楊輝

摘要：基于TRIZ創(chuàng)新原理的建筑造型教學(xué)研究是建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的一個(gè)新課題，TRIZ創(chuàng)新理論為建筑設(shè)計(jì)教學(xué)研究帶來(lái)了新的理論和方法。從TRIZ理論中的40個(gè)創(chuàng)新原理出發(fā)，系統(tǒng)分析了TRIZ創(chuàng)新理論的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)、建筑領(lǐng)域的應(yīng)用狀況及應(yīng)用于建筑造型設(shè)計(jì)的可行性，探討其與建筑造型設(shè)計(jì)教學(xué)的關(guān)系，尋求解決建筑造型設(shè)計(jì)的創(chuàng)新問(wèn)題，探索其應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)教學(xué)創(chuàng)新的可能性，并逐步形成基于TRIZ創(chuàng)新原理的建筑造型教學(xué)創(chuàng)新的理論與方法。

關(guān)鍵詞：TRIZ理論；創(chuàng)新原理；建筑造型；教學(xué)創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G6420；TU208 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：10052909（2017）02007003

TRIZ創(chuàng)新理論為人們創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題提供了系統(tǒng)的理論和方法。它由專門研究人員對(duì)不同領(lǐng)域的已有創(chuàng)新成果進(jìn)行分析、總結(jié)，得到的具有普遍意義的經(jīng)驗(yàn)，這一特性使得該理論具有了打破知識(shí)領(lǐng)域界限的基礎(chǔ)，從而使 TRIZ創(chuàng)新理論的跨學(xué)科應(yīng)用成為可能。TRIZ創(chuàng)新原理是一種TRIZ理論系統(tǒng)中的創(chuàng)新解決工具，將TRIZ創(chuàng)新原理引入建筑造型教學(xué)，對(duì)TRIZ創(chuàng)新原理中的設(shè)計(jì)方法加以提煉和轉(zhuǎn)化，并通過(guò)課堂教學(xué)及實(shí)驗(yàn)，提煉出新的建筑形態(tài)設(shè)計(jì)方法。

一、TRIZ理論的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)

TRIZ創(chuàng)新理論是自1946年起前蘇聯(lián)的阿奇舒勒（G·S·Altshuler）及其領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)花費(fèi)1500人/年的時(shí)間，在分析研究世界各國(guó)250萬(wàn)件專利的基礎(chǔ)上所提出的發(fā)明問(wèn)題解決理論。TRIZ理論科學(xué)地顯示了各學(xué)科領(lǐng)域創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律，著力解決系統(tǒng)中存在的矛盾，其目的是獲得科學(xué)的理想解。在解決問(wèn)題過(guò)程中，它決不采取折衷做法，而是在技術(shù)的發(fā)展演化規(guī)律基礎(chǔ)上著重研究整個(gè)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程，因而不再是偶然的行為。實(shí)踐證明，通過(guò)對(duì)TRIZ創(chuàng)新理論的運(yùn)用，可以促進(jìn)人類創(chuàng)造發(fā)明的進(jìn)程進(jìn)而獲得優(yōu)秀的創(chuàng)新成果。

TRIZ在解決創(chuàng)新問(wèn)題的思路方面主要采用了科學(xué)的問(wèn)題求解方法，首先它將某研究領(lǐng)域的特殊問(wèn)題歸納為TRIZ的一般性問(wèn)題，然后應(yīng)用TRIZ創(chuàng)新理論尋求標(biāo)準(zhǔn)解法，從而獲得初始問(wèn)題的具體解法。這種從特殊到一般的問(wèn)題解決方法，具有科學(xué)性和可操作性。與傳統(tǒng)創(chuàng)新理論相比，TRIZ理論具有巨大的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)。首先，TRIZ是基于知識(shí)的方法；其次，TRIZ是系統(tǒng)化的方法；第三，TRIZ是發(fā)明問(wèn)題解決理論；第四，TRIZ理論是一種激發(fā)人們創(chuàng)新性思維的工具；最后，TRIZ中的發(fā)明原理具有普遍意義的經(jīng)驗(yàn)，這使得該理論在創(chuàng)新方面具有了普遍性。

二、TRIZ理論在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用狀況

新世紀(jì)以來(lái)，歐美學(xué)者和建筑師開(kāi)始跨學(xué)科把TRIZ理論運(yùn)用于建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，以補(bǔ)充傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)理論的不足，著重從如何提高建筑的實(shí)用性，如何合理協(xié)調(diào)建筑中的各種關(guān)系問(wèn)題；如何把現(xiàn)代設(shè)計(jì)美學(xué)、不同地域文化與建筑功能有機(jī)結(jié)合為一體的創(chuàng)新問(wèn)題；如何解決建筑的地域性和可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題等方面開(kāi)展研究[1-2]。中國(guó)對(duì)TRIZ理論的研究起源于牛占文、徐燕申[3]等學(xué)者于1999年在《中國(guó)機(jī)械工程》上發(fā)表的《發(fā)明創(chuàng)造的科學(xué)方法論——TRIZ》一文，文中較為詳細(xì)地闡述了TRIZ原理應(yīng)用的科學(xué)性。此后的研究從不同角度和不同領(lǐng)域論述了TRIZ法的研究在中國(guó)的應(yīng)用概況[4]。石海龍等[5]于2008年在《山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào)》上發(fā)表的《TRIZ技術(shù)進(jìn)化理論在立體車庫(kù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》一文開(kāi)啟了TRIZ理論應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的先河。后續(xù)的零星研究以探索創(chuàng)新設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的認(rèn)知過(guò)程和認(rèn)知思維規(guī)律為出發(fā)點(diǎn)，從城市停車難的問(wèn)題，等候電梯時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而焦躁不安的問(wèn)題，從如何優(yōu)化建筑工程設(shè)計(jì)、施工方案以提高工作效率、減少勞動(dòng)強(qiáng)度、降低工程成本、確保工程質(zhì)量為目的等問(wèn)題，以TRIZ理論為基礎(chǔ)， 結(jié)合建筑設(shè)計(jì)理論系統(tǒng)地分析并提出了相應(yīng)的改良創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案[6-7]。而2014年隋卓君[8]的碩士論文《基于TRIZ理論的建筑創(chuàng)新設(shè)計(jì)模式分析——以普利茲克建筑獎(jiǎng)獲得者作品為例》，以案例形式分析了TRIZ理論對(duì)建筑設(shè)計(jì)的影響。但該文未能深入的理論聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明，缺乏從宏觀上構(gòu)建建筑創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本框架。

總體而言，中國(guó)學(xué)術(shù)界和教育界對(duì)于TRIZ理論如何融入建筑形態(tài)造型教學(xué)方法這一新興課題的探討尚處于起步階段，還沒(méi)有形成系統(tǒng)化的理論成果和理論框架。國(guó)外相對(duì)來(lái)說(shuō)相關(guān)成果多一些，但也屬于實(shí)驗(yàn)中，這些成果可以為中國(guó)學(xué)者的進(jìn)一步探索建筑創(chuàng)新理論提供參考，但還缺乏系統(tǒng)性的理論文獻(xiàn)指導(dǎo)。因此，針對(duì)中國(guó)目前建筑形態(tài)構(gòu)成教學(xué)方面缺乏創(chuàng)新、表現(xiàn)形式單一、雷同化、千篇一面、個(gè)性化不足、原創(chuàng)能力不強(qiáng)的弊病[9]，把TRIZ這一創(chuàng)新思維工具引入建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)作及建筑形態(tài)教學(xué)中進(jìn)行系統(tǒng)的理論探索十分必要。

三、TRIZ創(chuàng)新原理應(yīng)用于建筑造型設(shè)計(jì)的可行性

構(gòu)成建筑外部形態(tài)的美學(xué)形式被人們直觀感知的建筑空間的物化形式叫做建筑造型。這個(gè)定義包含了以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一、建筑造型的環(huán)境特征。建筑是固定的人工產(chǎn)品，要求與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，是由所處環(huán)境的地理?xiàng)l件所決定的。它主要為人類居住提供服務(wù)；第二、它的空間特征。建筑本身是一種三維形態(tài)，造型受內(nèi)外部空間構(gòu)成、功能制約；第三、抽象的象征特點(diǎn)。建筑造型主要通過(guò)建筑的基本要素、色彩設(shè)計(jì)、光影的影響來(lái)創(chuàng)造某種特定的心理感覺(jué)；第四、通過(guò)建筑師的設(shè)計(jì)，根據(jù)業(yè)主需要?jiǎng)?chuàng)造出市場(chǎng)需求的建筑產(chǎn)品，利用創(chuàng)新理論對(duì)建筑造型不斷創(chuàng)新，是當(dāng)代建筑向前發(fā)展的關(guān)鍵。隨著現(xiàn)代建筑業(yè)乃至信息化水平的不斷提高和人們認(rèn)識(shí)的深化，建筑造型設(shè)計(jì)已經(jīng)從建筑功能、外觀設(shè)計(jì)延伸到整體觀、環(huán)境觀、生態(tài)觀、建筑語(yǔ)言的現(xiàn)代觀及造型的個(gè)性化等方面[10]。整體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代建筑的造型設(shè)計(jì)已經(jīng)不再是房子建造的問(wèn)題，它涉及到了建筑文化創(chuàng)新、色彩搭配、環(huán)境景觀、建筑節(jié)能及裝飾設(shè)計(jì)眾多領(lǐng)域。從技術(shù)進(jìn)步的角度看，建筑造型設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師綜合運(yùn)用各種已有的成熟技術(shù)和知識(shí)，融入建筑美學(xué)、建筑材料學(xué)等因素，通過(guò)設(shè)計(jì)創(chuàng)新和改進(jìn)創(chuàng)造新的建筑形態(tài)，使之更有利于人類使用。

從上述特征分析可以看出，TRIZ理論和建筑造型之間在創(chuàng)新方面的關(guān)系：第一，TRIZ 理論屬于現(xiàn)代工業(yè)化的產(chǎn)物，是基于技術(shù)創(chuàng)新的方法論；第二，TRIZ的應(yīng)用對(duì)象不僅僅局限于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，也可以應(yīng)用到其他設(shè)計(jì)領(lǐng)域；第三，TRIZ和建筑的本質(zhì)是創(chuàng)新。雖然TRIZ理論著重于技術(shù)創(chuàng)新，建筑造型重點(diǎn)放在形態(tài)設(shè)計(jì)方面，但其研究本質(zhì)都是創(chuàng)造新的物質(zhì)，因此，現(xiàn)代建筑造型設(shè)計(jì)應(yīng)該大膽借鑒TRIZ理論的創(chuàng)新原理，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生在設(shè)計(jì)時(shí)既重視外觀形態(tài)美，又要重視結(jié)構(gòu)空間形態(tài)的技術(shù)創(chuàng)新，這也是現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。

四、探析TRIZ理論在建筑造型教學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用

大數(shù)據(jù)信息化時(shí)代的到來(lái)，為建筑設(shè)計(jì)教學(xué)提出了新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)。一方面，教師可以充分利用信息技術(shù)、信息資源、新媒體技術(shù)與課程有機(jī)結(jié)合，建構(gòu)有效的教學(xué)方式，促進(jìn)教學(xué)的最優(yōu)化；另一方面，當(dāng)今大學(xué)生運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)可以足不出戶獲得相關(guān)專業(yè)知識(shí)及詳細(xì)的知識(shí)解說(shuō)，教科書上的知識(shí)在一定程度上已經(jīng)滿足不了學(xué)生的需求，高校教師面臨的最大挑戰(zhàn)就是如何對(duì)現(xiàn)有教科知識(shí)進(jìn)行理論創(chuàng)新，以解學(xué)生求新之渴。在此背景下，探索TRIZ創(chuàng)新原理應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中其必要性。

（一）TRIZ 創(chuàng)新原理可以增強(qiáng)學(xué)生在建筑造型方面的創(chuàng)新能力

隨著十三五規(guī)劃的出臺(tái)，中國(guó)的建筑設(shè)計(jì)教育將迎來(lái)一個(gè)新的發(fā)展期，傳統(tǒng)建筑元素在當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新應(yīng)用（圖1）；突出地域文化的鄉(xiāng)土建筑創(chuàng)新（圖2）、中國(guó)傳統(tǒng)文化和傳統(tǒng)建筑形式如何在信息時(shí)代、新材料、新技術(shù)的大潮流中獲得新生（圖3），等等，將引發(fā)人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的深層次思考，這種思考必須涉及創(chuàng)新理論和創(chuàng)新能力的重新構(gòu)成。TRIZ理論的40個(gè)創(chuàng)新原理是阿奇舒勒?qǐng)F(tuán)隊(duì)建立在250萬(wàn)份專利分析基礎(chǔ)之上的，具有人類發(fā)明創(chuàng)造所遵循的共性，是TRIZ理論中用于解決設(shè)計(jì)問(wèn)題的基本方法和基礎(chǔ)內(nèi)容。實(shí)踐證明，40個(gè)創(chuàng)新原理是行之有效的創(chuàng)新方法。在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，針對(duì)不同的專題訓(xùn)練，在建筑設(shè)計(jì)已有的形態(tài)構(gòu)造方法和形式法則基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)TRIZ理論的40個(gè)創(chuàng)新原理進(jìn)行分析，轉(zhuǎn)化成學(xué)生易懂的建筑語(yǔ)言和圖形，有機(jī)地融入到建筑造型的形式法則中，使之成為建筑形態(tài)造型的創(chuàng)新造型方式。其目的就是利用這種創(chuàng)新思維模式和創(chuàng)新思維方法，不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，在課堂上教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)理論的探討與教學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作，而且還要讓他們?cè)趯?shí)踐中逐漸意識(shí)到創(chuàng)新能力對(duì)于專業(yè)學(xué)習(xí)的重要性[11]。在教學(xué)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有教科書關(guān)于建筑造型的論述，只從單元類、分割類、空間法和變形類四個(gè)方面闡述了建筑形態(tài)空間的固有法則和規(guī)律，因此，教師在教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生建立新的設(shè)計(jì)思想與觀念；如何培養(yǎng)學(xué)生對(duì)影響創(chuàng)新設(shè)計(jì)元素的分析、觀察和理解能力；如何培養(yǎng)學(xué)生對(duì)創(chuàng)新邏輯的操作能力和對(duì)創(chuàng)造性思維的運(yùn)用能力[12]；如何培養(yǎng)學(xué)生對(duì)建筑技術(shù)要求的把握能力以及他們?cè)趧?chuàng)作過(guò)程中呈現(xiàn)出的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力尤為重要。

（二）TRIZ 理論的創(chuàng)新原理基本適用于建筑造型設(shè)計(jì)

建筑設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新矛盾涉及到功能和形式之間的矛盾；建筑物內(nèi)部和外部之間的矛盾；結(jié)構(gòu)和形式的矛盾；建筑的適用、經(jīng)濟(jì)、堅(jiān)固、美觀之間的矛盾；建筑物局部和整體的矛盾，等等。這些矛盾基本都屬于物理矛盾和技術(shù)矛盾方面的問(wèn)題。這些問(wèn)題都可以用40個(gè)創(chuàng)新原理尋解。但是，TRIZ理論的40個(gè)創(chuàng)新原理的定義主要是用技術(shù)化語(yǔ)言描述的，較為抽象，不易理解，不宜直接用于建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)新，因此，為了實(shí)際應(yīng)用的便捷性，筆者力圖將TRIZ理論40個(gè)創(chuàng)新原理重新歸類整理為6大類：結(jié)構(gòu)性原理、預(yù)先措施原理、演化原理、動(dòng)作性原理、物質(zhì)替代原理及性質(zhì)變化原理，并將這些原理所包含的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成建筑語(yǔ)言，例如作者把分割、抽出、局部性質(zhì)、非對(duì)稱、合并、多功能和嵌套共7個(gè)創(chuàng)新原理歸為結(jié)構(gòu)性原理，如表1，把每一個(gè)創(chuàng)新原理包含的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為通俗易懂的建筑語(yǔ)言，以方便學(xué)生理解、接受和應(yīng)用。

上述分析和研究不難發(fā)現(xiàn)，TRIZ理論中的40個(gè)發(fā)明原理中的分割（圖4）、拆出、局部性質(zhì)、不對(duì)稱（圖5）、聯(lián)合、多功能、反重量、球形原則、復(fù)制（圖6）、軟殼和薄膜原則、多孔材料原則、改變顏色原則等創(chuàng)新原理不僅可以轉(zhuǎn)化成建筑形態(tài)造型語(yǔ)言[16]，而且在現(xiàn)代中外著名建筑設(shè)計(jì)中得到了應(yīng)用和體現(xiàn)，因此，TRIZ理論的創(chuàng)新原理可以使我們的建筑設(shè)計(jì)教學(xué)更具創(chuàng)新性和實(shí)驗(yàn)性。

（三）TRIZ 理論中的創(chuàng)新原理值得建筑造型教學(xué)借鑒

TRIZ理論中創(chuàng)新原理作為解決問(wèn)題的新方法具有普遍意義的經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)指導(dǎo)建筑設(shè)計(jì)造型的教學(xué)創(chuàng)新有重要借鑒意義。在今年的形態(tài)造型課程教學(xué)中，筆者不僅將TRIZ創(chuàng)新原理引入課堂中，而且把TRIZ理論中的九屏幕法、金魚法、小人法這些創(chuàng)造性思維方法引入專題訓(xùn)練的前一階段（表2）。例如：通過(guò)案例分

析與形態(tài)重構(gòu)專題訓(xùn)練，在課堂上首先引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用九屏幕法打開(kāi)學(xué)生的固有思維，引導(dǎo)他們從不同角度、不同方向分析所給定的專題內(nèi)容；再應(yīng)用金魚法把問(wèn)題分為可執(zhí)行和不可執(zhí)行兩部分；然后，運(yùn)用小人法化解所給專題的矛盾，并根據(jù)小人模型對(duì)專題結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。在重新設(shè)計(jì)和構(gòu)成過(guò)程中，如果學(xué)生要想得到最終理想解，不僅要把教材中的構(gòu)成法則吃透，而且還要充分運(yùn)用TRIZ理論的創(chuàng)新原理來(lái)表述他們的形態(tài)構(gòu)成作品。同時(shí)，通過(guò)設(shè)置不同主題如減法造型構(gòu)成、加法形態(tài)構(gòu)成、建筑片段空間的構(gòu)成，等等，引導(dǎo)學(xué)生把減缺（圖7）、局部性質(zhì)突出（圖8）、重復(fù)（圖9）等創(chuàng)新原理運(yùn)用于專題設(shè)計(jì)制作

中。在作品制作階段，通過(guò)實(shí)驗(yàn)不斷破壞學(xué)生作品，指導(dǎo)教師反復(fù)講解和分析，使學(xué)生徹底吃透相關(guān)的形式法則和創(chuàng)新原理。這樣的教學(xué)目的一方面能夠有效打破學(xué)生頭腦中固有的思維定勢(shì)，克服由于思維慣性導(dǎo)致的思維障礙，擴(kuò)展學(xué)生的創(chuàng)新思維能力；另一方面，它又為學(xué)生提供了科學(xué)的問(wèn)題分析方法[20]，保證了學(xué)生按照合理的途徑尋求問(wèn)題的創(chuàng)新性解決辦法。

五、結(jié)語(yǔ)

TRIZ原理的創(chuàng)新原理作為解決問(wèn)題和分析問(wèn)題的新工具、新方法，對(duì)中國(guó)建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)新方法的教學(xué)和研究至關(guān)重要，把TRIZ這一創(chuàng)新思維工具有機(jī)融入到建筑造型設(shè)計(jì)創(chuàng)新理論和設(shè)計(jì)實(shí)踐中，不僅彌補(bǔ)了現(xiàn)有建筑設(shè)計(jì)理論的不足，而且開(kāi)拓了學(xué)生的視野，打破了學(xué)生的思維慣性，拓展了學(xué)生的設(shè)計(jì)思維。同時(shí)，針對(duì)高校建筑造型設(shè)計(jì)教學(xué)的現(xiàn)狀，把TRIZ理論包含的創(chuàng)新思維模式恰如其分地融入建筑造型教學(xué)，并通過(guò)不同角度的課題訓(xùn)練引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從宏觀層面構(gòu)建建筑造型設(shè)計(jì)良好的創(chuàng)新思維氛圍，培養(yǎng)學(xué)生良好的創(chuàng)新心理素質(zhì)。

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Abstract：The teaching research of architectural modeling based on TRIZ innovation theory is a new research topic in the field of architectural design， it can be said， the TRIZ innovation theory has brought new architectural design theory and methods for the teaching research. Starting from the 40 of TRIZ innovative principles， this title systematically analyzes the innovation advantages of 40 innovation principles of TRIZ theory， the status of the application in the field of architecture， and the feasibility used in the construction of design，discussing the relationship between these principles and the architectural design teaching， seeking solutions of the innovation of architectural modeling design， exploring the possibility applied to teaching innovation of architectural design， and gradually forming the theory and method of teaching Innovation of architectural modeling based on the TRIZ innovation principles.

Keywords： TRIZ theory； innovation principles； architectural modeling； teaching innovative

（編輯 梁遠(yuǎn)華）