創新方法教學特征及其因應策略

馬敏勁

（蘭州大學，甘肅蘭州 730000）

隨著信息化的高速發展，方法學教育在高等教育日趨重要，要提升學生自主學習和探索知識能力，方法學教學是認知路徑重塑的關鍵[1-3]。我國高等教育中方法學教育缺失，導致從科學原理到實踐應用存在一定的技術鴻溝，知識轉化為生產力的效率較低，其本質是創新不足。創新是利用資源創造財富，是大學生保持核心競爭力和企業保持活力的重要源泉[4,5]。創新不是無序行為或低效的試錯法，遵循創新方法可提高創新效率。除學科的專業知識外，創新方法教學將培養學生創新意識和訓練學生創新思維，成為高等教育培養創新型人才的重要方法。2015年，國務院辦公廳印發《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》，明確九大任務中包括健全創新創業教育課程體系，鼓勵學生保留學籍創新創業。獨立自主創新是在深入專業領域的基礎上圍繞切實問題開展的創新活動，需要跨學科知識探索和創新方法的綜合應用，創新方法教學可為高校大學生拓展創新思維、提升創新能力和培養創新意識提供行之有效的方法學支持。

1 國內外創新方法教育研究

創新方法又叫創新技法、創造技法，目前學術界沒有統一定義，可視為創新活動的手段、流程和方法的總結，創新方法教學旨在培養創新意識、擴展學生思維、提高學生提出問題和創新性解決問題的能力。美國是最早開設創新方法類大學課程的國家，1967年，美國斯坦福研究所對美國大學開設創造性解題的課程做過問卷調查，早期開課學校共9 所，主要面向社會人群[6]；1975年，紐約州立大學布法羅學院創立了世界上第一個創造學碩士學位點，至1979年，從事創新方法研究的機構增加到63 個，20世紀80年代，美國在多個學科領域進行了創新方法開發和融合教學，1999年，美國第一屆全國高校創造力會議召開并收到61 所高校提交的67 個創造學課程教學大綱[7]。除美國外，日本和蘇聯也較早地研究創新方法。1969年，日本教育學雜志開始刊載創造力研究成果，20世紀70、80年代得到長足發展；1946年，蘇聯發明家阿奇舒勒組織研究專利的發明方法，提出了問題發明解決理論TRIZ，對發明創造產生重要影響。90年代，TRIZ 在全世界推廣，美國、歐洲大學相繼開設TRIZ 課程，90年代末日本也在東京大學等高校開設TRIZ 課程，目的是提高學生創造力，培養創新型人才[8,9]。

我國高校創新方法教育的興起可以追溯到20世紀80年代，一些創新方法成果在高校推廣開來，90年代，多所高校開展了創新方法研究，但同時也存在許多問題，如教學重視程度不夠、師資缺乏、理論研究薄弱[10]。2008年，科技部聯合教育部等多個部門在全國推廣創新方法TRIZ 理論，并借鑒韓國三星公司導入TRIZ 的成功做法來提升企業核心競爭力和創造經濟利益[11]。相比發達國家，我國引入TRIZ 較晚，TRIZ教學在國內高等教育中滯后，2020年42 所一流高校開設創新方法課程調研結果表明，開設創新方法TRIZ理論課程的高校僅占24%（見圖1），其教學未得到高校足夠重視。

圖1 2020年中國42 所一流大學創新方法課程（包含TRIZ 課程）和TRIZ 課程開設情況

2 創新方法TRIZ教學特征

創新方法TRIZ 理論提供完整的方法內容學習和訓練，在企業中推廣，獲得切實成效。高等教育通常以通識選修課方式開設創新方法TRIZ 理論課程，且存在有別于專業課程教學的三個特征。

（1）標準答案訓練體系下的慣性思維。我國教育遵從普魯士教育模式，學生通過統一的高考選拔進入大學，接受高等教育，在中小學階段進行了嚴格且大量的做題訓練，長期以來形成依賴有明確標準答案解法的慣性思維，自主學習和探索過程都受到限制。經過相同形式的重復性大腦刺激訓練，學生思維同質化，學習知識卻沒有創新性解決實際問題的能力。大學創新方法TRIZ 理論教學曾開展一項測驗，需要學生在空白紙上用多種方式連線AB 兩點，結果大部分學生僅用直線連接兩點，“兩點之間直線最短”視為其思維發散障礙，表明強化應試教育的訓練體系下學生思維固化和創新缺乏，如何培養學生創新思維，輔助創新方法教學，是培養創新型人才亟待解決的前置問題。

知識自由探索是非標準化問題，標準化教育從思維上遏制了探索問題和創新的多途徑。創新方法教育培養具有創新思維和創新能力的學生，其中重要一環就是要打破從眾型、書本型、經驗型和專家型的定勢思維，培養學生獨立思考能力。學習不能僅限于書本，在工作和生活體驗中學習才能提升教育感知、積累經驗、驅動其內在的主動學習積極性，以TRIZ 理論所倡導的結構化思考來提高創新能力。

（2）創新方法教學與專業局限的矛盾。高校普及四年學制，一、二年級學習基礎知識和部分專業基礎知識，三、四年級深入學習專業知識并實踐應用，推行在扎實基礎知識之上的專業知識掌握和技能發展，“建筑式”的學習結構雖然呈現教學穩定性特征，但傳統教學和標準化人才培養不利于個性化教學定制和內驅動式的主動學習，機械學習和應試教學仍然普遍存在。學生在深化專業課程學習的過程中，知識領域不斷收窄，其思維也在專業領域不斷固化，與當今多學科交叉融合和跨學科人才培養的需求嚴重不符。創新方法TRIZ 教學不可避免地與專業課程的方向局限構成一對典型矛盾，一方面需要學生具有創新思維和綜合解決問題的能力，另一方面卻在細分專業領域設置了潛在的學科壁壘。

針對不同年級、不同專業學生開設創新方法通識選修課，各年級自由選修人數顯示（見圖2），高低年級選課人數分布存在明顯差異，95%以上選修學生來自低年級（一、二年級），一定程度上反映了各階段學生學習動力和學習需求的差異，普遍存在創新興趣的動力邊際效應遞減現象，反映出創新方法教學與專業思維局限之間的潛在矛盾。

圖2 創新方法教學與專業課程深入的矛盾

（3）創新方法具有雙重知識性。構建主義學習理論指出教學不是簡單的知識轉移，而是在學生已有知識經驗的基礎上對新知識的探索，引導知識接收、轉換和吸收內化[12]。知識按學習接收難易度可劃分為顯性知識和隱性知識，包括真顯性知識、偽顯性知識、偽隱性知識和真隱性知識[13]。顯性知識容易通過學習和交流獲得，也可以通過一段時間的學習和訓練掌握，如計算機編程，隱性知識是需要深耕某個專業領域才能掌握，或通過長期學習總結領悟到的經驗和知識，如生物醫學。

創新方法TRIZ 理論表現出了顯性和隱性的雙重特征（見圖3），一方面，創新方法是創新活動過程中提煉、總結出來具有普適意義的方法論，其方法知識本身具有顯性的特征，學生容易通過學習掌握；另一方面，應用創新方法解決實際問題，涉及學生專業知識、經歷經驗和思考方式，表現出隱性特征。以TRIZ 理論解決問題為例，首先針對實際問題建立問題模型，其次通過問題模型TRIZ 工具找到解題模型，最后從解題模型出發轉移到解決實際問題上。創新的關鍵需要在細分思維方向上獲得“啟發”，與知識轉換、變通、感悟和應用技能有關。教學上存在知識學習和知識應用的基本矛盾，學生在學習創新方法時往往針對問題預設方案，不按創新方法步驟執行，思考維度受限，得不到創新解決方案。

圖3 創新方法知識的顯性和隱性特征

3 創新方法教學的因應策略

針對創新方法教學的三大矛盾特征，改變傳統教學模式，提出了以下三個因應策略。

（1）多重案例啟發，主題式討論。慣性思維在習題訓練和解決問題中得以強化，創新第一步即是轉變慣性思維。創新方法既有顯性知識特性，又有隱性知識特性。教學方法上，針對教學內容中設置多重案例，可視化的創新案例能激發學生學習興趣，從興趣入手擴展自由開放的主題式討論，注重應用訓練，強化團隊合作，提高學生分析問題、應用知識的技能和解決問題的能力。教學組織形式上提倡小班制教學、課堂大分組的討論式授課，為每一個方法知識點提供豐富案例，進行分組訓練，學生通過小組激烈討論來轉變思維。組員間交叉發言和積極思考，及時反饋刺激了交流需求的增長，提高學生的創造力，促進主動思考式學習。另一方面，創新方法教學中設置學生創新課題，通過學習的創新方法來研究創新課題，提高學生方法應用能力。

（2）PBL 持續性教學。問題導向式教學（PBL:Problem-based learning）是將學習置于問題情景中，以學生主動學習和主動探討而開展的教學方式，通過提出問題、分析問題和解決問題來提高學生知識學習效率和應用能力[14]。創新方法教學中自帶課題很好地契合了PBL 教學，學生自帶課題是為了學習和應用創新方法來解決問題，以某一課題來進行課堂大分組討論，有助于學生思考并提出更多解決方案，借鑒、泛化和啟發思考維度。

限于課時，創新方法在課堂PBL 教學的基礎上，推行PBL 持續性教學，從時間和空間外拓PBL，包括橫向持續性和縱向持續性兩個維度（見圖4）。橫向持續性以三人為小分組進行學研分析，包括圖書館查詢、網絡檢索、產品調研等，來擴充課題相關知識和組建研發團隊。帶著目標學習促使學生在學習知識中解決問題，在解決問題中學習知識，耦合學習知識和解決問題的雙向反饋過程，提高學生學習的自主性和積極性。縱向持續性是在高階專業課程學習的基礎上，增加跨學科交叉課程，引導學生綜合運用專業知識和創新方法來創造性解決問題，該過程甚至延伸至碩士、博士研讀階段，促進本研貫通的跨學科交叉創新人才培養。

圖4 PBL 持續性教學的橫線拓展和縱向拓展

（3）開放式辦學，產學研結合培養人才。實際問題往往是多學科交叉的復雜問題，研究課題往往涉及多學科知識的交叉應用。由于中學階段知識記憶理解類型的教育延續至高等教育，導致學生呈現學習目標不清晰、學習動力不足、個性發展不充分、對未來迷茫等特征，其關鍵問題是學生應用知識解決實際問題的實踐能力不足，缺乏對問題提煉的能力。課堂討論式教學和課題的PBL 持續性教學，都有助于創新方法從顯性知識到隱性知識的全覆蓋教學，但與學校外界聯系較少，不符合開放式辦學理念[15]，學生不能完成從知識學習到知識體驗的轉變，因此推行大學生創新創業教育改革可為學習提供更多外界觸點，構建產學研人才培養模式，鼓勵學生用課題參加大學生創新創業訓練項目、比賽等，促進創新成果轉化，既符合市場需求，又為社會發展帶來創新動力。

4 結論與討論

創新方法教學活動結合其特征來開展的主要目的是轉變學生標準化教學以來的慣性思維、深度融合專業知識與創新方法、協調創新方法顯性知識和隱性知識的特征。創新方法教學以培養學生創新意識、創新思維和創新能力為目標，課堂中以分組討論的形式加強知識應用訓練，通過自帶課題解題的方式來提高學生創新能力，以問題為導向拓展學研維度，促進不同學科交叉融合，增強學生解決實際問題能力。秉承開放的辦學理念，組織學生參加研發項目和競賽，推進科技成果轉化，培育孵化新企業，形成產學研深度融合的創新人才培養模式。