摘要：闡述目前大學(xué)生創(chuàng)新制作能力培養(yǎng)模式的不足，探討創(chuàng)新理論在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用，分析大學(xué)生與工程技術(shù)人員創(chuàng)新思維的差異，比較中外大學(xué)生創(chuàng)新制作能力培養(yǎng)模式的不同，說(shuō)明《機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新與制作》教材的編寫(xiě)思路。

關(guān)鍵詞：大學(xué)生；創(chuàng)新思維；創(chuàng)新制作；培養(yǎng)模式

“創(chuàng)新”從廣義上可分為科技創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和意識(shí)創(chuàng)新（見(jiàn)圖1），創(chuàng)新制作屬于科技創(chuàng)新中的技術(shù)創(chuàng)新。

對(duì)學(xué)生來(lái)講，什么是創(chuàng)新制作呢？首先來(lái)看“技術(shù)創(chuàng)新”的概念。

技術(shù)創(chuàng)新，即創(chuàng)新的狹義概念，是1912年由熊彼特在《經(jīng)濟(jì)發(fā)展理論》一書(shū)中提出的。他認(rèn)為，創(chuàng)新就是“建立一種新的生產(chǎn)函數(shù)”，是把一種從來(lái)沒(méi)有過(guò)的關(guān)于生產(chǎn)要素和生產(chǎn)條件的“新組合”引入生產(chǎn)體系。熊彼特所說(shuō)的創(chuàng)新，包括引進(jìn)新產(chǎn)品、引用新技術(shù)（即新的生產(chǎn)方法）、開(kāi)辟新市場(chǎng)、控制原材料的新供應(yīng)來(lái)源和實(shí)現(xiàn)企業(yè)的新組織等五種情況?？梢?jiàn)，創(chuàng)新制作就是制作本來(lái)沒(méi)有的東西。

熊彼特的“創(chuàng)新理論”所說(shuō)的“創(chuàng)新”，是指一個(gè)過(guò)程，既包括新產(chǎn)品、新工藝的開(kāi)發(fā)，也包括將這些開(kāi)發(fā)成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力并在市場(chǎng)上得到實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程。由于這種創(chuàng)新概念能夠較好地體現(xiàn)技術(shù)變革在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用，有利于糾正科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相互脫節(jié)的弊端，促進(jìn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的結(jié)合，故這種創(chuàng)新概念已經(jīng)在聯(lián)合國(guó)經(jīng)合組織、歐盟等一些有影響的國(guó)際組織中得到廣泛的認(rèn)同和使用。

熊彼特的技術(shù)創(chuàng)新理論是科技與經(jīng)濟(jì)結(jié)合的概念，或者說(shuō)它首先是一個(gè)經(jīng)濟(jì)學(xué)概念，然后才是科學(xué)技術(shù)方面的概念。因此，必須從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的結(jié)合上才能深刻理解技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)涵。技術(shù)創(chuàng)新是使發(fā)明成果向產(chǎn)品化、商品化轉(zhuǎn)化的過(guò)程。這說(shuō)明創(chuàng)新制作只有以商品化為目的才有意義。

由上面的理論可知，創(chuàng)新制作就是以商品化為目的，制作本來(lái)沒(méi)有的電子、電氣、通訊等產(chǎn)品。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，至少是自己的創(chuàng)新，而不是從教材里來(lái)的實(shí)驗(yàn)電路。

遺憾的是，大學(xué)的創(chuàng)新制作培養(yǎng)往往流于制作而沒(méi)有創(chuàng)新，培養(yǎng)過(guò)程流于制作過(guò)程而非創(chuàng)新過(guò)程，大量的創(chuàng)新制作教材只是告訴讀者一個(gè)產(chǎn)品或裝置的設(shè)計(jì)制作流程，而不能啟發(fā)讀者的創(chuàng)新能力。因此，我們?cè)诖髮W(xué)生創(chuàng)新制作能力的培養(yǎng)模式上進(jìn)行了一些探索。

創(chuàng)新理論在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

創(chuàng)新理論內(nèi)容較多，有的比較深?yuàn)W，如何提煉、歸納，并且與適合學(xué)生的實(shí)際制作結(jié)合，是一個(gè)主要研究?jī)?nèi)容。

（一）各種創(chuàng)新理論

前蘇聯(lián)的TRIZ理論TRIZ是俄文創(chuàng)新性問(wèn)題解決理論（теории решения изобретательских задач）的詞頭。系統(tǒng)沖突是TRIZ的一個(gè)核心概念，表示隱藏在問(wèn)題后面的固有矛盾。如果要改進(jìn)系統(tǒng)的某一部分屬性，其他的某些屬性就會(huì)惡化，就像天平一樣，一端翹起，另一端必然下降，這種問(wèn)題就稱(chēng)作系統(tǒng)沖突。典型的系統(tǒng)沖突有重量—強(qiáng)度、形狀—速度、可靠性—復(fù)雜性沖突等。TRIZ認(rèn)為，發(fā)明可認(rèn)為是系統(tǒng)沖突的解決。而一個(gè)問(wèn)題解決的困難程度取決于對(duì)該問(wèn)題的描述或程式化方法，描述得越清楚，問(wèn)題的解決辦法就越容易找到。TRIZ中，發(fā)明問(wèn)題求解的過(guò)程是對(duì)問(wèn)題不斷描述、不斷程式化的過(guò)程。經(jīng)過(guò)這一過(guò)程，初始問(wèn)題最根本的沖突被清楚地暴露出來(lái)，能否求解已很清楚。如果已有的知識(shí)能用于該問(wèn)題則有解，如果已有的知識(shí)不能解決該問(wèn)題則無(wú)解，需等待自然科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

在教學(xué)中，把一些典型的利用TRIZ的創(chuàng)新制作實(shí)例拿來(lái)討論，學(xué)生很有興趣，表示這些創(chuàng)新思維的法則非常有用。學(xué)生漸漸意識(shí)到，創(chuàng)新是在一定的條件，如新穎、性?xún)r(jià)比、實(shí)用性等約束下解決矛盾的制作活動(dòng)。經(jīng)過(guò)討論、實(shí)際應(yīng)用，這些法則成為可以接受的、行之有效的創(chuàng)新工具。

美國(guó)公理性創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論公理性設(shè)計(jì)（Axiomatic Design）是美國(guó)以Suh為首的設(shè)計(jì)理論研究小組所提出的設(shè)計(jì)理論。該理論認(rèn)為，設(shè)計(jì)過(guò)程如圖2所示。公理性設(shè)計(jì)理論的核心為：轉(zhuǎn)換過(guò)程中的功能與設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)滿足獨(dú)立性與最小信息兩條公理。如果這兩條公理能滿足，原理解是優(yōu)化的解。公理性設(shè)計(jì)已有很多應(yīng)用實(shí)例，美國(guó)一些企業(yè)及大學(xué)的學(xué)生采用該理論完成了一些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

這一理論中的“獨(dú)立性”告訴我們，創(chuàng)新制作的困難在于找到一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的矛盾；“最小信息”告訴我們，盡管不同的人對(duì)同樣的問(wèn)題有不同的解決方法，但最好的創(chuàng)新制作是性?xún)r(jià)比最優(yōu)的制作。在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生欠缺這方面的思想，習(xí)慣于認(rèn)為創(chuàng)新制作就是運(yùn)用所學(xué)所知做出來(lái)即可。

日本的QFD（Quality Function Deployment）這個(gè)理論告訴我們，創(chuàng)新制作是來(lái)源于需求、并滿足需求的一個(gè)制作過(guò)程。所以，在教學(xué)中，首先要求學(xué)生拋開(kāi)參考書(shū)，獨(dú)立思考，從生活中發(fā)現(xiàn)點(diǎn)子，發(fā)現(xiàn)能夠改善生活、帶來(lái)便利的新產(chǎn)品，然后按照設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作。

德國(guó)的普適設(shè)計(jì)方法學(xué)德國(guó)的設(shè)計(jì)理論是優(yōu)秀設(shè)計(jì)過(guò)程所積累的經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。該理論的典型代表是Pahl及Beitz的普適設(shè)計(jì)方法學(xué)（Comprehensive Design Methedology）。該設(shè)計(jì)方法學(xué)建立了設(shè)計(jì)人員在每一設(shè)計(jì)階段的工作步驟計(jì)劃，這些計(jì)劃包括策略、規(guī)則、原理，從而形成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)過(guò)程模型。一個(gè)特定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)可完全按該過(guò)程模型進(jìn)行，也可選擇其中的一部分使用。

在該方法中，概念設(shè)計(jì)階段的核心是建立待設(shè)計(jì)產(chǎn)品或稱(chēng)技術(shù)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品首先由總功能描述，總功能可分解為分功能，各分功能可一直分解到能夠?qū)崿F(xiàn)為止。物料、能量、信號(hào)三種流作為輸入與輸出，將各功能有機(jī)地組合在一起就形成了產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)。

大學(xué)生與工程技術(shù)人員創(chuàng)新思維的差異

在教學(xué)中，我們體會(huì)到很多教師和工程技術(shù)人員容易理解的理論、方法，學(xué)生卻不理解，原因既在于知識(shí)積累不一樣，也在于創(chuàng)新思維與習(xí)慣不一樣，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S、制作習(xí)慣，減小他們與工程技術(shù)人員的創(chuàng)新差距顯得非常重要。

大學(xué)生與工程技術(shù)人員創(chuàng)新思維的差異主要在以下方面：首先，工程技術(shù)人員對(duì)市場(chǎng)了解，其制作面向?qū)嵱玫男庐a(chǎn)品，考慮性?xún)r(jià)比；而大學(xué)生往往把創(chuàng)新制作看成實(shí)驗(yàn)。其次，工程師有較廣的知識(shí)面，包括人文方面，這對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)是有幫助的，有時(shí)甚至是必不可少的；但大學(xué)生知識(shí)面較窄，往往無(wú)從下手。再次，工程師有獨(dú)立解決問(wèn)題的意識(shí)；而大學(xué)生比較欠缺這種意識(shí)，習(xí)慣于向教師請(qǐng)教。最后，工程師有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)制作習(xí)慣，重視過(guò)程和記錄，而大學(xué)生往往沒(méi)有。明白了大學(xué)生在創(chuàng)新制作方面的欠缺，就可以有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)，嚴(yán)格要求并且有根有據(jù)。

中外大學(xué)生創(chuàng)新制作能力培養(yǎng)模式的比較

德國(guó)的大學(xué)生創(chuàng)新制作培養(yǎng)的一個(gè)側(cè)重點(diǎn)就是制作實(shí)用的產(chǎn)品，大家協(xié)同作業(yè)，每個(gè)學(xué)生分擔(dān)的部分不多。比如完成一輛具有實(shí)用價(jià)值的摩托車(chē)的制作，每個(gè)學(xué)生分擔(dān)一個(gè)部件的設(shè)計(jì)制作。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生的創(chuàng)新能力、制作能力都得到提高?，F(xiàn)代社會(huì)分工精細(xì)化，要想有真正的創(chuàng)新，必須在自己的領(lǐng)域內(nèi)精益求精，而不是什么都泛泛而談。

日本的大學(xué)生創(chuàng)新制作培養(yǎng)的一個(gè)側(cè)重點(diǎn)就是重視過(guò)程，嚴(yán)肅認(rèn)真，從細(xì)節(jié)入手。我們?cè)诮虒W(xué)中發(fā)現(xiàn)，有不少學(xué)生認(rèn)為創(chuàng)新就是創(chuàng)新思維。其實(shí)，從前面的創(chuàng)新理論可以知道，創(chuàng)新制作是把創(chuàng)新思維落到實(shí)處的費(fèi)時(shí)費(fèi)力的制作活動(dòng)，不重視過(guò)程，不重視記錄和歸納總結(jié)，沒(méi)有對(duì)細(xì)節(jié)精益求精的態(tài)度，是不可能有好制作的。在教學(xué)中，很多學(xué)生的工作臺(tái)面沒(méi)有整理好，工具沒(méi)有維護(hù)好，這些都影響到制作水平，需要教師糾正這些不良習(xí)慣。

《機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新與制作》教材的編寫(xiě)思路

由于感到缺乏合適的創(chuàng)新制作類(lèi)教材，我們考慮編寫(xiě)《機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新與制作》教材，以創(chuàng)新思維理論為出發(fā)點(diǎn)來(lái)組織教材。比如，可以分析一些典型的、成功的制作實(shí)例，說(shuō)明思維過(guò)程、創(chuàng)新之處、制作難點(diǎn)等。

目前，相關(guān)教材有《創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維與技法》（機(jī)械工業(yè)出版社，2004）之類(lèi)的圖書(shū)，單純講解思維與創(chuàng)新方面的理論內(nèi)容；有《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》（機(jī)械工業(yè)出版社，2004）之類(lèi)的圖書(shū)，主要講解基本機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。這些書(shū)內(nèi)容都很好，不過(guò)屬于基礎(chǔ)內(nèi)容，不適合作為學(xué)生創(chuàng)新與制作的教材。教材應(yīng)涉及機(jī)械、電氣、電子、通信、綜合裝置和系統(tǒng)、產(chǎn)品外觀等，應(yīng)比較全面。在教材編寫(xiě)上應(yīng)突出創(chuàng)新，雖然是理工類(lèi)教材，但也應(yīng)增加思維創(chuàng)新方面的一些研究理論和人文思想。該教材不像一般的以學(xué)科內(nèi)容、知識(shí)技能體系為主的教材，所以應(yīng)將本身的制作項(xiàng)目作為載體，挖掘創(chuàng)新思維的內(nèi)涵。

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作者簡(jiǎn)介：

齊向陽(yáng)（1969—），男，河南南陽(yáng)人，深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向?yàn)閯?chuàng)新制作技術(shù)、樓宇設(shè)備及智能化技術(shù)。