TRIZ理論在有機化學實驗創新教學中的應用研究

隆金橋 劉真珍 羅志榮 游歌云 范方方

摘 要：依據有機化學實驗人才培養目標及課程內容體系改革的要求，結合傳統有機化學實驗教學體系中存在的問題，將TRIZ理論應用到有機化學實驗創新教學體系中，運用TRIZ理論的發明原理來培養大學生的創新思維和創新能力，有力推進有機化學實驗教學的改革創新，從而促進教學方法的轉變， 提高有機化學實驗教學水平。

關鍵詞：TRIZ理論；有機化學實驗；創新思維；創新能力

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）04-0034-02

Abstract： According to the requirement of the reform of the personnel training goal and the course content system of the organic chemistry experiment， combined with the problems existing in the traditional organic chemistry experiment teaching system， TRIZ theory is used to the innovation teaching system of organic chemistry experiment， to cultivate students innovative thinking and innovation ability. By using the theory of TRIZ， promoting the reform and innovation of the teaching of organic chemistry experiment， it is intended to promote the transformation of teaching methods and improve the teaching level of organic chemistry experiment.

Keywords： TRIZ theory； organic chemistry experiment； innovative thinking； innovation ability

在大眾創業，萬眾創新的今天，高校擔負起培養創新型人才的重要任務。國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見要求“高等學校創新創業教育改革，是國家實施創新驅動發展戰略、促進經濟提質增效升級的迫切需要，是推進高等教育綜合改革、促進高校畢業生更高質量創業就業的重要舉措”。因此，在高校全面開展創新創業素質教育，使我國成為創新型社會，是實現偉大中國夢的重大課題。百色學院是一所應用型本科院校，以高等學校本科教學改革為契機開展TRIZ理論創新教育，針對傳統有機化學實驗教學體系中存在的問題，依據有機化學實驗人才培養目標及課程內容改革的要求，將TRIZ理論運用到有機化學實驗教學體系中，改變有機化學實驗教學方法，推進大學生創新教育的大力開展，使大學生有創新思維，掌握創新方法，從而促進大學生知識、能力、思維和綜合素質的全面協調發展，培養大學生的創新思維和創新能力。

一、目前有機化學實驗教學中存在的問題

經過長期的教學改革和經驗積累，百色學院的有機化學實驗教學改革取得了一定的成績，減少了驗證性實驗，將基礎操作訓練融入到合成實驗當中，增加了合成實驗，綜合性實驗和地方特色實驗性項目，形成了自己獨特的教學內容，在培養學生良好的動手能力，拓展創新思維，服務地方等方面起到了積極的推動作用[7]。升本十年來，學校大力發展，各種辦學條件的影響，特別是學生生源不同，學生能力差別的影響，我校的有機化學實驗教學還存在許多有待改進的地方。

（一）有機化學實驗建設有待加強

百色學院是一所應用型本科院校， 升本后經過十年建設，在實踐教學及基地建設方面已經加大投入，教學設備特別是精密儀器得到很大改善，基本滿足學生創新實驗的要求。但是學校發展比較快，實驗室建設、實驗基礎設備、實驗人員配備等跟不上學校的發展。實驗課學時數少，學生沒有充足的時間完成合成性、綜合性、設計性實驗。教師教學工作任務重，對實驗教學研究不夠，講解完實驗步驟、要求、注意事項后，就讓學生自行開展實驗，沒有全程跟蹤和指導學生實驗過程。學生對實驗不重視，課前不預習，上課不注意聽講，老師提實驗內容上的問題還是很少有人回答上來，這種情況就會造成實驗過程中出現很多操作錯誤，拿錯藥品、找不合適的儀器、打碎玻璃儀器等現象頻頻出現。

（二）傳統的實驗教學方法需要改變

一直以來，有機化學實驗課的教學模式較為單一，基本上是在實驗實驗操作之前，由實驗課教師將要做的實驗詳細講解一遍，包括對于實驗裝置的搭配、試劑的用量、添加步驟、實驗中可能出現的現象、實驗中的注意事項等內容，然后讓學生按教師提供的步驟進行實驗操作，實驗課結束后學生提交實驗結果給教師審閱，課后撰寫實驗報告。這種的教學方法，實際上是對實驗課本和教師講解的驗證過程，學生被動操作，不主動去思考實驗內容和實驗中出現的各種問題，從而使學生的思維產生定勢，忽視了學生的創新思維和創新能力的培養，學生對整個實驗內容、實驗過程和實驗現象沒有認真的思考和分析，影響了有機化學實驗的教學效果。

二、TRIZ理論的原理及應用優勢

TRIZ是俄文“發明問題解決理論”的縮寫，是由前蘇聯的阿齊舒勒等研究人員為了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，經過分析研究了二百多萬項專利基礎上提出來的發明理論，歸納為實現創新的40條創新原理、4個基本分離原理和物場模型[1]。認為發明創造大都遵循以上共同的規律或法則，這些規律和法則應用于具體的問題，可得到相應的解題模型或得到最佳的解決方案[2]。該理論有別于傳統創新能力的培養，其特點是考慮問題是非邏輯思維，即逆向思維[3]。按照TRIZ理論的創新原理和法則的規律性，可指導人們怎樣進行創新，并對創新結果進行預測和可控[4]。TRIZ理論的創新思維就是要求沖破常規的思維方式，敢于對原有的東西提出質疑或都否定不良的現象。從TRIZ創新理論在我國的與實踐都證明[5，6]，TRIZ理論能夠向學生提供一套系統的創新理論和科學思維方法，能盡快培養學生創新思維和創新能力。因此，在有機化學實驗教學過程中，引入TRIZ理論進行教學改革，將TRIZ理論發明原理與創新理念、創新方法傳授給學生，按TRIZ理論的原理對學生提供創新方案的指導，完成創新過程。如根據TRIZ理論分割原理，我們可以將每個有機實驗分為幾個關鍵點，對每個關鍵點進行分析，鼓勵學生自己思考，找出關鍵點的優缺點，啟迪學生思考，促進學生創新思維，針對關鍵點中的缺點對現有實驗內容、實驗裝置進行補充或改進，達到了培養和鍛煉學生的創新思維和創新能力，提高有機實驗教學效果和教學水平。

三、TRIZ理論在有機化學實驗教學體系中的應用

有機化學實驗是以實踐為主的一門基礎自然科學，有利于對學生創新思維和創新能力的培養，將TRIZ理論引入到有機化學實驗教學體系中，系統地改變有機化學實驗教學方法和教學過程，提高有機化學實驗的教學質量，達到培養學生創新思維和創新能力目的。在有機化學實驗教學中應用TRIZ理論，可以從以下幾個方面開展：

（一）依據TRIZ理論，整合實驗內容，培養學生創新理念

有機化學實驗的操作性、設計性、實踐性較強， 依據TRIZ理論-嵌套原理，將基礎操作訓練跟合成實驗、設計實驗、綜合實驗結合起來，使有機化學實驗課程內容得到優化。在課程中及時反映和吸收本學科領域的最新研究成果。如在酯的合成實驗當中，所用的催化劑是濃硫酸，但濃硫酸使用不安全，催化效率低，產生廢酸等。在教學當中，給學生介紹目前研究使用比較多的固體酸，并讓學生去發現哪些固體酸可以應用在酯的合成實驗當中，使學生在實驗過程進行創新和發展研究。依據TRIZ理論“組合”原理，即是把有機實驗有相關內容的實驗貫穿起來，進行篩選、合并和補充。如可以把醇的脫水反應、烯烴的氧化、羧酸的酯化三個方面的內容結合起來，組成一系列的實驗，如此整合，增加了實驗的綜合性和設計性，使實驗教學內容日趨合理，化學試劑得到充分利用。也調動學生實驗的積極性和自覺性，學生必須認真對待每個實驗，每個步驟，訓練了學生進行學術研究的科學態度和靈活運用創新思維方法。

（二）TRIZ理論運用于實驗教學中，有利于學生創新能力的培養

幾年來，我們已經在有機實驗教學中加強綜合性和設計性實驗的建設，對培養學生的綜合素質培養起了很好作用。將TRIZ理論運用于綜合性和設計性實驗當中，將有利于學生創新能力的培養。如在進行實驗時，教師以TRIZ理論40個發明創新原理為依據，根據實驗的具體內容，分析該實驗內容或者用到的儀器設備，引導學生對實驗條件或設備提出疑問，激發學生探究的熱情，教師根據學生提出的疑問正確指導查閱文獻，搜集有用資料，引導學生對文獻進行歸納、對照問題開展分析，運用TRIZ理論尋找問題的解決方案，通過實驗對方案進行了驗證，促使問題得到解決，得出科學結論，完成了運用新知識解決新問題，在整個實驗過程中激發學生對有機實驗的興趣，進一步提高了學生的創新能力。

（三）開放實驗室，實踐TRIZ理論，提高學生的科研能力

化學類專業是實踐性很強的學科，我們根據專業特點，積極創造實驗條件和環境，專門設有學生創新實驗室，全天候開放實驗室， 讓學生有地方，有儀器開展創新活動。鼓勵學生積極申報大學生創新項目或參與教師的科研項目，讓學生在完成大創項目或參與到課題研究過程中，增強學生的求知欲和探索欲，接觸到學術發展的前沿知識的同時，學會思考，學會創新，學會科學研究的方法。

四、結束語

有機化學實驗是一門重要的實踐課，將TRIZ理論應用到有機化學實驗創新教學當中，將發明原理引導學生在實驗過程中進行創新實踐，培養大學生的創新思維和創新能力，促進學生知識、能力、思維和素質的全面協調發展，有效推動了有機化學實驗的改革創新和教學水平的提高。

參考文獻

[1]劉訓濤，曹賀，徐鵬，等.TRIZ理論實驗與實踐教學改革探索[J].實驗室研究與探索，2013，32（3）：150-152.

[2]岳志勇，楊曉霞，文竹.TRIZ在大學課堂教學中的應用研究[J].內蒙古財經學院學報（綜合版），2012，10（2）：61-63.

[3]劉桂香，金香.TRIZ理論在大學物理理論教學中的應用研究[J].科技信息，2012（8）：165.

[4]郭宇，廖文和，程筱勝.TRIZ理論與理工科大學生創新能力培養[J].南京航空航天大學學報（社會科學版），2005，7（3）：79-82.

[5]江帆，王春，王一軍，等.基于TRIZ理論和研究性學習的創新型人才培養[J].科技信息，2009（16）：36-37.

[6]陳敏慧，蔣艷萍，呂建秋.TRIZ國內外研究現狀、存在問題及對策研究[J].科技管理研究，2015（1）：24-27.

[7]隆金橋.應用型本科院校有機化學實驗教學改革與實踐[J].廣東化工，2013，39（5）：248，217.