triz在“机械设计基础”教学中的应用分析

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1、TRIZ在“机械设计基础”教学中的应用分析摘要：“机械设计基础”课程在讲授理论知识的同时，应注重培养学生的创新意识。目前，该课程中存在一些不利于培养学生创新能力的问题。triz理论来源于人类长期探索与改造自然的实践经验的总结，具有严密的逻辑性。因此，在“机械设计基础”的课堂上和课堂外引入并渗透triz理论，有助于培养学生的创新能力，使学生建立创新理念。关键词：机械设计基础；triz；教学改革作者简介：尤洪岭（1958-），男，上海人，天津城市建设学院理学院，实验师；王莉静（1974-），女，山西阳泉人，天津城市建设学院控制与机械工程学院，讲师。（天津?300

2、384）基金项目：本文系天津城市建设学院2010年教改项目（jg-1106）的研究成果。中图分类号：g642?????文献标识码：a?????文章编号：1007-0079（2012）26-0067-02“机械设计基础”面对的对象是近机类大三的学生，作为专业基础课，它在基础课程和专业课程之间起了承上启下的作用。本课程主要培养学生能综合运用传统和现代设计手段，发现、分析和解决问题的能力。在课堂教学中，以设计为主线，在培养学生机构设计和通用零部件工作、结构设计能力的基础上，重点突出学生创新意识的培养。一、“机械设计基础”课程中存在的问题“机械设计基础”课程所含内容

3、较多，且各章节之间几乎没有联系。这对于学生来说有利的一面：不会因为没有掌握某一章节的内容，而影响其余章节的学习。也有不利的一方面：学完本课程，学生的脑海里是零散的构件，没有一个完整性机器的概念，也就谈不上创新了。目前，各学校教学任务较繁重，只能不断压缩课时，在天津城市建设学院（以下简称“我校”），“机械设计基础”课程被压缩到48学时。面对这种现象，教师通常挑选几个简单模型讲解其认为重要的内容。课程的教学对象是不同专业的非机类学生，如果教师讲解的内容没有针对性，即使说得头头是道，学生听得却是一头雾水，并不能真正理解其中的奥妙。“机械设计基础”是一门实践性很强的

4、课程，有些学校教学安排较混乱，课程学习阶段学生还没开始进行专业实践学习。由于学生缺乏生产实践经验，在课程学习中感觉知识的抽象、难以理解，甚至课程结束后，有的学生还不知道为什么要学这门课。“机械设计基础”课程理论性比较强、概念较抽象。但某些教师讲述原理多，结合实际偏少；讲述常规原理多，介绍行业最新技术成果少；课堂讲授多，课外讨论少。同时，某些学生对本课程的重视度不够、依赖性强、无创新性。二、triz在“机械设计基础”教学中的应用正是由于“机械设计基础”课程在教学中存在的一些问题，所以需要在教学上进行创新，提高教学效果。而创新需要创新理论的支撑，创新理论的探索在

5、国内外从没有停止过，并已取得许多可喜的成绩，如试错法、头脑风暴法、焦点对象法、多角度思考法、检核表法等。但上述方法基本以心理机制为基础，且逻辑性不严密，在实际使用中并没有预期想象的好。发明问题解决理论（theoryofinventiveproblemsolving，triz）是诞生于前苏联的创新理论，triz认为任何领域的产品改进和技术创新，都是有规律可循的。人们掌握了这些规律，就可以能动地进行产品设计，并能预测产品的未来发展趋势。triz包含用于问题分析的分析工具，用于系统转换的基于知识的工具和理论基础，可以广泛应用于各个领域创造性地解决问题。1956年，

6、altshuller提出了triz中最强有力的工具——ariz算法，[1]其主导思想为：1.冲突矩阵发明问题的特征是存在冲突。altshuller将冲突分为管理冲突、技术冲突和物理冲突。首先，ariz将初始问题用管理冲突来表述，根据triz实例库中的类似问题类比求解，无解则转化为技术冲突，采用40条发明原理解决；如问题仍得不到解决，则进一步深入分析发现物理冲突，如图1所示。而由理想解确定物理冲突的方法，一方面技术系统向着理想解的方向进化，另一方面物理冲突阻碍达到理想状态。2.克服思维惯性ariz强调在解决问题过程中必须开阔思路克服思维惯性，主要利用triz已

7、有工具和一系列心理算法克服思维惯性。三、triz理论在“机械设计基础”教学中的应用在我校的问卷调查中显示：面对技术难题时，大多数学生表现得不够积极，45％的学生在潜意识里回避冲突。在这种状态下，大多数学生是不会积极地参加各种创新活动的。创新能力作为人所具有的一种潜能，经过一定的学习和训练，能够得到激发和提升，而创造意识是培养学生创新能力的关键。[2]triz理论认为：解决技术系统中存在的冲突是促使技术系统进化发展的根本动力。因此，将triz理论引入“机械设计基础”课程的教学中，有利于培养学生的创新意识，在解决冲突的过程中，增强学生主动发现问题的能力。[3]主

8、要从以下两方面考虑：1.课堂上，将“机械设计基础”课