《TRIZ創新應用與創新工程教育研究》將TRIZ理論引入高等教育領域,研討TRIZ理論在教育領域的應用問題,特別是為地方性高校創新人才培養的具體方案提供參考思路。研究了TRIZ創新教育理論,TRIZ創新教育應用案例,TRIZ理論與研究性教育、CDIO教育模式的融合,地方性高校師生特征與創新教育環境,地方性高校創新人才培養體系等內容。
《TRIZ創新應用與創新工程教育研究》適合創新學、教育學、機械工程、工程教育等領域的教師和研究人員,以及熱衷于教學改革、創新方法研究的教師和科研人員。
在進入21世紀的10多年里,知識經濟讓我們強烈地感受到創新的重要性及培養創新性人才的重要性。創新及創新人才的培養都離不開創新方法或創新工具的支撐。創新方法很多,其中,應用較多且較系統的是TRIZ理論和可拓學。本書將TRIZ理論引入高等教育領域,研討TRIZ理論在教育領域的應用問題,特別是為地方性高校創新人才培養的具體方案提供參考思路。
本書首先研究了TRIZ理論的創造性原理、技術特征、矛盾矩陣、物質場分析和問題解決算法在創新教育中的應用及延伸,建立了基于TRIZ理論的創新思維與創新能力有機結合的體系框架、基于TRIZ理論的工科創新教育知識庫、基于TRIZ理論的創新思維教育規則、基于TRIZ理論的游離逼近手段、基于TRIZ理論的靈感支持系統等,初步構建了教學技術TRIZ理論體系和教學管理TRIZ理論體系,并給出了應用機制及實例。對TRIZ理論應用于工程創新教育進行了全過程的研究,同時還進行了TRIZ理論自身課程化的研究。
接著調查研究了地方性高校師生特征及創新意識,建立了地方性高校創新教育環境構建模型、地方性高校教師和學生的激勵機制模型、地方性高校創新環境有利因素激發和不利因素修正策略、創新思維激發環境構建模型,建立了創新教育體系與師生特征、創新環境、思維訓練環境的關系模型,獲得了師生特征和創新環境協同作用的創新教育體系適應方案。提出了地方性高校產學研創新平臺搭建思路。
最后建立了地方性高校創新人才培養問題的TRIZ求解模型,建立了“I+T.CDIO”創新人才模型。研究了基于TRIZ創新教育理論的培養目標、專業設置、課程體系、教學方式。
在本書的寫作過程中,得到項目組成員王一軍副教授、區嘉潔博士、吳青鳳老師、蕭仲敏老師等的大力支持。同時,在TRIZ機械工程案例方面也得到研究生楊鵬海的支持。
江帆,湖南慈利人,1974年1月出生。2006年畢業于華南理工大學,獲得博士學位,后在華南理工大學、南洋理工大學從事博士后研究,現為廣州大學機械與電氣工程學院副教授、碩士生導師。一直從事機械創新設計、TR億應用、數值模擬研究工作,講授機械原理、TRIZ理論與機械創新、數值模擬技術等多門課程。主要研究領域:基于TRIZ與可拓學的機械創新設計方法及應用、計算流體動力學數值模擬、環境材料與裝備等。主持和參與了全國教育科學規劃項目、國家自然科學基金、廣東省自然科學基金等各級項目10余項,獲得發明專利12項,發表論文40余篇。
第1章 緒論
1.1 創新方法與創新教育的意義
1.2 TRIZ應用研究進展
1.3 創新教育及TRIZ在創新教育中的應用研究
第2章 TRIZ創新教育理論的研究
2.1 TRIZ理論工具在創新教育中應用及延伸思路
2.2 TRIZ理論教育方法學研究
2.2.1 TRIZ理論創新教育模型研究
2.2.2 基于TRIZ理論的創新思維和創新能力有機結合的體系框架研究
2.2.3 基于TRIZ理論的機械創新教育知識庫
2.2.4 基于TRIZ理論的創新思維教育規則
2.2.5 基于TRIZ理論的游離逼近手段
2.2. 6 基于TRIZ理論的靈感支持系統
2.3 TRIZ教育理論體系構建
2.3.1 耦合式TRIZ工程創新教育理論體系初步構建
2.3.2 融人式TRIZ工程創新教育理論體系初步思路
2.4 TRIZ理論自身課程化的研究
2.4.1 TRIZ課程化建設
2.4.2 TRIZ理論知識點傳授方法研究
第3章 TRIZ創新教育應用案例研究
3.1 TRIZ創新教育理論應用案例
3.1.1 在教學技術中的應用實例
3.1.2 在教學管理中的應用實例
3.2 TRIZ理論在機械專業教育中的應用案例
3.2. 1 TRlZ機械專業創新教育的具體應用
3.2.2 TRIZ理論在課程教學中應用機制實例
3.2.3 TRIZ理論在機械工程應用實例
3.2.4 TRIZ理論應用于工程創新教育全過程的研究
3.3 TRIZ理論與可拓學融合案例
第4章 TRIZ理論與研究性教學、aDIO教育模式的融合研究
4.1 TRIZ理論與研究性教學各個階段的融合研究
4.1.1 TRIZ理論與研究性教學各個階段的融合模型構建
4.1.2 TRIZ理論與研究性教學各個階段融合的實例分析
4.2 TRIZ理論在CDl0教學模式各個階段的融合研究
4.2.1 TRIZ理論在CDIO教學模式各個階段的融合模型構建
4.2.2 TRIZ理論在CDIO教學模式中的融合實例分析
4.3 TRIZ理論與研究性教學、CDIO教學模式的相互融合研究
第5章 地方性高校師生特征與創新教育環境研究
5.1 地方性高校師生特征及創新意識調查研究
5.2 地方性高校創新教育環境研究
5.3 地方性高校師生特征及創新環境有利因素激發和不利因素修正機制研究
5.3.1 地方性高校師生特征有利因素激發和不利因素修正機制研究
5.3.2 地方性高校創新環境有利因素激發和不利因素修正機制研究
5.4 創新思維激發環境建立、創新思維的轉換條件的研究
5.5 師生特征與創新環境協同作用下創新教育體系適應性研究
5.6 地方性高校產學研創新平臺搭建思路研究
第6章 地方性高校創新人才培養體系研究
6.1 基于TRIZ理論的地方性高校創新人才培養體系總體研究
6.2 TRIZ創新教育理論下的培養目標、專業設置、課程體系、教學方式的研究
6.2.1 TRIZ創新教育理論下的培養目標、專業設置的研究
6.2.2 TRIZ創新教育理論下的課程體系、教學方式的研究
6.3 基于TRIZ的項目化教學研究
6.4 創新培養方案的教學實踐
6.5 TRIZ理論傳授方法實踐
6.6 地方性高校創新人才培養體系建設的建議
參考文獻
3)基于TRIZ的教學手段創新
機械原理實驗的教學手段要盡可能采用現代教育技術手段,如多媒體課件、虛擬實驗軟件系統、多功能組合實驗器件等,但針對不同問題,仍需要設計新的實驗手段,如機械虛擬實驗系統。在設計這些實驗手段時,可利用TRIZ獲得較好的方案。例如,在研制齒輪加工仿真實驗系統時,就遇到加工工藝數據庫的主鍵沖突問題,這是一個物理沖突,可采用TRIZ理論的分離原理找到解決方案。
TRIZ理論自身教材化。在實驗中,將TRIZ理論本身作為一種實驗手段,給學生介紹TRIZ理論的解題思路和使用方法,引入TRIZ創新求解軟件系統,讓學生掌握這種創新解題手段,通過案例教學、課堂討論與上機實驗等環節,獲得一些創新的實驗方案和實驗結果,提高學生的創新能力。
評價手段的創新。應用管理TRIZ理論的形式變化原理,在評價學生成績時,不局限于實驗報告和實驗數據,而要全面考察學生的創新能力,在實驗指導書簡化的情況下,著重考察學生的實驗設計方案和實驗步驟的創新性、實驗結果的創新性等,收集學生動手實驗證據,全方位公平合理地考核學生,從而有助于鼓勵學生創新思維。
4)TRIZ理論實例庫的建立
通過建立TRIZ理論實例庫,幫助學生學習、使用TRIZ理論解決實際問題。主要是查閱學位論文庫、期刊論文,將TRIZ應用案例收集起來,采用數據庫整理、存儲,便于學生查詢。例如,食品烘干機的設計中存在兩方面的問題,一方面,新型食品烘干機應既能有效利用能源,同時又能提高產品的質量和產量。從有效利用能源的角度考慮,應采用廢氣循環的干燥系統,但是,隨著廢氣循環量的增加,干燥速率降低,濕物料的干燥時間增加進而使干燥設備的費用增加。另一方面,從提高產品質量的角度來講,要求所設計的食品烘干機有較高的干燥速率。由于物料干燥時,濕含量是逐漸減少的,在降低至臨界濕含量以前,干燥速率最高,因此,采用低臨界的濕含量方法,可縮短干燥時間,提高產品的質量。
對于食品烘干機中存在的問題,用TRIZ理論選擇工程參數(用經典TRIZ),要求設計的烘干機有較高的熱效率,即能量損失最少,這是欲改善的特征。對應到通用工程參數中,選擇22作為改善的參數。欲改善熱效率降低的狀況,就要充分利用干燥后的尾氣中的余熱,并確保濕物料的干燥時間不增加,這就是被惡化的特征。
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