TRIZ 理論在線上線下混合式教學中的應用

白 英

（內蒙古農業大學食品科學與工程學院，內蒙古 呼和浩特 010018）

2020 年初，一場突如其來的新冠肺炎疫情使全球教育教學形式發生巨大變化，國內各級各類學校采取“停課不停學”的舉措，將線下課堂教學紛紛移至線上云端教學。在一定程度上，學生被動接受網課、教師被動建設網課、家長被動監督網課，長時間的居家線上教學產生了許多負面的學習影響。調查顯示，網絡化、碎片化知識的普及極大地沖擊了求知求學方法，且線上教學的局限性降低了學習效果，沉浸式的深度學習受到極大挑戰。在沒有完全充分準備的情況下，被動采用和接受線上教學，使得線上教學一度成為了人們熱議的話題，肯定、否定和中立的態度都有。其實，正是在這樣的情況下，迫使授課教師不同程度地掌握了線上教學的方法。為今后線上線下混合式教學改革提供了一定的實踐基礎。疫情期間，采用學校優慕課在線平臺，結合騰訊會議和微信群的模式開展線上教學。教學中發現，采用單一的傳統教學模式，一定程度上制約了教師對教學過程的監督及引導，同時也制約了學生學習的主動性和積極性。

TRIZ 理論主要特點在于可以啟發使用者構建適合于問題的解決方案。從而，克服了傳統的線性思維模式，強化發散思維，對于單一問題可以列舉出不同的概念和解決方法。TRIZ 理論是由前蘇聯發明家阿利赫舒列爾（G S Altshuller） 在1946 年創立的，Altshuller 也被尊稱為 TRIZ 之父。TRIZ（Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch） 的含義是發明家式的解決任務理論[1]。TRIZ 理論認為，一個創新問題解決的困難程度取決于對該問題的描述，描述得越清楚，問題就越容易解決。該理論綜合運用矛盾矩陣對待解決問題所含矛盾進行表述分析，在矩陣中找到相對應的創新原理，適用于線上線下混合式教學的解決方案。在線下授課的同時，通過教師或學生的線上提出問題，以個人或搭建小組的形式進行線上討論，在這一過程中，不同層次學生可以共同完成課題討論或創新活動，讓學生感受創新方法的作用并積極去學習，從而提升學生的創新能力，增強學生的學習動力和信心。后疫情時代，如何提高數字化教學效果，促使學生自主學習、創新和體驗，將知識點應用于實踐，以符合國務院在經濟發展新時期提出的“大眾創業，萬眾創新”的方針是目前高等學校教育亟待解決的問題。通過對2020 年線上教學調查結果和復課后線上線下混合式教學方式的調查結果進行分析比較，針對混合式教學方法存在的問題，以TRIZ 理論為基礎，探討高校如何運用網絡環境和現代科技手段，更好地構建線上線下混合式教育教學新模式，提高其教學效果。

1 傳統授課方式與線上教學方式

傳統的授課方式是在教室內，教師采用板書結合多媒體演示的方式進行授課，師生間可呈現較多的現場互動，甚至于情感上的表達及交流，一定程度上有助于達到教書育人的目的。同時，通過問答互動、表情反饋及小組討論等教學反饋方式，可以很好地掌控學生的學習狀態及學習效果。但傳統授課也存在一定的局限性，每周1～2 次的面授時間；教學活動和內容只能同步，不能回放。

與傳統的課堂授課方式相比，線上教學無疑存在諸多優點。線上教學是采用虛擬的空間課程主頁，時間和地點較傳統授課靈活，地點可變，教學活動可不同步，對于教學內容可多次回放，便于預習和復習。交流媒介包括各高校的教學平臺、騰訊會議、雨課堂、釘釘直播甚至微信群聊等方式。在教學資源豐富，包括慕課網站、課件、電子版教材及教學視頻資料等。可以通過記錄學習活動，包括課件及其他相關課程內容的瀏覽次數和瀏覽時長、隨堂測驗、課堂討論和課堂作業等教學反饋方式，對每個學生的學習狀態、學習態度及學習效果進行及時掌握。但線上教學也存在一定的困擾，居家線上教學，與學習能力不足，主動性差的學生來相比，對于學習主動性好的學生來說，可以積極主動應對各類課程，并做選擇性學習，可以有充足的時間沉浸于線上教學資源中，能積累更多的業余學習時間。針對2020 年網上授課進行了一個班（27 人） 的調查，結果顯示，只有29.63%的學生非常適應網絡授課的方式，有14.81%的學生不適應網絡教學方式（表1）。有59.26%的學生使用手機接受網上授課（表2），這一手段對教學效果來說有諸多影響因素，如屏幕大小、音量及音質、網絡狀態（家用Wifi 還是公共Wif）i 等，學習環境多樣，致使學生無法沉浸式學習，很容易受到周邊環境的影響。此外，線上教學，課堂組織難度大，紀律性不強，較多學生進入學習界面之后，并沒有真正進行聽課，而是靜音后在做其他的事情。這一現象在課堂互動式經常發生，例如，當要求某位學生回答問題時，經常沒有反饋，但界面顯示其在線。在調查中有44.44%的學生也認為視頻教學自律能力差。導致有33.33%的學生認為課程作業多，難度大（表3）。從教學互動這個角度看，授課效果不如線下理想。除以上提到的弊端之外，由于網絡問題經常導致線上講課存在聲音滯后或卡頓、已習慣于師生面對面的授課方式及在紙質書本上標記學習重點或教師本身的授課習慣及授課語速等，這一切可操控的因素當面對毫無感情的屏幕時，突然變得不確定。因此，有33.33%的學生提到，線上授課師生互動不夠，很難答疑；70.04%的學生認為網絡條件受限，需要紙質版教材（表3）。因此，線上教學活動對教師線上授課能力、學生自制力、網絡技術都提出更高的要求。

線上教學方式適應程度調查結果見表1，線上學習使用設備調查結果見表2，線上授課的弊端見表3。

表1 線上教學方式適應程度調查結果

表2 線上學習使用設備調查結果

表3 線上授課的弊端

2 線上線下混合式教學

混合式學習（Blended learning） 方式可以讓導師認識到每個學生都有各自不同的特點和學習要求。當他們能夠使用傳統和數字領域的工具時，導師就可以采用各種不同的數字化方式來提供必要的信息，以適應學生不同的學習需求[2]。這種學習方式改變了學生認知行為與方式，實施課上與課下混合、線上與線下混合、虛擬與現實混合的教師主導下以學生為主體的學習認知過程[3]。華東師范大學祝智庭教授[4]提出，利用現代信息技術和信息資源，支持學生應用信息技術獲取和利用信息資源，提高學生的自主學習興趣，從而優化教學過程。基于這一點，設計了“乳與乳制品工藝學”線上線下混合式教學方式，即不改變教學日歷及教學任務的前提下，依靠學校的網絡教學平臺，通過課件、電子教材和參考教材和國內外部分典型乳制品加工工藝操作視頻的上傳以及教學活動的發布，使學生可以完成課前預習和課后復習的目的，同時還可以進行課堂討論和課后作業的完成，增加學生獲取知識的渠道及培養自主學習的能力。與傳統教學模式相比，線上線下混合教學兼具針對性強、課堂反饋及時、能激發學生興趣的優點。調查顯示，52.08%的學生對線上線下混合式教學方式是認可的，47.92%的學生基本認可（表4）。56.25%的學生認為混合式教學模式可以滿足學習需求，41.67%的學生認為基本可以滿足（表5）。52.08%的學生可接受線上進行課前預習及課后復習的教學方式，43.75%的學生基本接受（表6）。

線上線下混合式教學方式的認可度調查結果見表4，線上線下混合式教學方式對學生學習需求滿足度調查結果見表5，線上進行預習、復習教學方式的接受程度調查結果見表6。

表4 線上線下混合式教學方式的認可度調查結果

表5 線上線下混合式教學方式對學生學習需求滿足度調查結果

表6 線上進行預習、復習教學方式的接受程度調查結果

但在開展混合式教學過程中發現，有52.08%的學生可以按時完成課前預習任務，但仍有47.92%的學生未能按時完成。對比線上線下混合式教學模式與線上教學模式發現（表7），只有8.33%的學生課后在線學習1 h 以上），與線上教學模式中40.74%相比，學生人數大幅度減少。學習30 min 左右的人數從線上教學模式的14.81%增加至混合式教學中的50.00%。而基本不學的人數從線上教學模式中的7.41%增加至混合式教學中的14.58%。這一現象的出現可能有以下幾點原因：①習慣于線下授課。因為目前線上線下混合式教學中，線下教學占到課時的60%以上。其中，線上教學中，大部分采用雨課堂進行的隨堂測驗也是在教室中進行，教師可以隨堂進行答疑和糾錯。因此，線下就已對大部分課程知識有了一定的了解和掌握。②線下的面對面教學及紙質教材的使用，有利于學生完成隨堂筆記。③較疫情期間，回校后的課外活動，分散了大部分學生的學習時間。這一點，在缺乏自覺性的學生身上表現得尤為突出。在能否自覺完成課后學習任務一項調查中顯示，31.25%的學生要在教師督促下可以完成，而有4.17%的學生即便在教師督促下都很難完成。

不同教學方式中每天課后在線學習時長的調查結果比較見表7，線上學習任務完成情況調查結果見表8。

表7 不同教學方式中每天課后在線學習時長的調查結果比較/ %

表8 線上學習任務完成情況調查結果

3 應用TRIZ 理論提高線上線下混合式教學效果

針對枯燥的課堂授課模式，依據TRIZ 理論中的“分割原則（Segmentation）”，即分離法，將原來的50 min 課堂教學進行不同教學單元的分割，優化教學時間和內容。心理學家統計數據表明，注意力集中的有效時間為10 min 左右[5]。因為線下教學可以很容易掌握學生的學習狀態和課堂紀律，因此可將授課時間控制在30 min 以內，剩余的20 min，10 min左右用于課程相關視頻的播放，10 min 左右用于隨堂測驗或話題討論。另外，依據TRIZ 理論中的“局部性質原則（Local quality）”可以優化視頻內容和增加隨堂測驗的趣味性，即采用課堂伴侶軟件進行隨機點名等，通過多維度的優化，提高學生自制力及增加學習興趣，從而提高學習效率。

在調查中有學生認為“線下是理論知識的來源，而通過線上做習題的方式，可以把所學知識應用到題目中，教師可以很好地把握學生的學習狀態，而學生可以了解自身的學習情況。”并建議“線上平臺是一個很實用，很方便的練習平臺，對于學生來說簡單易操作，是個‘刷題’的好平臺，教師不要忽略了這個平臺的妙處。”因此，可以利用TRIZ 理論中的“多功能原則（Universality）”，即一物多用法，充分利用線上平臺，使線上平臺具有多項功能：①通過課件的上傳，達到學生可以進行課前預習和課后復習的目的；②通過上傳一些電子參考書、教學視頻、國內外乳制品加工視頻及國內外精品課程視頻，拓寬學生獲取知識的渠道；③每堂課前，在線發布課程需掌握的內容，讓學生有重點地進行預習，同時，可以帶著問題進行聽課，提高聽課效率；④線上建設習題及試題庫，通過做習題的方式鞏固所學知識，達到學生所謂的“刷題”的目的；⑤通過上傳實驗操作的講解視頻，彌補部分線下分組實驗的不足，同時，規范實驗操作，為后期的科創、實訓及畢業設計培養良好的實驗能力。

4 結語

TRIZ 理論的積極性和創造性正好迎合了當代教育教學改革的需求，可驅動人才培養的發展。為進一步有效推動線上現下混合式教學方法的改革，提高教學效果，提高學生對混合式教學的滿意度，迫切需要授課教師對線上現下混合式教學現狀有一個清晰的認識。混合式教學已經不再是簡單學習方式的組合，而是線上線下學習的充分融合。如何進行融合而達到最佳的教學效果是當今亟待解決的問題。大學要想在教育市場的多變條件下保持競爭力，迫使高等教育機構要具有新的理念和要求，只有在教育過程中積極并有效地實施創新才有可能。