基于TRIZ理論的“一線三段”式本科生培養模式研究

張建輝+張爭艷+曲云霞+高鐵紅

（1.河北工業大學 機械工程學院，天津 300130；2.國家技術創新方法與實施工具工程技術研究中心，天津 300130）

摘要：創新思維和創新能力的提升是我國教育改革的主旋律和根本目標，將TRIZ理論引入本科生培養體系中，有利于提升學生的創新意識及創新能力。本文提出基于TRIZ理論的“一線三段”式本科生培養模式，在課程體系設置中貫穿創新主線，通過基礎課、技術基礎課培養學生的創新意識，通過專業課、創新大賽和科研訓練計劃培養學生的創新能力，通過實踐課、畢業設計、科研立項培養學生的創新人格，從培養學生的創新意識、創新能力和創新人格三個層次上構建新型的面向機械產品設計全過程的創新型人才培養模式。

關鍵詞：TRIZ；創新主線；一線三段；人才培養模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）52-0099-02

一、引言

創新的關鍵在于人才，人才的成長靠教育，因此，如何使高校學生具有創新意識和創新能力，適應時代發展的要求成為當今社會的要務。開發學生的創新思維和提升創新能力成為我國教育改革的主旋律，也是教學改革的根本目標，貫穿于教育的全過程。關于本科學生創新思維及創新能力的培養，存在很多觀點及論述。諸如：轉變教育觀念[1]、構建合理的課程體系[2-3]、改革教育方式[4]、營造創新教育環境、充分尊重學生的首創精神、改革考試方法等。但如何能夠加速創新思維與創新能力培養的步伐呢？發明問題解決理論TRIZ方法是一種知識化、系統化、科學化的創新方法，被世界公認為引導創新的最佳工具，近幾年紛紛掀起了國內眾多學者研究的熱潮。將TRIZ理論引入本科生培養體系中，開展以技術創新能力培養為目標的教學改革與工程實踐活動，可以真正將創新思維與能力培養落到實處。河北工業大學在機械專業本科教學中開設發明問題解決理論TRIZ方面的課程走在了各高校的前列，結合機械專業對創新能力培養與實踐能力培養的要求，提出了基于TRIZ理論的“一線三段”式本科生培養模式，為培養能夠從事機械領域創新設計方面的應用型高級專業人才奠定了基礎。

二、TRIZ理論與本科課程教學的融合

TRIZ發明問題解決理論，是前蘇聯G.S.Altshuller及其領導的一批研究人員，自1946年開始，在分析研究世界各國大量專利的基礎上，歸納總結出的指導創新的最佳理論。通常認為TRIZ理論由以下九大部分組成：技術系統的八大進化法則；最終理想解（IFR）；40個發明原理；39個標準工程參數和矛盾矩陣；物理矛盾和四大分離原理；物一場模型分析；發明問題的標準解法；發明問題解決算法（ARIZ）；科學效應和現象知識庫。

將TRIZ理論等創新方法引入到機械專業課程體系中，在課程體系設置中貫穿創新主線，在課堂教學、課程設計、實踐教學、畢業設計等教學環節融理論教學、項目教學、科學研究、工程實踐和實驗教學為一體，同時結合大學生的創新創業計劃，創新大賽等實踐環節，構建面向學生創新能力提升的創新型人才培養模式，搭建實踐創新平臺，通過課堂教學和實踐訓練潛移默化地培養學生科學的思維方式和方法，獨立分析、解決問題的能力，提升學生的創新意識及創新能力，進而塑造學生的創新人格。

三、構建一線三段式教學體系

1.將發明問題解決理論TRIZ引入到機械專業課程體系中，在課程體系設置中貫穿創新主線，構建了面向機械產品設計全過程的學生創新意識、創新能力、創新人格的培養模式，對現有的專業課程體系進行規劃、調整，將TRIZ基本原理、概念和工具引入到專業基礎課課堂教學中，并積極引導學生選修創新思維類課程，使學生建立創新概念，重點培養創新意識，理解創新理論及創新意識在產品設計中起到的重要性。開設《創新設計》——TRIZ創新課程，使學生系統地學習TRIZ理論中的理想解、沖突理論、資源分析、技術進化、物質—場分析等創新方法及工具，并通過案例式教學和項目式教學，增強學生學習積極性、主動性，培養學生的創新意識和科學的思維方式。并通過引導學生參加創新大賽、科研訓練計劃等環節，運用TRIZ工具進行產品創新設計工作，重點培養創新能力。

2.將TRIZ基本原理、概念和工具引入到專業基礎課課堂教學中，并積極引導學生選修創新思維類課程，使學生建立創新概念，重點培養創新意識，理解創新理論及創新意識在產品設計中起到的重要性。目前我校開設了《創新設計》、《創新思維與現代設計》、《科研技能與創新思維》、《創新思維與訓練》等創新思維學習及訓練類的校選課，其中《創新設計》課程介紹TRIZ理論的基本概念及經典創新工具，如理想解、資源、創新分級等重要基本概念，沖突理論、物質-場分析等創新工具。

3.在專業課程、實踐環節和畢業設計中，應用TRIZ理論，培養學生的創新意識和創新能力。《創新設計》課程授課采用案例式教學和項目式教學，每班分多組，每組3—5人，要求學生運用所學的TRIZ理論知識和工具，就自己熟悉的案例進行練習，要求課程結束時完成并答辯。項目引導式的教學方式大大提高了學生的學習積極性、主動性。學生提交課題涉及生活、交通、日常品、建筑、軍事等多方面，培養了學生發現問題、分析問題及解決問題的能力，鍛煉了學生的創新思維能力。在第七學期的專業實踐課中，為了提高學生的工程創新意識和創新能力，在傳統的數控編程、仿真及加工內容基礎上，增加了基于PLC控制的工業產品裝置研發內容。學生自己提設計方案，經與指導老師溝通、討論最后確定方案，開發了繪圖機、電梯、立體車庫、刷墻機、搬運機器人、分揀機械手、刻章機等機電裝置。該實踐課要求學生從任務出發，首先擬定系統功能，進行功能分解及結構求解，備件選型及方案評估。設計過程中應用TRIZ理論解決存在的問題，進行結構創新、原理創新性的方案設計。在畢業設計環節，部分老師的畢業設計課題，要求學生應用TRIZ理論，進行方案的理想解分析、設計沖突解決、技術預測分析等，培養了學生獨立分析問題、解決問題的能力，提升了學生的工程創新意識和創新能力，搭建了TRIZ理論實習、實踐基地，為培養學生的創新能力提供了實踐平臺。依托我校的國家技術創新方法與實施工具工程技術研究中心，搭建了TRIZ理論學習、實踐平臺，與機械學院合作，通過引導大學生參加校內外的大學生創新實踐活動，指導學生應用TRIZ理論提出創新設計方案。近幾年學生共進行課題研究幾十項，鍛煉了學生發現問題、分析問題及解決問題的能力，創新能力得到進一步提升。

4.指導學生積極參加創新類大賽及科研訓練實踐活動，進一步提升學生的創新能力，塑造創新人格。近幾年積極鼓勵學生參加以“TRIZ杯”、“挑戰杯”、“機械設計創新大賽”為代表的國家級、省級等各種創新設計大賽和科研訓練計劃。通過實踐鍛煉、鞏固TRIZ理論相關知識，培養學生科學的思維習慣，鍛煉學生自主創新能力。

四、結論

通過以上的教學模式改革和實踐，以提升學生創新能力為目標，構建了將TRIZ理論和專業基礎課程、專業課程、課程設計、畢業設計、創新實驗等教學環節相融合的課程體系。并在課程體系設置中貫穿創新主線，通過將創新思維、創新方法基本原理、概念和工具引入專業基礎課課堂教學、各類實踐環節和引導學生參加創新大賽、科研訓練計劃及自主創業等環節，從培養學生的創新意識、創新能力和創新人格三種層次上構建新型的面向機械產品設計的全過程的創新型人才培養模式。通過以上教學及實踐過程，學生了解了創新思維及創新方法的基本概念、原理、方法和工具，并初步具有應用創新方法發現問題、分析問題和解決問題的能力，培養了學生的創新意識和創新能力。

參考文獻：

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[3].李桂霞，鐘建珍.對構建合理的高職教育課程體系的探討[J].中國高教研究，2007，（06）：58-59.

[4].葛麗娜.以學生為中心教育方式的思考與實踐[J].現代計算機（專業版），2016，（15）：11-14.