TRIZ在产品体验设计课程教学体系创新中的应用

孙晓枫 赵新军 钟莹

摘  要：TRIZ作为一门系统性的创新方法学对于高校教学体系的构建以及创新型人才的培养都有着重要的作用。本文依据TRIZ相关理论，从教学内容、教学模式、教学实践、考核方式等方面对产品体验设计课程进行教学改革创新，改革后的教学系统丰富了课堂形式，激发了学生创新能力和学习动力，培养了学生系统解决问题的思维方式，教学效果显著。

关键词：TRIZ理论  产品体验设计  课程  教学体系

中图分类号：G642.0                           文獻标识码：A                    文章编号：1674-098X（2021）02（b）-0202-06

The Application of TRIZ in Teaching System Innovation of Product Experience Design Course

SUN Xiaofeng  ZHAO Xinjun  ZHONG Ying

（Northeastern University， Shenyang， Liaoning Province， 110819 China）

Abstract： As a systematic innovation methodology， TRIZ plays an important role in the construction of college teaching system and the cultivation of innovative talents. Based on TRIZ theory， the article carries out teaching reform and innovation on product experience design course from the aspects of teaching content， teaching mode， teaching practice and assessment method. The reformed teaching system enriches the classroom teaching form， stimulates students' innovation ability and learning motivation， cultivates students' thinking mode of solving problems systematically and achieves remarkable teaching effect.

Key Words： TRIZ theory; Product experience design; Course; Teaching system

在“大众创业、万众创新”的时代背景下，高校要培养创新创业人才，不能仅仅依靠开设几门创新创业课程，还需要顺应时代要求，创新教育模式，促进创新创业教育与专业教育深度融合。笔者在对高校课程教学体系改革研究的过程中创造性地将专业课程教学改革与培养学生系统创新思维与能力相融合，以TRIZ为理论指导，在提升课程教学质量的同时提高学生的创新创业能力。

1  TRIZ概述

TRIZ理论是由苏联专家阿奇舒勒（G.S.Altshuller）及其领导的研究小组通过对250万件高水平发明专利进行分析和提炼之后，总结出来的指导人们进行发明创造、解决工程难题的系统化的创新方法学。TRIZ 理论不仅提供了方法工具和系统的理论依据，还为人们创造性地发现和解决问题提供了理论依据[1]。欧美、俄罗斯等发达国家都开展了应用TRIZ理论的创新教育，麻省理工学院的一项试验数据表明，学习 TRIZ三天的学生比其他组学生的创新能力高了一倍[2]。当前，TRIZ理论在我国高校也得到了推广和应用，目前东北大学、大连理工大学、西北工业大学、山东大学等全国30多所本科院校的创新创业教育过程中都有开设TRIZ课程，开展 TRIZ 教育工作。

2  应用TRIZ对高校教学体系进行系统性创新的必要性

当前我国大学生普遍缺乏创新思维和能力，这主要是因为一方面由于受到中国长期应试教育体制的影响，大学生普遍缺乏勇于探索、挑战权威的创新精神;另一方面高校的教育观念落后、教育内容陈旧、教学方法单一以及人才培养的过程中注重培养的数量指标而忽视质量指标等也限制了大学生的创新思维和创新能力的发展。

创新思维的实质就是克服各种思维惯性，从全新的视角去思考和解决问题。TRIZ在提供创新解决问题的方法和工具的同时，创造性地提供了许多克服思维惯性的方法，对培养创新思维具有重要意义。江帆等[3]认为TRIZ理论是完善的问题解决系统，研究性学习，是以学生为主体的学习方式，两者的结合为创新性人才培养提供一个崭新的创新人才培养模式。因此，应用TRIZ理论是提高大学生创新能力的一种有效手段。当前国内高校大多是将TRIZ理论引入具体课程来提高学生创新能力，没有从系统的角度将TRIZ理沦融合在具体的课程教学和创新实践等专业教学过程中，因此需要探索形成融合TRIZ理论于专业课程教学中的培养学生创新思维和创新能力的途径和方法。

3  TRIZ在产品体验设计课程教学体系创新中的应用

自2013年开始，笔者应用TRIZ相关原理对产品体验设计课程教学体系进行了创新并开展了教学改革与实践。传统的产品体验设计课程虽然也开展基于问题的学习的教学，但是在此缺乏对学生的能力的关注。传统教学方法主要通过设置设计课题及工作室实践设计课题，但是很多时候落脚点都不在学生而在于项目本身，这对于学生综合能力的提高及激发学生动力方面不具备积极作用。 结合TRIZ相关理论运用到产品体验设计课程教学中，通过设计项目作为载体，为学生搭建参与、交流、组织管理、自我管理和创新的真实情景，在学习内容上，鼓励跨学科和学科交叉，超越传统学科的单一化，避免专业单一化带来的知识局限;在学习方法上，以问题为导向、以项目为组织来激发学生的积极性和主动性，让学生能在复杂的情境下学会发现问题，分析问题和解决问题并积累经验，从而提升学生的综合设计和创新能力。同时，创新多元主体评分考核法，调动学生参与学习与考核的积极性。

3.1 TRIZ基本原理在课堂构架改革中的创新应用

3.1.1 利用分割原理构筑“师生共建课堂”

传统“老师讲，学生听”的教学方式，给学生思维带上无形的枷锁，限制学生的思维发散。在课程练习中学生是教师服务的对象，教师应负责工具和思维方法的教授[4]。在教改过程中，利用TRIZ40条发明创造原理中的分割原理，将课堂学习过程按照课上不同阶段拆解为课前、课上和课后三部分：课前督促学生提前对课堂内容进行预习以达到课上分享的水平;课上教师讲授结束后进行小组讨论环节促使學生认真学习与思考;课后鼓励学生在教师授课内容基础上撰写融入个人思考与理解的课堂笔记，促使学生在课后认真归纳整理课堂内容，如图1所示。通过对课堂环节分段式的设计安排，形成了课前预习、课上学习与分享、课后沉淀与升华的逐级递增体系，学生需根据各阶段不同的学习目的进行分段式主动学习，极大地提升了学生的自主创新思维能力，教学效果显著。

3.1.2 利用抽取原理打造多方位模块化教学体系

产品体验设计课是一门注重实践过程的专业课，单纯的理论学习无法使学生全面高效地掌握课程内容。利用抽取原理将设计公司、卖场、真实用户环境或者自然环境等存在真实调研信息的部分功能引入课堂，再利用空间分割原理将课堂分割为若干互动与实践环节，从空间上对教学场所进行分割，将课堂拓展到设计公司、卖场、真实用户环境甚至大自然中（如图2所示），加深学生对理论知识的理解，使教师的讲解和学生的接收处于相对平衡状态，在保证授课内容的前提下提升授课效果，使学生将专业知识与实践能力完美结合。

3.1.3 利用廉价替代品原理构建新型教学平台

在体验设计课程中涉及用户研究实验室的常规构造与工作原理。对于实践性较强的产品体验设计课程而言，熟知用户研究实验室及其使用流程是一项非常重要的内容，但是由于常规用户研究实验室配置的高精度设备通常造价较高，很多高校通通常难以配置完善的实验室设备，利用TRIZ40条发明创造原理中的替换原理可以解决这个问题。

传统用户研究实验室一般包括座椅/工作台、若干角度摄影机和声音拾取器、电脑、单向透视玻璃等，具有专业要求的实验室一般还具有脑电仪、眼动仪、肌电仪、人体生理检测仪等高级仪器，如图3所示。而针对课程要求的实验室则不需购置诸多昂贵的仪器，可以用相对低成本的产品进行替代，如图4、图5所示：可以用摄像头替代摄像机;用安装摄像头的教室替代用单向透视玻璃隔开的专业观察室;用纸面原型替代计算机原型等方案降低实验室构建费用，提高成功构建模拟用户研究实验室的概率，以提供真实生动的实践教学场景。

3.2 系统性创新思维在授课模式创新中的应用

3.2.1 引导学生建立系统解决问题的思维方式

在传统的产品设计课程中，以往作业形式都是学生自己的设计方案，在实际生产和生活中的可行性较为缺少，相应的实践动手能力也往往得不到考察[5]。对原有产品存在的问题缺乏系统而全面的解决方案，无法从根本上解决真实的需求矛盾，寻求问题的根本解决方案并设计最优解决方法才是关键所在。因此，笔者在产品体验设计课程相关课题设置中弱化对具体设计题目的要求，转向某些具有共识性的设计主题，如：如何提升老年人的出行体验。在指导学生过程中，要求学生打破单纯为设计而设计的思维禁锢，根据TRIZ解决发明创造问题的一般方法：具体问题→TRIZ问题→TRIZ标准解→具体的解决方法，利用39个工程参数对问题进行描述并用矛盾矩阵进行标准解的探求，最终在对应原理的指导下，寻求最佳解决方案并指导设计。

3.2.2 构建综合理想系统，提升系统自服务能力

在课堂教学中将全体学生作为一个技术系统考虑，将每一位学生作为系统中的子系统，根据技术系统进化相关理论的内容，为提高技术系统整体理想化程度或水平，可以采取使用更综合的子系统和提高系统自服务能力的方式。大学生创新能力的培养，一方面需要思想意识层面的激励和启发，另一方面需要实践方法论层面的学习和掌握[6]。因此在课题进行的过程中模拟设计公司项目人员配置情况将学生分为若干小组，由小组内共同完成课程任务（如图6所示）。在小组中学生可以积极互动、分工协作、相互启发，调动学生参与解决问题的积极性，培养学生的创新能力和团队协作能力，大大提高课堂的教学效果。

3.3 物—场模型在构建客观公正考评体系中的创新应用

在现有考评体系之中，包括主导考试的任课教师、承载考试的学生以及运行考试程序的考核系统三个核心要素[7]。根据TRIZ 物—场模型的相关理论，任课教师和学生分别代表互相作用的两个物件，考评体系就是促使两个物件发生作用的场。用S1表示学生，其中S1.1表示大部分适应传统应试考核体系的学生，S1.2表示少数抵触传统应试考核体系的学生;S2表示任课教师;F表示现有的传统考核体系，这三个要素构成了一个完整的物—场模型，如图7所示。

在这个物—场模型中任课教师和学生通过考核体系发生了相关效应。一方面，大部分学生由于长期的应试教育已经适应了现有的考核体系并可以被这种体制所激励;另一方面，少部分同学由于种种原因并不适应现有考核体系，他们不但不会被现有考核体系所激励，相反还经常会产生负面消极影响，对学习和生活都造成一定程度的困扰，因此，这是一个完整的但是却同时存在有益效应和有害效应的物—场模型。针对这类物—场模型，TRIZ的76个标准解给出了很多解决的方案，其中最常用的就是加入新的场或者新的物质。

3.3.1 引入新的场——F2阶段性多样化考核方案

在原有考核体系F1之外加入一个新的场F2——阶段化多样性的考核方式，如图8所示，摒弃传统“一局定胜负”的考核体系，结合阶段性任务的课程分别进行考核，每个阶段的考核内容和形式都各不相同，同时依照每个环节所占比重逐项评定成果并给予成绩（如图9）。在主题创意的过程中以TRIZ主张的系统性思维为导向，以寻求标准解为主要目的和手段，力求从根本上实现问题的解决并以此指导设计，学生通过各个阶段的循序渐进，逐步提高自身的创新思维和创意能力。

3.3.2 引入新的物质——S3其他教师、同学及被测被人

多元主体评分式考核法即考核过程中加入其他教师、学生本人及其同学的共同参与（如图10所示），针对解决方案进行测评并给予综合性评价，这种考评方法有助于选出最优方案，可激发学生运用TRIZ寻求最优方案的积极性，同时由于在评分系统中融入其他教师参评、学生互评及个人自评的分值项目，并对其赋予不同的占比（见图11），既避免了由于任课教师主观原因造成的分数偏差，又可以充分调动全体学生的积极性，通过对其他学生作品进行评价促使个人水平的历练和提高，同时也实现了通过自我评估进行自服务的过程。

4  結语

在TRIZ相关理论的指导下进行的产品体验设计课程改革与创新效果显著。多种互动授课模式有效提高学生学习的积极性，主动式学习方式营造高效的课堂效率，课后完成作业态度端正，高质高效，罕见无故旷课情况，最重要的是形成教师学生双向学习的良性循环系统。

TRIZ在高校教学体系创新中的应用不仅可以提高教师的教学水平和教学质量，还可以有效培养学生形成系统性的创新思维，促进学生创新创业能力的发展。在高校课程体系构建和人才培养模式中推行 TRIZ及相关创新理论，对高校课程体系创新和发展以及大学生创新人才的培养都有深远影响。

参考文献

[1] 孙笑微.TRIZ理论在高校教学中的应用——以《数据结构》课程为例[J].沈阳师范大学学报：自然科学版，2019，37（5）：471-475.

[2] 赵娜.TRIZ理论及高校创新创业教育研究综述[J].才智，2016（31）：198.

[3] 江帆，王春，王一军，等.基于TRIZ理论和研究性学习的创新型人才培养[J].科技信息，2009（16）：36-37.

[4] 陈建都，王明佳，张婷.体验式教学在产品设计基础课程的创意实践——以肇庆学院中德设计学院为例[J].设计，2020，33（13）：127-129.

[5] 杨梅，王菁，张元坤.工业设计专业用户体验设计课程教学改革探究[J].设计，2017（23）：82-83.

[6] 高涵.创新方法融入专业课程设计的策略研究[D].大连：大连理工大学，2019.

[7] 孙晓枫，杨松，赵新军，等.产品体验设计课程教学模式改革与考评体系构建[J].艺术与设计，2015（4）：137-139.