基于 TRIZ 理论的高职学生创新创业活动研究
——以甘肃乌龙头产业链种销实践为例
基金项目：2023 年甘肃省大学生就业创业能力提升工程项目：电子信息类专业“赛创、思创、专创、产教”四元融合多元对接就业平台构建与实践（编号：甘教学函〔2023〕16 号）
2023 年甘肃林业职业技术学院创新创业教育教学改革研究项目：“互联网 +”模式下以学科竞赛促进大学生创新创业教学模式研究（编号：甘林院发〔2023〕15 号）
2024 年甘肃省高校教师创新基金项目：“黄炎培‘大职业教育’视域下高职院校双创教育体系的研究”（课题编号：2024B-253）
马秦靖　姚丽娟　甘雨田

      【摘要】高等职业教育创新创业人才培养研究是新经济新业态背景下职业教育人才培养内涵式发展的必由之路。TRIZ 理论揭示了创造发明的基本过程和内在规律，对高职学生的创新思维、创业意识和专业能力等方面的培养提供科学依据和方法。本文通过甘肃乌龙头产业链种销实践中智慧农业乌龙头培育温室数据监控与反馈系统设计与实现过程，探索 TRIZ 理论在高等职业教育创新创业人才培养中的有效举措。
      【关键字】高等职业教育；创新创业；TRIZ 理论
一、绪论
      高等职业教育肩负着培养各种技术技能型人才、能工巧匠、大国工匠的重要历史使命，通过高等职业教育培养出的人才在服务地方区域经济中发挥着重要作用。TRIZ理论揭示了创造发明的基本过程和内在规律，也对高等职业教育创新创业人才培养提供了新的途径。人的创新能力可以通过学习和训练得到培养，作为高职院校要构建能力本位的创新型人才培养体系，让学生自觉树立创新创业人才成长理念，才能更好地引领自身创新型人才的成长。本文以甘肃乌龙头产业链种销实践为例，基于 TRIZ 理论对高职学生创新创业活动展开研究，以期为高职院校开展学生创新创业活动，提升学生解决问题能力的培养途径和方法提供有益的探索和实证案例。
二、甘肃乌龙头产业链种销实践创新创业活动设计
      甘肃乌龙头产业链种销实践创新创业活动主要依托国家政策、服务地方、精准扶贫和就业创业等背景而设计。随着人们生活水平提高和对绿色食品的渴求，乌龙头的经济效益在最近几年凸显，贫困山区农民看到巨大商机，开始自发的进行种、产、销，但这种零散经营在很大程度上限制了乌龙头相关产品的可持续发展及农民脱贫致富的步伐。
      在活动开展过程中依托现有的小农户经营模式和乡镇特产、自然环境资源，构筑乌龙头产销一体化农业产业链，推行“互联网 +”农产品出村进城工程，孕育出农业产业化龙头企业和联合体，为贫困山区农民致富和就业创业谋求一条新路具有非常重要的意义。具体开展内容如图 1 所示。

      1. 建立智慧农业乌龙头培育温室数据监控与反馈系统
      将人工智能和物联网技术应用于乌龙头大棚、小棚栽培中，通过模拟乌龙头生长环境，将野生抚育转化为人工抚育，解决其受季节制约使原先只能在短期集中上市的乌龙头，使其在一年四季都有供应，逐步形成智慧农业示范。
      智慧农业乌龙头培育温室中，利用无线传感网技术构建温室环境因子采集系统，通过各类型传感器实时获取温室中的各类环境因子，如土壤温湿度、土壤 PH 值、空气温湿度、光照度等。数据传输层基于传输协议栈构建，在传输协议栈基础上，实现系统无线组网及通信，各类型传感器采集节点进入网络中，环境因子数据进行广播传输，数据汇聚节点接收到信息后，将各类环境因子数据通过串口发送给手机、平板、计算机等数据处理终端，在经过量化以及可视化后，将环境因子变化情况实时展现在用户面前。同时，构建人工智能自动控制模型，利用以上各类信息的反馈对智慧农业乌龙头培育温室种植区进行灌溉、降温、卷膜、液体肥料施肥、喷药等操作。为了提升系统冗余，系统中接入视频监控，提升用户对上述自动过程的监督和调整。
      2. 建设乌龙头新零售电商平台
      在项目进行过程以及后期延续中，通过帮助商家搭建商城平台，从系统后台把商品快速覆盖至每个社区店，再由各社区店主将商品推销至社区居民，从实际销售环节中梳理出痛点，依据 TRIZ 理论并结合实际情况提出解决方案，同时加大对品牌和产品营销的宣传推介力度，形成种养加工一体化、产供销售一条龙的经营体系。具体实施时以手机端为主要载体，整合当地各类销售集群资源，形成由县级服务站点为中心的集中运营管理新零售商业模式。并与企业合作，实现零收整销，解决产品的销售问题，开发商务网站，进行产品宣传和销售，将线上线下销售有机整合。
三、基于 TRIZ 理论的乌龙头培育温室数据监控与反馈系统设计
      1. 冲突分析
      利用冲突分析方法解决发明创新中遇到的实际问题，是 TRIZ 理论的重要思想之一，也是依据 TRIZ 理论进行创新设计的基础。
      （1）系统主控硬件选择
      考虑到乌龙头培育温室数据监控与反馈系统的设计初衷，需要在 Raspberry Pi、STM32 以及 Arduino 系列的常用嵌入式系统主控板中筛选出符合要求的一款嵌入式开发板。通过查阅文献资料，STM32 具有安全性高、处理速度快、广泛的可扩展性和丰富的 I/0 接口等优点，非常契合本系统的设计构想。同时，STM32 具有低功耗、低成本、易于编程等特点。
      （2）本地部署无线网络技术选择
      目前，本地部署无线网络技术主要有 WiFi、蓝牙和Zigbee。在相同的传输数据条件下，对三种常用本地部署无线网络技术进行对比分析可知，Zigbee 技术在功耗和部署成本方面均优于其他技术。尤其是 Zigbee 技术所具有的网络数据传播特性，所需功耗低，延长了无线节点的待机时长。便宜的部署成本使得其在实际应用中得到商家的广泛使用。
      （3）数据管理
      有线通讯和无线通讯相结合，将土壤温湿度、土壤PH 值、空气温湿度、光照度等环境因子数据上传至物联网云平台进行管理与可视化显示。通过上述三方面的分析，本系统设计过程中的冲突分析见表 1。

      2.技术矛盾转化
      将冲突分析中的优劣势与 TRIZ 理论的 39 个通用工程参数进行匹配，最终技术冲突转化如表 2 所示。

      （1）矛盾矩阵分析
      在对智慧农业龙头培育温室数据监控与反馈系统进行技术冲突分析后，将已转化的工程参数与阿奇舒勒冲突矩阵进行对照，得出如表 3 所示的矛盾矩阵。

      依据 TRIZ 理论，智慧农业乌龙头培育温室数据监控与反馈系统采用的发明原理包括分割原理、动态性原理、自服务原理以及替代机械系统原理等。
      （2）发明原理的创新设计
      ①分割原理。将智慧农业乌龙头培育温室数据监控与反馈系统进行模块化设计，分为环境因子采集终端、环境因子汇聚节点、物联网云平台、控制模块以及显示终端等。
      ②动态性原理。本设备板载模块在原有设计基础上，增加了 8 位拨码开关设置，可对模块的通信频率、角色、ID、滤波等进行快速调整，在用户使用过程中、现场调试时，可在不借助其他设备的情况下，快速更改模块配置。
      ③自服务原理。本系统通过构建人工智能自动控制模型，全程不借助人力进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动液体肥料施肥、自动喷药等操作。
      ④替代机械系统原理。将本地硬盘数据存储模式改变成物联网云端存储，提升了数据安全性。同时借助物联网云平台内置的数据管理与分析插件，能更加便捷的进行数据分析与展示，提高了工作效率。
      根据上述确定的发明原理，智慧农业乌龙头培育温室数据监控与反馈系统在设计和实现过程中体现出了运行高效、功能多样、自动化程度高的创新设计理念。
      3. 最终方案
      通过利用 TRIZ 理论对智慧农业乌龙头培育温室数据监控与反馈系统进行方案设计，最终确定的技术方案如下：
      （1）系统组成
      传感器网络：包括风向风速传感器、温湿度传感器、光照度传感器、紫外线传感器、土壤 PH 值传感器等多种类型的传感器，用于实时监测温室内的各项环境参数。
      无线数据传输主机：负责接收传感器传来的数据，并进行初步的处理和分析。
      智能控制系统：根据预设的控制策略或算法，对温室内的环境参数进行自动调节。
      云平台：用于存储和管理监测数据，提供远程访问和监控功能，用户可以通过手机、电脑等设备实时查看温室环境参数和设备状态。
      （2）主要功能
      数据监测实时监测温室内的风向风速、温湿度、光照度、紫外线、土壤 PH 值等环境参数。监测频率可根据需要设置，通常为 1 ～ 5 分钟一次，实现 24 小时不间断监测。智能控制支持手动、自动、远程三种控制方式，用户可根据实际情况灵活选择。
四、总结
      在甘肃乌龙头产业链种销实践创新创业活动后续开展阶段中，本团队会继续秉持以问题为导向的理念，将TRIZ 理论应用于问题解决思路创新，方案设计、实施以及优化等环节中，提升学生对创新创业活动的热情。
参考文献
[1] 杨涛，李晓晓，马京晶 .TRIZ 理论视域下大学生工程实践创新研究 [J]. 科技创业月刊，2023,36(8):150-153.
[2] 张双双 . 多点设备信息无线采集系统 [D]. 西安工程大学，2016.
[3] 龙祖连，王丽磊，幸敏 . 基于 Zigbee 技术的矿井环境信息监测系统设计 [J]. 电子制作，2023,31(19):11-13.
[4] 魏建兵，党进才，马秦靖 . 基于超宽带和无线传感网络技术的夜间辅助系统 [J]. 信息记录材料，2023,24(1):235-237.
[5] 李璐璐 . 基于物联网技术的智能农业机械监测与控制系统设计[J]. 农机使用与维修，2023(10):12-16.