基于TRIZ-CDIO的信息類專業教學改革研究

張玉波 畢洪波 王秀芳 葛延良

（東北石油大學 電氣信息工程系，黑龍江 大慶163318）

1 CDIO理念存在的問題

本質上，CDIO理念是一種能力本位的培養模式，可是多樣性才是世界的本質，雖然經過多年的發展，CDIO工程教育模式已有成熟的大綱與標準，但苛求一個通用的具體的基于CDIO工程教育模式的操作方法是不現實的，即任何教育理論都不可能從理論覆蓋到具體的教學實踐而演繹出普適的方法。在基于CDIO工程教育模式的教學改革背景下，通信工程基礎課程側重在實踐中培養學生的動手能力，而傳統的以教師講授為主的課程教學方式可能不再適用，同時由于學生自身的基礎，對通信的掌握程度不盡相同，如何快速、高效地培養學生的動手實踐能力似乎成為一個難題。所以，要將CDIO工程教育模式滲透融入到當下具體的工程技術教育改革的背景下，形成一套清晰、一體化的操作方法和實施途徑，迫切要求要有創新思維的方法指導。

2 TRIZ-CDIO創新改革方法

TRIZ是俄文單詞“解決創新性問題的理論”首字母的縮寫，是阿奇舒勒歷經50多年，對250萬件高水平的發明專利文獻加以整理、歸納、提煉和重組，建立起的一整套實用的理論方法體系。其目的是研究人類進行發明創造、解決技術難題過程中所遵循的科學原理和法則。TRIZ理論指出對于問題中存在的矛盾和沖突的解決是技術系統化的根本推動力，在大學生培養過程中，所謂的“矛盾”就是如何改變傳統的培養模式，同時靈活地因材施教，培養學生的實際動手操作能力。因此，利用TRIZ創新理論，對當前卓越工程師培養計劃的實施進行指導，結合自身實際緊緊圍繞CDID工程教育理念，倡導了在優化教師隊伍的同時，實施以項目為中心、學生自主學習的教學，通過校企合作，給予學生更多解決實際工程問題的機會，讓學生的實際工程能力更貼近市場和企業的需求。

3 TRIZ-CDIO方法在信息工程類課程教學改革中的應用

3.1 基于TRIZ-CDIO方法的工程創新型人才培養模式

通過調研各利益相關者（用人單位代表、校友、在校學生、教師），在綜合各利益相關者對通信工程專業要求與希望的基礎上，設計工程人才模型。采用校企聯合的培養模式，分校內學習和企業學習兩個階段，實行本科工程型工程師培養體系。本科工程型工程師培養模式為四年制本科模式，即在校學習3年、在企業學習實踐和畢業設計累計1年。

在教學過程中引入研究性教學，突出“工程”特點，改革傳統的封閉式人才培養模式為創新型開放式的培養模式，變知識教育為能力培養，使CDIO課堂組織更為有效、教學效果得到提升。鼓勵和支持教師們把在從事相關課題研究中取得的成果和經驗體會引進課堂，通過項目組織課程，工程項目與課程直接銜接，最大限度的保證學生學習后能馬上應用，提高學生對知識的掌握程度，開拓學生的視野。

將TRIZ理論自身課程化，用TRIZ理論解決CDIO工程教育中各種沖突，強化教師和學生創新思維的培養，提升學生的創新能力。組織學生直接參與為實際工程項目的課題研究。以實際問題研究作為手段，以運用所學知識解決實際問題為目的，培養學生核心知識的工程應用能力和協作學習的能力。新型的人才培養模式，強調學生的主體性和參與性，對于培養學生創新精神和技術手段、分析并解決工程實際問題的能力起到了很好的促進作用。

3.2 基于TRIZ-CDIO方法的信息類專業課程體系

根據卓越工程師人才培養目標要求，借鑒TRIZ理論及CDIO成功理念來改革課程體系和教學方式，以學生個性化發展為核心，以未來職業需求為導向，以“應用系統、功能模塊、基本單元”為主線，形成基于CDIO的內容模塊化的一、二、三級課程群和易實施的個性化的課程體系。一級項目為包含本專業主要基礎課程及工程設計能力要求的項目；二級項目為專業學習過程中工程實踐、創新、綜合能力培養要求的項目；三級項目為加強核心課程、二級項目而設立的相應工程類課程群。

同時，根據學生基礎的差異和學生個人的意愿，制定多層次教學要求，實現多元化培養。著重設置創新實踐環節，增加實驗、實習、課程設計、畢業設計等實踐型教學環節，培養學生創新實踐能力，將學生參加科學研究、科技創新和社會實踐以及各種相關競賽所取得的成果納入教學管理，并視學生的具體情況替代公共選修課、學科選修課或專業選修課學分。

通過運用TRIZ創新理論提供的科學的分析問題的方法，形成緊密的、環環相扣的、有邏輯性的知識體系。新的課程體系拋開以往重理論知識而輕實踐的觀念，以理論聯系實際的方式開展，把工程實踐問題和學科問題相結合，重點關注每門課程在實現培養目標中的作用、課程模塊間的相互關系和整體作用。同時，工程設計項目都是以團體合作的方式展開，學生可以通過做各類項目從而培養自己的團隊合作精神、團隊交流能力及系統調控能力。

3.3 基于TRIZ-CDIO方法的實踐教學體系

在實踐教學改革背景下，實踐環節側重在培養學生的動手能力、協同工作的能力及工程設計能力，而應用TRIZ創新理論體系的方法，可以創造性地、科學地、系統地去解決培養過程中遇到的問題，為基于卓越計劃的實踐教學改革提供有力的支撐。將建立一個開放的、彈性的集基礎性、層次性、系統性于一體實踐教學體系，打破過去的封閉性，增加其參與的廣泛性和選擇的自主性。

在實踐內容的設計上，提出按“基礎型、綜合設計型、創新型”三個層次改革實踐教學內容，在培養基本技能層次的基礎實踐環節外，增設綜合性和創新性實驗，將多個知識點或多門課程結合到一起，培養學生的綜合運用知識及工程觀念分析問題、解決問題的能力；設計型實驗要求學生獨立完成從查找資料、擬定實驗方案、直至實現所設計內容的全過程，培養學生在設計、制作和組織管理等方面的創新能力。通過TRIZ理論指導大學生實踐教學，總結TRIZ理論應用于指導大學生實踐的模式和思路，建立相應指導體系。按照工程項目組織教學，使學生直接參與項目的設計、分析和研究。在已有課程的課內設計項目基礎上增加兩個或兩個以上工程綜合設計項目，重點訓練學生的工程推理能力，加強工程思維邏輯性，幫助學生形成科學的創新方法和研究習慣，提高學生的構思—設計—實現能力。

在實驗教學方法和手段的改革方面，建立以學生為主體、以能力培養為主線，推行啟發式、自主探究式的實踐教學模式，如基于DSP和EDA的創新組合實驗，學生根據工程設計要求，采用自己設計開發的模塊在實驗臺上搭接自己構思的方案，注重引導學生將所學的知識轉化為獲取知識的能力、工程應用的能力和創新能力。

4 結束語

本文通過挖掘分析我校教育教學模式的弊端，以信息類學科為突破點，探索基于TRIZ-CDIO理論的信息類專業教學改革方案，構建“產學研”合作平臺，推動高等教育人才培養模式的全面優化，全面培養創新型人才。注重培養學生的有系統的專業技術能力，尤其是項目組織、設計、開發和實施能力，以及較強的溝通能力和協調能力，從而促進學生培養從知識型向能力型、從專業型向素質型、從適應型向創造型以及從被動就業向主動創業的轉變，使學生能適應信息技術迅速發展的要求，全面提高信息類人才的培養質量。

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