创新创业，方法先行，创新方法是自主创新的根本之源。本教材获北京市教学名师项目资助。本教材是为高等学校开设创新创业类通识课程而编写的。全书共分九章，第1-3章分别介绍了技术创新与机器人技术的基本概念、传统的创新思维与创新方法以及TRIZ的创新思维与创新方法；第4-7章以TRIZ创新工具体系为主线，详细介绍了TRIZ的40个创新原理；技术矛盾与矛盾矩阵；物理矛盾与分离原理；物场分析法；“How to”模型；第8章介绍了技术系统进化法则；第9章介绍了知识产权的基本知识，创新活动与知识产权的关系。

本教材收录整理了机器人技术的创新案例，系统地介绍了TRIZ创新方法，并配有大量的图片，各章测试题源自国际TRIZ认证考试题，增加了趣味性和可读性。本教材可作为高职高专、本科生和研究生等层次大学生创新创业类通识课程的教材，还可作为培养大学生创新思维、创新能力和指导大学生科技竞赛活动的辅导资料或课外读物。

马洁(1965—)，女，博士，教授，博士生导师，北京市教学名师。兼任中国自动化学会技术过程的故障诊断与安全性专业委员会委员。主要研究领域与方向为数据驱动的动态系统故障诊断、预报；机器人智能控制等。主持、参与完成了多项国家级、省部级科研项目，发表论文50余篇，出版专著1部，教材4部；获国家发明专利，软件著作权10项。

在创新创业通识教育的大背景下，作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，结合作者对TRIZ创新方法的研究和教学实践经验，编写完成了本书。为增加趣味性和可读性，本教材还收集、并整理了TRIZ创新方法在机器人技术中应用实例，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。

目录

第1章绪论

1．1工程技术概述

1．1．1工程技术发展的历史阶段

1．1．2工程技术未来发展趋势

1．1．3工程技术的定义与特点

1．1．4工程技术的分类

1．1．5工程技术活动的全过程

1．2机器人技术概述

1．2．1机器人的起源与发展

1．2．2机器人的基本组成结构

1．2．3机器人的主要类型及应用

1．3技术创新的概念

1．3．1创新的定义

1．3．2创新能力的构成

本章小结

第1章测试题

第2章创新思维

2．1思维

2．1．1什么是思维

2．1．2常规思维及其特点

2．1．3创新思维及其特点

2．2常用创新思维方法

2．2．1逻辑思维

2．2．2形象思维

2．2．3灵感思维

2．2．4发散思维

2．2．5联想思维

2．2．6逆向思维

2．3TRIZ创新思维方法

2．3．1最终理想解

2．3．2九屏幕法

2．3．3小人法

2．3．4金鱼法

2．3．5STC算子法

本章小结

第2章测试题

第3章创新的方法

3．1传统的创新方法

3．1．1试错法 

3．1．2头脑风暴法

3．2发明问题解决理论（TRIZ）

3．2．1TRIZ理论概述

3．2．2TRIZ理论的发展历程和现状

3．2．3TRIZ理论体系

3．2．4创新的5个等级

3．2．5TRIZ理论的应用

3．3计算机辅助创新工具（CAI）

3．3．1CAI概述

3．3．2CAI的主要功能

3．3．3CAI技术应用与推广

本章小结

第3章测试题

第4章TRIZ的40个创新原理

4．1TRIZ创新原理的由来

4．240个创新原理

4．3创新原理的分类

4．3．1有关创新原理的几点说明

4．3．240个创新原理的分类

本章小结

第4章测试题

第5章TRIZ创新工具体系

5．1TRIZ创新工具体系简介

5．2技术矛盾与矛盾矩阵

5．2．1技术矛盾的定义及特点

5．2．2工程参数和矛盾矩阵

5．2．3技术矛盾应用案例

5．3物理矛盾与分离方法

5．3．1物理矛盾的定义

5．3．2分离方法

5．3．3物理矛盾应用案例

5．3．4综合应用案例

5．4物场模型与标准解法系统

5．4．1物场模型的定义

5．4．2标准解法系统

5．4．3标准解法应用步骤及实例

5．5“How to”模型

5．5．1“How to”模型的定义

5．5．2科学效应库

5．5．3知识库

5．5．4综合应用实例 

本章小结

第5章测试题

第6章TRIZ技术系统进化法则

6．1技术系统的定义

6．2技术系统进化八大法则

6．2．1完备性法则

6．2．2能量传递法则

6．2．3提高理想度法则

6．2．4子系统不均衡进化法则

6．2．5向超系统进化法则

6．2．6向微观级进化法则

6．2．7协调性法则

6．2．8动态性进化法则

6．3产品预测的S曲线

6．4技术系统进化法则的应用

6．5在机器人技术中的应用实例

本章小结

第6章测试题

第7章创新的知识产权保护制度

7．1创新的制度保障

7．2知识产权概述

7．2．1知识产权

7．2．2知识产权的发展历程

7．2．3知识产权的特性

7．3专利的概念

7．3．1什么是专利

7．3．2专利的种类

7．3．3授予专利权的条件

7．4专利的申请 

本章小结

第7章测试题

第8章高校创新通识教育工程

8．1创新战略，教育先行

8．2创新通识教育的起源、发展与内涵

8．2．1创新通识教育的起源与发展

8．2．2创新通识教育的内涵

8．2．3创新通识教育与传统教育的关系

8．3高校实施创新通识教育的途径

8．3．1高校实施创新通识教育的基本条件

8．3．2创新通识教育的实施途径

8．3．3创新通识教育融入人才培养全过程的路径

本章小结

附录A全国性大学生科技竞赛简介

附录B历届世博会标志性创新成果简介

附录C1901—2021年诺贝尔奖获奖情况汇总

参考文献

后记

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