基于TRIZ理論視閾下的大學生創新創業翻轉課堂研究

吳丹青，王倩

（徐州工程學院 創新創業教育學院，江蘇 徐州）

一 引言

互聯網時代的到來對高校人才培養提出了全新的要求，社會的人才需求突出指向“應用型人才”。尤其是地方應用型本科院校更應調整辦學定位，使之與新時代人才需求相匹配。創新創業是高校與企業最直接的結合點。創新創業教育是高校提高學生實踐能力的有效舉措，是大學生自身發展的需要。如何開展創新創業教學，培養創新創業思維是高校在本科教學中需要深入思考的問題。在過去的十年間，國家不斷提倡教育改革，要求采用一切方式提高教育質量。雖然高等教育的改革取得了一些成效，但是，高校教育模式的改變始終集中在教師與專業課程結構的調整，對于基礎教育的教學過程很少涉及。課前、課中、課后的教學安排與順序沒有改變[1]。隨著現代電子信息技術的發展，傳統的教學模式已無法滿足學生個性化的需求，對于不同特點和學習程度的學生，一堂式的教學使得學生失去學習興趣，而創新創業教學的重點并不是理論知識的傳授，更多的是對創新理念和創業意識的培養，因此學生的興趣至關重要，這就是為什么時至今日，大學生上課的模式仍然是“被動灌輸式”的，“臺上上課、臺下玩手機”的現象屢見不鮮，大學生普遍認為“上課學不到什么”、“老師上課只會念PPT，太枯燥”等等。在這種情況下，“翻轉課堂”教學模式吸引了國內教育專家的廣泛關注，并在全國高校教學中迅速普及。然而，由于翻轉課堂在我國實行的時間并不長，大部分教師對于新的教學模式理解不夠深刻，導致學生參與度不高，教學效果不佳。而TRIZ理論，即：發明問題解決理論，正是通過其對矛盾問題的具體分析，成為當前能比較有效的開拓創新創業教學思路、提高創新創業教學質量的新方法，非常值得我們去研究和實踐[2]。運用TRIZ理論，深入探討翻轉課堂教學模式下，大學生創新創業課程基本架構和教學模式，形成一套能夠科學反映翻轉課堂教學效果，提升大學生創新能力與自我學習能力的新型翻轉課堂教學體系[3]。

二 大學生創新創業翻轉課堂與TRIZ理論

（一） 大學生創新創業翻轉課堂

翻轉課堂，英文翻譯為 “Flipped Class Model”，是一種先自學后教授、重視師生互動、生生互動的教學模式。它以現代信息技術為支撐，以短視頻教學為載體，以激發學生學習興趣、培養創造性思維為目標，促進高校教學高質量發展。這與大學生創新創業基礎課程的開展不謀而合，翻轉課堂在創新創業課程中的應用，不但突出了學生的主體地位，鍛煉了自主學習與協作學習的能力，同時拓展了教學深度和廣度，讓學生從實際問題理解知識，加強了實踐能力的培養。然而這種從“以教師為中心”向“以學生為中心”的轉變在實施階段出現了困難，多數教師反映課堂效果不佳，只學其形未學其神是教學實踐效果沒有明顯提升的主要原因。為了翻轉課堂模式在大學生創新創業基礎課程中的有效應用，本文引入TRIZ理論，幫助提高教學質量，解決實際操作中的課堂問題，構建新的創新創業課程體系，激發大學生創新思維，培養創新技法。

（二） TRIZ理論

TRIZ理論源于百萬個專利匯總而來，是一種幫助提高創新思維、解決實際問題的創新方法，主要應用于生物、工程、機械等技術專業領域，近年來，國內外學者發現其在管理、創新實踐方面也具有重要作用。TRIZ理論作為一套成熟的理論和方法體系，其內容包含矛盾矩陣表、發明原理、技術系統進化法則、解決物理矛盾的分離原理，知識庫等。TRIZ理論將矛盾分為技術矛盾和物理矛盾，技術矛盾指的是一個系統中兩個子系統之間的矛盾，即改善一個功能會惡化另一個功能。物理矛盾是一個產品或性能同時有兩種相反的狀態存在，即同一參數特性相互矛盾。技術矛盾可以轉化為物理矛盾，且解決物理矛盾的核心思想是實現矛盾雙方的分離，TRIZ理論總結出空間分離、時間分離、條件分離以及整體與局部分離四大分離原理來解決物理矛盾[4]。

（三) TRIZ理論與大學生創新創業翻轉課堂

我國高校將翻轉課堂引入大學生創新創業課堂的時間并不長，在實際運用的過程中，仍然存在著諸多問題。TRIZ理論是基于全世界大量科學技術專利數據總結出的一般經驗性結論，對于解決大學生創新創業翻轉課堂中出現的具體問題具有指導性的作用。在高校開展大學生創新創業課程的過程中，一方面，大多數高校教師僅僅從外圍來理解“翻轉課堂”的教學模式，認為直接將教與學的順序進行簡單調換就達到了翻轉課堂的目的，而很多學生因為習慣了傳統的“先教后學”的教學模式，不能自覺地或不知道如何進行課前自學，導致學生上課跟不上老師的教學節奏，產生惡性循環，學習效果不佳。在這一過程中，高校老師對翻轉課堂生搬硬套，以及沒有去深入研究如何保證學生學習質量，是造成這種結果的主要原因。TRIZ理論一個重要的特點之一就是運用積極地思維突破思維障礙，九屏幕法作為系統分析最有效的工具，能夠幫助學生擺脫傳統教學模式觀念的束縛，重新調整學習方法，提高自主學習的能力。另一方面，由于翻轉課堂將大量的時間留給學生自主安排學習，這實際上也是對學生自制力的考驗。翻轉課堂采用的上網看視頻的學習形式，可能會受到網絡信息的影響，使得學生無法集中精力學習，在看教學視頻的過程中進行網頁瀏覽或打網絡游戲。而在現有翻轉課堂考核模式下是無法對課外學習的狀態進行考試和監督的，而通過運用TRIZ理論中的發明原理，可以在課堂教學開始前預先設計好教學大綱，對翻轉課堂課前課后進行任務和考核設置，讓教師和學生緊密圍繞大綱和考核進行學習，這對于提高學生的學習質量起到了重要作用[5,6]。

在翻轉課堂教學模式改革中，高校應對“如何提高教師的教學效果和學生的學習質量，如何綜合開展翻轉課堂的即時教學和長遠教學”進行重點研究。本文主要是運用TRIZ理論中解決物理矛盾的分離原理，針對創新創業翻轉課堂中的教學模式和課堂效果進行提高和改善，不僅使每個學生能夠“開口說話”，保證所有學生都在思考，活躍了課堂氣氛，提高了教學質量。

三 基于TRIZ理論的創新創業課程基本架構思考

高校在設計大學生創新創業課程內容時，根據學生不同階段掌握的TRIZ知識，將TRIZ理論分為初級、中級、高級三個層次進行授課，每一層次又有不同的教學內容。該課程為選修課程，設置1個學分，16個課時，8課時理論、8課時實踐，理論與實踐教學相融合，并根據不同專業、不同學科的專業內容與特點，設計不同的教學案例，幫助學生真正掌握理論知識，打破思維定式，提高創新能力。

（一） TRIZ理論初級創新創業教學體系

這一層次主要以理論普及為主，主要包括創新思維與創新方法教學、TRIZ基礎理論的教學和案例教學。以TRIZ理論起源發展、發明級別、重要概念、核心思想為主要內容，傳統與現代創新方法對比為輔，并佐以案例分析幫助學生理解TRIZ理論基礎。借助視頻公開課、網站、視覺教具等教學手段，提高學生學習興趣，使學生對整個TRIZ理論創新創業課程的內容與流程有所了解，為中級課程的學習打下基礎。

（二） TRIZ理論中級創新創業教學體系

這一層次的教學內容包括TRIZ中級課程教學和實驗教學。TRIZ中級課程包括TRIZ理論中技術系統的進化法則、發明原理、系統分析、四類矛盾問題及解決方法，這是本階段學生需要掌握的重點內容，除此之外，為了更好地提升學生動手實踐能力，本階段將讓學生通過實驗教學解決一些簡單的技術難題，高校要提供TRIZ實驗室進行中級階段的教學與實驗[7]。

（三） TRIZ理論高級創新創業教學體系

這一層次是整個教學體系中最難理解與掌握的階段。它主要包括TRIZ高級課程教學、項目教學、實踐教學與專利教學。TRIZ高級課程主要是對ARIZ算法的教學，它集成多種TRIZ工具和規則，對于一些復雜問題、矛盾不明顯的發明問題更有效?；趯RIZ理論初級與高級創新創業課程的理論學習，本層次設計了項目教學和實踐教學階段。項目教學指的是學生根據不同的專業，通過分組參與到教師的專業項目中，在完成項目的過程中鞏固TRIZ理論。實踐教學包括創新實踐、創業實踐和社會實踐，通過對這一課程的全部學習，經過理論考試獲得相應的等級認證[8]。專利教學是這一層次最重要的模塊，TRIZ理論實際上是從50個專利中總結出的發明問題解決規律，因此，學生掌握專利的相關知識和申請流程，可以增強對知識產權的保護意識，規避專利侵權問題。

四 基于TRIZ理論的創新創業課程翻轉課堂教學模式操作流程

鑒于翻轉課堂教學中物理矛盾的存在，借助TRIZ理論提供的解決物理矛盾的四大分離原理，在課程實施階段采取最終理想解，提高教學質量，具體操作流程如下。

（一） 課前準備階段

備課作為教師上好一門課的重要前提，要求教師必須對教學目標和教學框架有整體的把握。在創新創業課程中，教師不僅要吃透教材，確立教學目標，根據教學內容將教學單元精細化并設計為相應的微單元，為微型課程的設計與制作做準備。必要時，根據學生特點設計不同層次的教學內容，方便學生選擇。然而，一堂課的標準時間是90分鐘，為了讓學生對知識有全面的了解，需要對課程進行完整講授，然而時間有限無法完成；而在有限的時間里，教師只能夠講解部分內容，這又會導致課程內容支離破碎?！巴暾v述”和“部分講解”這個物理矛盾的存在，使得教師無法知曉“講解多少內容才合適”。最理想的結果是“既講全部也講部分”，為了實現這一結果，根據TRIZ理論中時間分離原理，找到兩個不同的時間段分別滿足兩個矛盾的需求，便可以化解矛盾。例如，上課前和上課時兩個時間段，課前講解全部內容，課上講解重點和難點、師生互動等。這樣既實現了全部講，也實現了部分講，突出了學生的主體地位和教師的輔助作用。

（二） 微課制作與任務設計階段

根據上一階段細分的微單元內容制作精小的短視頻，5-10分鐘為宜，突出教學重點，一個視頻講解一個知識點，并配以課前練習檢驗預習效果。同時上傳豐富的教學資源用以學生課前學習，拓展閱讀，如國內外相關文獻、網絡視頻公開課、PPT等，幫助學生拓展思路，全面把握學習重點。學生根據課程安排有選擇性地下載或在線學習，不受時間限制，并能反復學習觀看。根據每節課的教學內容和教學重點，設計不同的教學環節，如游戲法、案例分析法、頭腦風暴法、角色扮演法、討論法等，并根據不同的教學方法制定相應的教學用具。

（三） 教學實施階段

在首次授課時，為學生講解翻轉課堂的實施過程，大學生創新創業通識課程的學習目標、任務、考核方式等內容，教師做好引導者的角色，引導學生根據創新創業課程目標接受任務、課外自學以及課內強化與答疑等環節，開展切實有效的翻轉課堂教學。

（1）明確學習任務。對于每一門課程，學生應根據“課程指導”對一學期的課程目標、課程要求、課程任務、課程考核等有整體的把握，并標注時間節點，有條不紊地預習和復習。（2）課外自學。在上課前學生應通過短視頻、拓展閱讀等網絡資源自學本節課的基礎內容，并做好相關筆記，記錄學習中的難點與問題。（3）課內強化訓練。正式上課時教師默認學生已對本節課的教學內容有整體的學習與了解，重點講解本章節的難點，并輔以案例分析更深入地掌握學習內容。翻轉課堂上應讓每個學生參與到課堂互動中來，但同樣由于時間有限，無法讓所有學生發言，但僅讓部分學生開口又無法保證公平和整體的教學質量，因此，對于“全部發言”和“少數發言”這一物理矛盾，可以用TRIZ理論整體與局部分離原理來解決。整體與部分分離原理表明，只要在系統和子系統中分別滿足矛盾的兩個要求即可解決矛盾。也就是說，在全班（系統）進行討論的時候，只讓部分人發言；在小組（子系統）討論時，要讓每個小組成員都充分表達自己的觀點。教師將學生分小組（子系統）組成團隊（每組3-5人為宜），根據課上教師布置的不同任務，小組成員采用討論、交流、爭辯、總結發言等方式對知識進行深入探究，教師給予及時指導與引導，幫助學生完成本階段的任務。這種分組討論集中匯報的教學方法既實現了“全部發言”又實現了“少數發言”，活躍了氣氛，調動了學習的積極性，提高了教學質量。但是，在大學的課堂上，少則30多人，多則上百人，小組討論的質量很難保證，不可避免存在濫竽充數的現象，因此教師會采取課堂提問的形式讓學生集中注意力，這就出現了和之前敘述的一組物理矛盾相同的問題，如何做到“提問每個人”又“提問少數人”的理想解呢？利用TRIZ理論中條件分離的原理，將一個參數的兩個不同要求在不同條件下進行分離，即可解決矛盾。具體措施為：改變以往“會的同學舉手”的提問方式，改為隨機提問，讓每個學生被提問的概率相等，尤其是小組討論時，隨機挑選一名學生代表小組發言，可以讓學生積極思考問題，由于發言的小組成員代表的是整個小組，因此更能培養學生的集體榮譽感和責任感，提高團隊協作能力。這里還有一點需要注意的是，課堂小組討論的前提是學生的積極配合，面對教師與學生的互動，學生“必須配合”和“不配合”這個物理矛盾，是保證翻轉課堂有效實施需要解決的。同樣根據TRIZ理論條件分離原理，教師要在上課時改變一些上課的要求。例如，提前向學生說明翻轉課堂上課的方式，不再是老師講學生聽的被動學習，而是改為主動地、互動地學習；規定上課必須配合老師參與到課堂問答和小組討論中，并記錄到相關考核指標中去，有效的懲罰措施也能提高學生上課的質量。（4）教師點評與答疑。根據團隊成員在課堂上的完成情況進行點評，并將優秀的作品在網絡平臺上展示。對于課堂上的疑難問題，采用課上面對面答疑、線上答疑、課后答疑等方式，并布置課后習題，采用線上作答、線上提交、線上評分的模式。

（四） 教學評價階段

對教學效果的評價是衡量教學模式優劣的重要指標。根據過程性和綜合性原則，教師除了對學生創業理論知識的掌握程度進行考察外，還應關注學生在學習過程中的思維方式、解決問題的方式以及知識的運用能力，綜合評價學習成果。同時，注重學生、同伴和老師等多客體的評價，對學生的自學情況、團隊合作情況以及任務完成情況進行綜合性評價。對于創新創業翻轉課堂的教學效果，可以從課前預習評價、課上學習評價和課后作業評價三方面進行。

（1）課前預習評價

在翻轉課堂的備課階段，任課教師將制作的教學視頻和閱讀文獻上傳到網絡上，并針對每節課的教學內容設計了相應的問題要求學生線上解答。因此，對于課前的預習效果評價，教師可以根據是否觀看教師上傳的學習視頻和資料、是否完整觀看沒有偷工減料、觀看的次數以及練習的正確率對學生進行打分。

（2）課上學習評價

在正式上課時，任課老師將針對課前基礎內容的預習情況進行提問，每位學生回答的概率是相等的，這種隨機性的提問方式可以讓每位學生認真準備課程預習并思考問題。同時，在課堂上教師會分小組讓同學們回答相應的問題，并根據小組成員的參與程度進行計分。

（3）課后作業評價

由于課程開設的周期性，對于學生完成的課后作業和課程要求的任務，教師的反饋可能存在滯后性。當堂做練習、當堂批改雖然可以及時對學習成果進行反饋，但是由于時間的有限性，這種方式是教師一個人無法實現的。因此，“何時批改作業比較合適呢”？最為理想的結果是既“現場批改”又“課后批改”，根據TRIZ理論整體與部分分離原理，教師（系統）課后批改，讓全班同學（超系統）現場相互批改就可以解決這一矛盾。當然，這個方法可行的前提條件是學生在課前已對視頻內容進行自學，課上就有時間完成練習和批改作業，并實施及時的教學反饋。

五 總結

高校對于培養應用型人才的呼聲日益增強，越來越多的高校將翻轉課堂模式引入到創新創業課程中來。TRIZ作為一種現代創新思維方法，提供了科學、系統的分析與解決問題的方法和理論，在與創新創業翻轉課程的融入中起到了積極作用，不僅為創新創業課程構建了新的教學體系，促進了學生“學歷教育+技能培訓”的成長型教育方式，同時也改善了翻轉課堂的教學效果，為教學改革提供了新的思路，增強了學生自主學習的能力。高校應積極設立TRIZ實驗室，幫助教師與學生更好地開展創新創業翻轉課堂，培養學生創新思維，提高教學質量。