探讨用TRIZ来用于儿童教育

leedalang

TRIZ理论（发明问题解决理论）简介


  


       冷战时期，以美国为首西方国家的特工与前苏联的克格勃曾经进行过无数次惊心动魄的间谍战，其中一次就是围绕被称为神奇的“点金术”展开的。因为美国、德国等西方国家惊异于前苏联在军事、工业等方面的创造能力，他们把创造这种奇迹的神秘武器称为“点金术”，可结果强大的克格勃使欧美国家只能望“术”兴叹。那么这种神奇的“点金术”到底是什么呢？它为什么有这么大的威力？这个“点金术”就是当前世界上著名的发明问题解决理论，被简称为TRIZ理论，TRIZ就是“发明问题解决理论”的俄语缩写，是由前苏联发明家阿奇舒勒在1946年创立的，因而阿奇舒勒也被尊称为TRIZ理论之父。TRIZ理论被公认为是使人聪明的理论。               

   1946年，阿奇舒勒开始了发明问题解决理论的研究工作。当时阿奇舒勒在前苏联里海海军专利局工作，在处理世界各国著名的发明专利过程中，他总是考虑这样一个问题：当人们进行发明创造、解决技术难题时，是否有可遵循的科学方法和法则，从而能迅速地实现新的发明创造或解决技术难题呢？答案是肯定的！阿奇舒勒发现任何领域的产品改进、技术的变革、创新和生物系统一样，都存在产生、生长、成熟、衰老、灭亡的过程，是有规律可循的。人们如果掌握了这些规律，就会能动地进行产品设计并能预测产品未来发展趋势。以后数十年中，阿奇舒勒穷其毕生的精力致力于TRIZ理论的研究和完善。在他的领导下，前苏联的数十家研究机构、大学、企业组成了TRIZ的研究团体，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。

jiangying

不太明白

qdylz

原帖由 leedalang 于 2008-1-9 11:30 发表
TRIZ理论（发明问题解决理论）简介


     阿奇舒勒发现任何领域的产品改进、技术的变革、创新和生物系统一样，都存在产生、生长、成熟、衰老、灭亡的过程，是有规律可循的。人们如果掌握了这些规律，就会能动地进行产品设计并能预测产品未来发展趋势。

不同意用TRIZ理论来进行儿童教育，儿童教育理论存在产生、生长、成熟的过程，但是永远不会走向衰老、灭亡！

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应该说各种教育方法在社会和儿童成长过程中都有产生、生长、成熟、衰老、灭亡的过程，是有规律可循的。

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TRIZ的核心是技术进化原理。按这一原理，技术系统一直处于进化之中，解决矛盾是其进化的推动力。它们大致可以分为3类：TRIZ的理论基础、分析工具和知识数据库。其中，TRIZ的理论基础对于产品的创新具有重要的指导作用；分析工具是TRIZ用来解决矛盾的具体方法或模式，它们使TRIZ理论能够得以在实际中应用，其中包括矛盾矩阵、物-场分析、ARIZ发明问题解决算法等；而知识数据库则是TRIZ理论解决矛盾的精髓，其中包括矛盾矩

阵 (39个工程参数和40条发明原理)、76个标准解决方法……


    相对于传统的创新方法，比如试错法，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，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新产品。


　　在前苏联，TRIZ方法一直被作为大学专业技术必修科目，且已广泛应用于工程领域中。苏联解体后，大批TRIZ研究者移居美国等西方国家，TRIZ流传于西方，受到极大重视，TRIZ的研究与实践得以迅速普及和发展。西北欧、美国、日本、台湾等地出现了以TRIZ为基础的研究、咨询机构和公司，一些大学将TRIZ列为工程设计方法学课程。经过半个多世纪的发展，如今TRIZ理论和方法已经发展成为一套解决新产品开发实际问题的成熟理论和方法体系，它实用性强，并经过实践的检验，如今已在全世界广泛应用，创造出成千上万项重大发明，为众多知名企业取得了重大的经济效益和社会效益。

　　TRIZ理论引入中国只是近几年的事，但它已经逐渐得到国内诸多科研结构、公司和专家的重视，在以TRIZ理论为核心的创新方法与技术研究应用方面，走在前列的是我国的亿维讯集团公司。该公司是一家从事计算机辅助创新技术及相关工具开发和技术咨询的高新技术企业。他们将创新技术研发中心设在世界创新技术理论和应用研究的发源地——白俄罗斯的明斯克，那里有数百名创新技术理论专家，是当今世界上创新技术研究的领跑者；在中国则设有行业创新技术研发中心，着力于创新技术在以中国为中心的工程技术领域的应用和推广。

如今TRIZ已在全世界广泛应用，创造出成千上万项重大发明。经过半个多世纪的发展，TRIZ理论和方法已经发展成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的理论和方法体系，并经过实践的检验，为众多知名企业和研发机构取得了重大的经济效益和社会效益。


2001年，波音公司邀请25名前苏联TRIZ专家，对波音450名工程师进行了两星期培训加讨论，取得了767空中加油机研发的关键技术突破，最终波音战胜空客公司，赢得了15亿美元空中加油机订单。


2003年，“非典”肆虐时，新加坡的研究人员利用TRIZ的40条创新原理，提出了防止非典的一系列方法，许多措施为新加坡政府采用，收到了很好的效果。


2004年，UT斯达康通讯有限公司利用Pro/Innovator解决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，节省大量研发经费。


……



创新理论和创新实践都证明，创新能力是人的一种潜能，是人人都具有的一种能力，而且这种能力可以经过一定的学习和训练得到激发和提升。现实生活中人们将发明创造更多地归结为发明家的任务，其实这是对创新活动存在的一个认识上的误区。事实证明创新和其他活动一样，也具有自身一套内在的规律和方法。熟知和掌握这些创新规律与原理知识对于提升我们的创新水平和效率都具有重要的价值。创新知识一旦被人们所掌握，就会为其受体带来极大的创新能力，获得运用创新思维和创新方法打开通往其他知识大门的钥匙。学习、研究、应用、推广TRIZ理论可以大大缩短发明创造的进程，提升产品的创新水平。经过半个多世纪的发展，尤其是进入21世纪，TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的理论和方法体系。

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一条马路要穿过校园，于是问题就出现了：怎样迫使所有通过该路段的司机全程都低速行驶呢？人们讨论后得出了两个方案：把这段马路全都画上“斑马”线，或者把该地段的道路改造成波浪形（Z字形）曲折道路。第一个办法花费很少，但是成效很差，第二个办法代价昂贵，但却相对牢靠。当然，最好的办法就是把两个方案的优点结合起来，使他们的缺点都消失，你有什么好办法?


在我们的生活中经常会遇到所谓的“萝卜白菜各有所爱”的问题。当土地面积一定的时候，有人爱吃萝卜，有人爱吃白菜，怎么办？常规的解决方案可能是各种一半，或者让其中一些人妥协。那么到底有没有更好的办法做到最优的解决呢？


答案是肯定的，那就是使用TRIZ（发明问题解决理论）。


萝卜有用的部分是地下的部分，而白菜有用


的部分是地上的部分。TRIZ解决问题的思路是将


有用的部分结合起来，去除无用的部分。如果种植一种具有白菜叶和萝卜根的蔬菜，那么就达到了爱吃萝卜和爱吃白菜的两个需求均得到最大化的目的。


同样，运用TRIZ这种神奇的方法让我们来解决校园街道的问题，就使问题变得很简单了——在普通道路上画上扭曲的斑马线，使它看起来就像波浪路面上的斑马线一样，司机们大脑中的条件反射精确地产生着作用，达到了价格上和效果上的最优结合。


感兴趣么？那么让我们一起来一层层地揭开TRIZ这种神奇理论的面纱吧。

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1.创新方法


当前，所谓的创新方法大约有300多种。常用的方法有：头脑风暴法、试错法、缺点列举法、希望点列举发明法、假想构成法、高顿思考法、设问法、综摄法、类比发明法、信息交合法、水平思考法、五S思维法、卡片思维法、叠加法、原型启发法、合理移植法、联想扩充法、象征类比法等，这其中当然也包括我们即将要介绍的TRIZ。


树上有10只鸟，放一枪打中了一只鸟，问树上还剩下几只鸟？


如果小孩说：“还剩下9只。”


大人便会说：“小傻瓜，枪一响，没打着的鸟也给吓跑了阿！”


于是小孩懂了：树上应该没有鸟了。


但是有个小孩冒出来说：“如果有只鸟是聋子呢？它不还是在树上？”





很多事情都不存在唯一的答案，只是人们的思维定式将问题固有化了。我们在思考问题的时候如果仅仅是按着常理来思考的话，那么很多问题的解决方法就常常会被固定住了。

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那么，TRIZ相对于别的创新方法到底又有多么神奇呢？是否是真正高效的创新方法呢？它的优势又在哪里呢？让我们以发明创新中最常用的试错法、头脑风暴法为例来进行一下对比，寻找答案。


试错法


试错法是设计人员根据已有的产品或以往的设计经验提出新产品的工作原理，通过持续的修改和完善，然后做样件。如果样件不能满足要求，则返回到方案设计重新开始，直到证明样件设计满足要求,可转入小批量生产和批量生产的方法。即设计人员根据经验或已有的产品沿方向A寻找解，如果扑空，就调整方向，沿着方向B寻找，如果还找不到，再变换方向C，如此一直调整方向，直到第N个方向碰到一个满意的“解”为止。


由于设计人员不知道满意的“解”所在的位置，在找到该“解”或较满意的“解”之前，往往要扑空多次、试错多次。试错的次数，取决于设计者的知识水平和经验。所谓创新是少数天才的工作，正是试错法的经验之谈。


这里是一个利用试错法的典型事例，讲述的是查尔斯·固特异（Charles Goodyear）如何发明硫化橡胶（即制造橡胶）方法的故事。一天,他买了一个树胶救生圈，决定改进给救生圈打气的充气阀门。但是当他带着改造后的阀门来到生产救生圈的公司时，他得知如果他想成功的话，就应该去寻找改善树胶性能的方法。当时树胶仅仅用做布料浸染剂，比如当时非常流行的查尔斯·马金托什发明的防水雨衣（1823年的专利）。生树胶存在很多问题：它会从布料上整片脱落，完全用生橡胶制成的制品会在太阳下熔化，在寒冷的天气里会失去弹性。查尔斯·固特异对改善树胶的性能着了迷。他瞎碰运气地开始了自己的实验，身边所有的东西，例如盐、辣椒、糖、沙子、蓖麻油甚至菜汤，他都一一掺进干树枝里去做试验：他认为如此下去，早晚他会把世界上的东西都尝试一遍，总能在这里面碰到成功的组合。查尔斯·固特异因此负债累累，家里只能靠土豆和野菜根勉强度日。据传说，那时如果有人来打听如何才能找到查尔斯·固特异，小城的居民都会这样回答：“如果你看到一个人，他穿着树胶大衣、树胶皮鞋，戴着树胶圆筒礼帽，口袋里装着一个没有一分钱的树胶钱包，那么毫无疑问，这个人就是查尔斯·固特异。”人们都认为他是个疯子，但是他顽强地继续着自己的探索。直到有一天，当他用酸性蒸汽来加工树胶的时候，发现树胶得到了很大的改善，他第一次获得了成功。此后他又做了许多次“无谓”的尝试，最后终于发现了使橡胶完全硬化的第二个条件：加热。当时是1839年，橡胶就是在这一年被发明出来的。但是直到1841年，查尔斯·固特异才选配出获取橡胶的最佳方案。

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查尔斯·固特异的一生只解决了一个难题，对于他而言，要获得“发明的技巧”，他一次生命的时间远远不够。实际上，甚至在解决这一个问题的时候他也是非常幸运的，大多数研究者在解决类似的难题时，往往用了一生的时间也没有任何结果。


试错法的成果在19世纪是非常卓著的：电动机、发电机、电灯、变压器、山地掘进机、离心泵、内燃机、钻井设备、转化器、炼钢平炉、钢筋混凝土、汽车、地铁、飞机、电报、电话、收音机、电影、照相等的发明都是由试错法带来的。如何来解释这种神速的进步呢？虽然试错法效率很低，但是这种方法仍然没有失去它担当解决创造性难题的重任的能力。这是因为：其一，时代出现了科学和技术的联盟；其二，在技术创造中涌入了越来越多的发明家和研究人员；其三，对显而易见的（不需要深入研究的）自然效应和现象的研究及它们在技术中的直接应用继续进行着，因为当时的技术系统相对来说比较简单。然而实际中常常会出现一些棘手的创造性难题，依靠试错法解决它们至少要耗费几十年的时间。这些难题并不都是那么复杂，但就算是简单的问题，试错法也常常束手无策，无计可施。

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头脑风暴法


头脑风暴法是目前在解决问题的过程中和产品概念设计中被广泛用到的一种方法。其理论创始者阿·奥斯本是一位美国商船船长。1939年他开始设计了头脑风暴的方法，直到他的公司“巴顿·巴尔顿·达尔斯丁和阿·奥斯本”成功运用了这个方法近20年后，也就是1957年，头脑风暴法才被公之于众，此时该公司已经拥有14个分公司和1 800名员工。现在世界上大约有十几种头脑风暴的形式：个人的、双人的、多阶段的、分阶段的、想法研讨式的、受控会议式的等。所有这些方式都不如单纯的头脑风暴有效，因为试图控制自然力作用过程的企图恰恰损害了头脑风暴中最有价值的架构——为非理性想法的出现创造条件。使用头脑风暴法可分为2步走，首先是利用头脑风暴产生想法，然后对想法进行过滤。


假设甲、乙、丙3个人进行头脑风暴。


第1步：发散思维。由于3个人的知识结构不同，对同一个问题求解的出发点不同，每个人先在自己熟悉的领域及附近发表意见。丙沿方向A提出设想，乙在此基础上向方向B延伸，甲又沿方向C延伸，方向（A-B-C）形成了“思路”。然后进行第二次头脑风暴，甲、乙、丙分别使设想向D，E，F延伸，方向（D-E-F）形成了另一条“思路”。小组的讨论结果可形成多条思路。


第2步：集中思维。对大量的思路进行筛选分析,确定可能的问题“解”。本步骤将耗费大量的时间和精力，而且存在取舍的选择难度，所以效率低下。许多问题的解决都因为这个步骤而延误时间。


头脑风暴法因为操作受到一定条件的限制，效率又不高，因此人们便不断完善该法，如，默写式智力激励法、卡片式智力激励法、三菱式智力激励法等。有很多企业因为陷于头脑风暴法的汪洋大海而不能自拔，错失新产品推出的良机。