TRIZ創新理論在分析化學實驗教學中的應用研究

孫 丹，胡愛紅，王 薇，周寶晗

(湖北工業大學 材料與化學工程學院，湖北 武漢 430068)

TRIZ是俄文“發明問題解決理論”的縮寫，國人常稱作“萃智”或“萃思”，取其“萃取智慧”或“萃取思考”之義，是由前蘇聯的阿齊舒勒等研究人員提出的一套用于解決創新問題的理論體系[1-2]。最近幾年隨著TRIZ創新理論引入中國，該理論已得到國內諸多高校以及科研院所的重視。

分析化學是工科院校化工制藥類、生工類、食品類專業一門重要的學科基礎課程。本課程是研究物質的化學組成、含量與結構的分析方法及有關理論的一門科學，是化學學科的重要分支。分析化學也是一門以實驗為基礎的學科，通常被喻為“科學技術的眼睛”[3]。

目前我國關于在應用TRIZ創新理論培養學生的創新能力和創新設計方面的研究較多[4-7]，但關于TRIZ創新理論如何指導實驗教學報道的很少，本研究提出將TRIZ創新理論應用于工科院校分析化學的實驗教學，以期為TRIZ創新理論應用于教學實踐提供一定的理論依據。

1 分析化學實驗課教學現狀

目前我所承擔的分析化學實驗教學和無機化學一樣，仍存在諸多問題，比如實驗課時有限；實驗內容略顯陳舊；實驗類型單一化；學生重理論輕實踐、重操作輕設計；實驗考核較為單一等[8]。如何在學時有限的情況下提高實驗教學水平，培養學生實驗操作動手能力，使學生能夠利用理論知識分析和解決一些實際問題，更重要的是培養其分析和解決問題的能力，培養創新思維，增加創新意識。

2 TRIZ理論在分析化學實驗教學中的應用

2.1 運用TRIZ理論調整實驗內容，培養學生創新思維

分析化學實驗安排在大一下學期，經過大一上學期的無機化學實驗訓練后，學生對化學實驗基本操作部分有了一定的基礎，依據TRIZ理論將實驗類型進行重新調整，減少基本操作型和驗證型實驗項目，適當增大綜合型和設計型實驗項目的權重，我校針對化工專業開設的實驗包括：兩個基礎操作實驗--稱量法-直接法與減量法的比較、堿標準溶液的標定；五個綜合設計型實驗：白醋中醋酸含量的測定、水硬度的測定、石灰石中鈣含量的測定、牙膏中微量氟的測定和鄰二氮雜菲分光光度法測定鐵。每做完一個實驗，要求學生嘗試采用TRIZ理論中40個發明創造原理中的某個方法，讓學生相互提問、啟發、撰寫實驗體會和心得，激發學生的創新思維。

2.2 運用TRIZ理論構建新的考核評價方式，培養學生創新能力

傳統的分析化學實驗的考核方式較為單一，主要根據學生提交的實驗報告和考勤兩項加以考核，沒法合理全面地反映學生的實驗能力，導致部分學生的實驗積極性不高，實驗不認真，操作應付了事。TRIZ理論引入后，隨著分析化學實驗內容的調整，實驗考核評價方式也進行了相應的改進，將學生的每一個實驗成績進行量化。具體從以下五部分進行考核：預習(20分)、操作(30分)、結果(20分)、報告(20分)及實驗心得體會(10分)。其中預習部分不再是照抄教材，而是根據實驗教材用自己的語言簡明扼要的說明實驗原理，形式多樣，可以是文字也可以是圖示；實驗方案完整可行，具有一定的創造性；實驗心得和體會部分，要求學生談一談實驗中有什么收獲，哪些地方存在失誤，如何改進等，新的考核方式大大提高了學生對實驗的重視程度，激發學生的學習興趣，提高學習的積極性，逐步培養學生的創新能力。

2.3 運用TRIZ理論加強實驗競賽培訓，提高學生的綜合能力

我省每兩年舉行的大學生化學實驗技能競賽，重在考查學生獨立思考、獨立操作和獨立解決問題的能力。在競賽前的培訓中，老師們運用TRIZ理論由簡單到復雜、由基礎到綜合、由驗證型到設計型，層層遞進對學生進行訓練，后期加大綜合性

和設計型實驗的比例，并要求學生應用TRIZ理論構建綜合設計性實驗模式，指導學生采用假設、討論和歸納等方法對問題進行分析和總結，得出科學結論，并由此實現知識的遷移。將TRIZ理論用于實驗競賽培訓，在最近的競賽中取得了不錯的成績，學生的綜合能力得到極大提高。

2.4 運用TRIZ理論積極開展大創項目，培養學生的科研能力

大創項目遵循“興趣驅動、自主實驗、鼓勵創新、培養能力、重在過程”的原則，要求學生緊密結合專業知識，自主開展具有綜合性、問題性、創新性和實踐性的科學研究。運用TRIZ理論指導學生在選題上要注重科技前沿性、學科交叉性和學術創新性；在確定實施方案上注重方案的科學性、可行性和創新性。大創項目的主體是學生，但導師的作用至關重要，既要指導實驗方法和研究思路，還要引導學生進行自學和思考；既要督促項目的實施進度防止出現虎頭蛇尾的現象，又要把好質量關包括書面材料的撰寫、答辯PPT的修改、實驗記錄等等，總之，在指導的過程中運用TRIZ理論全面提高學生的科研創新能力。

3 結語

分析化學實驗是一門重要的實踐課程，將TRIZ創新理論應用于分析化學實驗教學中，使學生發揮主導作用，在很大程度上培養了學生的創新思維，提高了學生的創新能力，使學生在知識、能力、思維和素質等方面得到全方位提升。