基于TRIZ理论融入模式的毕业设计研究与实践
时间：2021-03-25 04:02:16 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：依据本科毕业设计的实际，以TRIZ理论融入模式开展本科毕业设计，在选题阶段、开题阶段、方案设计与结构设计中使用TRIZ理论，对产品进行九屏法分析、功能分析，通过产品S进化曲线确定产品所处的技术发展阶段，确定产品的最终理想解，建立产品的技术矛盾、物理矛盾，应用物-场分析、标准解、效应等进行产品结构设计。通过TRIZ理论在本科毕业设计中的应用，减少了学生的毕业设计雷同问题，激发了学生创新潜能，提高了毕业设计质量。
关键词：TRIZ理论；毕业设计；最终理想解；技术矛盾；物理矛盾
作者简介：刘训涛（1975-），男，山东鄄城人，黑龙江科技学院机械学院，副教授；吴卫东（1967-），男，江苏沛县人，黑龙江科技学院机械学院，教授。（黑龙江 哈尔滨 150027）
基金项目：本文系黑龙江省高教学会“十二五”规划课题“TRIZ理论在本科教学中的应用与大学生创新能力培养的研究”（项目编号：HGJXHC110906）、黑龙江省新世纪教改项目“TRIZ理论在机械工程专业毕业设计中的应用与实践”（项目编号：6621）、黑龙江科技学院青年才俊资助项目的研究成果。
中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）07-0170-02
随着高校扩招，大学招生人数逐年增加，但是教师的人数却变化不大，指导毕业设计的师生比逐年降低，教师一般一年要指导6～8个本科生，高职称的教师甚至要指导13～14人的毕业设计。由于机械设计的自身特点，指导教师很难每年均给出全新的课题，导致很多毕业设计题目、设计内容雷同甚至与前两年完全一样。同时由于传统的毕业设计过程管理松散，学生毕业设计又与找工作时间重叠，还有些学生利用最后一学期上驾校、考驾照，学生实际投入到毕业设计的时间有限，所以学生毕业设计存在一定的突击、抄袭、拷贝，甚至花钱请人完成的现象。虽然各高校先后开展了论文查重工作，但是仍然无法保证学生毕业设计的创新性、独立性。学生毕业设计质量逐年下降，甚至有些人认为应该取消本科生毕业论文答辩。针对本科毕业设计存在的问题，尝试将TRIZ理论引入到毕业设计中，在师资队伍、毕业设计选题、开题答辩、结构设计与过程管理中采用TRIZ理论融入模式开展教学，经过三年多的教学试验，取得了一些成绩。
一、TRIZ理论师资队伍建设
教师在毕业设计中与学生接触最多，既是学生毕业设计质量的监督者，又是设计方法、绘图技巧的直接传授者，所以教师在本科生毕业设计中起着至关重要的作用，教师的业务能力和专业水平在很大程度上决定了学生毕业设计的质量与成败。学校鼓励教师逐步提高自身学术修养，在职完成博士研究生学习，积极参加省内重点高校精品课程的盯课任务，积极到工厂、实验室挂职锻炼，积极开展各种教研与科研活动。利用黑龙江省优越的TRIZ理论学习与推广环境，有计划的开展教师TRIZ理论培训，聘请亿维讯的TRIZ理论讲师为教师进行软件及理论培训。选派多名教师参加国家科技部、黑龙江省科技厅组织的由俄罗斯、德国以及国内TRIZ理论专家讲授的师资培训班，并利用教研室活动时间，不定期的开展TRIZ理论学习与实践情况交流，共同探讨学生创新能力形成发展的规律，为创新教育提供最直接、最深刻的体验。[1]组建起一支业务素质高、爱生、敬业，同时又了解TRIZ、喜爱TRIZ、研究TRIZ的教学团队，为TRIZ理论在本科毕业设计中的应用奠定师资基础。
二、TRIZ理论在毕业设计中的应用
毕业设计过程是实现本科培养目标的重要阶段，是学生毕业前的最后学习阶段，是对学生大学四年学习的总体检验与综合运用，是学生综合素质与工程实践能力培养的最后一里路程，也是本科生毕业及学位资格认证的重要依据，更是衡量高等学校教育质量与办学效益的重要评价内容。[2]毕业设计过程一般包括课题选择、任务书下达、毕业实习、开题答辩、中期答辩、图纸绘制与说明书撰写、毕业答辩几个过程。通过TRIZ理论融入式教学法的实施，将TRIZ理论融入到毕业设计的各个环节，提高了学生毕业设计的质量。
1.TRIZ理论在选题中的应用
选题是做好本科毕业设计的第一步，选题是否正确得当，将直接关系到学生毕业设计知识的学习量、实践与创新能力的培养水平，是关系到学生毕业设计成绩的重要步骤。由于教师指导的学生多，同时参与指导毕业设计的青年教师比重大，实践经验较欠缺，导致许多教师无奈之下选用陈旧的课题或者兄弟院校的毕业设计题目，毕业设计选题缺乏创新，有的甚至不科学，更无法发挥学生的潜能，无法开展学生实践与创新能力的培养。为了克服以上困难，在选题时力争密切联系科研、生产、實验室建设实际，力争产、学、研结合，努力增加课题的实用性。尽量选择教师自身熟悉的科研、学术研究课题，力求将教师承担的国家、省（部）、厅（局）级科研课题，以及企事业单位委托课题、校内基金课题和自拟课题与学生的毕业设计挂钩，让学生参与到教师的科学研究中，早一步体验科研实际。[5]在课题选择时，应用TRIZ理论进行产品S进化曲线分析，研究机械产品的发展阶段，寻找机械产品现阶段存在的矛盾，从而确立待选课题，并尽量使课题处于TRIZ理论1到4级发明阶段，力争做到选题科学、合理、新颖、先进。另外，要激发学生开展毕业设计的兴趣，培养学生独立自主创新的能力。通过三年的实践，本科毕业设计题目更新率、题目可操作性、对学生自主创新能力培养均有显著提高，如图1所示。
黑龙江科技学院机械设计专业有学生152人，有专任教师16人。通过TRIZ理论在选题阶段的应用，毕业设计题目更新率由原来的53.6%增加到了93.5%，课题和教师的科研与研究课题相衔接率逐年增加，由2009年的35.6%增加到63.4%。毕业设计知识点逐年增加，涵盖了机械设计中的理论知识与实践知识，设计包括机械结构设计、方案选择、结构力学分析。使学生通过毕业设计学会了方案制定、材料选择、结构设计、零部件强度校核、电机选择、手册查找、工艺及热处理方案制定等多方面知识。毕业设计的可操作性明显提高，教师指导难度降低，毕业设计中创新设计题目由4.35%提高到36.7%。通过科学选题增加了学生毕业设计的信心和动力，让学生在综合知识运用上更加自如，更能够激发学生潜在的创造能力。
