楊輝

摘要：基于TRIZ創(chuàng)新原理的建筑造型教學研究是建筑設計領域中的一個新課題，TRIZ創(chuàng)新理論為建筑設計教學研究帶來了新的理論和方法。從TRIZ理論中的40個創(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、建筑領域的應用狀況及應用于建筑造型設計的可行性，探討其與建筑造型設計教學的關系，尋求解決建筑造型設計的創(chuàng)新問題，探索其應用于建筑設計教學創(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創(chuàng)新的理論與方法。

關鍵詞：TRIZ理論；創(chuàng)新原理；建筑造型；教學創(chuàng)新

中圖分類號：G6420；TU208 文獻標志碼：A 文章編號：10052909（2017）02007003

TRIZ創(chuàng)新理論為人們創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題提供了系統(tǒng)的理論和方法。它由專門研究人員對不同領域的已有創(chuàng)新成果進行分析、總結，得到的具有普遍意義的經驗，這一特性使得該理論具有了打破知識領域界限的基礎，從而使 TRIZ創(chuàng)新理論的跨學科應用成為可能。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，對TRIZ創(chuàng)新原理中的設計方法加以提煉和轉化，并通過課堂教學及實驗，提煉出新的建筑形態(tài)設計方法。

一、TRIZ理論的創(chuàng)新優(yōu)勢

TRIZ創(chuàng)新理論是自1946年起前蘇聯(lián)的阿奇舒勒（G·S·Altshuler）及其領導的團隊花費1500人/年的時間，在分析研究世界各國250萬件專利的基礎上所提出的發(fā)明問題解決理論。TRIZ理論科學地顯示了各學科領域創(chuàng)造發(fā)明的內在規(guī)律，著力解決系統(tǒng)中存在的矛盾，其目的是獲得科學的理想解。在解決問題過程中，它決不采取折衷做法，而是在技術的發(fā)展演化規(guī)律基礎上著重研究整個設計與開發(fā)過程，因而不再是偶然的行為。實踐證明，通過對TRIZ創(chuàng)新理論的運用，可以促進人類創(chuàng)造發(fā)明的進程進而獲得優(yōu)秀的創(chuàng)新成果。

TRIZ在解決創(chuàng)新問題的思路方面主要采用了科學的問題求解方法，首先它將某研究領域的特殊問題歸納為TRIZ的一般性問題，然后應用TRIZ創(chuàng)新理論尋求標準解法，從而獲得初始問題的具體解法。這種從特殊到一般的問題解決方法，具有科學性和可操作性。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。首先，TRIZ是基于知識的方法；其次，TRIZ是系統(tǒng)化的方法；第三，TRIZ是發(fā)明問題解決理論；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驗，這使得該理論在創(chuàng)新方面具有了普遍性。

二、TRIZ理論在建筑領域的應用狀況

新世紀以來，歐美學者和建筑師開始跨學科把TRIZ理論運用于建筑設計領域，以補充傳統(tǒng)建筑設計理論的不足，著重從如何提高建筑的實用性，如何合理協(xié)調建筑中的各種關系問題；如何把現(xiàn)代設計美學、不同地域文化與建筑功能有機結合為一體的創(chuàng)新問題；如何解決建筑的地域性和可持續(xù)發(fā)展問題等方面開展研究[1-2]。中國對TRIZ理論的研究起源于牛占文、徐燕申[3]等學者于1999年在《中國機械工程》上發(fā)表的《發(fā)明創(chuàng)造的科學方法論——TRIZ》一文，文中較為詳細地闡述了TRIZ原理應用的科學性。此后的研究從不同角度和不同領域論述了TRIZ法的研究在中國的應用概況[4]。石海龍等[5]于2008年在《山東建筑大學學報》上發(fā)表的《TRIZ技術進化理論在立體車庫創(chuàng)新設計中的應用》一文開啟了TRIZ理論應用于建筑設計領域的先河。后續(xù)的零星研究以探索創(chuàng)新設計團隊的認知過程和認知思維規(guī)律為出發(fā)點，從城市停車難的問題，等候電梯時間過長而焦躁不安的問題，從如何優(yōu)化建筑工程設計、施工方案以提高工作效率、減少勞動強度、降低工程成本、確保工程質量為目的等問題，以TRIZ理論為基礎， 結合建筑設計理論系統(tǒng)地分析并提出了相應的改良創(chuàng)新設計方案[6-7]。而2014年隋卓君[8]的碩士論文《基于TRIZ理論的建筑創(chuàng)新設計模式分析——以普利茲克建筑獎獲得者作品為例》，以案例形式分析了TRIZ理論對建筑設計的影響。但該文未能深入的理論聯(lián)系實際進行實驗證明，缺乏從宏觀上構建建筑創(chuàng)新設計的基本框架。

總體而言，中國學術界和教育界對于TRIZ理論如何融入建筑形態(tài)造型教學方法這一新興課題的探討尚處于起步階段，還沒有形成系統(tǒng)化的理論成果和理論框架。國外相對來說相關成果多一些，但也屬于實驗中，這些成果可以為中國學者的進一步探索建筑創(chuàng)新理論提供參考，但還缺乏系統(tǒng)性的理論文獻指導。因此，針對中國目前建筑形態(tài)構成教學方面缺乏創(chuàng)新、表現(xiàn)形式單一、雷同化、千篇一面、個性化不足、原創(chuàng)能力不強的弊病[9]，把TRIZ這一創(chuàng)新思維工具引入建筑設計創(chuàng)作及建筑形態(tài)教學中進行系統(tǒng)的理論探索十分必要。

三、TRIZ創(chuàng)新原理應用于建筑造型設計的可行性

構成建筑外部形態(tài)的美學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。這個定義包含了以下幾個特點：第一、建筑造型的環(huán)境特征。建筑是固定的人工產品，要求與自然環(huán)境相協(xié)調，是由所處環(huán)境的地理條件所決定的。它主要為人類居住提供服務；第二、它的空間特征。建筑本身是一種三維形態(tài)，造型受內外部空間構成、功能制約；第三、抽象的象征特點。建筑造型主要通過建筑的基本要素、色彩設計、光影的影響來創(chuàng)造某種特定的心理感覺；第四、通過建筑師的設計，根據業(yè)主需要創(chuàng)造出市場需求的建筑產品，利用創(chuàng)新理論對建筑造型不斷創(chuàng)新，是當代建筑向前發(fā)展的關鍵。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識的深化，建筑造型設計已經從建筑功能、外觀設計延伸到整體觀、環(huán)境觀、生態(tài)觀、建筑語言的現(xiàn)代觀及造型的個性化等方面[10]。整體來說，現(xiàn)代建筑的造型設計已經不再是房子建造的問題，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)能及裝飾設計眾多領域。從技術進步的角度看，建筑造型設計是設計師綜合運用各種已有的成熟技術和知識，融入建筑美學、建筑材料學等因素，通過設計創(chuàng)新和改進創(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)新方面的關系：第一，TRIZ 理論屬于現(xiàn)代工業(yè)化的產物，是基于技術創(chuàng)新的方法論；第二，TRIZ的應用對象不僅僅局限于產品設計，也可以應用到其他設計領域；第三，TRIZ和建筑的本質是創(chuàng)新。雖然TRIZ理論著重于技術創(chuàng)新，建筑造型重點放在形態(tài)設計方面，但其研究本質都是創(chuàng)造新的物質，因此，現(xiàn)代建筑造型設計應該大膽借鑒TRIZ理論的創(chuàng)新原理，在教學中培養(yǎng)學生在設計時既重視外觀形態(tài)美，又要重視結構空間形態(tài)的技術創(chuàng)新，這也是現(xiàn)代建筑設計的發(fā)展趨勢。

四、探析TRIZ理論在建筑造型教學中的創(chuàng)新應用

大數(shù)據信息化時代的到來，為建筑設計教學提出了新機遇和新挑戰(zhàn)。一方面，教師可以充分利用信息技術、信息資源、新媒體技術與課程有機結合，建構有效的教學方式，促進教學的最優(yōu)化；另一方面，當今大學生運用互聯(lián)網可以足不出戶獲得相關專業(yè)知識及詳細的知識解說，教科書上的知識在一定程度上已經滿足不了學生的需求，高校教師面臨的最大挑戰(zhàn)就是如何對現(xiàn)有教科知識進行理論創(chuàng)新，以解學生求新之渴。在此背景下，探索TRIZ創(chuàng)新原理應用于建筑設計教學中其必要性。

（一）TRIZ 創(chuàng)新原理可以增強學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，中國的建筑設計教育將迎來一個新的發(fā)展期，傳統(tǒng)建筑元素在當代建筑設計中的創(chuàng)新應用（圖1）；突出地域文化的鄉(xiāng)土建筑創(chuàng)新（圖2）、中國傳統(tǒng)文化和傳統(tǒng)建筑形式如何在信息時代、新材料、新技術的大潮流中獲得新生（圖3），等等，將引發(fā)人們對建筑設計領域的深層次思考，這種思考必須涉及創(chuàng)新理論和創(chuàng)新能力的重新構成。TRIZ理論的40個創(chuàng)新原理是阿奇舒勒團隊建立在250萬份專利分析基礎之上的，具有人類發(fā)明創(chuàng)造所遵循的共性，是TRIZ理論中用于解決設計問題的基本方法和基礎內容。實踐證明，40個創(chuàng)新原理是行之有效的創(chuàng)新方法。在教學實驗中，針對不同的專題訓練，在建筑設計已有的形態(tài)構造方法和形式法則基礎上，通過對TRIZ理論的40個創(chuàng)新原理進行分析，轉化成學生易懂的建筑語言和圖形，有機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)學生的創(chuàng)新能力。因此，在課堂上教師不僅要引導學生進行相關理論的探討與教學實驗的操作，而且還要讓他們在實踐中逐漸意識到創(chuàng)新能力對于專業(yè)學習的重要性[11]。在教學過程中，筆者發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有教科書關于建筑造型的論述，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，教師在教學中如何培養(yǎng)學生建立新的設計思想與觀念；如何培養(yǎng)學生對影響創(chuàng)新設計元素的分析、觀察和理解能力；如何培養(yǎng)學生對創(chuàng)新邏輯的操作能力和對創(chuàng)造性思維的運用能力[12]；如何培養(yǎng)學生對建筑技術要求的把握能力以及他們在創(chuàng)作過程中呈現(xiàn)出的團結協(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計

建筑設計中的創(chuàng)新矛盾涉及到功能和形式之間的矛盾；建筑物內部和外部之間的矛盾；結構和形式的矛盾；建筑的適用、經濟、堅固、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矛盾方面的問題。這些問題都可以用40個創(chuàng)新原理尋解。但是，TRIZ理論的40個創(chuàng)新原理的定義主要是用技術化語言描述的，較為抽象，不易理解，不宜直接用于建筑設計創(chuàng)新，因此，為了實際應用的便捷性，筆者力圖將TRIZ理論40個創(chuàng)新原理重新歸類整理為6大類：結構性原理、預先措施原理、演化原理、動作性原理、物質替代原理及性質變化原理，并將這些原理所包含的內容轉化成建筑語言，例如作者把分割、抽出、局部性質、非對稱、合并、多功能和嵌套共7個創(chuàng)新原理歸為結構性原理，如表1，把每一個創(chuàng)新原理包含的內容轉化為通俗易懂的建筑語言，以方便學生理解、接受和應用。

上述分析和研究不難發(fā)現(xiàn)，TRIZ理論中的40個發(fā)明原理中的分割（圖4）、拆出、局部性質、不對稱（圖5）、聯(lián)合、多功能、反重量、球形原則、復制（圖6）、軟殼和薄膜原則、多孔材料原則、改變顏色原則等創(chuàng)新原理不僅可以轉化成建筑形態(tài)造型語言[16]，而且在現(xiàn)代中外著名建筑設計中得到了應用和體現(xiàn)，因此，TRIZ理論的創(chuàng)新原理可以使我們的建筑設計教學更具創(chuàng)新性和實驗性。

（三）TRIZ 理論中的創(chuàng)新原理值得建筑造型教學借鑒

TRIZ理論中創(chuàng)新原理作為解決問題的新方法具有普遍意義的經驗，這些經驗對指導建筑設計造型的教學創(chuàng)新有重要借鑒意義。在今年的形態(tài)造型課程教學中，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練的前一階段（表2）。例如：通過案例分

析與形態(tài)重構專題訓練，在課堂上首先引導學生運用九屏幕法打開學生的固有思維，引導他們從不同角度、不同方向分析所給定的專題內容；再應用金魚法把問題分為可執(zhí)行和不可執(zhí)行兩部分；然后，運用小人法化解所給專題的矛盾，并根據小人模型對專題結構進行重新設計。在重新設計和構成過程中，如果學生要想得到最終理想解，不僅要把教材中的構成法則吃透，而且還要充分運用TRIZ理論的創(chuàng)新原理來表述他們的形態(tài)構成作品。同時，通過設置不同主題如減法造型構成、加法形態(tài)構成、建筑片段空間的構成，等等，引導學生把減缺（圖7）、局部性質突出（圖8）、重復（圖9）等創(chuàng)新原理運用于專題設計制作

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

五、結語

TRIZ原理的創(chuàng)新原理作為解決問題和分析問題的新工具、新方法，對中國建筑設計創(chuàng)新方法的教學和研究至關重要，把TRIZ這一創(chuàng)新思維工具有機融入到建筑造型設計創(chuàng)新理論和設計實踐中，不僅彌補了現(xiàn)有建筑設計理論的不足，而且開拓了學生的視野，打破了學生的思維慣性，拓展了學生的設計思維。同時，針對高校建筑造型設計教學的現(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，并通過不同角度的課題訓練引導學生開展設計實驗，從宏觀層面構建建筑造型設計良好的創(chuàng)新思維氛圍，培養(yǎng)學生良好的創(chuàng)新心理素質。

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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 梁遠華）