TRIZ理論在創新思維培養中的應用

摘? 要：為應對信息智能時代的戰爭形態轉變，聯合作戰指揮需要的不再是單純的技能型人才，而是對具有創新精神與實踐能力的應用型、復合型人才的需求更為迫切。文章在深入分析TRIZ創新理論及應用現狀的基礎上，探索如何運用TRIZ理論結合新工科背景促進學生創新思維模式訓練，并以指揮信息系統工程專業人才培養為例，對教學模式、教學工具的運用方法進行了驗證，探索了TRIZ理論指導下的創新人才培養模式。

關鍵詞：新工科；創新思維；TRIZ理論；應用實踐

一、引言

聯合作戰指揮保障人才的培養目標是培養具備過硬的思想政治素質、深厚的科學文化基礎、良好的軍事基礎素質和身體心理素質，熟練掌握指揮信息系統工程相關學科專業領域的基礎理論、基本知識、基本方法和基本技能，具有較強的系統整合思維能力、推理和解決問題能力、創新實踐能力、語言文字表達能力、溝通協作能力、領導管理能力，具備良好的發展潛力，能夠勝任崗位工作，掌握信息化時代的軍事領域指揮控制活動基本規律，有效駕馭指控信息系統技術，引領部隊信息化建設的高素質新型軍事人才。這與TRIZ理論關于創新思維培養的理念不謀而合。

TRIZ理論是前蘇聯科學家阿奇舒勒1946年通過總結發明專利中解決問題的規律得出的“發明問題解決理論”。核心思想是遵循客觀發展規律，認為各種技術難題、矛盾、沖突的不斷解決是推動進化過程的動力，以期達到用盡量少的資源實現盡量多功能的理想狀態。

經過半個多世紀的發展，TRIZ理論已成為世界公認的指導創新實踐的最佳工具［1］。這套理論在工程技術領域、管理領域的成功案例證明了發明和創新是有法可循、可訓練的。我國學者對TRIZ理論的研究雖起步較晚，但現已形成初步的規模。如在TRIZ創新理論及方法研究方面，趙新軍等結合大量的工程應用案例，從創新思維、技術問題的識別與分析入手，對創新方法及TRIZ理論進行了詳細分析和論述，在明確和尋找到解決技術問題關鍵點的基礎上，應用解決工程技術問題的工具和方法得到可能的解決方案［2］；浙江大學姚威等人基于相關創新方法研究及教學經驗總結，從問題分析、問題解決、實戰案例三個維度詳細講解了TRIZ的理論和學習方法，對TRIZ理論學習者提供實踐指導［3］。此外，TRIZ理論對解決問題的有效性不僅在生產應用領域得到證明，在管理、教育領域也是重要的關注點。於軍從企業管理角度分析跨界思維的重要性，將跨界創新與TRIZ理論跨界應用結合，提出“TRIZ跨界創新”的思維方式，不僅是TRIZ理論從技術創新跨界應用到管理創新的過程中，也是管理理論的跨界創新，對企業管理跨界創新起到指導作用［4］；崔佳通過教學實踐將TRIZ理論應用到創新教學和學生創新創業教育體系研究中［5］。此外，在創新實踐方面，截至2022年，“TRIZ杯大學生創新設計大賽”已舉辦了十屆，吸引了大量的大學生參與比賽。

TRIZ方法的有效性毋庸置疑，TRIZ在教育領域的發展是必然的趨勢?，F有的高校學生創新能力培養大多依舊以傳統方式講授，對學生進行創新理論知識的傳授，工科應用型高校大學生的創新思維無法得到有效的培養，而信息化、智能化的技術風潮不僅帶來教育技術的革新，更給教育理念和體制帶來了深層影響。新工科背景下，學生創新能力培養要求學生具備發現問題及指出探索方向的敏銳感知能力，鑒于TRIZ創新理論中突破慣性思維和解決發明問題的多種方法，與創新思維模式所要求的發現問題的感知能力、解決問題的開拓能力及發散思維的原創能力具有很好的契合度，可為教師及學生提供更加科學合理地解決問題的方式，為培養創新型人才提供方法論。

二、TRIZ理論指導的創新思維訓練模式設計

TRIZ是一套理論，更是一種創新思維的方法。TRIZ理論中應用創新思維方法解決發明問題的方法中包含了聰明小人法、“尺寸— 時間—成本法”、九屏幕法、金魚法、最終理想解法［6］，如圖1所示。其中，聰明小人法是對綜攝法進行TRIZ優化形成的思維方法，通過對功能實現障礙問題進行形象化建模來轉化方案，進而制訂解決問題的方案；“尺寸— 時間—成本法”是一種極限思維方法，通過放大特征尋找特性，雖然解決方案不理想，但不失為一種“腦洞大開”的方法；九屏幕法使得理解問題的角度不再是“點”，而是從橫向縱向兩個角度建立的系統思維分析方法；金魚法源自《漁夫和金魚》的故事，注重邏輯、幻想思維，通過層層發問逼近答案的方法；最終理想解法不考慮實際限制因素，避免產生思維慣性，可明確方向、雙向思考、產生方案。

在TRIZ創新思維方法的指導下，新工科專業學生的創新思維培養可從發現問題、提出問題、問題分析、問題解決、實戰案例五個方面開展步驟化訓練，如圖2所示。

發現問題。在工程領域，創新一般包括“問題創新”和“技術創新”。問題創新首要的就是具備善于發現新問題的敏銳度，因此，在創新思維培養中，教師應引導學生開放性思考，打破思維慣性，敢于“幻想”。

提出問題。當發現存在的問題后，如何有效提煉問題也是創新思維培養的重要組成部分，新工科學生可基于TRIZ理論將實際問題轉化為TRIZ問題模型，為了達到預期既定目標，可通過拆分法將長遠目標分解，設置分段目標，從而樹立學生克服困難的信心。問題導向和明確目標是創新思維培養的必要組成部分，高校教育者不僅傳授學生專業知識，更應引導學生發現問題、提出問題的創新思維模式。

分析問題。TRIZ理論指出“在沒有理解問題的本質前，要不斷對問題進行細化，一直到確定了物理沖突”，愛因斯坦也指出“講清楚了問題，也就解決了一半的問題?！庇纱丝芍饰鰡栴}對解決問題的重要作用。在創新思維培養上，應不斷深挖問題的本質，指出問題構成的組件并分析問題，從而更好地解決問題。

解決問題。TRIZ理論為新工科人才培養提供了大量實用的方法及實踐案例，在尋求解決問題的方法上，教師可針對學生普遍關注的社會熱點問題，抽象問題情景，拋出問題及目標，從而引導學生自主探索知識；設計回應式課堂，激發學生的創新思維；針對學生的擅長領域，劃分學習小組，因材施教，引導規劃研究方向，使得學生能夠發揮所長；應用現代教學工具激發學習興趣，增加體現現代科技水平和專業特色的實驗實訓課程，利用逆向思維原理，克服慣性思維，幫助學生靈活運用創新思維方法，引導學生有意識地進行創新，培養學生的創新思維。

實戰案例。如何評價學生的創新能力培養情況，教師可通過面向實踐檢驗教學效果，貼近實際的案例化、項目化教學，以練促學。創新型人才培養的目的在于創造性解決問題的能力培養，在人才培養過程的評價環節除了課堂評價、考試測驗等方式外，需要引入用人單位的教學和評價機制，將課堂教授與實踐鍛煉緊密結合，從而使學生更加直觀、形象和深入地理解課堂所學的知識。

三、TRIZ理論在指揮信息系統工程專業人才培養中的應用

“指揮信息系統工程”人才培養需求涉及信息、通信、系統工程等多領域知識，是一個典型的交叉型學科，在新工科人才培養背景下，創新思維要求尤其突出。文章以創新思維模式教學實施策略為指導，針對指揮信息系統工程專業人才培養的需求進行了實踐，實踐過程從創新思維訓練方案、教學環境、教學模式以及實踐教學四個方面開展具體工作。

首先，針對指揮信息系統工程專業的人才能力需求，基于TRIZ理論設計創新思維訓練方案。創新思維教學要想達到預期既定的目標，應該將訓練計劃與教學過程貫穿學生成長的每個階段，融入不同的方向、不同的年級［7］。根據不同階段學生知識基礎的變化，將訓練計劃融入相關課程的學習中，創新思維訓練與專業課程學習不是割裂的，不是單獨某一門課的任務，需要課程體系進行改革。鑒于此，以TRIZ理論為指導，針對指揮信息系統工程專業人才培養的課程體系進行了設計，如表1所示。

其次，鼓勵創新的教學導向、理解TRIZ的師資隊伍以及積極進取的學生是TRIZ創新思維訓練環境的三大核心要素，可從這三個方面為指揮信息系統工程專業創新能力培養創造條件。教學團隊通過培訓、自學加強TRIZ創新方法的了解，通過引導學員參與“大學生創新實踐”“互聯網創新大賽”等拓展項目，激發學生的創新熱情，鍛煉學生的創新能力。

再次，運用TRIZ理念設計創新思維教學新模式。在創新思維教學課程中應用TRIZ理論中的40條創新原理，可以有效避免傳統教學模式中存在的問題，培養學生的創新思維，激發學生參與創新互動的積極性。在課程教學中引入TRIZ理論，以豐富的案例教學，能夠啟發學生自主思考，提高學生學習能動性，激發學生創業的發散性思維，有效拓展大學生專業技能，提升學生的綜合能力，從而有效改進傳統枯燥、被動灌輸的教學模式。

最后，結合實際軍事問題，設計TRIZ實踐教學模式［8］。利用實踐檢驗學習效果對創新教育來說尤為重要，TRIZ理論本身是一門實踐性很強的創新理論，需要大量的練習才能掌握?？衫谩盎ヂ摼W+教育”模式提供的豐富實踐環境。在課堂上，引入“競賽專題”，以平時作業的形式參與Kaggle、DC競賽、阿里天池等數據挖掘與智能算法競賽平臺等，通過實戰化競賽鍛煉思維技能。在課外，鼓勵學生參加軍事建模競賽、大學生創新大賽、互聯網創新大賽等校級、省級乃至國家級的創業大賽，指揮信息系統工程專業培養的是懂軍事、懂技術的復合型人才，因此，在課外實踐主題方面將結合部隊的實際需求，從科研項目和部隊一線中發現、提煉合適的科學問題，有利于發揮團隊的科研優勢。

在TRIZ方法指導下，為更好地培養學生的創新思維，教學過程中應確立以“學生為主，教師為輔”的培養模式，充分發揮學生的主觀能動性。如在教學實踐項目實施過程中，學生可能會因為遇到問題而手足無措，這時教師應針對性地講解和引導學生，把握方向，通過學生的主動學習，從而更好地掌握創新理論。

四、結語

為實現“科技強軍、人才強軍”的二十大目標，培養新一代能夠快速適應時代發展的指揮控制系統專業人才，文章應用TRIZ理論結合現代化教學環境，提出創新思維模式教學的實施策略，設計基于TRIZ創新步驟的創新思維模式教學，以指揮信息系統工程專業本科人才培養為案例，對教學模式、教學工具的運用方法進行驗證，根據實踐情況對教學理論和教學模式進行優化調整，迭代完善。

參考文獻：

［1］ 崔佳. TRIZ引入高校創新教育教學課程體系的應用研究［J］. 創新創業理論研究與實踐，2019（06）：27-29.

［2］ 趙新軍，孔祥偉. TRIZ創新方法及應用案例分析［M］. 北京：化學工業出版社，2020.

［3］ 姚威，韓旭，儲昭衛. 創新之道：TRIZ理論與實戰精要［M］. 北京：清華大學出版社，2019.

［4］ 於軍. TRIZ跨界創新［M］. 北京：企業管理出版社，2019.

［5］ 崔佳. TRIZ引入高校創新教育教學課程體系的應用研究［J］. 創新創業理論研究與實踐，2019（06）：27-29.

［6］ 陸尚平，潘念萍，郭暢，等. 基于TRIZ理論的高職學生創新能力培養研究［J］. 裝備制造技術，2018（11）：220-221+227.

［7］ 林曉蘭. TRIZ理論在高?！半p創”教育中的運用探析［J］. 吉林農業科技學院學報，2020（01）：82-85.

［8］ 朱先強，丁兆云，朱承，等. 創新型人才培養中的成長型思維教學方式［J］. 高等教育研究學報，2020（01）：104-109.

（責任編輯：胡甜甜）

作者簡介：朱先強（1983—），男，博士，國防科技大學信息系統工程重點實驗室副研究員，研究方向為指揮控制技術、網絡脆弱性；郭園園（1993—），女，碩士，國防科技大學信息系統工程重點實驗室工程師，研究方向為網絡脆弱性，圖神經網絡技術；張千楨（1992—），男，博士，國防科技大學信息系統工程重點實驗室助理研究員，研究方向為大圖數據、管理與分析。