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試析機械專業(yè)新生的TRIZ概論教學實踐
論文摘要：總結(jié)了近三年來在機械類新生中進行TRIZ概論課教學的經(jīng)驗，具體介紹了教學過程和安排方式。指出在教學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，并給出了教學中應該注意的具體問題和應對措施。
論文關(guān)鍵詞：TRIZ理論；教學實踐；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)中的責任不言而喻。為了更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，從2009年起我們在大學一年級的機械類新生中開展了TRIZ理論教學。
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個標準工程參數(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)明問題的標準解法；（8）發(fā)明問題解決算法（ARIZ）；（9）科學效應和現(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學分的課時安排和大一學生的特點，教學時對“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個標準工程參數(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、基本教學目標
創(chuàng)新人才培養(yǎng)有四個基本要素，即培養(yǎng)學生創(chuàng)新的習慣、培養(yǎng)學生的好奇心、培養(yǎng)學生直覺和洞察力以及培養(yǎng)學生的注意力。由于創(chuàng)新概論教學的受眾是機械類的大一新生，所以在確定教學目標時作了如下考慮：
（1）使教學過程涵蓋完整的創(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)果檢驗的基本教學目標。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)新思維教學的有效性和從中發(fā)現(xiàn)需要改進的教學方式上。
�。�2）使重點教學內(nèi)容形成一條主線。也就是說要使學生了解這樣的事實：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，而判別標準則是能否被用戶所接受。
盡管對教學目標還可以列出更多的具體化指標，但如果達到了上述目標，則創(chuàng)新理論的概論性教學就應該被認為是成功的。
二、各教學環(huán)節(jié)的實施過程和注意點
TRIZ概論教學由課堂講授、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
課堂教學以TRIZ理論的講授為主，但為了能夠引起學生共鳴，應該有更多的應用實例介紹�？紤]到學生的接受程度，應該由淺及深、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，不但使理論的應用得到了延伸，也使學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過程中經(jīng)常性的一項實踐活動。就創(chuàng)新理論的教學和實踐而言，背誦理論并沒有太大的意義，而深刻的領(lǐng)會直至應用才是至關(guān)重要的，教師應該據(jù)此在各個節(jié)點上給學生更多的引導。譬如在發(fā)明原理的講解時，我們針對“周期性作用原理”舉了一個防風打火機的例子：該打火機通過周期性的點火而實現(xiàn)防風作用。而就此提出的問題是：這在創(chuàng)新思維上體現(xiàn)了什么？在教師的引導下，有學生回答：“在設(shè)計防風打火機時，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”則以學生的只言片語作為新的引導起點。采用這種辦法不但可以很好地保證課堂紀律，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)課程的教學進程，在合適的點上留5～10分鐘進行分組討論，組長負責記錄討論結(jié)果。根據(jù)時間選定適當?shù)慕M數(shù)（3～5組），各組進行3～5分鐘的講解，教師負責對每一個組的講解問題進行引導和點評，課后上交討論的書面結(jié)果。
課堂討論是課程教學環(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)象歸究于多年應試教學養(yǎng)成的被動性參與和學生的惰性，但與學生深入交流后卻發(fā)現(xiàn)其實并非如此：有相當部分的學生去想了，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”，當學生不明確這些內(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生的思考，糾正學生的錯誤。譬如說，有學生提出了一種節(jié)能想法：感覺到騎自行車時身邊有風，這種風可以被利用，即在自行車上裝風輪，風輪帶動發(fā)電機發(fā)電，但卻沒有考慮身邊的風實際上是騎行時需要克服的阻力，加風輪將增加阻力。通過對“能量守恒”這一基本原理的提醒，引導學生明白只有利用多余的能量才是合理的。通過啟發(fā)，學生提出了改進想法：可以使風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）學生間的合作性不強。盡管鼓勵學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，但絕大部分學生還是選擇了獨自完成。分析原因可能是學生們不知如何合作，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。相當部分小論文涉及的是學生自認為高科技的內(nèi)容，如電腦、汽車、飛機等，而對身邊的事物或認為太低檔，或認為不值一改。在論文書寫時半數(shù)學生以羅列為主，分析不足。
產(chǎn)生上述問題的原因是復雜的、多方面的，對此將結(jié)合后續(xù)教學環(huán)節(jié)作進一步的探討。
三、結(jié)語
幾輪的創(chuàng)新概論教學使我們對學生有了更深的理解，這種理解的增加將有助于更有針對性的教學改革活動的開展。實踐結(jié)果表明，在機械類大學新生中開展創(chuàng)新概論教學是可行的，而TRIZ理論則是其中一種較好的選擇。
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