TRIZ理論在提高學員創新能力中的應用模式探索

邱金龍 劉紅利 趙輝

[摘 要] 生物醫學工程專業是一門多學科交叉，解決生物學和醫學問題的應用型學科，培養生物醫學工程專業人才創新實踐能力是國家創新驅動發展戰略的重要支撐。當前創新人才培養模式尚不能完全滿足崗位勝任能力的要求，為了提高學員創新實踐能力，探索了TRIZ理論的教學應用模式，提出了建立TRIZ典型案例庫、TRIZ理論與綜合實踐課程的結合方法，以及教學效果評估方法，這對推動生物醫學工程專業教學改革和指導教學實踐具有一定的價值。

[關鍵詞] 生物醫學工程;創新能力;教學改革;TRIZ

[基金項目] 2019年度重慶市高等教育教學改革研究項目“基于TRIZ的生物醫學工程人才創新能力培養與實踐”（193374）;2019年度“十三五”軍隊重點學科建設項目“武器致傷綜合實驗與模擬教學訓練平臺”（4142Z63）

[作者簡介] 邱金龍（1988—），男，重慶人，碩士，陸軍軍醫大學大坪醫院軍事交通傷防治研究室助理研究員，主要從事TRIZ理論和創新人才培養模式探索研究;劉紅利（1991—），女，重慶人，學士，陸軍軍醫大學醫學心理系助教，主要從事醫學心理學教育理論及管理工作研究;趙 輝（1977—），男，重慶人，博士，陸軍軍醫大學大坪醫院軍事交通傷防治研究室副研究員，主要從事交通事故損傷生物力學研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）33-0037-04? ? [收稿日期] 2021-03-16

一、引言

在國家創新驅動發展戰略指導下，培養本科生的創新思維，提升其創新實踐能力，創新人才培養機制，是當前高校教學改革的重點任務。生物醫學工程是綜合工程學、生物學和醫學的理論和方法，多層次研究人體結構、功能及其生命現象，解決生物學和醫學相關問題的交叉邊緣學科。軍隊院校生物醫學工程專業的培養目標是培養適應我軍衛勤保障需要和軍事醫學的發展，能夠從事軍事醫學電子衛生裝備研究、設計、管理和維修工作的高級工程技術人員[1]。從學科特點和培養目標來看，生物醫學工程更注重工程實踐，對運用創新方法解決實際問題的能力有較高的要求。因此，探索教學方案改革，提升學員創新實踐能力和專業素養，對培養滿足衛勤保障需求的專業技術人才具有重要的現實意義。

二、創新人才培養模式現狀

（一）培養目標與崗位勝任能力存在差距

我國生物醫學工程專業通常開設于醫學院校和工科院校，由于教學資源背景的差異和教學定位的不同，教學模式各有特色[2]。生物醫學工程作為一門交叉學科，課程內容多、交叉跨度大、技術發展速度快，不僅教員備課、授課難度大，學員能系統理解、掌握所學內容并將理論知識用于實踐的難度更大。以軍隊院校為例，學員除了掌握軍事理論和軍事技能外，還需要系統學習生物醫學類基礎課程、工程類專業基礎課程、工程類專業課程和人文社科類課程，學員普遍反映所學內容過于龐雜，課程學習深度不夠。美國生物醫學工程本科教育根據學生的興趣和未來發展規劃實施分類培養，畢業時可以授予工學、理學、工商管理甚至文科學士[3]。因此，應根據軍隊院校生物醫學工程專業學員的培養目標和崗位勝任力的要求，緊緊圍繞提高“能打仗、打勝仗”的能力，整合教學內容，創新教學方法，提升學員的創新實踐能力。

（二）實踐能力培養環節

生物醫學工程應重點培養學生發現問題、分析問題及解決問題的能力，同時對實踐能力的要求也很高。目前，國內外生物醫學工程實踐能力培養集中在兩個階段：一是基礎課程實驗，二是綜合實踐課程。基礎課程實驗多為驗證性實驗，只是書本知識的簡單重復，用于檢驗已知的結果是否正確，實驗模式固化，可以檢驗理論教學效果，但不利于激發學員的創新思維能力。綜合實踐課程的重要性體現在使學生掌握應用工程技術解決實際問題的基本方法，同時培養學生的創新能力。但其存在以下兩個問題：一是綜合實踐課程占比較低[4]，二是教學內容陳舊。綜合實踐課程應以具體問題為導向，緊跟生物醫學的前沿問題，使學員在查找資料、思想交流的過程中提高創新實踐能力，過于陳舊的選題不利于激發學生的潛能。

（三）創新能力培養的教學方法環節

目前進行的一些教學改革，如PBL、CBL、翻轉課堂等雖然能有效活躍課堂氛圍進而提高學習效果，但并不注重在創新實踐中培養學生分析問題、發現矛盾、解決問題的能力[5，6]。在課程教學中，雖然部分教師會引入“頭腦風暴法”“試錯法”“5H2W”等創新方法，但這些方法存在效率不高、系統性不強等問題，所以如果能有一套系統性的創新理論，并與課程實踐相結合，將有助于提高學生的創新實踐能力。

三、TRIZ理論概述

“TRIZ”來源于俄文，譯為發明問題解決理論（Theory of Inventive Problem Solving），是蘇聯科學家于20世紀后期通過對250萬份高水平發明專利所采用的發明方法進行分析研究，并綜合多學科領域的原理和法則所創立的基于知識、面向大眾的解決發明問題的系統化方法學體系。簡言之，一切發明、創新都遵循某種原理，此類原理可以從設計領域中抽象出來，再應用到具體的設計領域，從而指導完成不同的創新設計。TRIZ就是一切創新、發明問題所遵循原理的系統總結。TRIZ理論為創造性地發現和解決問題提供了系統的方法工具，能幫助我們系統地分析和發現創新問題中的技術矛盾，提供創新思路和方法，提高創新效率和能力[7]。TRIZ理論認為創新發明的核心是解決矛盾，并以此為基本思想，建立起由40個發明原理、39個工程參數及矛盾矩陣、物理矛盾和四大分離原理等構成的理論體系。運用TRIZ理論可以幫助我們系統地分析問題，相比“頭腦風暴法”“試錯法”等傳統創新方法，具有快速發現問題本質、準確確定探索方向和打破思維定式的鮮明特點及作用。