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TRIZ创新方法-课程报告

课程报告

课程名称______《创新方法》 __

题目名称《改善黑板反光现象的设计》学生学院________机电xx______

专业班级________机电xx______

学号________xxx____

学生姓名________xxx________

指导教师______ xx ___

2015 年10 月23 日

摘要

创新是开发一种新事物的过程。这一过程从发现潜在的需求开始,经历新事物的技术可行性研究阶段的检验,到新事物广泛应用为止。

教室黑板反光问题长期以来都在不断困扰着同学们,本人提出应用创新方法TRIZ原理解决黑板反光问题。通过技术矛盾和物理矛盾分析,方案评价,择优选出最佳解决方案。

关键词:黑板,反光,镜面反射,同学

目录

1绪论 (5)

1.1题目背景及目的 (5)

2问题描述 (6)

2.1问题情境描述 (6)

2.2问题初始情境描述 (6)

2.3系统当前存在的主要问题 (6)

2.4系统主要缺点出现的情境 (6)

2.5初步解决思路 (6)

2.6明确要解决的问题 (6)

2.7对新技术系统的要求 (6)

2.8技术系统IFR (6)

2.9课程项目的定义 (7)

3问题分析 (7)

3.1系统功能分析与建立功能模型 (7)

3.1.1组件分析 (7)

3.1.2相互作用分 (7)

3.1.3析建立功能模型 (7)

3.1.4裁剪的应用 (7)

3.1.5通过功能模型分析与裁剪得到的关键问题 (8)

3.2因果分析 (8)

3.2.1原因轴分析 (8)

3.2.2结果轴分析 (8)

3.2.3因果分析的规范化 (9)

3.2.3因果分析的规范化 (9)

3.2.4 选择解题的入手点 (9)

3.2.5识别出的问题 (9)

4矛盾问题求解 (9)

4.1技术矛盾分析与求解 (9)

4.1.1技术矛盾1 (10)

4.1.2技术矛盾2 (10)

4.2物理矛盾分析与求解 (11)

4.2.1物理矛盾识别 (11)

4.2.2空间分离 (11)

4.2.3时间分离 (12)

5方案评价 (13)

5.1方案列表说明 (13)

5.2方案评价与决策 (13)

6结论与课程学习心得 (14)

参考文献 (15)

1 绪论

1.1 题目背景及目的

背景:鉴于在xx工业大学,教4和教3的大课室里,坐满同学的时候,当老师用粉笔在黑板上书写时,不管老师把板书写在黑板哪个部分,总会因黑板的反光导致那部分的同学看不清板书,影响学习效果,尤其是两侧的同学。

如果想让所有同学都能看清黑板内容,不受反光的影响,就要保证尽可能的让所有的学生都坐在黑板的正前方,可是这样,教室里除了中间部位的座位就造成了浪费;如果把课室都换成小课室,老师的配置和课程的安排又会出现相应问题,造成教学效率下降。所以解决这个问题就显得尤为重要。

目的:所有同学都能看清黑板的内容,不受反光的影响,保证学习质量,希望能做出一种能够适应各种角度光照,反光区域不在教室的黑板。

表1.1 TRIZ方法和工具

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2 问题描述

2.1 问题情境描述

技术系统名称:黑板

技术系统功能:书写板书,记载知识

2.2问题初始情境描述

教师用粉笔在黑板上书写板书内容,光线照射到黑板上发射漫反射,反射进入人的眼球,所以同学们能看到黑板上的内容。(完整描述系统的工作原理)

2.3系统当前存在的主要问题

黑板发生镜面反射,形成耀眼的光斑,使同学们难以看清黑板上的内容。

2.4系统主要缺点出现的情境

1.黑板过于光滑

2.光线强度大的时候

3.使用过久的黑板

2.5初步解决思路

(或类似问题的解决方案及存在的缺陷)

换用比较粗糙的黑板或是用窗帘遮挡光线。

2.6 明确要解决的问题

如何解决黑板反光,影响学习。

2.7对新技术系统的要求

黑板不再反光,同时也不影响教师教学。

2.8 技术系统IFR

黑板不发生镜面反射。

2.9 课程项目的定义?

3 问题分析

3.1 系统功能分析与建立功能模型

3.1.1 组件分析

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3.1.2 相互作用分析

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3.1.3 建立功能模型

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3.1.4 裁剪的应用

不需要升降功能,把移动装置裁掉。

3.1.5 通过功能模型分析与裁剪得到的关键问题 1.涂料层过于光滑,产生镜面反射 2.黑板板面的位置设置不理想 3.光照强度高和照射角度易于反光

3.2 因果分析

3.2.1 原因轴分析

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3.2.2 结果轴分析

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3.2.3 因果分析的规范化

1)缺乏——涂料

2)存在——光线

3)有害的——光斑

4)过度——光线

5)不足——

6)不可控——光线强度——天气

7)不稳定——光线强度——天气

3,2.4 选择解题的入手点

光照度

3.2.5 识别出的问题

通过因果分析,引起黑板反光问题的根本原因是:产生镜面反射

4 矛盾问题求解

4.1 技术矛盾分析与求解

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图4.1 技术矛盾求解流程

4.1.1 技术矛盾1

根据因果分析,产生镜面反射的原因可能是光照度问题。首先要有光照反射才能看见黑板内容,但光的不利因素产生“反光”现象,影响学习。

技术矛盾: 改善的参数: 光照度

恶化的参数:光照度

通过查找创新原理,选择适用于本项目的35和32号原理:物理和化学参数改变原理和。

解决方案:

a)物理和化学参数改变原理分析:改变黑板的制造材料,使黑板表面变得粗糙,

或者涂上一层物质,从而减少黑板的镜面反射,使同学从不同角度可以看清。

(待选)

b)颜色改变原理分析:调节教室灯光颜色或黑板颜色。(待选)

4.1.2技术矛盾2

根据因果分析,产生镜面反射的原因可能是光线照射角度问题。好的照射角度能看得更加清楚,但不好的角度会造成镜面反射。

技术矛盾: 改善的参数: 减少反光

恶化的参数: 镜面反射

通过查找创新原理,选择适用于本项目的32和14号原理:分割原理和曲面化原理。

解决方案:

c)颜色改变原理分析:改变物体或环境的透明度,选择改变窗户玻璃的透明度

(改变折射率),从而改变光线照射的角度。(待选)

d)曲面化原理分析:将黑板由传统的平直型变为弯曲型,椭圆是课室范围,图

中蓝色线是原来平面黑板会看到光斑的位置,采用曲面黑板后,原来光斑反

射变为红色线轨迹,不在课室范围。(待选)

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4.2 物理矛盾分析与求解

4.2.1 物理矛盾识别

同学们希望即使存在反光现象,但黑板的反光区域尽量不在课室里,所以黑板的曲率和面积应该尽量大,同时老师又认为黑板的曲率应该尽量地小,保持平直,便于写字。

4.2.2 空间分离

定义矛盾需求空间

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Step1:定义物理矛盾

参数:板面曲率

要求1:黑板的曲率应该尽量大,已使反光区域尽量不在课室里。

要求2:黑板的曲率应该尽量地小,保持平直,便于写字。

Step2:如果想实现技术系统的理想状态,这个参数的不同要求应该在什么空间得以实现?

空间1:课室

空间2:黑板

Step3:

以上两个空间区域是否交叉?

□否:应用空间分离□是:尝试其他分离方法

4.2.3 时间分离

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Step1:定义物理矛盾

参数:板面曲率

要求1:黑板的曲率应该尽量大,已使反光区域尽量不在课室里。

要求2:黑板的曲率应该尽量地小,保持平直,便于写字。

Step2:如果想实现技术系统的理想状态,这个参数的不同要求应该在什么时间得以实现?

空间1:有强光照时,黑板曲率要大。

空间2:无强光照时,黑板曲率要小。

Step3:

以上两个时间区域是否交叉?

□否:应用时间分离□是:尝试其他分离方法

解决方案:采用1号原理:分割原理。

e)根据分割原理分析,将黑板分割组合,当有强光照时,可组合为有曲率部分;

无强光照时,可组合为平直部分。(待选)

5方案评价

5.1 方案列表说明5.2方案评价与决策

表5.1 TRIZ方法和工具

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5.2方案评价与决策

方案a,采用新材料制造黑板或新涂料,没有产生直接的不利因素,也方便处理和有效地解决问题,因而理想度较高。

方案b和方案e,改变环境或黑板本身,但造成了有害因素,改变灯光影响老师视野和写字;频繁的拆卸组合会影响老师教学安排,因而理想度不高。

方案c,改变窗户透明度,但太阳光照会变化,是不稳定的,换个角度有可能就会重新产生反光现象了,更加成本效果又不好,因而理想度不高。

方案d,黑板曲面化,利用曲面反射的特点将反光区域移出课室,但微曲的板面影响教师写字和同学的视野,因而理想度一般。

6 结论与课程学习心得

结论:采用方案a解决问题,可行性高。

课程学习心得:

一学期的TRIZ学习结束了,整理思路,细细的品味学习的快乐和收获的喜悦,感慨颇多,说一下我自身的收获和心得。

首先TRIZ理论是人类已有科技知识与创新思维规律、方法的完美结合。学校开设TRIZ课程学习,可以看得出学校对于学生创新的重视。本课程的李老师也是学校TRIZ理论研究方面的专家,并且具有很强的实际应用能力。而且老师教的认真,同学们学的也仔细。

人人都有创新潜能,但创新的潜能能不能挖掘出来,关键要看思维力,特别是创造性思维能力的培训。激活自身的创造性思维能力,重要的是学会打破传统的、固有的和习惯性的思维定势,拓宽思路,从新的角度去思考和解决问题。通过有意识的锻炼,掌握好的思维方法,可以在学习新知识时举一反三,充分激活自身的创造性思维。TRIZ理论正是指导大家走出思维误区,充分利用创新思维模式和方法,因为人的思维模式容易束缚在常规、惯例、传统之中,形成思维定势。从思考方法的角度来看,TRIZ理论的可贵之处就在于,它指导大家突破了这一思维定势的束缚,解放了思想。

解决问题,要运用正确的方法分析。正确的思维方法能够帮助我们在最短的时间内,找到最有效的方法,使问题得到解决。TRIZ理论正是提供了这样一种分析问题的方法,它将矛盾细化,并逐个加以解决。TRIZ理论从一个全新的角度去看待创新,它认为基于知识的创新符合创新活动的客观规律。对于创新的大量研究表明,创新是有规律可循的,在某一领域中被视为创新性问题而提出的技术问题往往在其他技术领域已有类似问题得到解决。也就是说,不同领域的问题解决,采用的核心技术可能是一样或者类似的。

TRIZ的学习结束了,但针对TRIZ理论的探讨才刚开始。在课堂上所掌握的只是TRIZ理论的初级知识,在今后的工作和学习中还要继续加强自学。

参考文献

[1]成思源,周金平,郭钟宁.技术创新方法—TRIZ理论及应用[J] .清华大学出版社, 2014.

[2]李彦宏.百度百科—镜面反射[M] .2015

[3]Angelonlh3t.针对教室黑板反光的解决办法[A] .道客巴巴.2012

[4]冯开平,莫春柳.画法几何与机械制图[J] .华南理工大学出版社.2013