試析機械專業(yè)新生的TRIZ概論教學(xué)實踐
論文摘要：總結(jié)了近三年來在機械類新生中進行TRIZ概論課教學(xué)的經(jīng)驗，具體介紹了教學(xué)過程和安排方式。指出在教學(xué)過程中必須充分注意新生群體的特殊性，以突出思維培養(yǎng)和提高對身邊事物觀察能力為基本目標(biāo)，并給出了教學(xué)中應(yīng)該注意的具體問題和應(yīng)對措施。
論文關(guān)鍵詞：TRIZ理論；教學(xué)實踐；課堂討論
隨著世界科技的日益發(fā)展，創(chuàng)新的重要性已得到了越來越多的認(rèn)同，并被提升至關(guān)系到國家發(fā)展和實力的高度，而由此引申的創(chuàng)新人才培養(yǎng)也獲得了更廣泛的關(guān)注，并被更多的人所實踐。高校作為人才培養(yǎng)的主陣地，在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的責(zé)任不言而喻。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，從2009年起我們在大學(xué)一年級的機械類新生中開展了TRIZ理論教學(xué)。
TRIZ是“發(fā)明問題解決理論”的俄語縮寫，由前蘇聯(lián)發(fā)明家阿奇舒勒在1946年創(chuàng)立。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，它已成為一種被世界公認(rèn)的、有助于開發(fā)人們的智慧并能幫助人們解決發(fā)明問題的有力工具。通常認(rèn)為TRIZ理論由以下九大部分組成：（1）技術(shù)系統(tǒng)的八大進化法則；（2）最終理想解（IFR）；（3）40個發(fā)明原理；（4）39個標(biāo)準(zhǔn)工程參數(shù)和矛盾矩陣；（5）物理矛盾和四大分離原理；（6）物一場模型分析；（7）發(fā)明問題的標(biāo)準(zhǔn)解法；（8）發(fā)明問題解決算法（ARIZ）；（9）科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象知識庫。TRIZ的各部分均有自己關(guān)注的重點，如“八大進化法則”關(guān)注的是技術(shù)系統(tǒng)的進化方向；“發(fā)明原理”更多地關(guān)注具體的解題思路；“IFR”更關(guān)注的是最終目標(biāo)的確定等等。這些部分既相互關(guān)聯(lián)，也存在一定的獨立性。根據(jù)1學(xué)分的課時安排和大一學(xué)生的特點，教學(xué)時對“最終理想解”（包括創(chuàng)新中資源的發(fā)現(xiàn)和利用）、“40個發(fā)明原理”、“39個標(biāo)準(zhǔn)工程參數(shù)和矛盾矩陣”、“物理矛盾和四大分離原理”進行了重點介紹，其他部分僅作簡單提及。
一、基本教學(xué)目標(biāo)
創(chuàng)新人才培養(yǎng)有四個基本要素，即培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的習(xí)慣、培養(yǎng)學(xué)生的好奇心、培養(yǎng)學(xué)生直覺和洞察力以及培養(yǎng)學(xué)生的注意力。由于創(chuàng)新概論教學(xué)的受眾是機械類的大一新生，所以在確定教學(xué)目標(biāo)時作了如下考慮：
�。�1）使教學(xué)過程涵蓋完整的創(chuàng)新過程，但有所側(cè)重。根據(jù)創(chuàng)新教學(xué)不斷線和可延續(xù)性原則，確定了概論課程以創(chuàng)新意識培養(yǎng)為主體，注重創(chuàng)新思維的鍛煉過程，輔以創(chuàng)新結(jié)果檢驗的基本教學(xué)目標(biāo)。在實施過程中將創(chuàng)新意識培養(yǎng)和創(chuàng)新思維鍛煉作為主要努力方向，而將創(chuàng)新結(jié)果的評判用于檢驗創(chuàng)新思維教學(xué)的有效性和從中發(fā)現(xiàn)需要改進的教學(xué)方式上。
�。�2）使重點教學(xué)內(nèi)容形成一條主線。也就是說要使學(xué)生了解這樣的事實：1）我們的身邊有許多需要改進的事物和已經(jīng)被改進的新事物；2）所有改進所遵循的均是理想度增加的原則；3）理想度增加最有效的辦法是新資源的發(fā)現(xiàn)和資源更有效的利用；4）創(chuàng)新是通過在發(fā)現(xiàn)矛盾并以非調(diào)和方式下解決矛盾后來實現(xiàn)的；5）不同的矛盾有不同的解決方法，而實際上我們已有許多成功的思路可以參考；6）創(chuàng)新是需要結(jié)果作為最終說明的，而判別標(biāo)準(zhǔn)則是能否被用戶所接受。
盡管對教學(xué)目標(biāo)還可以列出更多的具體化指標(biāo)，但如果達到了上述目標(biāo)，則創(chuàng)新理論的概論性教學(xué)就應(yīng)該被認(rèn)為是成功的。
二、各教學(xué)環(huán)節(jié)的實施過程和注意點
TRIZ概論教學(xué)由課堂講授、課堂提問、課堂討論和發(fā)明問題小論文等環(huán)節(jié)構(gòu)成，下面對各環(huán)節(jié)的具體實施方式做簡單的介紹。
1.課堂講授
課堂教學(xué)以TRIZ理論的講授為主，但為了能夠引起學(xué)生共鳴，應(yīng)該有更多的應(yīng)用實例介紹�？紤]到學(xué)生的接受程度，應(yīng)該由淺及深、逐步深入。如在講授分離原理時，以城市道路為例，從信號燈的時間分離，高架和地鐵的空間分離，引入到現(xiàn)在許多城市都在普遍采用的十字路口的待轉(zhuǎn)區(qū)和待行區(qū)的設(shè)置（可以看成是多種分離原理的使用）；然后從十字路口問題引伸到自動線設(shè)計控制中可能出現(xiàn)的類似問題，不但使理論的應(yīng)用得到了延伸，也使學(xué)生能夠更好地理解發(fā)明原理的多用性問題。
2.課堂提問
課堂提問是在課堂教學(xué)過程中經(jīng)常性的一項實踐活動。就創(chuàng)新理論的教學(xué)和實踐而言，背誦理論并沒有太大的意義，而深刻的領(lǐng)會直至應(yīng)用才是至關(guān)重要的，教師應(yīng)該據(jù)此在各個節(jié)點上給學(xué)生更多的引導(dǎo)。譬如在發(fā)明原理的講解時，我們針對“周期性作用原理”舉了一個防風(fēng)打火機的例子：該打火機通過周期性的點火而實現(xiàn)防風(fēng)作用。而就此提出的問題是：這在創(chuàng)新思維上體現(xiàn)了什么？在教師的引導(dǎo)下，有學(xué)生回答：“在設(shè)計防風(fēng)打火機時，可以考慮只要火能夠被足夠快的重新點燃，而不必考慮它是否曾經(jīng)被吹滅�！边@一例子使學(xué)生在了解發(fā)明原理的同時更好地理解了思維定勢對創(chuàng)新設(shè)計的阻礙作用。
課堂提問時最重要和需要解決的問題是學(xué)生和教師間的互動問題，實踐中經(jīng)常遇到經(jīng)多次提示仍沒有響應(yīng)的情況。對此，我們沒有一概采用點名提問的方法，而是采用了“聲音捕捉”的方法：通過捕捉課堂中出現(xiàn)的各種聲音，遇到“雜音”則點名提問，遇到“相關(guān)音”則以學(xué)生的只言片語作為新的引導(dǎo)起點。采用這種辦法不但可以很好地保證課堂紀(jì)律，更重要的是它符合思維的基本規(guī)律——逐次遞進。
3.課堂討論
課堂討論的基本操作方式為：按1組4～5人進行分組，選定組長；根據(jù)課程的教學(xué)進程，在合適的點上留5～10分鐘進行分組討論，組長負(fù)責(zé)記錄討論結(jié)果。根據(jù)時間選定適當(dāng)?shù)慕M數(shù)（3～5組），各組進行3～5分鐘的講解，教師負(fù)責(zé)對每一個組的講解問題進行引導(dǎo)和點評，課后上交討論的書面結(jié)果。
課堂討論是課程教學(xué)環(huán)節(jié)安排時的重要一環(huán)，基本構(gòu)想是希望它不但能使學(xué)生更深地理解理論，也能成為最終創(chuàng)新小論文的鋪墊，但結(jié)果卻出乎所料：在前一次課布置了“在生活中發(fā)現(xiàn)一個有待改進的問題”的題目，而在第二次上課討論時很多學(xué)生只是“空手而來”，討論根本無法進行。問其原因，答案竟然是：“我們不知道如何去找”。剛開始，我們將這一現(xiàn)象歸究于多年應(yīng)試教學(xué)養(yǎng)成的被動性參與和學(xué)生的惰性，但與學(xué)生深入交流后卻發(fā)現(xiàn)其實并非如此：有相當(dāng)部分的學(xué)生去想了，但真的沒能觀察到有新意的內(nèi)容�！坝^察總是有選擇的，它需要有選定的對象、確定的任務(wù)、興趣、觀點和問題”，當(dāng)學(xué)生不明確這些內(nèi)容時，僅僅要求他們觀察是不夠的。通過在前幾次討論時降低觀察難度，即采用“布置具體的觀察對象”，“給出具體的觀察要求”，“使學(xué)生首先明確自己的觀察對象和觀察目的”的方式，使后續(xù)的討論得以較順利地進行。
4.小論文講評
最后的小論文采用自由選題方式。作為期終作業(yè)，要求學(xué)生必須上交1500字以上的創(chuàng)新小論文。為了保證小論文的質(zhì)量，安排了兩個單位時間的學(xué)生PPT演講、教師點評環(huán)節(jié)。教師在點評過程中的主要工作是深化學(xué)生的思考，糾正學(xué)生的錯誤。譬如說，有學(xué)生提出了一種節(jié)能想法：感覺到騎自行車時身邊有風(fēng)，這種風(fēng)可以被利用，即在自行車上裝風(fēng)輪，風(fēng)輪帶動發(fā)電機發(fā)電，但卻沒有考慮身邊的風(fēng)實際上是騎行時需要克服的阻力，加風(fēng)輪將增加阻力。通過對“能量守恒”這一基本原理的提醒，引導(dǎo)學(xué)生明白只有利用多余的能量才是合理的。通過啟發(fā)，學(xué)生提出了改進想法：可以使風(fēng)輪在自行車速度高于某個值時自動打開，不用剎車而實現(xiàn)減速。
小論文中反映的主要不足有：
�。�1）學(xué)生間的合作性不強。盡管鼓勵學(xué)生們以小組為單位完成問題分析和論文寫作以提升論文質(zhì)量，但絕大部分學(xué)生還是選擇了獨自完成。分析原因可能是學(xué)生們不知如何合作，或者是不愿或不敢對較大問題進行探討。
�。�2）內(nèi)容涉及面較窄，分析膚淺。相當(dāng)部分小論文涉及的是學(xué)生自認(rèn)為高科技的內(nèi)容，如電腦、汽車、飛機等，而對身邊的事物或認(rèn)為太低檔，或認(rèn)為不值一改。在論文書寫時半數(shù)學(xué)生以羅列為主，分析不足。
產(chǎn)生上述問題的原因是復(fù)雜的、多方面的，對此將結(jié)合后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)作進一步的探討。
三、結(jié)語
幾輪的創(chuàng)新概論教學(xué)使我們對學(xué)生有了更深的理解，這種理解的增加將有助于更有針對性的教學(xué)改革活動的開展。實踐結(jié)果表明，在機械類大學(xué)新生中開展創(chuàng)新概論教學(xué)是可行的，而TRIZ理論則是其中一種較好的選擇。
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