创新思维选修课的考试题及答案

一、简述题（40分）
1. 什么是物理冲突？请举几个物理冲突的例子。

答：为了实现某种功能，一个子系统或元件应具有一种特性，但同时出现了该特性相反的特性。

物理矛盾的核心是指对一个物体或系统中的一个子系统有相反的、矛盾的要求。

例如：为了便于加速并降低加速时的油耗，汽车的底盘应有较小的重量，但为了保证高速行驶时汽车的安全，底盘又应有较大的重量，这种要求底盘同时具有大重量和小重量的情况，对于汽车底盘的设计来说就是物理矛盾，解决该矛盾是汽车底盘设计的关键。

2. 请简述TRIZ的理论体系。

答：就是为人们创造性地发现问题和解决问题提供了系统的理论和方法工具。

是总结出各种技术发展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，建立一个由解决技术，实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系，并综合多学科领域的原理和法则，建立起TRIZ理论体系。

3. TRIZ创新思维包括哪些？
包括九屏幕法，小人法，金鱼法，STC算子，最终理想解，IFR法，资源分析法。

4. 请绘图简述TRIZ的解题模式。

5. 简述40条发明原理中“分割”原理和“分离”原理的区别。

分割：分为三个方面。

一是将物体分割为独立部分，比如用个人计算机代替大型计算机，二是使物体成为可组合的，比如组合式家具。

三是增加物体被分割的程度，比如用软的百叶窗代替整幅大窗帘。

分离：又可以叫做拆出或抽取。

从物体中拆出"干扰'部分("干扰"特性)或者相反，分出唯一需要的部分或需要的特性。

分离与分割中把物体分成几个相同部分的技法相反，分离是要把物体分成几个不同的部分。

比如用狗叫声代替报警器，但不是用真正的狗。

二、论述题（40分）
1. 请按完备性法则要求，描述“自行车”这一技术系统。

动力装置：脚蹬；
传输装置：链条；
控制装置：车把；
执行装置：车轮。

2. 什么是STC算子？对我们解决问题有哪些帮助？请举例说明。

S-尺寸，T-时间，C-成本。

STC算子法就是对一个系统自身不同特性单独考虑，来进行创新思维发法。

步骤：（1）明确现有系统的时间、尺寸和成本（2）想象现有系统的尺寸无穷大、无穷小（3）想象过程的时间或对象运动的速度无穷大、无穷小（4）想象成本无穷大、无穷小
举例：（1）水流的冲击可以冲到房屋造成损失，是因为它的速度很大。

我们可以想象水流速度无穷大，则水流的能量会更大，于是我们发明了水流切割机。

（2）如何用四根火柴棍摆出田字。

现将火柴棍的尺寸逐步减小，你本认为火柴就是一线段，减小没有任何启示；再将火柴棍的尺寸逐步增大，你会发现火柴棍不再仅仅是一线段，去掉头部后是一个标准的长方体，而底部恰好就是一个“口”字，所以答案也就出来了。

3. 请应用九屏幕法解决生活中的问题。

如何给鸡蛋打戳的问题。

给鸡蛋标注品牌、生产日期和保质期等，消费者就能够判断鸡蛋是否坏损，因此有“身份证”的鸡蛋受到消费者的青睐，价格也比没有标识的高。

下面列一个表格。

超系统的过去：雕版印刷
铜版印刷
活字印刷术等超系统：
石墨印刷
激光打印
超系统的将来：
3D立体印刷
纳米技术
当前系统的过去：
把手带上“戳”进行印刷当前的系统：
给鸡蛋打“戳”
当前系统的未来：
1通过改变母鸡本身使其
生出特定的蛋
2采用更为先进的技术打
戳
3不打戳
子系统的过去：
1还不具有生蛋能力的鸡2没有鸡蛋子系统：
鸡蛋
子系统的未来：
1不吃鸡蛋
2人工合成鸡蛋
3采用更为先进技术进行
打“戳”的鸡蛋
针对每个格子，考虑可利用资源:从上表可知针对子系统和超系统的过去我们已经没有太多的选择余地，只能从现在从未来出发，寻找解决方法。

由此可知:1,如果打“戳”的话，我们就可以选择更为先进的打戳技术，例如纳米技术三维打戳等。

2如果不打戳的话我们可以直接考虑人工合成具有同样营养价值的人工鸡蛋。

利用资源规律，选择解决技术问题：针对可利用的资源，在现有的打戳技术上，解决方案可有两个：1，任何创新都会伴随巨大的风险，我们要敢于尝试，所以我们可以不断开发使用新技术(3D立体印刷、纳米技术)，与此同时不断完善新技术。

2，尝试人工合成鸡蛋，并改善合成鸡蛋的装法，比如可以采用带有自己企业标志的袋子盒子等等。

不一定非要用蛋壳从而增加打戳的难度。

4. 针对解决物体冲突的4个分离原理，结合日常生活和所学专业举出自己的例子。

①一般来说，当系统在一时间段内表现为一种特性，在另一时问段内表现为
另一种特性而不相互影响时，即对同一个参数的不同要求，可以在不同的时
间段实现时，即可应用“时间分离”原理来解决。

通过设置红绿灯进行“时间分离”是最经济、最常用的方法。

②当系统的一部分表现为一种特性，另一部分表现为另一种特性而不相互影
响时，即对同一个参数的不同要求，可以在不同的空间得以实现时，即可应用“空间分离”原理来解决。

如洒水除尘的例子。

通过建设立交桥、过街天桥和地下通道进行“空间分离”是交通效率最高的方法
③当系统在某一特定的条件下表现为一种特性，在另一种条件下表现为另一
种特性时，即对同一个参数的不同要求，可以在不同的条件下实现时，即可应用“条件分离”原理来解决。

如记忆合金、水的硬度等。

通过设置中心转盘，附加车辆运行规则进行“条件的分离”在交通压力不大的小城镇比较适合。

④当系统整体具有一种特性，而其部分具有相反的特性时，即对同一个参数
的不同要求，可以在不同的系统级别得以实现时，即可应用“系统分离”原理来解决。

如自行车的链条，局部是刚性，整体是柔性等。

将十字路口分解成两个丁字路口，进行整体和部分的“系统分离”，也可以缓解冲突的程度。

三、综合应用题——自行列举生活或学习中的例子，说明存在的问题，并综合应用TRIZ理论给出解决办法。

（20分）
在我们现实生活中虽然有毯子，但并不是童话里飞毯一样，毯子都不会飞的，原因是由于地球引力，毯子具有重量，而毯子比空气重。

那么在什么条件下毯子可以飞翔? 我们可以施加向上的力，或者让毯子的重量小于空气的重量，或者希望来自地球的重力不存在。

如果我们分析一下毯子及其周围的环境，会发现这样一些可以利用的资源，如空气中的中微子流、空气流、地球磁场、地球重力场、阳光等，而毯子本身也包括其纤维材料，形状、质量等。

那么利用这些资源可以找到一些让毯子飞起来的办法，比如毯子的纤维与中微子相互作用可使毯子飞翔，在毯子上安装提供反向作用力的发动机，毯子在没有来自地球重力的宇宙空间，毯子由于下面的压力增加而悬在空中（气垫毯），利用磁悬浮原理，或者毯子比空气轻。

这些办法有的比较现实，但有的仍然看似不可能，比如毯子即使很轻，但也比空气重，对这一点我们还可以继续分析。

比如毯子之所以重是因为其材料比空气重，解决的
办法就是采用比空气轻的材料制作毯子，或者毯子向空中的尘埃微粒一样大小，等等。

通过上面一个简单分析过程，我们会发现，神话传说中会飞的毯子逐渐走向现实，从中或许我们可以得到很多有趣甚至十分有用的创意。

即它首先从幻想式构想中分离出现实部分，对于不现实部分，通过引入其它资源，一些想法由不现实变为现实，然后继续对不现实部分进行分析，直到全部变为现实。

因此通过这种反复迭代的办法，常常会给看似不可能的问题带来一种现实的解决方案。