基于劣構問題求解的教學模式比較分析與當代價值

陳燁

摘? 要：以多樣化的格式應對學生千差萬別的需要，劣構問題求解成為目前和未來高職教學模式改革的顯著趨勢。但如何通過教學模式的設計來減少環境的不確定性和依賴性，讓每個學生的個性得到充分發展，引發高職教育者更多的關注和思考。基于教育自身特性及問題需求點，通過不同教學模式的比較分析，對教學效果進行檢驗分析，尋求高職學生創新能力培養的方法或途徑，以促進學生有意義的學習，喚醒和培育追求卓越的意識與能力。

關鍵詞：TRIZ? 頭腦風暴? 教學模式? 心智圖法

中圖分類號：G434? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2021）05（b）-0196-03

Comparative Analysis and Contemporary Value of Teaching Mode Based on Solving Inferior Structure Problems

CHEN Ye

（Changzhou Vocational Institute of Engineering， Changzhou， Jiangsu Province， 213164 China）

Abstract： In order to meet the diverse needs of students with diversified formats， solving the problem of inferior structure has become a significant trend of the reform of higher vocational teaching mode at present and in the future. However， how to reduce the uncertainty and dependence of the environment through the design of teaching mode， so that each student's personality can be fully developed， which arouses more attention and thinking of higher vocational educators. Based on the characteristics of education itself and the needs of problems， through the comparative analysis of different teaching modes， this paper tests and analyzes the teaching effect， and seeks the methods or ways to cultivate the innovative ability of higher vocational students， so as to promote students' meaningful learning， awaken and cultivate the consciousness and ability of pursuing excellence.

Key Words： TRIZ; Brainstorming; Teaching mode; Mind mapping

無論是何種教學模式，要實現教師為引導，學生為主體，往往離不開問題的設置。劣構問題的求解能力是態度，是感悟，不是技能。求解的產物，在多數情況下是無數次的嘗試和有效的評價機制的結合。根據D.H.喬納森的觀點，“劣構問題”界定不明確，問題構成存在不可知部分，具有多種解決方法、解決途徑和少量限定條件。其解決過程不僅需要已經形式化存儲的知識，還包括某些不確定性因素，如哪些概念、規則和原理對形成解決方案來說是必須的，如何將它們組織起來，以何種標準評價解決方法等。如在教學中設定劣構問題，學生將以難以想象的速度運轉，并根據自己的解讀搭建一個巨型的神經網絡。由此，解決問題需要自由的判斷、沒有偏見以及正確的個人價值觀。

1? TRIZ快速創新體系

對問題的解讀總是被教學忽略。因為其看不見的過程，規律總是在潛意識中運行。20世紀50年代，蘇聯發明家阿利赫舒列爾提出“發明問題的解決理論”，縮寫為“TRIZ”。TRIZ是一個由解決技術，實現創新開發的各種方法、算法組成的綜合理論體系。在《創造是一門精密的科學》一書中，阿利赫舒列爾列舉了40條創新原理。后來，這40條原理經他人補充完善，擴展到85條，被稱為“發明問題解決算法（ARIZ，Algorithm for Inventive Problem Solving）”。TRIZ和ARIZ都是為了幫助我們系統、全面地分析問題，發現問題的本質或者矛盾。綜合各種可能，快速提升我們的創新能力。這種體系在教學中可以說是呈現了“多角度鏡頭”，透過這些鏡頭獲得更多啟示。在教學中，洞察力和想法的碰撞不是自發進行的。我們必須建立一種機制去讓這些東西相互碰撞，透過知識和問題之間的聯系探查其中的特點和規律，繼而從矛盾點出發組織與延展解決方法，支持關聯知識的發現[1]。

德馬科在《百萬富翁的快車道》中解釋過問題本質和問題表象的區別：漏油的油箱是表象，解決方法往往是提高加油的頻率。然而問題的本質卻在于油箱中的洞。TRIZ快速創新體系關注學生面對問題情境所進行的知識遷移和反思推斷。在教學中，教師引導學生了解問題的表述，明確問題空間和情境制約因素。學生通過確定問題的本質，進一步澄清問題產生的各種原因，識別出各方的不同立場和主張。過程中教師需要按照觀點改進的思路來生成與選擇可能的求解方案，強調讓學生提出自己的猜測性想法，繼而通過探究過程不斷改進自己的觀點。在《選擇的悖論》一書里，巴里·施瓦茨強調了多樣性和不確定性。提出限制的同時給他們足夠的探索空間，然后放手任由他們去追求具有激發性的洞見，同時確保他們是在動手做實驗性的東西而不是紙上談兵[2]。

在潛意識中，學生可能一直悄悄地儲存感性和理性的思想，因為沒有討論的場所。現在，時機來臨，我們可以展現過去幾個月里一直在潛意識里默默構建的東西。在課程中，由學生決定問題所在的矛盾點，推導發明原理，套用標準解系統。但其精髓在于資源的發掘和運用，通過關注不同之處，塑造更有利于探討的緊張氛圍。學生互為挑戰對手。通過壓力來測試各自假設的潛力和論點，從而使之更有勁。這樣做的目的是激發他們個人無法發現的潛力，找出有缺陷的假設，特別是使他們的提議明晰化。《彭博商業周刊》刊登過的一篇文章中曾提到TRIZ可以廣泛應用于各個領域，美國的很多企業，如波音、惠普、IBM等，在新產品的開發過程中都運用了TRIZ理論。尤其是在開放互聯網時代，面向獨一無二的教學個體，以發現問題小心求證，打破教學的攻堅期和深水區，變得更有意義。

2? 頭腦風暴（智力激勵法）

在劣構問題解決中，想法是周圍環境的產物。我們身處的環境，我們身邊的人，都是影響結果的重要變量。頭腦風暴是劣構問題求解中常用的方法，作為一種集體開發創造性思維的方法，就是讓學生聚集在一起，圍繞劣構問題，自由探索，勇于提出各種想法，然后在他們觀點的基礎上建立新觀點，以討論的形式匯集靈感做出最終決策。遺憾的是，很多教學場景并沒有實現頭腦風暴法的高效及有創造性。由于這種方法存在偶然性，缺少系統性，如若只是把學生聚集起來，然后就某個話題暢所欲言，難以發揮頭腦風暴法的優勢，多數的想法都會“夭折”[3]。

亞里克斯·奧斯在《應用現象學》一書中首次正式提出頭腦風暴這個概念，并列舉了一些需要注意的原則，其中4點尤為重要：延遲評判、追求數量、禁止批評和整合想法。比如，當他人提出一個在你看來很蠢的想法，出于本能你會立馬反駁，或者當你想到了一個自認為很不錯的方案時，你很可能放棄繼續尋求更好方案的愿望，但頭腦風暴法恰恰要求你對抗本能，克制住沖動。這聽起來很難，但是要想有創新性突破，就必須掌握這些原則。頭腦風暴可能會變得天馬行空，只產生一些膚淺的點子，最后弄得大家不歡而散。但是組織熟練、巧妙的頭腦風暴可以促使團隊獲得長遠精湛。

沒有人能連續一個多小時處于精神高度集中的狀態，因此把握好討論時間就顯得很重要。如果學生彼此之間非常熟悉，那么10～15min的討論就可以取得很好的效果，但有時討論會持續45～60min。“經驗表明，創造性較強的設想一般要在討論開始10～15min后逐漸產生。如果需要更長時間，就應把問題分解成幾個小問題分別進行專題討論。”[1]頭腦風暴的關鍵是追求數量而不是質量。這會讓問題擺脫固有的條條框框，讓想法駛向一條由全新元素和各類矛盾混合成的“8”字環形賽道。改造、聯結、升級，即使這里面存在明顯的缺陷，但是學生能夠在其中變得快樂起來。發掘那些看不見的、摸不到的、深藏在幻想中的想法[4]。

當然，很多教學踐行頭腦風暴的法則，仔細分析問題，從外部獲取創意，但依然沒有獲得明顯的效果。關鍵不是錯失了問題的解決方法，而是學生被想法淹沒了，以至于邊際價值越來越小。迫使學生相互碰撞意味著我們需要學生進行“融合”，“使混合或結合在一起，通常不失去本身的特性”。教師可以借助基準分析幫助學生拓寬思路，將一些行業或特定經歷考慮進來時，同時可以將一些點子應用于解決方案。這其中可以分為兩個場景：場景一，頭腦風暴和問題有關的點子，頭腦風暴行業案例或有關經歷;場景二，從每步中都挑選出3個最好的點子。把這些結合起來后，促進者（教師或學生）請組員再進一步構思兩三個點子，并把它們有形地搭建起來。然后找用戶測試。對于結果，頭腦風暴要求延緩判斷，太多的選擇將學生從當下抽離，太多的選擇對于產能、完成度和滿意度都是一種消耗。

3? 心智圖法

在心智圖中，我們會把核心概念寫在中間，然后由內向外地豐富其他內容。這看起來像棵樹：從中心概念法散出去很多條目的分支[5]。對解決方案的發現和創新是極為有效的。心智圖法并不一定需要團隊一起來構建假設，這樣一來就提高了深入挖掘個人愿景的能力，而不會削弱它。獨立自主意味著學生可以根據個人情況挑選最適合自己的構建方法（直覺法、定性法、定量法等），這提高了解決方法的異質性，因此增加了可能的方向。

在心智圖法的模式下，學生在求解劣構問題時呈現出兩種基本趨勢（插圖）。趨勢一是創造可能，也就是思維發散，至于其中是否存在交集或目標，是下一步的任務。在課程中，我們可以從表達頭腦中的解決方案開始。例如，“如何”（方式）——“什么”（情境、體驗）——“為何”（原因），為了支持這一擴展，我們可以用以下表達方式：“我喜愛能使我（體驗……）的（解決方案），因為（意義……）”。以第一人稱表述可以幫助我們模擬問題場景，建立與解決對象的同情和共鳴。獨立自主的思考很重要，它能讓每個人先深入挖掘自己的見解，而不會弱化這些見解。相較于頭腦風暴，心智圖法需要周期更長的時間來進行反思。在思考的過程中，哪些問題懸而未決？哪里存在著缺陷？那些問題可以克服？哪些是隱患？但獨立自主的工作并不意味著我們不與其他人談論。為了探索更多的詮釋，我們要把個人組合成更大的圈子，也就是激進圈子，以激烈辯論的研討會形式進行。與人分享我們的想法可能是非常有益的。重要的是，在這一早期階段，對自己的建議充分負責，不要協商或妥協。與我們交談的人可以提供見解、刺激和評論，但這一階段的建議必須來自我們自己。緊張和碰撞會在后面的過程中出現[6]。

趨勢二是聚合思維，期望的結果已經預先設定，求解的過程被轉移到個人身上。我們需要挑戰原來的假設，質疑我們對環境的理解方式，認真采納新的觀點。采取批評態度并不意味著消極而是意味著更深入地尋找對比，制造緊張態勢，討論分歧，重新調整，尋找新的秩序。如果不進行批判性思考，學生就會用舊的視角解讀新的見解。他們只會看到他們想看到的東西。在團隊中，不同的視角將結果推向預期的方向，依靠統一的行動和集體的智慧，來共同實現目標。與之前的教學模式相比，心智圖法研討期間的批評通常會很尖銳，這是碰撞和融合的核心：創新需要對比和緊張態勢。其中涉及尖銳理智地探究，權衡問題的邏輯、負荷能力、時間、機會成本、優勢、劣勢及競爭力。產生的創意越多，理解復雜性和提出新意義這種真正重要的能力就越強大。心智圖法能幫助每個人更深入、更透徹地理解自己的想法，然后構建出更強有力的愿景。然而，當情況很復雜、難以詮釋時，學生個體在頭腦中構建的反思過程就很難奏效了，因而需要在別人的幫助下制造緊張氛圍，以在現實生活中遇到蘊藏在其他人內心的“立場”。個人會因為批評而扼殺自己的想法，而群體則會通過批評獲取力量。

基于劣構問題求解的教學模式設計重在鼓勵學生以探究、合作、體驗等方式開展深度學習，讓學生在開放、自主的空間里個性發展，激發學生的問題意識，催生寶貴的創新意識與實踐能力。對于不同劣構問題的求解，教學模式的選擇是具有其原因的，讓學生在課程中全身心投入，引導教學環境中的變化，需要合適的教學模式來確保獲取更好的績效并持續改進。

參考文獻

[1] 馬鳴.信息技術教學創新思維的培養[J].福建電腦，2021，37（1）：118-120.

[2] 殷婷婷.頭腦風暴法在初中英語寫作教學中的應用研究[D].沈陽：遼寧師范大學，2020.

[3] 郭倩倩.基于頭腦風暴法的對外漢語議論文寫作教學設計[D].武漢：華中師范大學，2018.

[4] 王二敏.創新創業教育理念下氣動實訓教學研究[D].天津：天津職業技術師范大學，2020.

[5] 賀英杰.論創新思維和創新能力的關系[D].長春：吉林大學，2020.

[6] 張睿敏，張甲艷，陶冶.以信息技術創新計算思維研究[J].電腦知識與技術，2021，17（1）：99-101.