前言 创新创业,方法先行,创新方法是自主创新的根本之源。人的创新能力是可以通过学习和训练提高的。为使大学生将来面对各种工程任务时,能够发现问题,并且有正确的思维方法和解决问题的途径,“授人以鱼,不如授人以渔”。在创新能力培养方面,向学生传授并使之掌握一套相对系统科学的创新理论,对开阔学生视野、提高创新能力将大有裨益。 创新已经成为当今时代的重要特征且有规律可循。据统计,现有的创新方法有360多种。相对于传统的创新方法,当前欧美创新理论的研究热点是TRIZ创新方法。TRIZ是俄语“发明问题解决理论”首字母的缩写,其研究始于1946年,苏联著名发明家阿奇舒勒领导的研究机构分析了全球近250万件高水平的发明专利,总结各种技术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,形成了指导人们进行发明创新、解决工程问题的系统化的方法学体系。当时,美国、德国等西方国家惊异于苏联在军事、工业等方面的创造能力,并将其称为创新的“点金术”。 国外多所大学为本科生和研究生开设了基于TRIZ创新方法的有关课程,创新教育非常普及。例如,美国斯坦福大学教授、科技创业计划执行长和全国工科创新中心主任蒂娜·齐莉格编写的《斯坦福大学最受学生欢迎的创意课》成为了畅销书。多年来,我国高校积极推进“大类招生、分流培养”的教育教学综合改革,在培养“宽口径、厚基础、强实践、重创新”的高级专门人才方面做出了可贵的探索,创新创业通识教育已成为本科教育的重要组成部分。我国高校开展的TRIZ创新方法相关教育主要有两种形式: 一种是开设通识选修课或与高校开设的设计类课程相结合; 另一种是指导大学生利用TRIZ计算机辅助创新工具CAI软件进行毕业设计或在大学生科技竞赛活动中辅助学生进行创新设计及申请专利。 在创新创业通识教育的大背景下,编者尝试为本科生开设了“工程技术创新导论”通识选修课程,在自编讲义的基础上,结合编者对TRIZ创新方法的研究和教学实践经验,编写完成了本书,建议学时为32~40。 本书主要内容包括以下几方面: 1. 工程技术、机器人技术及技术创新的基本概念 第1章为绪论,概括地介绍了工程技术、机器人技术及技术创新的基本概念,介绍了工程技术的历史阶段和发展趋势; 还介绍了机器人技术的起源、分类与组成机构等; 通过本章的讲授,使学生能够了解工程技术、特别是机器人技术的产生和发展趋势,掌握第四次工业革命的特点,激发学生热爱科学、热爱创新的情怀。 2. 创新思维的方法 第2章结合大量的案例,介绍了传统创新思维最常见的思维方式以及TRIZ的创新思维方法。 3. TRIZ创新工具体系 第3~5章为本教材的核心内容,系统地阐述了TRIZ理论支持创新活动的创新原理以及TRIZ创新工具体系。主要包括40个创新原理; 39个工程技术参数; 技术矛盾与矛盾矩阵; 物理矛盾与分离方法; 物场模型与标准解法系统; “How to”模型与知识库等。 4. 技术系统进化八大法则 第6章介绍了TRIZ技术系统进化八大法则,包括完备性法则、能量传递法则、提高理想度法则、子系统不均衡进化法则、向超系统进化法则、向微观级进化法则、协调性法则和动态性进化法则。 5. 创新与知识产权保护制度概述 第7章概况地介绍了与创新活动关系密切、不可缺少的知识产权保护的基础知识,讲授利用包括专利、著作权、商标、防止不正当竞争等知识产权法律法规有效保护创新成果的各种方法。 6. 高校创新教育工程 第8章介绍了我国高校开展创新创业通识教育的内涵、目标和实施途径等。 为增加趣味性和可读性,本教材还收集整理了TRIZ创新方法在机器人技术中的应用实例,并配有大量的图片、图表、人物照片和绘图等,各章测试题部分来源于国际TRIZ认证考试题。 本教材在编写过程中,参考了国内外大量的书籍、期刊和网站上的资料,并部分引用了其中的一些内容,在此对有关作者表示衷心的感谢。 由于编者水平有限,书中难免出现疏漏和不足之处,恳请各位读者批评指正。 编者2022年11月10日 于北京