创新的原理和方法论十篇

发布时间:2024-04-25 20:41:36

创新的原理和方法论篇1

关键词马克思主义理论创新原则方法

中图分类号:G64文献标识码:a文章编号:1002-7661(2012)07-0024-02

一、理论创新的内涵

对理论创新内涵的科学认识和理性把握是展开和深化相关理论探究的逻辑起点和理论前提。曾说过“创新是一个民族的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力,也是一个政党永葆生机的源泉。”没有创新,就没有新质文化的产生,就没有马克思主义的中国化。关于理论创新的内涵,目前学术界普遍认为,理论创新就是人们在社会实践的基础上,通过积极思索和理性总结,冲破旧的思想观念和理论体系的束缚,创立新的理论概念和学说体系。

二、理论创新的意义

理论创新是一项创造性、突破性的思维活动,它源于实践又指导实践,在推动社会的经济、政治、科学文化活动中发挥着巨大作用。马克思主义理论创新的伟大意义主要表现在以下几个方面:

1.从理论创新对我们党的伟大意义看,首先,创新是马克思主义的理论品质,是中国共产党的宝贵经验。其次,理论创新反映了一个政党的思想境界、精神面貌及其世界观,它是马克思主义政党生命力之所在,是党正确指导实践的前提和基础,是我们党历史主动性的体现,是我们党提高执政能力、永葆先进性的必然要求。

2.从马克思主义本身的发展来看,马克思主义的产生、发展离不开理论创新,它是马克思主义的永恒主题,不断的理论创新,使马克思主义与时俱进,不断丰富和发展,理论创新使马克思主义充满生机和活力。

3.从社会历史的发展看,理论创新既是社会历史发展的重要标志,又是社会历史发展的推动力。理论创新促进了科学技术的进步、生产力的革新和经济的迅猛发展,引起了社会的变革和人们思想观念的转变。总之,在社会历史的发展进程中,理论创新化成人民群众改造世界的物质力量,推动着社会的进步和发展。

4.从构建社会主义和谐社会的角度看,我国正处在改革和发展的关键时期,构建社会主义和谐社会的许多重大理论和实际问题需要我们去研究和回答,许多热点和难点需要我们去引导和化解。只有充分发挥理论创新的优势,才能破解构建社会主义和谐社会中的理论和实践难题。

三、理论创新的原则与方法

(一)原则

理论创新是一个艰难曲折的实践过程,马克思主义理论是我们的指导思想,我们必须把马克思主义与我国实践相结合,才能指导当前我国的改革开放和现代化建设。在推进马克思主义理论创新的过程中应该坚持以下三个原则:第一,推进马克思主义理论创新,必须坚持实事求是的原则;第二,推进马克思主义理论创新,必须坚持实践是检验真理的唯一标准的原则;第三,推进马克思主义理论创新,必须坚持尊重群众首创精神的原则。

(二)条件

积极推进理论创新必须创造相应的社会条件,营造良好的社会环境,这包括软环境和硬环境两个方面。从软环境来看,就是要正确对待理论和理论研究。同志多次强调,理论上的成熟是政治上成熟的标志。全党同志尤其是各级领导干部,要充分重视理论对实践的巨大指导作用,在加强自身理论学习,不断提高理论素养的同时,还要关心和支持理论研究。从硬环境来讲,就是为理论研究及理论人才的培养提供必要的人力、物力、财力的投入。要建立与财政收入增长挂钩的投入体制,保证重要学术活动的必要经费;增加对理论创新的经费投入。理论创新既要出成果,也要出人才。要围绕出人才、出成果,建立培养高水平理论工作者的机制,提供各种有利条件,保证理论人才的健康成长。

(三)方法

马克思主义作为“时代精神之精华”就需要不断地与“自己时代的现实世界接触并相互作用。”马克思主义的生命力是由实践赋予的,在新时期必须围绕新的实践主题,把马克思主义推向前进。具体说来,马克思主义的理论创新可以通过以下几个方面来实现:

1.理论创新是主体的一种精神状态、理论活动过程和理论境界,它与人的创造性活动是密不可分的。因此要实现理论创新,创新主体必须坚持解放思想、实事求是的活灵魂,始终保持思想解放的精神状态。

2.认真倾听人民的呼声,深刻总结实践经验,坚持尊重实践,尊重群众的首创精神。理论来源于实践,但理论最终要回到实践中去化作物质的力量指导实践,而人民群众是实践的主体,是历史的创造者,对于群众在实践中创造出来的好办法、好经验,我们应及时的进行科学的总结和理论的概括,从而为马克思主义理论的创新提供取之不尽的源头活水。因此,马克思主义理论的创新必须认真倾听人民的呼声和总结实践的经验。

3.继续毫不含糊地坚持马克思主义基本原理、立场、观点和方法。继承是创新的前提,我们要创新马克思主义,首先就得继承马克思主义的立场、观点和方法,坚持马克思主义的基本原理,大力加强理论学习。在我们继续坚持马克思主义立场、观点、原理和方法的同时,我们要坚决反对教条主义,排除发展马克思主义的主要障碍。

4.学术对话和思维碰撞是理论创新和产生新理论灵感的源泉,也是马克思主义理论创新的内在要求,因而要实现马克思主义理论的创新,就要把马克思主义与人类各种优秀文化思想相融合,以开放的观念和博大的胸怀去面对当代东西方的优秀文化成果。

5.在探索未知上下功夫,把握事情发展的规律。理论创新的实质是探索未知,是认识掌握事物发展的客观规律,用于指导实践。

6.理论工作者是理论研究和创新的主体,直接决定马克思主义理论研究和建设的成败,因而要增强他们的责任心和使命感,不断提高理论工作者的自身素质。提高理论工作者的自身素质是理论创新的内在动力,而提高自身素质的关键是加强学习。在建立社会主义市场经济体制,推进改革开放和现代化建设的条件下,如果不认真学习一系列反映当代世界发展变化的各种新科学、新知识,就没有理论创新的底气。只有自身素质提高了,才会有理论创新的愿望和理论创新的能力,理论创新和其它一系列的创新也才能达到一个比较自由的境界。马克思主义理论工作者应以严谨的治学态度和强烈的使命感正视原创的马克思主义理论所面临的当代困境,以反思和批判的精神、以我国社会主义建设当前的新背景为依据,准确把握马克思主义的实质,寻找马克思主义理论的突破点。

7.实现马克思主义理论创新是一个艰难的过程,需要克服传统观念、思维模式、治学态度三方面的障碍。也就是说,在进行理论创新时要克服把马克思主义奉为放之四海而皆准的传统观念。同时,还需认真总结借鉴20世纪社会主义国家执政党在推进和发展马克思主义、进行理论创新方面已有的经验教训,提高理论创新的自觉性和主动性、准确性。

参考文献:

[1]孙明杰.关于马克思主义理论创新的几点思考[J].泰山学院学报,2008,(02).

创新的原理和方法论篇2

实践证明,运用tRiZ理论,可大大加快人们创造发明的进程,并能得到高质量的创新产品。它能够帮助我们系统地分析问题情境,快速发现问题本质或者矛盾,它能够准确确定问题探索方向,不会错过各种可能,而且它能够帮助我们突破思维障碍,打破思维定势,以新的视觉分析问题,进行逻辑性和非逻辑性的系统思维,还能根据技术进化规律预测未来发展趋势,帮助我们开发富有竞争力的市场和富有竞争力的新产品。

2为培养学生创新能力,需在课程中设置tRiZ理论

为培养中职学生的创新能力,首先要让学生了认识tRiZ理论,让学生通过学习tRiZ理论创新的原理和方法,为学生奠定创新的方法理论基础。针对中职学生特点,应从应用tRiZ理论解决问题的实例入手,分析tRiZ理论解决问题所依据的基本原理以及解决问题的过程,进而介绍矛盾矩阵和40项解决原理,物质一场析与76项标准解答等工具。其次,通过开办第二课堂——培养学生创新思维,激发创新动力。现在的中职学生,普遍认为自己的创新能力低下,不敢大胆创新。让学生产生这种想法的原因有很多,其一是他们在学习能力差,更不可能去想办法进行发明创新。因为从课本知识到创新作品,对于中职学生来说仿佛是不可能做到的事情。我校于2010年给学生开设了“创新思维培养”的第二课堂,邀请精通tRiZ理论的相关教师对学生进行创新思维的开发培养,通过学习,让学生真正体会到创新的乐趣,认识到创新就在自己的周围,认识到创新人人都可以尝试去做,从而增强了中职学生大胆创新的自信心,使tRiZ理论在今后教学中的运用奠定基础。

3tRiZ理论在教学中的运用

在教学工作中,教师在教学过程中设置tRiZ理论,通过教与学,逐渐培养学生的创新思维和创新习惯。(1)教学内容改革,培养学生创新意识。近年来,我校逐步深入开展课程改革,将课程模块化、系统化,教学内容项目化,有效地改变传统的教学模式和内容,将知识结构化、系统化,不断完善具有我校特色的行动导向教学体系课程。在教学内容中融入创新知识,鼓励引导学生多用创新的方法去收集资料、实施计划等,增强教学的实践性,使学生在理性和感性认识得到充分利用,达到了让学生“做中学”的教学目的,并让学生在实践中多运用创新思维和方法,把事情做得更好更到位。例如,在教学《市场营销》这一课程时,我通过列举提前的行动、球面化——曲线化、不足或过度行动等创新原理在相关营销知识方面的例子,让学生在课堂上深入简出地理解tRiZ理论知识,并让学生对tRiZ理论进行思考、讨论,拓展拓宽学生解决问题分析问题的思路,从而很好地训练学生的创新思维。(2)多样化的教学方法,培养学生的创新思维。在教学过程中,教师应从单纯的“传教者”转换为“促进者、引导着、合作者”,运用多样化的教学方法,积极启发学生思考。教师用的观点、创新的精神去检查、评价,为学生提供创新的评价环境。例如,在《推销实务》教学过程中,根据实训的项目或设计的内容创设问题,启发学生依据tRiZ理论的方法提出相应的解决方案。对于原创性的问题,按照tRiZ理论解决问题的原则和程式对所需解决的关键性问题进行根本原因分析、技术和物理矛盾的阐述、矛盾短阵描述等,把tRiZ理论解决问题的原则和程式对实际应用中出现的关键问题进行多方面分析和描述,并从根本原因分析,提出tRiZ理论创新原理解决方案。从而把tRiZ理论很好地运用到该课程教学中,充分发挥学生学习的主动性和创新性。

4tRiZ理论在课程设置中应注意的问题

创新的原理和方法论篇3

关键词:tRiZ理论;卓越工程师;创新能力

中图分类号:G642.0文献标志码:a文章编号:1674-9324(2016)02-0076-02

一、引言

卓越工程师教育培养计划是我国在建设创新型国家战略的宏观背景下,结合世界先进国家高等工程教育的成功经验,由教育部提出的一项重大改革措施。旨在通过校企合作的联合培养模式,培养学生的创新能力和实践能力,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。这一计划得到全国众多高校和企业的响应与支持,一些省部级高校相继开设了卓越工程师班级(简称卓越班),并与知名企业合作,在强化学生基础能力的基础上,更加注重对学生创新能力和创业素质的培养。

altshuller研究团队在分析总结了世界上近250万份高水平发明专利的基础上,研究了各种技术发展进化遵循的规律模式,总结出解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则,最后综合多学科领域的原理,建立了由实现创新的各种方法组成的综合理论体系,称为tRiZ理论。tRiZ理论解决问题的一般流程是先将领域问题转化为tRiZ标准问题,然后求得标准问题的通用解,最后将通用解转化为领域问题的特殊解。

本文将tRiZ理论与卓越工程师的创新能力培养相结合,针对当前卓越工程师创新能力的缺乏现状,将tRiZ理论引入到课堂教学和课外实践活动中,激发学生的创新兴趣,提升他们的创新能力。

二、卓越工程师创新能力培养现状

当前,各高等院校对卓越工程师的培养,不仅关注学生知识的传承,也注重对学生创新能力的引导。但在创新能力培养方面,还存在着一些不足之处,表现为以下几点:

1.高科技电子产品对卓越工程师创新能力的培养提供负能量。随着科技的发展,电脑、智能手机等电子产品成为现代人的生活必备品,学生也不例外。诚然,这些高科技电子产品为我们日常交流沟通提供了便利,但是调查发现,上网、聊天,特别是游戏等活动占用了学生在校期间的大部分时间和精力,导致学生在课堂上学习效果差。同时,学生们意识到对于常见的问题,通过网络搜索可以迅速地得到答案,因此,不注重对概念、定理、公式等知识进行记忆,导致理论基础知识学习不扎实,不能形成充实的知识库。在真正面对创新实践活动时往往表现为无从下手,有时连基本结构和原理都弄不清楚。

2.大学课堂教学模式不利于学生创新能力的培养。现阶段,卓越班前三年的学习方式主要为课堂教学,因此,他们创新意识的建立、创新方法的掌握是从课堂教学中得以启蒙的。当前还存在这样的教学模式,课堂中老师在讲台上滔滔不绝地讲,学生在下面昏昏沉沉地听。这样的授课方式缺乏吸引力,导致学生不愿意上课,即使身在课堂也不愿意认真听讲,在课堂上学生睡觉、玩手机、看报纸等事件屡见不鲜。长期这样的结果就是学生的创新思维得不到正确引导,创新精神得不到激发。而且,有时教师处于权威地位,对学生回答的问题直接给出标准答案,不给学生思考以及旁征联想的时间,不利于学生创新意识的培养。

3.卓越工程师不能很好地利用创新实践机会提升自身的创新能力。有些高校之间或者高校各学院之间会组织一些科技创新比赛,通过这些比赛,确实能够锻炼学生的创新意识和创新能力。但总的来说,也存在以下几个问题:卓越班学生没有意识到参加创新实践的重要性,没有创新精神,不愿意参加这些活动;创新活动通常会鼓励学院大二、大三两个年级的学生参加,但是学院也往往限制创新小组数量,有时会出现僧多粥少的局面;大二、大三刚好是学生专业课最多的几个学期,课时多,学习任务重,学生没有足够的时间参与课外创新实践活动;专业教师的参与积极性不高,与创新小组成员交流沟通的次数少。

三、tRiZ理论与卓越工程师创新能力培养

1.卓越工程师培养引入tRiZ理论必要性。通过一些创新实践活动可以看出,当前卓越班学生创新能力存在不足,创新意识淡薄,缺乏创新方法,很少积极参加科技活动搞发明创造。学院在实施卓越工程师的培养过程中,没有注重学生创新能力的培养,导致学生在创新大赛的作品仿制居多,缺乏新意。因此,应将系统的创新培养方法方法纳入到卓越工程师的培养体系中,激发他们的创新热情,提高创新能力,从而推进我国卓越工程师的培养计划。

tRiZ理论发现了一条重要规律:将已有的解决方法建立为知识库,问题可通过选择类似的方法得到解决(类推)。创新并不是灵感的随意闪现和随机的探索,创新的过程存在固定的规律和原则,这些规律和原则可以告诉我们按照什么样的方法和过程进行创新,并对结果具有预测和可控制性。因此,针对目前卓越工程师创新能力不足的问题,可以将tRiZ理论专门作为一门学科,让卓越工程师学习和了解创新活动的一般客观规律,增强对创新活动的认识,提高自身的创新能力。

2.tRiZ理论引入卓越工程师培养措施。目前大多高等院校都积极开展创新、创业教育,但在创新能力培养的效果上却不尽如人意。高校老师和学生应当系统地学习创新理论和科学的思维方法,学习并掌握tRiZ理论,让学生形成新的、更科学的解决问题方法,提高其创新素质,具体有以下几个方面的建议。

(1)开设tRiZ理论课程,并在课堂中加以实践。在卓越班开设tRiZ理论课程,通过对学生讲解tRiZ理论发展、技术系统的进化法则、tRiZ的40个发明原理及39个工程参数等,使学生系统掌握tRiZ理论。高校教师应当首先学习和掌握tRiZ理论精髓,并改进教学讲义,改变教学方式,在课堂上启发和引导学生进行创新思维。例如,机械类学生的基础课程《机械原理》中平面连杆机构的演化,实际应用了tRiZ理论40个发明原理里的很多原理,包括抽取原理、局部质量原理、嵌套原理、等势原理、相反原理、曲面化原理、动态化原理、一维变多维原理等,如果老师将机构中各部件的变换方式同tRiZ相关理论结合起来讲解,学生不仅深刻掌握了连杆机构的演化过程,同时能够加深对tRiZ理论的理解,更重要的是让学生见识了创新的一般过程,对创新有了直观的认知,让他们认为创新发明实际并不难,并且有一定的规律可循,从而大大激发学生的创新意识,锻炼学生的创新能力。

(2)增设更多的创新实践环节,改善现有的教学实践方式,给学生将tRiZ理论与所学知识相结合进行具体创新活动的机会。首先,课堂上采用小班授课,多师同堂的教学模式。采用小班授课,便于大家展开讨论,每堂课,理论教师先讲授本课程相关的专业知识,然后实践教师(企业聘请)结合学生的实际情况,讲授实际案例,让学生学习如何将tRiZ理论与基础知识相结合解决现场实际问题的。其次,对实验内容进行改革。减少验证性实验的数量,增设更多的综合性和设计性实验,学生不再简单地重复书本知识,而只有开发自己的创新思维才能完成实验内容,要求学生应用tRiZ理论进行简单的创新实验。最后,让卓越班学生利用好各项创新实践活动。鼓励卓越班学生积极参加各项创新竞赛,敦促每位学生认真参加大四学期的企业实践,保证学生课程设计和毕业设计的完成质量,建立导师制,让学生参与教师的课题研究,并指导学生申请与课题相关的专利。在上述一系列的创新能力培养过程中,注重让卓越工程师消化吸收tRiZ理论,形成自身的理论体系,总结创新规律,增加他们的求知欲和探索欲,激发其创新兴趣。

(3)选用综合性的考核方式。卓越工程师的创新能力的培养,离不开各学科基础知识的积累以及对创新能力的熏陶,因此,在学科考核方式上既要注重对学生基础知识的考查,又要让学生的创新能力得到体现。可以在传统的命题型试卷基础上,增设一些设计类工程应用题,考查学生综合运用tRiZ理论的相关创新原理和方法解决实际问题的能力。

四、结束语

高校已经普遍意识到加强创新教育、培养创新型人才的重要性,培养卓越工程师的目的在于培养工程实践能力强和创新素质高的高水平人才。将tRiZ理论体系引入到卓越工程师的课堂教学与课外实践中,不仅让学生能够扎实掌握基础知识,更能提高他们对创新活动的认识和对创新方法的把握,借此形成自己的创新体系,提升他们的创新素质。

参考文献:

[1]蒯苏苏,李新城,陈寒松,等.基于tRiZ理论的卓越工程师创新教育培养模式的研究[J].教育教学论坛,2014,(3).

[2]刘仁伟.基于tRiZ的计算机辅助产品创新设计系统研究与开发[D]山东:山东大学,2012.

[3]文竹,文宗川.基于tRiZ物场分析的大学课堂创新方法研究[J].金融理论与教学,2014,(2).

[4]李小海,赵丽杰,张霞,等.基于tRiZ理论培养工科大学生创新能力的思考[J].学理论,2010,(18).

创新的原理和方法论篇4

“何以可能”的背后都有一个“是否可能”的问题。在自然科学领域,进步、创新、原创自不成问题,故很少有人关注及此。一旦涉及人文领域,马上就出现正相背反的观念:“有原创,否则何谈学术”以及“没原创,一切都是旧有的”。这正好应了我们常挂在嘴边的两句话:“太阳底下无新事”以及“太阳每天都是新的”。出现如此截然背反的根源就在研究对象的本性即人文现象的历史性上。因此,对人文学科有无原创的问题,直接牵及论者对历史的看法。认为有原创者,背后是进步史观;认为没有原创者,持守着循环史观。两种历史观下都出现过不朽的著述,各有理据和市场。当两种截然有异的观念争执不下时,真理就在中间:历史既不完全是进步的,也不完全是螺旋的,而是进步中有反复,回环中有发展。因此,那些大谈“原创”的论者们只好事先反思一下自己对历史的看法,然后才能明白大家是在何种意义上大谈“人文原创”的。

众所周知,17、18世纪的西欧,奉行的是进步史观。那个时代相信,真理乃是惟一和谐的知识系统,所有的问题都可以通过发现客观的答案而得到解决,一切不合理都将为文明的进步所“清洗”,“都能与终极的真正的哲学和谐一致。这种终极的真正的哲学能为所有人在任何地方任何时候解决所有理论的和实践的问题。这种崇高的信念激发了坚信理性的莱辛和坚信科学的杜尔哥,也激发了信仰上帝的莫泽斯·门德尔松和不信仰上帝的孔多塞。”但是,这也许是人类历史上认为无限知识这一目标终能唾手可得的最后一个世纪了。2虽然如今很少再有人死守这种彻底的进步史观,但植根于它的诸多观念和范式依然潜行于中国当下的学术界。这是当今知识界大谈“创新”“原创”之类观念的思维根源。

对人文现象的历史回环性,历来都有伟大的思想家予以强调。“近代哲学之父”笛卡尔在他最著名的《谈谈方法》中说过:“我在学生时期就已经知道,我们能够想像得出来的任何一种意见,不管多么离奇古怪,多么难以置信,全都有某个哲学家说过。”3康德在《未来形而上学导论》中说:“人类理智多少世纪以来已经用各种方式思考过了数不尽的东西,而任何一种新东西都几乎没有不和旧的东西相似的。”4被誉为“现代形而上学祭酒”的怀特海(a.n.whitehead,1861~1947)也说过一句让此前作古的哲学家都泉下难安的话:“对构成欧洲哲学传统最可靠的一般描述就是,它是对柏拉图学说的一系列脚注。”5这些话都重复了一个在《圣经·旧约·传道书》中就已明确的观念:“已有的事,后必再有;已行的事,后必再行。日光之下,并无新事。”

然而,如果把这些理论家的话首先加之于他们自己的工作——正如荷马所说“你说的话随后就会返回你自身”——我们将得出截然相反的结论:这些伟大的人物,没有一个愧对“原创”或“创造”所能具有的最高级意义的。人文领域的伟大思想家告诉我们,没有什么是原创的,而他们卓杰的思想成就却又分明昭示着思想的原创和新创。该如何破解这个死结呢?

在上述的引证中,我故意留下另一个伟大的人物——歌德,他更说过一句让我们这些人文学者听了绝望的话:“凡是值得思考的事情,没有不是被人思考过的”。幸好他紧接着又说:“我们必须做的只是试图重新加以思考而已!”我以为,这后一句中的“重新思考”四字,正可破解上述的“死结”。

接着怀特海,我可以大胆地说一句:柏拉图之后的大思想家,所能有的伟大的成就无非是“重新思考”了柏拉图而已。所谓“重新思考”,不外如下三途:新的材料、新的方法和新的观念。“藏经洞”的发现让我们比前人对历史有了更贯通的理解、甲骨文的出土使得我们比许慎更能理清汉字的起源和本义,这当然是一种创新。胡适之“截断众流”以“平等的眼光”成就《中国哲学史》、王国维借叔尼悲观哲学解“红楼”之深蕴,皆开一代风气,已成研究的“范式”,这当然是创新,甚至是前所未有的原创:具有典范性的创新就是原创,前者是事实判断,后者是价值判断。至于方法上的创新,更是比比皆是:统计学、接受美学之于中国古典文学研究等等。理论领域如此,创作领域中的原创之路亦不外如此:新材料(包括新题材和新媒介)的运用、新技法的发现和新观念的自觉。然而,创新、原创之功,戛戛乎其难哉!新材料的发现“可遇不可求”,新方法和新观念,必得有人先已创造。因此,上述所谈,只是原创的一种类型,即“应用上的原创”,它得奠基于另一种类型即“理论上的原创”。

美国著名文论家厄尔·迈纳(孟尔康)在《比较诗学》中,提出了一个极富启发性且带原创性的诗学命题即“原创诗学与基础文类”,为我们理解何为“理论上的原创”提供了难得的范例。迈纳的基本观点是,特定文化环境中的诗学体系之建立(这正是一种理论原创工作),必植根于该文化“最崇高的文类”之中;当一个或几个颇有洞察力的批评家据此来定义文学的本质和地位时,一种原创诗学就发展起来了。西方诗学理论体系是亚里士多德根据戏剧、尤其希腊悲剧、特别是索福克勒斯的《俄狄浦斯王》定义文学而建立的。如果他当时以荷马史诗或希腊抒情诗为基础文类,则《诗学》连同整个西方的文论体系可能就会是另一番景象了。6同样,中国的诗学体系也诚然是建立在以《诗》《骚》为原型的“诗”这一倍受中国文化青睐的基础文类上。

迈纳的这一理论创见所富含的广阔学术前景此处暂不予论列,我们关注的是原创理论的产生机制。“原”既有“首次”之义,又含“来源”之义,作为一种价值理念,还有“典范”之义。看来,原创理论均根源于具体文本,因此必然首先是个别的,也就是说,理论所应具的“普遍性”并非始有的。那么这种“来源于个别的普遍性”之根据何在呢?据笔者初步考察,除了理论本身所具有的“可普遍化”的特性外,更根本的则是人类心意机能中的某种本性,席勒称其为“理性冲动”,我们可更通俗地叫它“泛化冲动”。原创理论的生成机制正根源于这种泛化冲动:“在经验上自行证明其合理的那些思想的发展是通过一个复杂过程实现的,首先要从特殊论题进行概括,然后通过想象将普遍性的概括加以体系化,最后把这个想象性的体系与它应当适用的直接经验重新进行比较。”怀特海把理论创生过程得以进行的最重要的中介环节和核心步骤称为“富于想象力的合理化”,即“在融贯和逻辑的要求支配下自由想象的作用”,也即这里所谓的泛化冲动。5

人类这种“泛化冲动”是一种思想本能,从现实生活到学术研究,均有其踪迹。从生成角度看,它催生了众多理论;从研究看,它可以让我们从发生学角度弄清理论的生成机制,从而更深入地理解和更正当地应用理论。就中国古代诗学来说,《诗品》的“基础文类”是“古诗十九首”,《典论·论文》的“基础文类”是“建安文学”,《文心雕龙》的“基础文类”是“诗骚”,《沧浪诗话》的“基础文类”是“李杜诗歌”,王国维《人间词话》的“基础文类”是“唐宋词”……如此等等。这常常使得理论家不得不以偏概全,有压制“不方便的事实”的天性。所以,理论都不免是一张“普洛克路斯忒斯(procrustes)的床”。自然科学领域也是如此,比如达尔文的“进化论”,正如文德尔班所说:“在达尔文的启发之后物种选择学说在许多方面运用到心理学、伦理学、社会学和历史学,而且被许多热忱的拥护者推崇为唯一的科学方法。几乎无人懂得,自然因而被置于历史范畴之下,也无人懂得这一历史范畴经这一运用便遭受到一次本质的改变。因为自然科学的进化论,包括自然选择论在内,尽管能解释变化,但不能解释进步,不能提出理论基础来解释发展的结果是‘更高一级的即更有价值的形式’。”7

理论的泛化倾向,不光理论本身有此诉求,更重要的是拥有理论或为理论所化之人有此“泛化冲动”。这是理论所无法避免的,更是理论家的宿命。这是一个值得单独研究的课题,它可以帮助我们深刻地理解理论的特殊性与一般性、普遍性与个别性以及理论产生和深化、延展和革新的辩证法。原创艺术亦有此泛化诉求,一种艺术原创,若没有一定程度的模仿泛开,也断难成为一种艺术典范,而原创性正是典范的基本特征。

最后,更值得思考的一个深层问题是,柏拉图以降的哲学家为何只能做柏拉图的注脚?笛卡尔、康德、歌德、怀特海,为何会有如上言论?历史与现在处于何样的关系中?这些也必得有个交待,以使倡言原创者明白,人文原创之举步维艰的根由何在。

历史学家一谈到人类历史,动辄就是几百万年,人类的文明几千年,唯恐少说了就对不起自己的祖先和自己的职业。其实,一切人文思考,都立根于“人”的基本生命事实。在有关人类生命的所有事实中,最最基本、最最确定的,无非就是“人必然要死”。时代虽在前进,但人人都得从头开始。正如米兰·昆德拉在《不能承受的生命之轻》中所言:“人只能活一次,我们无法验证决定的对错,因为,在任何情况下,我们只能做一次决定。上天不会赋予我们第二次、第三次、第四次生命以供比较不同的决定。”8可以把人类生命的这一基本事实称为“生命的一次性”,而“生命的一次性和由此必然的生命的重复性,使人与人之间具有经历的相似性和心灵的相通性”。8宇宙间最根本的大法,不是牛顿力学,不是相对论,也不是大爆炸,而是“节奏性”。五千年的文明史不过百年人生史的放大,人生百年所能遇到的基本问题,将会一再地被后人遇到。中西方哲人于“哲学突破”的轴心期已然对人类的基本问题,做过各具特色的思考,最终塑成不同的文化类型;对最初体验的最初思考,无论就问题本身还是就思考者而言,都如此地惊心动魄,以至后来者再也不可能有这种体会了,这正是人类轴心期的思想如此重要、后来者不断返回到它们的原因所在。这也是人类文化之所以能够相通、人与人之间之所以能够相应、历史与现实之所以能够相合,同时也是笛卡尔、歌德等人那样言说的根源所在。

然则,“原创”本是人文工作的最基本诉求,是其价值、理想、安立之所系。至于事实上我们竟能有多少真正原创的工作可做——不论是艺术创作还是理论建构,都不应与前者相混,不能用事实之不可能来否证对价值和理想的追求。本文之意图即在提请倡言原创者既要有理论上的自知之明,又要明了问题的关键在于如何理解原创以及原创何以可能。

参考文献

1斯特龙伯格.西方现代思想史.北京:金城出版社,2012.

2伯林.启蒙的时代.南京:译林出版社,2005.

3笛卡尔.谈谈方法.北京:商务印书馆,2000.

4康德.未来形而上学导论.北京:商务印书馆,1978.

5怀特海.过程与实在.北京:商务印书馆,2011.

6厄尔·迈纳.比较诗学.北京:中央编译出版社,1998.

7文德尔班.哲学史教程(下卷).北京:商务印书馆,1993.

创新的原理和方法论篇5

tRiZ创新方法是目前我国正在大力推广的一种以解决技术矛盾为基本手段,以实现技术系统进化为目标的结构化技术创新方法。为有效解决技术系统中面临的矛盾,tRiZ创始人althsuller及其团队在分析40000份高水平专利的基础上,总结提炼了当时领先行业中常用的发明诀窍,即矛盾矩阵和40条发明原理[4-5]。作为tRiZ的核心工具之一,矛盾矩阵和发明原理的应用备受关注。人们将其面临的具体问题抽象成通用技术矛盾之后,查询矛盾矩阵即可找出有效解决当前矛盾的发明原理,将发明原理具体化便得到问题的最终解决方案。然而,由于冲突参数的确定需要很高的分析能力,选取的参数往往存在歧义,而且每条发明原理的具体实施方式多种多样,因此有效应用发明原理并非易事[6]。需要多年的训练和经验积累。

文献[6]通过对tRiZ的矛盾矩阵和40条发明原理的深入分析,认为tRiZ发明原理的精髓就是进行某种变换。但已有研究均未直接探讨40条发明原理所包含的核心变换,这就导致它们无法准确剖析各条发明原理涉及的本质变换过程,致使发明原理在操作对象、变换方法等方面仍然存在很大的模糊性。利用可拓学中的可拓变换方法刻画和分析tRiZ发明原理所包含的关键变换,较之现有研究,该方法可以直观地描述发明原理所涉及的变换过程,从而为人们提供实施发明原理的切入点。从形式化的角度分析和研究40条发明原理包含的核心变换,对于推进tRiZ理论体系的规范化、形式化进程及基于形式化的创新软件开发工作而言也是不无裨益的。该文从可拓变换和基元两个角度准确而详细地描述各条发明原理的核心信息,以便为人们寻找实施发明原理的切入点提供一定的参考依据。部分发明原理在本质上就是标准的可拓变换,而其他发明原理,则要么是对多种可拓变换的组合,要么是对某种可拓变换的特殊应用。

文献[7]从矛盾分类与研究对象的差异、理论基础的差异、方法体系的差异对tRiZ和可拓学进行了比较,并从解决矛盾问题的哲学思想、物质-场理论与基元理论、创新原理与可拓推理等方面分析了tRiZ与可拓学的内在联系,认为可拓论关于矛盾的分类是抽象的,更具一般性,研究对象是一般意义上的主客观矛盾问题与主观矛盾问题,研究目标是描述事物拓展与创新规律,抽象人类解决矛盾问题的过程和方法,提高计算机人工智能水平;从研究对象和研究目标来看,可拓创新方法具有较tRiZ更为宽广和系统化的理论基础;从解决矛盾问题的方法上看,可拓创新方法更具一般性、概括性。

综上对比研究可见,可拓创新方法与tRiZ方法是在不同的国度,都经过长期的努力分别发展起来,它们具有互补性。可拓创新方法比tRiZ创新方法更具一般性,不但包括可拓变换方法,还有拓展分析、共轭分析、可拓集合等方法,应用领域更广,适合于解决各领域创新中的矛盾问题。可拓创新方法比tRiZ方法有更广泛的应用范围、更多的使用方法和更坚实的理论基础。本文将介绍可拓创新方法的方法体系及其基本特征,并综述其应用研究进展。

1可拓创新方法体系及其基本特征

可拓创新方法特别适合于解决各种类型的创新(如产品创新、技术创新、组织创新、管理创新等)中遇到的矛盾问题。近年来,可拓学研究者们探索建立了可拓创新方法体系[3],分析了其基本特征。

1.1可拓创新方法体系

可拓创新方法体系如图1所示。

1.1.1拓展分析方法

在创新过程中,会遇到各种各样的矛盾问题,只有把问题所涉及的事物看成可以拓展的,才能找到解决矛盾问题的多种途径。为使解决矛盾问题的过程形式化、模型化,在此用基元作为描述物、事和关系的形式化工具,建立了表达事物拓展规律的拓展分析方法。该方法可以使人们摆脱习惯领域的束缚,更是利用计算机解决矛盾问题、提高机器智能的重要方法。1)发散分析方法。一个对象有多个特征,一个特征又可以为多个对象所具有,一个量值也可以为同一对象的多个特征所具有或多个对象的同一特征所具有。其要点是从一个基元拓广到一个基元集合。该方法把人的创造性思维的发散过程形式化,为发散思维的形式化研究提供了合适的工具。

2)相关分析方法。任何研究对象都不是孤立的,都会与其他对象有着千丝万缕的联系。相关分析方法是一种把系统中的基元及其相关关系作为整体进行分析的方法。相关性是基元间产生传导作用的原因,只有进行充分的相关分析,才不至于在解决矛盾问题的同时,引发新的更严重的矛盾。

3)蕴含分析方法。蕴含分析方法是利用对象间的蕴含性,研究对象间的传递关系的有效方法。当某些对象间具有相关关系时,其变换间具有蕴含关系。如果对象间形成相关树,则其变换间必形成蕴含树。这是对对象间关系的复杂性和相关性的一种形式化、定量化分析。

4)可扩分析方法。研究对象可分解、可扩缩,两个以上对象可组合的性质称为可扩性。可扩分析方法用于研究某对象组合、分解或扩缩的各种可能性。从创造学的角度,组合、分解、扩缩都是创造。在解决矛盾问题的过程中,巧妙地运用这些方法,可以为解决矛盾问题提供更多的思路。

1.1.2共轭分析方法

无论是产品创新,还是技术创新、组织创新等,都离不开对事物的分析。从不同角度分析事物,会得到不同的创新方案。在可拓学中,建立了从物质性、系统性、动态性和对立性(统称为共轭性)4个方面分析物的方法,称为共轭分析方法。该方法利用物元和关系元作为形式化工具,可以对物的“虚部、实部与虚实中介部”、“软部、硬部与软硬中介部”、“潜部、显部与潜显中介部”、“负部、正部与负正中介部”进行形式化分析,通过对物的各共轭部及其相互关系和相互转化的分析,可以得到解决矛盾问题的多种策略。共轭分析方法为人们全面分析物的结构提供了新的视角,也是某些解决矛盾问题的奇谋妙计的源泉。共轭分析方法立足于整体论与还原论相结合的思想。

1.1.3可拓变换方法

可拓变换是创新的工具和手段。在对变换的研究中,既要讨论其变换的形式,也要讨论变换的主体,变换的方法、工具、时间和地点,即需要从定性和定量两个角度去研究变换的形式和内涵;既要研究直接的变换,也要研究间接的传导变换;既要研究数量的变换,也要研究特征的变换和对象本身的变换;基于研究对象间的相关性,还必须研究传导变换的形式、内涵和传导效应。从变换的方式考虑,可拓变换方法包括基本可拓变换方法、变换的运算方法、变换的复合方法和传导变换方法。从变换的对象考虑,可拓变换方法包括论域的变换方法、关联准则的变换方法和论域中的元素的变换方法。如果变换的对象是物,根据物的共轭分析,可拓变换方法还包括共轭部的变换和共轭部的传导变换,称为共轭变换方法。对可拓变换方法的研究,结合关联函数的建立方法,为把解决矛盾问题的过程形式化、定量化提供了可操作的工具。

1.1.4可拓集合方法

可拓集合方法是从动态的、转化的角度对研究对象进行分类、识别和聚类的方法。可拓集合是以可拓变换和关联函数为基础的集合。针对不同的可拓变换,可拓集合有不同的可拓域和稳定域,就有不同的分类、识别和聚类形式,它形式化、定量化地揭示了矛盾问题的转化过程和转化结果,使分类、识别、聚类具有动态性和可转化性,更符合人类的思维模式和实际情况。

1.1.5优度评价方法

优度评价方法是综合多种衡量条件对某一对象、方案、策略等的优劣程度进行综合评价的实用方法。优度评价方法用关联函数来计算各衡量条件符合要求的程度,由于关联函数的值可正可负,因此这样建立的优度可以反映一个对象利弊的程度,使得评价更符合实际。优度评价方法包括一级优度评价和多级优度评价。一级优度评价方法中,衡量指标不分级;多级优度评价方法应用于衡量指标很多的情形,首先要对衡量指标进行分级,再对各级衡量指标赋予权重,从而对评价对象进行的综合评价。

1.1.6可拓创意生成方法

创意的产生是一个创造性的思维过程,它遵循“菱形思维模式”,即“先发散,后收敛”的模式。对于其发散的过程,一般人认为是比较难以把握的,似乎没有规律可循。实际上,在进行了恰当的问题界定之后,利用拓展分析、共轭分析和可拓变换,可以用形式化的方法,甚至借助计算机形成多种创意思路。这是发散过程的一种非常可行的形式化方法,对创意的产生有极大的帮助[8]。

对创意生成的研究,目前重点研究了解决不相容问题的创意生成方法和解决对立问题的创意生成方法,提出了创意生成的“三部曲”,即“拓展-变换-评价”,可以告诉人们创意从何而来、如何获得以及如何确定满意可行的创意[9]。可拓创意生成方法首先用可拓学中的基元形式化体系把问题用规范的形式表达,然后按照一定的程序进行拓展、变换和评价,可以借助计算机辅助完成,可操作性强。

1.2可拓创新方法体系的基本特征

可拓创新方法体系是在可拓学的思想和理论指导下产生和形成的,其基本特征如下。

1)形式化、模型化特征。为了使人们能够按照一定的程序进行创新,为了让计算机帮助人们生成创新方案,可拓创新方法采用形式化语言表达事、物、关系和问题,建立问题的可拓模型,表达解决问题的过程,表达量变和质变的过程以及临界状态,表达生成策略的过程和奇谋妙计。它是用符号方式反映研究对象内在关系的模型,因而是一种抽象模型。

2)可拓展、可收敛特征。在一定条件下,任何对象都是可拓展的,拓展出来的对象又是可收敛的,这是可拓创新方法体系的重要特征,它符合人类解决矛盾问题的“发散收敛”的思维模式,称为菱形思维模式。多级菱形思维模式表达了“发散收敛再发散再收敛”的过程。由于人们的创造性思维过程包括发散性思维和集中性思维,所以它将可以作为研究思维过程,特别是创造性思维过程的形式化工具。

3)可转换、可传导特征。可拓创新方法可用于研究事物的质与量的可变性、“是”与“非”的可转化性,不仅研究直接变换和变换的形式化,而且研究变换的传导作用。用形式化、定量化的工具研究化不相容问题为相容问题的创意生成、化对立问题为共存问题的创意生成,以及传导矛盾问题求解,是可拓创新方法体系的重要特征。

4)整体性、综合性特征。可拓创新方法体系中的共轭分析方法,既体现了中国古代的系统观和整体论的思想,也结合了还原论的分析方法;基元概念体现了质与量的有机结合,利用全征基元又可从整体的角度分析事物;在可拓集合中,用关联函数值的变化表达了量变与质变的过程,而对论域的变换又体现了从整体的角度处理矛盾问题的思想。因此,该体系具有整体性、综合性特征。

2可拓创新方法应用研究情况

经过多年的研究,可拓创新方法已逐步成熟,目前已在工程技术领域、信息科学与智能科学领域、经济与管理领域等得到广泛的应用,已在机械、建筑、日用品等的产品创新、技术创新、管理创新、组织创新等方面发挥重要作用,承接了相关的863项目、国家自然科学基金项目、各省市基金项目及科技计划项目等多项,发表了多篇论文论著,取得多项著作权和专利。

2.1论著情况

据不完全统计,国内有375家期刊发表了关于可拓学的论文,作者单位包括中国科学院、清华大学、北京大学、哈尔滨工业大学、浙江大学等200多家;仅2008年和2009年,有关可拓学的国内期刊论文共发表679篇;有关可拓学的博士、硕士学位论文共257篇。这些论文中,约90%是可拓创新方法在各领域应用研究的成果,包括在机械产品智能化设计、建筑设计、产品创新概念设计、智能控制、智能检测、管理等众多领域的应用[10-20]。详见可拓学网站http:∥web.gdut.edu.cn/~extenics/的“学科成果”栏目。研究者已将可拓创新方法应用于多个领域的矛盾问题处理与创新研究,据不完全统计,已在科学出版社等出版了30多部相关专著,如文献[3]、[8]、[21-32]等。

2.2承接项目情况

据不完全统计,截至2011年,国家自然科学基金资助的有关可拓学的研究项目50项,涉及信息科学部、工程与材料科学部、管理科学部、医学科学部、地球科学部、生命科学部等,研究者们将可拓创新方法与自己的研究领域相结合,取得多项创新性成果,同时也发展了可拓创新方法。如清华大学李健的“产品和工艺设计协同问题求解研究与实现(1996)”,广东工业大学蔡文的“可拓营销方法(1999)”,浙江工程学院李仁旺的“基于可拓学的CpC产品开发过程族建模理论与方法研究(2002)”,浙江大学徐保根的“基于可拓工程的土地可持续利用策略集生成方法研究(2002)”,中国科学院杨国为的“基于物元动态系统分析的智能化模型化概念设计研究(2003)”,浙江工业大学赵燕伟的“基于可拓逻辑的产品族适应性设计理论与方法(2005)”,哈尔滨工业大学邹广天的“可拓建筑策划与设计的基本理论及其应用方法研究(2006)”,广东工业大学杨春燕的“获取变化知识的可拓数据挖掘理论、方法及其实证研究(2006)”,东北大学于亚新的“面向案例的跨媒体信息检索技术的研究(2007)”,武汉大学胡宝清的“可持续水资源管理的可拓模糊量化方法研究(2007)”,中国科学院研究生院李兴森的“数据挖掘获取的知识的智能化管理研究(2008)”,南昌大学邓群钊的“循环农业模式可拓生成理论与应用研究(2008)”,大连理工大学徐凌的“基于SD-eBC及可拓分析的战略环境评价方法研究(2008)”,中国科学技术大学卢荣德的“霍山石斛光声智能检测及其光合过程最适化控制(2009)”,中国科学院研究生院张玲玲的“领域知识驱动的深层知识发现研究(2010)”,南京航空航天大学王体春的“面向大型复杂产品概念设计的知识可拓重用关键技术的研究(2010)”,华南理工大学靳学舟的“基于可拓petri网络的复杂动态城市公交调度建模及仿真(2011)”等。从这些项目可以看出,可拓创新方法已得到广泛应用。另外,研究者还承接了相关的863项目(如青岛大学杨国为教授承接的“鞋类产品和谐智能计算机辅助概念设计(CaCD)系统研究”)、多项各省市基金项目和科技计划项目等。

2.3取得的软件著作权和专利情况

可拓创新方法是形式化定量化研究各领域创新过程中的矛盾问题处理的有效方法,这恰是可拓创新方法可以软件化的前提。随着可拓逻辑研究的进行,自2005年召开第一次可拓软件研制研讨会至今,已有多领域的可拓软件面世,如可拓策略生成系统软件、可拓数据挖掘软件、可拓设计软件等。另外,随着可拓控制、可拓检测等研究的开展,很多学者也开始应用可拓创新方法研究硬件产品的开发,也获得不少相关专利。在可拓软件研制研讨会上演示过的部分可拓软件如表1。据不完全统计,已获得的软件著作权情况如表2,已获得(或已申请)的专利情况如表3。

创新的原理和方法论篇6

关键词:现代机械设计tRiZ理论体系开口扳手创新设计应用

中图分类号:tH122文献标识码:a文章编号:1007-3973(2013)012-245-02

1引言

当前各行各业的竞争尤为激烈,为提高核心竞争力,关键在于创新,从国内机械制造业的目前状况来看,存在很多缺陷,如技术落后、缺乏创新、市场不景气等,尤其是中小型企业,受经济技术条件的限制,新产品开发能力极其薄弱。在市场环境中,机械制造行业要想更好地发展,必须打破传统思维,积极创新,以往的创新方法主要包括试错法、头脑风暴法等,但其关键依赖于设计中的经验和灵感,具有很多不足之处,为此,需要寻找一种新的方法,即tRiZ理论。

2tRiZ理论

2.1简介

即发明问题的解决理论,该理论最早出现于上世纪40年代的前苏联,通过对技术更新、产品升级等内在规律的分析掌握,主动对产品的设计及发展趋势进行估测,经多年研究,逐渐形成一套严密的综合理论体系,包含着解决各种矛盾的创新原理以及相应的算法。直至80年代,该理论体系才介绍到其他国家,在世界流行,经过长期发展改进,除了工程技术领域,该理论的应用范围迅速扩大,涉及生物化学、医疗、教育、电子、商业、建筑等主诸多领域。

2.2内容

(1)该理论体系包括8个技术进化规律,能够实时掌握产品当前的技术状态,同时对其未来趋势进行预测,为研发新产品提供理论依据;此外,还有40个解决技术矛盾的原理,在此基础上,可根据实际情况制定比较适宜的解决方案。

(2)科学分析问题的思维方法,包括用于一般问题的多屏幕法,和用于复杂问题的物-场分析法等;创新算法aRiZ,在对较为复杂的问题进行变形后,逐渐深入分析,直到解决问题。

(3)该理论体系是建立在对百万项专利发明分析的基础上的,涉及诸多领域和学科,建立有相应的知识库,在进行创新时可从此获取已有的相关信息。

2.3解决过程

不管是产品,还是技术,都是按照一定规律发展的,需经历产生、发展和淘汰的过程,具有客观的规律,而技术的发展依靠的内在动力,主要在于对各种矛盾和冲突的解决,最终以最少的资源消耗获取最大的效益,这是该理论体系的核心理念。

tRiZ理论依赖的是技术进化原理,而保持技术不断进化的唯一方法就是不断解决出现的各种矛盾,在解决实际问题时,先将产品以tRiZ问题的形式表达出来,然后利用体系中的工具,如8种演化类型、冲突矩阵、39个工程技术特性等,求出该问题的模拟解,再将该解值转化为领域解。

技术冲突和物理冲突是tRiZ体系研究的主要对象,技术冲突即指折衷,受某部分的影响,使得系统的状态难以符合要求,多表现为一个事物的两个技术要求产生矛盾,如飞机油箱容量越大,飞行时间越长,但同时因质量加重会降低飞机的机动性,且需消耗更多的油量。该理论体系则通过建立39个标准技术特性及40个创新原理之间的对应关系,形成了40行40列的冲突解决矩阵,在其中可合理选择发明原理,解决技术冲突。

物理冲突指的是一个物体有相反的要求,如为了画出更细的线,我们希望将笔尖变得更细,但同时也很容易将纸划破。物理冲突是研究的重点,tRiZ理论在此方面提出了4种分离原理,依次为时间分离、空间分离、基于条件的分离、整体部分分离。在确定冲突的前提下,该理论体系能够引导设计者选择相适应的解决原理。

2.4优势

在竞争尤为激烈的当前时代,各行业要想更好地生存发展,提高核心竞争力,关键在于积极创新。tRiZ理论是实现创新设计的有效方法,与以往的头脑风暴法等相比,其优势更为突出,不但对创新的内在规律做了更深入的分析,而且对发展中出现的各种矛盾尤为重视,强调对矛盾的解决,不再逃避矛盾,另外,其随机性也有所降低,而是在研究技术发展规律的基础上形成的一个设计开发的完整过程。

大量的实践表明,对tRiZ理论加以合理应用,能够对问题情境进行系统分析,尽快触到问题本质,发现存在的矛盾,并确定正确的研究方向,而且有利于突破定式思维的束缚,从多个新的角度分析问题矛盾,并估测其未来趋势,在提升创新速度和产品质量等方面都大有裨益。

3创新设计tRiZ理论在现代机械设计中的应用

3.1开口扳手的设计

六角形的螺钉/母由于形状特殊,两条棱边要承受很大的力,在利用开口扳手拧螺丝/母或卸螺丝/母时,极易导致螺丝/母出现形变,加大操作的难度。针对此问题,应用tRiZ理论进行创新设计,可通过相应的解决工具解决出现的矛盾。先从39个标准的技术参数中选择一对特性参数:(1)提高质量的参数:物体可能产生的有害因素;(2)造成负面影响的参数:制造精度和新的改进加大了制造难度。将(1)和(2)代入到冲突矩阵,可得出四条相关的理论,依次是:(1)不对称;(2)维数变动;(3)抛弃和修复;(4)复制。对这些原理进一步分析,进行创新,研发新的产品,新设计的扳手在使用时,除了与螺丝/母的棱边相接触,还可与其侧面相接触,有效地解决了原来存在的问题。

从此实例中可知,在对技术或产品的某些参数和性能加以改进的同时,必然会造成其他参数的恶化,对此可应用tRiZ理论进行创新,借助冲突矩阵等工具解决技术冲突,使该理论的应用能力得到充分发挥。

3.2波音737发动机引擎罩的设计

作为享誉世界的飞机公司,波音公司在飞机的制造和改进中,应用了许多创新方法和技术。如在设计737时,技术上出现了矛盾,发动机要想吸入更多的空气,就要缩减发动机罩和地面之间的距离。二者之间产生了技术冲突,将其转化为物理冲突则是:发动机罩的直径尤为关键,为保证既能吸收更多的空气,又能保持机罩和地面原有的距离,可适当地增加机罩直径。接下来,可通过空间分离原理用于此物理冲突的解决,结合不对称原理,将对称设计改为不对称设计。

4tRiZ理论的推广

我国引进该理论的时间较短,相关研究较浅,需要进一步推广普及,在机械制造业引入该理论体系可借鉴日本的引进策略,先培养理论的带头人,并对企业外部的tRiZ资源加以充分应用;其次,选择适宜的方法,不断学习,同时合理使用各种软件工具;此外,还需大力宣传相关知识,建立良好的实际应用环境。

5结束语

tRiZ理论的优势不言而喻,在各行业的发展都有着重大意义,尤其在当前激烈的竞争环境中,其作用更为突出。然而,该理论体系在我国的应用时间较短,与国外相比,还有很大差距,因此,必须加大相关研究力度,将该技术进一步推广,进而提高国内现代机械的设计水平,以研发出更好的产品。

参考文献:

[1]郭青山.tRiZ理论及其在现代机械产品创新设计的应用[J].商业经济,2012,29(4):142-143.

创新的原理和方法论篇7

一、理论上的创新性

科学发展的事实表明:学科发展只有在理论上有所创新,其学术水平才能相应得到提高。护理学的发展同样离不开其学术水平的提高,理论上的创新性是强调护理论文的学术性或学术价值。当前,护士偏重于研究各种具体的护理技术及其操作规程。这些研究当然重要,但护理学作为一门独立的学科,需要从目前护理学所处的科学环境和社会环境方面对其进行理论上的研究。把护理的理论现状同社会对护理学的要求及护理学所要实现的目的联系起来,在护理学研究领域,提出新观点,或把已有的理论系统化、完善化。总之,对理论上的创新我们必须从当代科学发展的角度来认识。

理论上的创新需要理论思维方法参与,掌握理论思维方法,有较强的理论思维能力是成功的关键。所谓护理理论思维是护理工作者运用理论和智力对护理学的资料进行科学的分析,得出理性结论的过程。理论的基础是概念,是判断和推理的基础。因此,护理学概念的变化影响着护理工作者判断推理的思维过程。随着健康观念的转变,护理学模式的发展,护理学范围也在不断扩大。

由于科学的日益综合化,护理工作者在理论思维方法中应用的理论还应当包括一些其它自然科学,可以开辟护理工作者认识的新思路,建立新学说,获得护理学理论上的新发现。比如心理学理论对于认识心理因素的致病和治病机理,护士掌握心身护理也是必要的;行为科学理论用于研究人类正常行为和异常行为,进行行为疗法研究,对卫生、科普、提高遵护行为,对护理工作也是必要的;逻辑学运用于护理学,对护理这既成的事实和材料,形成概作者单位:266300青岛市胶州中心医院念,进而构成判断和推理,实现护理学理性认识的思维阶段;伦理学运用于护理学,建立了护理伦理学,也开拓了护理学的视野;哲学理论或方法运用于护理学,能使现代护理学理论发展到一个新的高度。

二、技术或方法上的创新性

技术或方法上的创新性是强调护理论文的应用性和使用价值。从护理学的发展来看,护理学虽然是研究理论的人少,实践者多,但护理技术或方法上的熟能生巧者并非很多,其原因可能与护理学的思维方式有关。局部的、功能制护理学模式理论指导下形成的静止的、主观的、片面的护理思维,是一种依赖性的思维方式,束缚着护理技术或方法的创新。护理技术、方法和与之有关的理论相结合,正在形成护理学本身的学说与观点,也就是说,护理学是既包括护理理论,同时也包括实践这种理论的各种技术的一门科学。若满足于现有的技术和方法,护理论文也不会有什么创新。

随着健康概念的提出,整体的、系统的护理学模式及其思维方法代替传统的护理学模式及其思维方法,都要求护理工作者运用新的护理思维方法,新的护理方法和新技术,或对原有技术、方法加以引进和改善,或把已有的技术、方法引进到护理工作的新领域。还要注意博览群书,触类旁通,多方位思考问题;熟练掌握技术操作,从机械性的操作中悟出与众不同的技巧、方法;善于怀疑,针对难点,寻找思维的特性。针对当前护理方法中最困难的问题进行思考,把手头的材料进行大胆的建构,重新组合已有的知识,使新技术新方法得以创见,也可把边缘科学的新技术融会到护理工作中,使护理技术或方法上的创新得以体现。

三、社会效益上的创新性

社会效益上的创新性是强调护理论文的社会效益和经济效益。护理论文一方面来自护理实践,为社会而写,有较强的社会性;一方面要指导实践,接受实践的验证,有较强的实践性,也就是说,护理论文是体现作者的工作方法和工作经验的工具,能够准确、客观、科学而具体地反映出作者的观点、方法和效果,护理论文的社会效益性主要反映在社会实践的效益上。

护理道德的效益原则植根于经济关系和社会实践中,它与商品经济和各种经济形式相联系。护理道德效益原则集中体现在病人利益和公益问题上,护理论文的社会效益是要增进人民的健康和长寿,要有利于社会公益,有利于生产力的发展和国家富强。经济效益是指护理社会卫生保健康复活动的耗费和成果的比较。要在护理服务过程中,降低劳动消耗和物质消耗,扩大服务范围和方式,发掘潜力,提高效率,增加合理收入。个体效益包括患者和护理人员两大方面。前者从病人的生命价值和健康价值、护理质量来衡量。后者以护理、保健、康复工作效益,个人的各种收入以及素质的提高为尺度。各种效益都要从整体全面综合考虑,使其协调发展。要避免重视社会效益而忽视个人效益,过分着眼经济利益而忽视救死扶伤、防病治病的基本职责。

创新的原理和方法论篇8

abstract:tRiZmeanstheoryofinventionproblemSolving,isanewguidingtheory.tRiZcanhelppeopletoeliminatethinkingobstaclesintheprocessofproblemsolving,andatthesametime,makeinnovationhaveobjectiverules.thispapersummarizestheoriginoftRiZ,corethoughtandtRiZtheorysystemanditsapplication,andpointsoutitssimulativeroleinthetechnologyinnovation.

关键词:tRiZ;技术创新;创新方法

Keywords:tRiZ;technologyinnovation;innovationmethod

中图分类号:F273.1文献标识码:a文章编号:1006-4311(2013)19-0001-03

0引言

技术创新是企业提升核心竞争力,实现可持续发展的重要手段。创新需要先进的方法指导,tRiZ的引入给我国的企业带来了强有力的创新武器,部分企业已经开展了tRiZ的学习和应用,并取得了显著的成效。但是,对于很多tRiZ初学者来说,他们认为tRiZ是一套非常复杂的理论,要非常专业的人员才能掌握,或者经过几天的理论学习之后,对如何运用tRiZ来解决实际问题,仍然很困惑。本文介绍了tRiZ的核心思想、tRiZ的理论体系,总结了tRiZ解决实际问题的具体流程以及tRiZ各个模块在解决问题中的作用,指出了tRiZ对技术创新的促进作用。

1tRiZ简介

1.1tRiZ起源tRiZ是由原俄文字母的缩写(ТеорияРешенияИзобретательскихЗадачТРИЭ),并按iSo/R9-1968e规定,转换成拉丁字母Тt、Рi、ИR、ЗZ即tRiZ,其含义是发明问题解决理论[1]。

根里奇·阿奇舒勒(G.S.altshuller1926-1998)是前苏联的一位天才发明家和创造学家,14岁时就获得了首个专利-水下呼吸器。阿奇舒勒从前苏联军事专科学院毕业后,成为海军专利局的一名专职审查员,这为他从事对专利发明的研究,继而转向对创造发明规律的研究创造了极好的条件。1946年开始,阿奇舒勒领导前苏联的数十家研究机构、大学、企业组成了tRiZ的研究团队,分析了世界近250万份高水平的发明专利,总结出各种技术发展进化遵循的规律模式,以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则,建立一个由解决技术问题,实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系,并综合多学科领域的原理和法则,建立起tRiZ理论体系[2]。

20世纪80年代中期前,tRiZ理论仅封闭在前苏联范围内,此后,随着一批前苏联科学家移居欧美等国家,tRiZ理论在全世界范围内开始广泛传播,世界各国研究tRiZ理论的专家学者越来越多,极大推动了tRiZ理论的发展和完善。

1.2tRiZ的核心思想及其特点[3]tRiZ的核心思想:首先,无论是一个简单产品还是复杂的技术系统,其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的,即具有客观的进化规律和模式;其次,各种矛盾的彻底解决是推动这种进化过程的动力;再就是技术系统发展的理想状态是用尽量少的资源实现尽量多的功能。

相对于传统的创新方法,例如试错法,头脑风暴法等,tRiZ理论具有鲜明的特点和优势。它成功地揭示了创造发明的内在规律和原理,着力于澄清和强调系统中存在的矛盾,而不是逃避矛盾,其目标是完全解决矛盾,获得最终的理想解,而不是采取折衷或者妥协的做法,而且它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程,而不再是随机的行为。实践证明,运用tRiZ理论,可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品;它能够帮助我们系统地分析问题情境,快速发现问题本质或者矛盾,它能够准确确定问题探索方向;tRiZ还能够帮助我们突破思维障碍,以新的视觉分析问题;还能根据技术进化规律预测未来发展趋势,帮助我们开发富有竞争力的新产品。

2tRiZ的理论体系及其发展

tRiZ是一套成熟的方法理论体系,包含着许多系统、科学而又富有实操性的问题分析方法与解决工具。经过半个多世纪的发展,tRiZ理论已形成了成熟的九大经典理论体系,并在实际应用过程中逐渐发展、完善。

2.1经典tRiZ理论体系tRiZ的经典理论体系包括[4]:①S曲线和技术系统进化法则;②最终理想解(idealfinalresult,iFR);③40个发明原理;④39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩阵;⑤物理矛盾和四大分离原理;⑥物一场模型分析;⑦发明问题的标准解法;⑧发明问题解决算法(aRiZ);⑨科学效应和现象知识库。

tRiZ九大理论体系在分析或解决问题中,有其各自的作用,如:S曲线和技术系统的这进化法则可以应用于产生市场需求、预测产品发展方向从而做出前瞻性决策、产生新技术、进行专利规避、制定企业战略和指导设计活动。最终理解想所明确的方向和位置,可以保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解,从而避免了传统创新方法中缺乏目标的弊端,提高了创新设计的效率。工程参数用于将问题进行提炼,并描述为技术矛盾或物理矛盾,然后通过查找矛盾矩阵或运用分离方法,最终运用创新原理,构思出问题的解决方案模型。物场分析法通过建立系统内结构化的问题模型来正确地描述系统内的问题,用符号语言清楚表达技术系统(子系统)的功能,正确地描述系统的构成要素及构成要素之间的相互联系。物-场分析方法建立在产品功能分析基础上,通过建立现有产品功能模型的过程,可以发现有害作用、不足作用及过度作用等问题,产品或系统中问题存在的区域是设计冲突可能存在的区域。阿奇舒勒经过分析大量的专利后发现:如果所解决问题的物-场模型相同,那么最终解决方案的物-场模型也相同。发明问题的标准解法提供了76个针对物场模型所描述的标准问题的解法。aRiZ是发明问题解决过程中应遵循的理论方法和步骤,是基于技术系统进化法则的一套完整问题解决的程序,是针对非标准问题而提出的一套解决算法。aRiZ的特点是使用流程化的步骤来解决复杂的工程问题,能够快速接近最优解;可以在系统最小改变或者没有系统参数恶化的情况下消除问题;而且由于aRiZ基于进化法则,具有较高的可信度和有效性。为了帮助工程人员更好的应用效应解决创新问题,tRiZ创建了知识效应库。在tRiZ中,效应被当作“黑箱”系统,没有内部结构,不能进一步分解,只对特定输入产生特定响应[5]。效应的排列依据功能原则,而不是传统的技术领域排列,工程人员首先决定创新问题需要解决的功能,然后根据相应功能很容易选择所需要的效应。由于研究人员对本专业以外的领域知识往往不太熟悉,这种新的组织方式可以大大缩短搜索效应所需要的时间,提高效应库的使用效率。

2.2现代tRiZ的发展[6]tRiZ理论经过了50多年的发展,一方面,自身理论得到一定的发展和完善,如工程参数与创新原理的扩展,各种创新软件相继问世、应用,出现了一些新的工具,tRiZ的应用领域也从工程领域逐渐扩大到管理、社会等领域;另一方面,tRiZ开始实现与其它理论的集成应用。tRiZ主要是解决设计中如何做的问题,对设计中做什么的问题未能给出合适的工具。而QFD、六西格玛设计等通过一系列分析手段,指明了做什么,但是“如何做”却是薄弱环节,因此,将tRiZ与QFD、六西格玛相结合,发挥各自优势,实现集成应用,则能更好的解决设计问题,实现技术创新。

3tRiZ的解题流程

tRiZ作为一套方法学体系,为我们提供了统一的解决问题的步骤和思路,就是将特殊的问题转化为tRiZ的标准问题模型,然后运用相应的工具去求解,得解决方案模型,在此基础上形成问题的具体方案。图1给出了tRiZ的一般解题流程,对于问题模型的构建,同样的问题可以描述成不同的问题模型,图中给出的是一个通常有效的顺序,但是并不限定于此顺序,一个复杂的问题,可以尝试各种问题模型和工具。

3.1问题分析对于一个工程技术问题的解决,分析问题往往是个很关键的部分,通过层层分析,可以透过问题现象找到问题产生的根本原因,也就是解决问题的着手点。在运用tRiZ来解决问题时,第一步,要对问题进行描述与定义,说明问题所在系统的组成、工作原理、问题发生的条件;第二步,建立功能模型,分析工程系统和超系统组件的功能、组件间的作用关系,分析哪些作用是有害的、不足的,找出造成系统问题的关系因素;第三步,根据前两步分析出造成系统的关键因素,选择进行组件价值分析、因果分析或资源分析。组件价值分析,根据理想度公式计算出系统中各个组件的功能价值,对于理想度低的组件采用裁剪的方法进行系统有用功能的重新分配,同时将问题转化为关键问题。因果分析,可以通过对问题的层层深入,找到问题产生的根本原因,寻找解决问题的着手点。资源指的是问题所处环境中存在的物体、信息、能源、或者材料的属性。资源分析,帮助我们找出解决问题所缺乏的资源,可以转化为待解决的问题点,资源分析还帮助我们找出系统内外各种可用的资源,在后续解决问题的过程中,往往可以起到至关重要的作用。

3.2问题解决tRiZ解决问题的模式是将初始问题转化为标准问题模型,通过对标准问题运用tRiZ工具,得到解决方案模型,然后转化为工程方案。tRiZ提供了四种问题模型以及相应工具和方案模型:①技术矛盾,将待解决的具体问题转化为用39个通用工程参数描述的技术矛盾,通过查找矛盾矩阵,找到针对问题的创新原理,即解决方案模型;②物理矛盾,将待解决的问题准确描述和定义为物理矛盾,解决物理矛盾的核心思想是实现矛盾双方的分离,运用分离原理作为工具来解决物理矛盾,得到解决方案模型;③功能模型,通过分析待解决问题系统中组件及组件间的相互作用关系,建立功能模型,运用知识效应库,产生解决方案模型;④物场模型,将待解决的具体问题转化为利用物质和场来描述的标准物场模型,分析物场模型中不足、过度、有害的作用,查找对应的76种标准解法,得到解决方案模型。

3.3方案验证运用tRiZ对问题分析、求解,得到的通常是解决方案模型,工程技术人员还需要运用自身的专业知识、工程经验等将解决方案模型转化为实际的工程方案,并进行评估、验证,形成最终的解决方案。

4总结

tRiZ理论不是针对某个特定的创新问题,而是一套解决问题的方法理论。tRiZ并不直接解决问题,而是通过将一般问题转化为标准问题,建立问题的模型,再运用相对应的工具来进行求解。tRiZ的原理和工具不局限于任何特定的应用领域,对所有创新问题的解决都有指导作用,并且可以和其它方法如六西格玛设计、QFD集成应用,相互补充,促进技术创新、企业发展和社会进步。

随着tRiZ进入中国以及科技部的重视,国内已有一批高校和企业开展了tRiZ的研究和培训工作,尤其是在创新方法试点省项目实施以后,更是给tRiZ在中国提供了新的发展机遇,tRiZ在部分省市得到了快速的普及,很多企业引入tRiZ,将tRiZ用到解决企业实际问题中去,带来了显著的社会经济效益。

参考文献:

[1]赵敏,史晓凌,段海波.tRiZ入门及实践[m].北京:科学出版社,2009.

[2]JameSK.17Secretsofaninventivemind:HowtoConceiveworldClassproductsRapidlyUsingtRiZandotherLeadingedgeCreativetools[eB/oL].tRiZJournal,november,1996.http://.

[3]中国发明网.tRiZ理论(发明问题解决理论)简介[eB/oL].http://.cn/tRiZShow.asp?newsiD=12.

[4]谢东钢,王建国,杨拉道,陈坚兴,张国华.tRiZ理论是科技创新的现代化工具[J].重型机械,2010(S1).

创新的原理和方法论篇9

[关键词]创新;tRiZ;规律

科技创新是一项艰巨的工作,需要付出大量创造性的劳动。在tRiZ理论产生以前,许多科技创新由于缺乏正确的创新理念以及科学的理论方法指导,致使创新带有很大的偶然性与随机性。人们解决创新问题,往往是依靠自己有限的知识,用惯有的思维模式进行不断的试错,以求得一条通往问题答案的路径。毫无疑问,这样的创新过程效率是极其低下的,创新能力也很难得以提高。1946年由前苏联专家阿奇舒勒(altshuller)创立的创新问题解决理论(theoryofinventiveproblemSolving—tRiZ),是一种全新的创新性问题解决方法指导性理论。tRiZ解决了人们创造性解决问题过程中存在的思维障碍,同时,使实现创新有客观规律可循,能像解决一般技术问题一样有方法、有步骤地进行。

一、tRiZ理论与方法

1.tRiZ的核心理念。tRiZ认为,创新并不是灵感的闪现和随机的探索,它存在解决问题的一般规律,这些规律和原则可以告诉人们按照什么样的方法和过程去进行创新并对结果具有预测性和可控制性。这就是tRiZ理论最核心的理念。

2.tRiZ的理论基础。矛盾、演化、资源和理想度是tRiZ理论的基础。tRiZ理论认为,解决创新问题的关键是要解决矛盾。在tRiZ中,将矛盾分为技术矛盾和物理矛盾。技术矛盾是指一个系统中两个子系统之间的矛盾,一般涉及到两个工程参数a和B,当a得到改善时,B则变得恶化。物理矛盾是指一个子系统中有益功能的加强同时导致该子系统有害功能的加强。

阿奇舒勒在专利研究中发现了对产品开发创新具有重要指导作用的技术系统的8条演化模式:

(1)技术系统有自己的生命周期,一般经历4个阶段:婴儿期、成长期、成熟期、衰退期;

(2)技术系统是沿着提高其理想度向最理想系统的方向进化;

(3)技术系统中子系统之间的进化不均衡,导致子系统间矛盾出现的原因;

(4)技术系统演化过程中动态性和可控性逐渐增加;

(5)技术系统趋向于首先向集成度增加的方向,紧接着再进行简化;

(6)在技术系统的进化中,子系统的匹配和不匹配交替出现;

(7)技术系统由宏观向微观转化,使用不同的能量场来获得更多的性能或控制性;

(8)技术系统向减少人工介入方向演变。

在这8个模式中,技术系统向提高理想度方向进化是最重要的一条进化模式,它为创造性问题解决指明了努力的方向。理想度是指技术系统所有有用效果(包括系统发挥作用的所有有价值的效果)和有害效果(成本、能量消耗、风险等)的比值,技术系统的任何改进必须致力于提高理想度。tRiZ提供了两种方法来提高理想度:

(1)充分利用系统内的可用资源,包括未占用空间、空闲时间、能量、信息甚至废料等。

(2)应用物理、化学、地理等现象节省资源或简化资源。

3.tRiZ的主要方法和工具。当我们遇到一个创新问题时,应该先对此问题进行分析,把它转换为一个标准tRiZ问题,然后利用tRiZ提供的解决问题方法和工具得出该tRiZ问题的解,再与具体问题相对照,考虑实际条件的限制,转化为具体创新问题的解,并在实际设计中加以实现。这就是运用tRiZ解决创新问题的方法。见图1。

从图1中看到,从转化成tRiZ问题到得出问题通解需要用到tRiZ方法和工具来进行解决。tRiZ理论提供的主要方法和工具有:

(1)矛盾矩阵和创新原理。为了消除技术矛盾,必须找到形成技术矛盾的工程参数。阿奇舒勒总结出39个通用工程参数来描述技术矛盾和40条创新原理来消除技术矛盾,从而创建了矛盾矩阵。矛盾矩阵为40*40矩阵,第一行代表39个需要改进的技术参数,第一列代表39个引起恶化的技术参数,行与列的交叉处构成技术矛盾,并列有解决技术矛盾所推荐的创新原理序列号。表示这对技术矛盾能由这些创新原理来消除。如表所示矛盾矩阵一部分。参数29为恶化参数“制造精度”。参数25为优化参数“时间损失”,二者产生矛盾,推荐解决原理为24,26,28和18号创新原理。对于物理矛盾,tRiZ采用分离原理来解决,主要有从时间、空间上分离,部分与整体分离,按条件分离等4类解决方法。

(2)物质场分析模型和76个标准解。技术系统中最小的单元由两个元素以及两个元素间传递的能量组成,执行一个功能。分别为两种物质S1、S2和物质间相互作用的场F。因此,功能可以这样描述:物质S1通过场F作用于物质S2。见图2。

物质S1,S2可以是任何对象,场F是能量的总称,如机械能、电磁能等。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个标准解。共分为5类:①构建和破坏物质场;②开发物质场;③从基础系统向高级系统或微观等级转变;④度量或检测技术系统内的一切事物;⑤描述如何引入物质或场。

(3)创新问题解决算法aRiZ。对于某些复杂问题,由于无法分析出明显的矛盾,不能直接依靠矛盾矩阵和物质场分析解决,必须对其分步进行分析,不断对问题进行细化,直到找出问题解决方案。aRiZ提供了特定的算法步骤,能够帮助我们实现由复杂模糊的问题情境向明确的发明问题的转变。

(4)科学和技术知识效应库。效应,就是不同科学领域里的一些自然定律,包括物理、化学、地理和几何学等。通过对专利的研究发现,很多创新方案就是在特定工程领域应用没有使用过的自然效应得到的。自然界的效应数量远远地要多于一个工程人员所能掌握的数量。因此,为了帮助工程人员克服知识的局限性问题,更好地应用效应解决创新问题,tRiZ创建了知识效应库。转贴于

二、tRiZ与传统创新方法的比较

传统的创新方法,如试错法、头脑风暴法、综摄法等,在tRiZ理论没有创立之前,是人们进行发明创造采用的主要方法。不可否认,这些创新方法在促进科技进步过程中发挥了不小的作用,但是,这些方法的缺憾也是非常明显。

试错法是纯粹经验的创新方法,依赖于个人的经验和知识领域,而且创新过程没有方向性,因此效率十分低下;头脑风暴法是对试错法进行改进之后产生的,虽然相对于试错法有了一定的改进,帮助克服思维惯性,但头脑风暴不控制思维过程的缺陷常常使得问题进入漩涡,长时间无法得到解决,效率仍然不高;综摄法是改进了的头脑风暴法,将类比的方式引入其中,试图系统地从一个全新角度看待问题,借此消除心里惯性。可惜的是,综摄法没有研究技术系统进化的规律。

与传统的创新方法相比,t1UZ有以下优势:

1.tRiZ总结出创新的规律性,使得创新过程效率提高。创新并不是灵感的闪现和随机的探索,它存在解决问题的一般规律。tRiZ理论包括的具有普遍性的创新方法和规律,是经过对大量发明的分析和研究、提升和总结的来的。运用tRiZ,使得解决创新问题过程变得不再盲目,有效避免了反复探索工作,研究者能够根据这些规律,从各领域创新实践中产生问题解决方案,使创新过程效率得到了明显的提高。

2.tRiZ帮助打破思维定势和知识领域界限。在创造性解决问题的思考过程中,人们的思维惯性和有限的知识领域,严重地阻碍了创新的过程。tRiZ理论中提供了诸如九屏幕法、尺寸一时间一成本(StC)算法、小矮人法等一系列科学方法,帮助人们在分析问题的过程中打破思维定势,激发创新灵感,从更广的视角看待问题。并且,tRiZ是基于知识的方法,提供了创造性解决问题的启发性知识,这些知识是从全世界范围内大量高水平专利中抽象出来的,它完全打破了知识领域界限。

3.tRiZ能帮助预测产品的技术发展趋势。如何预测下一代产品的技术发展趋势的问题,是一个具有战略决策意义的问题,这用传统创新方法根本无法解决。而tRiZ理论总结出了技术系统的8大进化规律,这些规律对于产品的开发创新具有重要的指导作用,让决策者清晰地了解到在什么阶段该采用什么样的技术来发展自己的产品,有效地取得产品的竞争优势。

4.tRiZ具有良好的可推广性和普适性。与通常的创新方法比较,tRiZ是可传授的,可以用语言以及文字的方式来表达它的作用,是可以作为一门学科向众人推广的,与其不同的如试错法、头脑风暴法、综摄法法等等都有局限性,只适用于局部的有专长或是一定经验的人群,因此,tRiZ具有良好的可推广性。同时,tRiZ具有良好的普适性。不同领域问题的解决往往遵循共同的规律,同一创新规律往往在不同科学和工程领域反复应用。tRiZ理论包括的具有普遍性的创新方法和规律,是经过对大量发明的分析、研究、提升和总结来的,tRiZ能够被广泛应用到不同领域。

三、tRiZ理论的应用及需要注意的地方

1.tRiZ理论的应用。tRiZ理论经过半个多世纪的发展,形成了一套较为完善的理论体系和工具,并且已经在许多行业得到了广泛的应用。许多企业在应用tRiZ的过程中,不仅取得了重大的经济效益,而且极大地提高了企业的自主创新能力。

如在航空行业,2001年,美国波音公司邀请原苏联的tRiZ专家,对其450名工程师进行了为期2周的培训,取得了767空中加油机研发的关键技术突破,从而战胜了空中客车公司,赢得了15亿美元空中加油机订单。在通讯行业,2004年,Ut斯达康通讯有限公司利用以tRiZ理论为核心的计算机辅助创新平台pro/innovator解决了机顶盒天线连接问题和电磁兼容问题,缩短了新产品研发周期,节省了大量的研发经费。

除此之外,tRiZ理论还能应用到企业管理领域,例如矛盾矩阵可以用于解决管理和组织矛盾;物质场模型可使高度复杂问题变得可视化;系统演化规律可以预测未来的商业模式;预期失效判定工具可以预测和评估决策风险等。

2.tRiZ应用过程中需要注意的地方。tRiZ理论作为一种全新的科技创新方法论,其研究与应用已经获得了很大的普及和发展,大大提高了创新的效率。但仍然有它的一些缺陷,因此,我们在应用tRiZ理论进行创新工作的过程中需要注意以下几点:

(1)tRiZ理论一定要借助计算机技术进行创新过程的实现。tRiZ的理论体系十分庞大,所提供的一些创新工具在分析解决问题过程中步骤很多,人脑是有局限的,一些简单的创新问题可以依靠人的思维直接分析解决。然而面对复杂、庞大、高难度的创新问题,单靠人脑是无法解决问题的。而借助计算机辅助创新技术Cia,运用软件平台pro/innovator在引导设计者系统分析问题、分解矛盾方面都非常的快捷,如问题的分解、矛盾矩阵的建立等等。

(2)tRiZ理论一般用于产品设计的概念设计阶段,针对产品研发过程,尤其是概念或方案设计阶段以及现有产品持续改进过程中提供先进的创新理论、方法及多学科知识的支持。但是当确定选择或者借鉴某种思路的话,要应用到实际中去,如何与实际情况相结合,tRiZ理论并没有提供指导思路,因此,当我们要将解决思路应用到实际中时还有大量的后续工作需要完成。

(3)在应用tRiZ理论结合Cia技术解决创新问题的过程中,从问题提出、系统分析、问题分解、创新原理的选用到最后生成问题解决方案,均依靠用户自身的主观分析和判断,因此,应用Cai技术生成问题解决方案的过程会受到用户自身的知识背景、专业技能和综合素质的影响。要充分发挥tRiZ理论在创新问题解决过程中的作用,需要应用单位有一支高水平、高素质的技术人员团队。

(4)解决创新问题的关键是解决矛盾,tRiZ理论提供的解决矛盾的方法一般针对的是相对独立的矛盾,比如能分析出问题涉及的两个工程参数a和B,当a得到改善时,B则变得恶化。但如果面对的不是独立的矛盾,而是一个矛盾集合体,比如参数a的变化还受参数c的变化影响,参数B的变化还受参数D的变化影响,而参数C和D之间也有牵连……对于这样复杂的矛盾体,tRiZ理论并没有提供具体的解决方案,要解决这样的创新问题,也许还要涉及到与其他创新设计方法的结合。

参考文献:

[1]郑称德.tRiZ的产生及其理论体系——tRiZ:创造性问题解决理论[J].科技进步与对策,2002,(1).

[2]丁俊武,韩玉启,郑称德.创新问题解决理论——tRiZ研究综述[J].科学学与科学技术管理,2004,(11).

创新的原理和方法论篇10

创新型人才是提高国家自主创新能力、建设创新型国家的重要保障[1]。高等院校是培养创新性人才的重要阵地,近十多年来,围绕培养创新型人才,我国对高等院校的本科教育教学进行了一系列改革,工作已涉及到教育教学的主要环节。近年来,河南农业大学以强化创新型人才培养为目标,从理论教学到实践教学也开展了诸多方面的教学改革,以满足新形势下社会对人才培养的需求。

《作物施肥原理与技术》是我校农业资源与环境本科专业的一门专业核心课程,该课程主要内容也是农学类相关专业开展《土壤肥料学》教学的重要组成部分,对培养学生掌握养分资源高效利用管理知识与技能具有重要作用。课程建设是学校教学建设中的基础性环节,也是提高教学质量、培养合格人才的关键性环节[2],作物施肥原理与技术课程组,围绕该课程的教学目的,根据学校教育教学改革要求,以增强学生创新意识和创新能力为目标,不断推进该课程的教学改革与建设,并取得了良好的效果。

一、根据课程特点和创新性人才培养要求确立教学指导思想

在《作物施肥原理与技术》教学过程中,一方面结合该课程既具有一定的理论性,又具有较强的实践性的特点,坚持“理论教学与实践教学相互促进,以理论教学服务于实践教学”的指导思想,精心组织理论教学和实践教学,理论教学注意讲透各个原理的重点、要点、难点,紧跟学科发展动态,理论联系生产实际,将研究成果和发展动态向同学介绍,使学生掌握合理的知识结构;实践教学注重对理论知识进行深化,同时为学生提高实践能力创造实践条件、实践环境和实践氛围,增强学生实践能力。另一方面,结合创新型人才应具有的创新能力、创新意识等特征[1],在教学方法上,以“学生是创新教育的主体,教师是主导”为教学指导思想,从培养学生好奇心、求知欲和洞察力出发,通过教师定向引导促进学生主动性、创造性地学习与实践;此外,教学中我们坚持正确的价值导向,通过改革评价体系与方法,形成“宽容失败、鼓励创新”的价值导向,评价学生不单一地看考试成绩,而是还要看学生运用理论知识解决问题的能力,从而引导学生注重创新能力的培养。

二、结合地方需求和课程特点提出课程教学大纲

课程教学大纲规定了课程教学的目的,任务,教学内容的范围、深度和结构,教学进度以及教学方法上的基本要求,教学参考书目等内容,是教师组织实施课程教学的重要依据,因此成为课程教学模式改革的着力点。为适应创新型人才培养目标需要,本课程在教学大纲修订过程中,结合河南地方经济社会发展需要,提出该课程的教学目的是,通过本课程教学,使学生系统掌握施肥科学的基本理论、基本知识和基本方法和作物施肥新技术,为指导河南粮食核心区建设和中原经济区建设中肥料资源合理利用打下坚实的知识与技术基础。在理论知识方面:要求学生了解作物合理施肥的基本原理、原则和依据,掌握推荐施肥、营养诊断施肥的基本方法,河南主要作物的营养特性与施肥技术;在实验技能方面:要求学生能够根据河南主要作物的生长状况、需肥情况、土壤供肥情况、作物施肥效应等进行农田施肥推荐、施肥计划制订、作物营养诊断与施肥指导、农田养分分区管理等。在教学环节的按排上,注重课内与课外教学并重、校内与校外教学结合,以实现理论教学服务于实践教学的指导思想。在教学环节的组织上,采用理论教学与实验课、实习环节、课程作业和专题讨论穿插按排,使学生边学习边练习,深化理论学习,促进理论联系实际。为扩大学生的知识面,促进学生自学活动,除讲授以本课程组主编的面向二十一世纪课程教材《作物施肥原理与技术》教材内容外,还为学生指定了相当数目的参考书、文献资料、专家讲座课件供学生学习。

三、采取具体措施,确保教学内容的先进性、系统性和实用性

如何在有限的学时内实教现学目标,组织好课堂教学内容十分重要,为提高课堂教学效果,本课程一是结合当前农业科技发展趋势和社会经济发展需求,不断淘汰陈旧的教学内容,与时俱进地增加新的教学内容,以确保课程教学内容的先进性。为此,我们在教学中除及时向同学们介绍最新的施肥科学研究成果外,还利用学院课程论证制度,每年邀请肥料行业的领导与专家、外校同类课程教师和毕业生等参加论证,请他们结合自身工作需要、科学研究需要,指出课程教学内容中存在的问题和改进建议。二是确保教学内容的系统性。为此,在教学中实行了模块化教学,将课程内容整理归纳成四大模块,即施肥决策依据模块、施肥决策方法模块、施肥技术手段模块和施肥理论与技术应用模块,分别讲授合理施肥的基本原理、施肥原则与依据,产前定肥与产中调肥的推荐施肥技术方法,现代施肥技术手段和作物营养特性及其施肥技术。通过模块化教学,突出了章节间的内在联系,方便学生对知识的理解掌握。三是确保教学内容的实用性,是指在组织教学时,重点讲授生产实践中已广泛应用或有很好应用前景的技术方法,例如尽管生产实践中人们提出的推荐施肥方法多达几十种,而在关于推荐施肥方法讲授中,仅重点介绍几种目前测土配方施肥中广泛应用施肥方法,如养分平衡法、土壤肥力指标法、肥料效应函数法和作物营养诊断法。

四、转变教学观念,以教学方法与手段创新提高课堂教学实效

为培养具有创新意识和创新能力的人,我们在教学过程中积极转变教学观念,建构新型的师生关系。一是改变教师是知识的传授者的观点,将教师转变为学生学习的引导者。其实现途径是根据不同教学内容要求,灵活应用引导式教学、讨论式教学和实例式教学等不同教学方法,调动学生学习兴趣,激发学生探究问题的内在动力。具体来说,引导式教学是在课堂教学中尽量让学生在有限的时间内了解课程知识体系的基本框架而不是面面俱到的讲解,给学生留下思考问题的空间,从而启发和引导学生开展自主学习,去完善和补充知识、深化和提升认识;同时强调生自主学习过程中的跟踪指导,加强对学生获取信息能力、信息分析与总结、知识表达与交流等方面能力的培养。讨论式教学是针对一些教学难点和关键知识点,以思考题的形式组织课堂讨论,并在讨论中应用联系、比较等方法启发学生的思维灵感,进一步通过鼓励和启发,使学生产生探索问题的渴求,而达到让学生对基本概念、基本理论、基本方法的深入理解和灵活应用的目的。例如我们在讲授养分平衡施肥法后,给学生出了一道这样的思考题:“请根据养分平衡法的原理,结合第二章所述的施肥的基原则之地力可持续原则,以及氮磷钾不同种类养分的培肥地力特点,谈谈养分平衡施肥法有什么不足?若用此法作为推荐施肥的唯一方法时可能产生什么问题?”实例式教学是在课堂的教学中结合所讲理论问题,结合实例进行教学。例如在讲授各种施肥量推荐方法时,不但讲授方法的原理,而且结合地方工作实际,讲授如何通过工作组织实施,将不同的测土配方推荐施肥方法灵活运用,制订出区域农田施肥管理中可操作性的施肥配方。练习式教学是针对课程教学的难点,通过课堂或课后留作业、改作业,讲解作业的方法帮助学生巩固课堂知识,达到加深印象、巩固知识、深化理解的目的。本课程中肥料效应的边际分析、经济最佳施肥量、最大利润率施肥量、有限肥料的合理分配以及经济合理施肥量的确定等,因运用到较多的数学知识,学生学习后对知识不能一下子消化吸收,即采用练习式教学方法。

教学手段创新有助于促进教学。目前多媒体教学已广泛运用到课堂教学中,为更好地应用好多媒体教学,坚持“三个注重”,一是注重对教学内容高度总结提炼,尽可能以简洁的文字、直观的图表以及影像资料说明问题;二是注重幻灯片的制作力求精美,尽量以制作艺术品的要求对待幻灯片的制作,对版面、字体、色彩、图表组合等精心构思;三是注重提前对幻灯片进行链接加工、动画编辑,以顺利实现非连续幻灯片之间的切换和重点内容展示的突出。

五、以能力评价为导向,探索创新型人才学习成绩评价方法

为促进大学生重视应用能力培养,本课程考试中,改革过去仅以期末考试评定学生学习效果的成绩评定方式,而是采用成绩综合评定法。总成绩除参考期末考试成绩外,还将课堂讨论成绩、平时作业成绩、实验实习成绩计入总成绩中,其中课堂讨论成绩占20%,平时作业占10%、实验实习占10%、期末成绩占60%。同时改变期末考试单一采用笔试的方法,而是笔试与口试并用,基本概念和基础性知识考查用笔试,知识的灵活运用能力考查用口试。该考试方法改革很好地纠正了学生“考前突击,学而不用,考后忘记”的学习陋习。

六、强化实练和综合运用知识能力培养,加强实践教学改革

本课程在实验、实习等方面开展实践教学改革。其中实验课改革主要改变过去以开展验证性试验为主的做法,变为以开设综合性、设计性实验为主,通过养分丰缺指标的建立、氮素营养诊断指标的建立、区域施肥模型建立、县乡级施肥计划的制订等实验的完成,以加深学生对合理施肥基本理论的理解。实习方面主要做法是改革单纯的课程实习的做法,将该课程与《植物营养学》、《配方肥的生产原理与技术》、《无土栽培》、《农业化学研究法》等课程组成综合实习,通过市场调查、企业调查、农户调查、技术人员调查等了解作物施肥中存在问题,通过深入农田、试验田、示范田发现施肥中存在的问题和了解先进农业技术的应用效果。同时强调“实练”,让学生感受真实。每年在《作物施肥原理与技术》授课期间,均要带学生到肥料长期定位试验点对比观察不同施肥处理的作物长势情况;在遇到干旱、寒冷等气侯异常的年份,积极组织学生到周边农村察看作物长势,讨论应变性补救措施。另外,积极构建作物施肥原理与技术课程网络教学平台,将教学视频、课件、思考题、案例、学习资料和资源上网,将一些知名学者的讲座、国家农业相关政策、施肥技术指标与标准等内容放入园地供学生进行辅助性学习,激发学生的学习兴趣。