TRIZ理論視域下大學生工程實踐創新研究

楊濤　李曉曉　馬京晶

摘 要：新工科建設背景下對人才培養提出了新的要求，大學生工程實踐創新能力也將成為其就業的核心競爭力之一。以培養學生創新實踐能力為目標，分析當前職業院校人才培養中存在定位不清晰、創新能力培養保障體系不健全等問題；總結TRIZ理論的國際影響力以及在高校“專創融合”人才培養模式中的研究進展；提出將高職院校科技成果轉化為大學生工程實踐教學典型案例，借助TRIZ理論建立了專業教育、雙創教育、學科競賽全面融合的橋梁，探討 “+TRIZ”混合式創新思維教學方法；指出機械類專業大學生提升創新能力的有效途徑，構建 “理論-應用-實踐”遞進式課程體系，促進高校機械相關專業學生及教師在競賽活動與科研成果等方面均取得較大突破，以期為同類高校人才培養提供借鑒參考。

關鍵詞：新工科；工程實踐；“+TRIZ”；科技成果轉化

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A doi：10.3969/j.issn.1672-2272.202303092

Research on the Improvement Path of College Students Engineering Practice Innovation Ability from the Perspective of TRIZ Theory

Yang Tao1， Li Xiaoxiao2， Ma Jingjing3

（1. School of Mechanical and Electrical Information， Chengdu Agricultural College， Chengdu 611130， China;

2. School of Mechanical Engineering， Chengdu University， Chengdu 610106， China;

3. School of Information， Sichuan Vocational College of Finance and Economics， Chengdu 610101， China）

Abstract：Under the background of the construction of new engineering courses， new requirements have been put forward for talent cultivation， and the engineering practice and innovation ability of college students will also become one of the core competitiveness of future employment. With the goal of cultivating students' innovative practical ability， this paper analyzes the problems existing in the current talent cultivation in vocational colleges， such as unclear positioning， and an imperfect guarantee system for the cultivation of innovative ability; Summarize the international influence of TRIZ theory and the research progress in the talent cultivation model of “integration of specialty and innovation” in universities; Propose to transform scientific and technological achievements in higher vocational colleges into typical cases of engineering practice teaching for college students， establish a bridge for comprehensive integration of professional education， entrepreneurship and innovation education， and discipline competition with the help of TRIZ theory， and explore the “+TRIZ” hybrid innovative thinking teaching method; This article points out effective ways for college students majoring in machinery to improve their innovative abilities， and constructs a progressive curriculum system of “theory - application -practice”， which has made major breakthroughs in competition activities and scientific research achievements for students and teachers majoring in machinery in our school. This has certain reference significance for talent cultivation in similar universities.

Key Words：New Engineering; Engineering Practice;“+TRIZ”; Transformation of Scientific and Technological Achievements

0 引言

隨著第四次工業革命的推進與我國產業架構轉型升級以及《中國制造2025》的落實，工程創新能力較強的創新型技術技能人才將承擔起推動產業革命的重任。創新是推動社會發展的重要驅動力，高等教育要不斷強化學生創新意識、創新精神和創新能力。新工科建設經歷了“復旦共識”“天大行動”“北京指南”等階段后已進入執行階段。而且，不斷優化人才培養方案和課程設置，培養適應社會發展需要、有素質、懂技術、精技能的創新型技術技能人才以順應社會發展。從《成都農業科技職業學院畢業生培養質量評價報告》了解到，畢業生認為教學最需要改進的是“無法調動學生學習興趣（41.8%）”“課堂上學生參與不夠（37.9%）”。另外，部分學生對于在校期間沒有參加相關競賽活動或缺少競賽平臺表示遺憾。顯然，學生對于在課堂上有更多參與感是迫切的。

如何提升課堂教學效果、培養學生創新實踐能力成為學術界關注的焦點。李德麗等[1]提出面向未來的創新創業實驗室“科教產教”雙融合拔尖創新人才培養范式，理念上注重底層創新、行動上匯聚核心資源、思維上包容失敗；楊濤等[2]提出構建“創新－項目－競賽－創業”四位一體雙創人才培養模式，在學生競賽與企業孵化等方面成績斐然；紀陽等[3]研究實踐創新類學習，為應對學業危機提供了新方法、新思路；李雙壽[4]構建“三位一體、產教融合、協作開放”新型工程訓練教學體系并取得顯著效果；智慧等[5]通過線上線下結合的混合式教學模式實現“賽教融合”，通過競賽實踐促進教學中的理論知識理解，通過教學中穿插競賽相關知識的講解與指導促進競賽實踐，從而實現競賽與教學的相互促進和良性循環。由此，本文依托成都農業科技職業學院機電信息學院機械類專業（機電一體化技術、現代農業裝備應用技術、智能機器人技術）開展 “專業課程+TRIZ”融合路徑的研究，初步形成高職院校新工科專業人才培養模式與“理論-應用-實踐”遞進式課程體系，為同類職業院校創新型技術技能人才培養提供參考。

1 高職院校創新型技術技能人才培養存在的問題

1.1 人才培養定位不夠清晰

產教融合不緊密，校企合作不深入，導致高職院校在制定人才培養方案時沒有充分考慮到市場需要，難以準確體現對學生專業知識、技術技能、職業素養等的要求。而且，人才培養目標分散，學生的核心技能目標不明確，課程體系中智能化課程設置不足，難以支撐智能時代產業人才需求。新工科建設要培養一批具有創新創業能力、跨界整合能力、高素質的各類交叉復合型卓越工程科技人才。但是，現有的人才培養體系難以滿足新工科建設人才培養目標的要求。

1.2 創新能力培養保障體系不健全

當前，高職院校課程教學存在的問題主要表現在教學模式較為傳統，教學方式單一。“PPT課件+板書”的講授式教學以教師為主導，學生被動地接受知識，不僅沒有引導學生思考，也不能激發學生學習的積極性和自主性[6]。從課堂教學方法來看，高職院校傳統教學模式較少涉及關于啟發學生創新意識，訓練創新思維，激發學生創新精神的課程或手段。從人才培養方案來看，并未將學生創新能力貫穿人才培養始終，甚至有的院校尚未開設創新方法相關課程，不利于學生創新能力的培養。

2 融合TRIZ理論的大學生創新能力提升路徑

2.1 TRIZ理論概述

TRIZ理論是前蘇聯發明家根里奇·阿奇舒勒（G. S. Altshuller）于1946年創立[7]。2008年科技部、發改委、教育部、中國科協聯合印發《關于加強創新方法工作的若干意見》，正式將TRIZ理論引入中國。在科技部牽頭下成立了創新方法研究會，以搭建創新方法領域管理部門、企業、高校和科研院所交流平臺，強化創新方法工作，增強公眾的創新思維與創新精神培養，促進社會各界對科學方法、科學工具的研究與應用，增強企業的創新能力，從源頭上推進我國的自主創新[8]。目前，TRIZ理論已發展成為服務技術創新的成熟理論和方法體系，并建立了一系列普適性工具（系統進化法則、40個發明原理和矛盾矩陣、物—場模型分析算法和76個發明問題的標準解等），為創造性地發現和解決問題提供了系統的方法工具，廣泛應用于工程技術領域并逐步向其他領域滲透和擴展[9]。而且，由科技部、中國科協聯合主辦的TRIZ杯中國大學生創新方法大賽已成功舉辦九屆，吸引了全國26個省市區165所高校4 347個項目參賽，也帶動了全國高校開設創新方法課程，組建師資團隊，組建學生社團、聯盟，極大地推動了TRIZ理論在高校的應用發展。另外，在中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽、“挑戰杯”中國大學生創業計劃競賽等比賽的影響下，全國高校掀起一輪基于TRIZ理論的教學改革熱潮并取得了顯著的成效，進一步促進了TRIZ理論在高校創新創業教育改革中的應用。

2.2 大學生創新能力提升路徑

近年來，國際上出現CDIO、OBE、情景式教學、翻轉課堂、混合式教學等新的教學理念[10]。以高職院校科技成果為典型教學案例，將TRIZ創新方法與現代教育模式相結合，把TRIZ創新工具用于解決項目實施中遇到的各類問題，可以更加有效地培養學生解決復雜問題的創新能力。為此，本文運用TRIZ理論建立起專業教育、雙創教育、學科競賽全面融合的教學模式，如圖1所示。構建產教融合、賽創融合實踐平臺，將相關產業的最新技術引入高校，將企業生產實踐的工程問題帶入課堂，并將學科競賽融合到雙創教育中，進一步激發學生創造性學習的動力。

2.2.1 加強校企合作，共建工程創新實踐平臺

產教融合、校企合作是職業教育發展的必由之路。在制定人才培養方案方面，要強化校企合作，邀請企業多形式、深層次、全過程參與學生的培養[11]。學生工程實踐創新能力的培養要立足于企業實際需要。企業對新技術發展和應用極其敏感，通過校企合作，高校能及時了解企業的應用情況并根據這些新技術不斷對教學計劃進行改進。學生也能通過到企業實習提高實踐能力并學習先進的技術與經驗，有助于其規劃未來的職業發展。更為重要的是企業可以將生產運營中遇到的各類技術難題發布招標，已解決的技術難題可作為教學的典型案例，以供學生創新實踐；未解決的難題則由教師帶領學生成立技術攻關小組，運用“專業知識或技能+TRIZ理論”獲得相應的解決方案，形成專利、論文、軟著、新工藝、新產品等創新成果。要在解決企業技術難題過程中培養學生的創新能力，充分將校企合作整合到大學生創新型人才培養體系中，實現校企協同育人。

2.2.2 融合TRIZ理論的創新實踐課程體系

新工科建設要求培養具備解決復雜能力、全球視野、創新能力、終身學習能力以及工程倫理意識等能力的人才，而創新能力需要豐富的知識體系。由此，本文構建融合TRIZ，“理論-應用-實踐”的遞進式人才培養課程體系，如圖2所示。首先，開設一門TRIZ理論課程，講授創新思維方法、沖突解決原理、創新問題標準解、發明問題解決算法、技術系統進化法則等TRIZ核心內容，讓學生掌握創新方法，啟發學生創新意識。其次，在機械類專業核心課程《機械設計》融入TRIZ理論，結合典型案例開展相關課程設計，激發學生創新思維，借助雙創活動、創業沙龍、協會活動等形式促進“專業+TRIZ”技能，讓學生掌握創新方法的基本運用。第三，結合企業的技術難題與高職院校科技人員組建技術攻關小組，進一步鍛煉學生創新方法的應用與專業綜合能力。

2.2.3 依托競賽平臺，構建模擬創業平臺

學科競賽是高校實踐教學體系的重要組成部分，是培養學生創新能力和團隊協作能力的重要途徑，也是教育主管部門評估學校人才培養質量的重要指標[12]。教育部在中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽中提出，全面開展高校創新創業教育改革，提升大學生創新創業能力、加快培養創新創業人才，通過大賽完成“以賽促教、以賽促學、以賽促創”的任務。創業競賽可以幫助創業團隊了解市場需求、認清創業方案不足、爭取創業基金。此外，對大學生而言，更是一個“模擬創業”實踐競技平臺，讓學生在競賽活動中體驗創業過程，感受企業經營、團隊管理、項目推進等實踐活動，從而在模擬創業中培養學生創新創業綜合能力。“雙創教育+TRIZ+競賽”教學模式將“專業教育+TRIZ”取得的創新成果開發利用，通過TRIZ理論啟發學生創新意識，借助創新成果，在學科競賽中進一步檢驗學生的創新創業能力與經營管理能力。

2.2.4 以創新引領創業，以創業帶動高質量就業

大學生就業關系到經濟社會發展。高校畢業生是寶貴的人才資源，高質量就業將為經濟社會高質量發展提供重要的人才支撐。相關資料顯示，社會競爭日益激烈，就業環境日趨嚴峻，對當代大學生而言就需要具備更多的潛力與素質以適應。國家發改委等八部門聯合印發《關于深入實施創業帶動就業示范行動力促高校畢業生創業就業的通知》指出，聚焦高校畢業生創業就業，力爭降低創新創業門檻，緩解結構性就業矛盾，為高校畢業生提供更多施展才華的機會。

3 結論

本文以培養學生創新實踐能力為目標，探索TRIZ理論融入專業課程教學的有效途徑，構建 “理論-應用-實踐”遞進式課程體系，將TRIZ理論創新理論融入到工科類專業通用課程《機械設計》課程教學，啟發學生創新意識。通過課堂互動、案例討論、創業沙龍、協會活動等形式，進一步推動TRIZ的應用，從而增強課堂的體驗感和互動感，通過體驗式、互動式教學提高學生課堂參與度和學習興趣，同時提升畢業生的實踐動手能力，有效地提高人才培養質量。

參考文獻：

[1] 李德麗， 劉立意. “科教產教”雙融合拔尖創新人才培養邏輯與范式改革——基于創新創業實驗室的探索[J]. 高等工程教育研究， 2023（1）： 189-194.

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[3] 紀陽， 盧曉東， 包衛東. 實踐創新型新生工程教育與學業危機應對[J]. 高等工程教育研究， 2023（1）： 44-48， 103.

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[9] 楊濤. 鄉村振興與“互聯網+”大賽背景下高職農機專業“專賽創”融合實施路徑[J]. 新疆職業大學學報， 2021，29（2）： 33-37.

[10] 陳祥. 新工科背景下基于創新人才培養的教學生態構建[J]. 創新創業理論研究與實踐， 2022，5（10）： 159-161.

[11] 陳曉明. 機械類專業新工科背景下實踐教學的改革與實踐[J]. 中國現代教育裝備， 2022（9）： 86-88.

[12] 李忠玉， 孫睿， 郭陽勇. 培養創新實踐能力的學科競賽教學模式探索[J]. 實驗室研究與探索， 2021，40（11）： 199-203.

（責任編輯：要 毅）

基金項目：四川省科學技術廳資助項目“科技成果轉化中職務成果權屬改革的研究”（2021JDR0280）；教育部高等學校科學研究發展中心項目“農業機器人專業的課程體系及實訓平臺研究”（2021BCF02004）；成都大學CC國家眾創空間創新創業教育專項課題“工科學生創新創業教育活動的質量評價體系研究”（CCYG202101007）；成都農業科技職業學院教育教學改革項目“‘雙創背景下高職農機專業‘專創賽融合模式構建及實施路徑探索”（JG2021-17）；成都農業科技職業學院項目“校企共建農業裝備應用技術專業”（2021-CJXM05）；成都農業科技職業學院項目“科技成果轉化在大學生創新實踐能力培養中的應用研究”（23RW204）

作者簡介：楊濤（1991-），男，成都農業科技職業學院機電信息學院助教，研究方向：大學生創新創業教育與農業工程；李曉曉（1987-），男，博士，成都大學機械工程學院實驗師，研究方向：機械機構設計與傳感器應用。本文通訊作者：李曉曉。