for=pc（2019-10-31）

[3]鄭剛強(qiáng)；王征；王博；王志；王振鵬.“設(shè)計產(chǎn)業(yè)化”與“產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略設(shè)計”論綱[J].包裝工程，2021，42（10）：75-84.

[4]根里奇斯拉維奇阿奇舒勒著；譚培波，茹海燕，Wenling Babbitt譯.創(chuàng)新的算法-TRIZ、系統(tǒng)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)造力 [M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2008：1-50.

[5]程好軍，齊群波，王征，基于TRIZ理論的戴森產(chǎn)品線系列創(chuàng)新機(jī)制研究[J].設(shè)計，2018（02）：110-112.

[6] 石元伍齊廉恒美.基于AD與TRIZ的病區(qū)巡護(hù)機(jī)器人功能集成設(shè)計[J].設(shè)計，2019，32（08）：131-133.

[7] 李德勝，于靜宜，陳志娟，李志鵬，張新勝.多創(chuàng)新方法融合框架與模型的構(gòu)建[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實(shí)踐，2021，4（8）：107-109.

[8] 余意平； 楊勤； 基于TRIZ理論的設(shè)計創(chuàng)新服務(wù)平臺構(gòu)建研究[J].設(shè)計，2018，（3）：48-51.

[9] 劉靖，張春雨，喬印虎，李會芳，蔣忠愉.Triz理論在設(shè)計專業(yè)產(chǎn)品設(shè)計課程教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 課程教育研究. 2020，（03）：253-254.

[10] 周蘇、張麗娜、陳敏玲；創(chuàng)新思維與TRIZ創(chuàng)新方法[M].北京：清華大學(xué)出版社，2018

[11] 孫永偉，（美）謝爾蓋·伊克萬科：TRIZ 打開創(chuàng)新之門的金鑰匙 1[M].北京：科學(xué)出版社，2015

[12]劉小勇，吳小玲，李榮麗，秦昕洲；基于TRIZ 沖突解決原理的產(chǎn)品感知設(shè)計方法研究[J].機(jī)械設(shè)計，2020，37（11）：139-144.

[13]白仲航，王雯，張敏，裴卉寧，基于可拓學(xué)與因果鏈分析的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計研究[J].機(jī)械設(shè)計. 2022，51（7）：130-133.

[14]史諾，何潔，李懿，TRIZ理論融入機(jī)械類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的創(chuàng)新訓(xùn)練與實(shí)踐研究[J].機(jī)械設(shè)計與制造工程. 2022，51（7）：130-133.

[15]邱金龍； 劉紅利； 趙輝.TRIZ理論在提高學(xué)員創(chuàng)新能力中的應(yīng)用模式探索[J].教育教學(xué)論壇. 2021，（33）：37-40.