基于TRIZ的高職學生創新能力提升路徑研究

梁矗軍

(無錫商業職業技術學院 ,江蘇 無錫 214153)

0 引言

隨著工業領域的科技迅猛發展,從機械化、電氣化到信息化、智能化、移動互聯、人工智能、云計算和大數據等領域的轉變,產業正經歷著革新和變革,這一變革對高等教育提出了全新的要求和挑戰。為了應對這些挑戰,2015年國務院辦公廳發布了《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》,提出高等學校要加強創新創業教育、培養創新創業人才,其中特別強調了推進創新創業教育改革、加強實踐教學環節、開展創新創業競賽和實踐項目等措施[1]。

然而,當前高職學生的創新能力培養仍面臨一些挑戰,如教學方法的單一性和教育資源的不足等。為了應對這些挑戰,尋找有效的途徑提升高職學生的創新能力至關重要。在這一背景下,基于TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)的高職學生創新能力提升路徑成為一個值得探索的方向。TRIZ作為一種創新方法論,通過改變思維模式和解決問題的方法,為學生在現有環境中尋求創新解決方案提供了有力的支持。

1 TRIZ的概述

TRIZ是一種系統化的方法和工具,用于解決問題和促進創新。該理論由蘇聯工程師Altshuller提出,并經過不斷發展和完善,其核心思想是通過發現問題中的矛盾,運用創新原則和工具來尋找解決方案。

TRIZ認識到創新的動力源于問題和矛盾。在解決問題的過程中,常常會遇到相互沖突的要求和條件,而這些沖突正是潛在的創新機會。因此,TRIZ鼓勵人們識別和分析問題中的矛盾,并尋求解決矛盾的方法。為了指導和啟發解決問題和創新的過程,TRIZ總結了大量的創新案例和發明成果,并提煉出一系列通用的創新原則和模式。

這些創新原則和模式包括逆向思維、資源利用、分離矛盾、協同效應等,為解決問題及創新提供了指導和啟發。TRIZ強調基于科學法則的創新,即通過理解和應用自然規律及科學原理,找到創新的方向和方法。它認為自然界已經存在解決問題的普遍規律,只需要將這些規律應用于技術創新中。此外,TRIZ倡導系統思維,即將問題放在更大的系統背景下進行思考和分析。它提供了一系列工具和方法,如功能分析、矛盾矩陣、技術演化趨勢等,幫助人們系統地分析問題、尋找解決方案,并推動技術和創新的演進[2-3]。

通過運用TRIZ,人們能夠發現非傳統的解決路徑,推動創新和問題解決的過程。TRIZ的應用能夠幫助高職學生培養創新能力,引導他們更深入地理解問題的本質和矛盾,尋找創新的解決方案,并促進他們系統思維和科學思維能力的發展。

2 高職學生創新能力培養現狀中的問題

2.1 傳統教學模式的限制

傳統教學模式過于注重知識的傳授和灌輸,忽視了學生創新能力的培養。教師通常側重將知識傳遞給學生,強調記憶和理解能力的培養,而忽視了學生的創新思維和問題解決能力的發展。這種單一的知識傳授模式限制了學生的創新意識和創造力的培養。

同時,傳統教學模式在開放性和實踐性方面存在不足,教學過程通常以教師為中心,學生扮演被動接受知識的角色。這種模式限制了學生自主學習和創新實踐的機會,學生缺乏參與實踐項目、解決實際問題的機會,無法充分發展創新思維和實踐能力。

此外,傳統教學模式下的評價體系不利于學生創新能力的發展。評價體系往往以考試成績為主導,強調對知識掌握程度的評估,忽視了對學生創新能力和問題解決能力的評價。學生在追求分數的過程中,常常忽視了創新思維和實踐能力的培養。

2.2 高職學生自我認識的不足

一般來說,高職學生對創新能力的認知有限,他們僅將創新能力局限于某些特定領域或行業,忽視了創新思維、問題解決能力、團隊合作等方面的重要性。而且,高職學生對創新過程和方法的了解不足,他們缺乏對創新的系統性和流程性的認識,不了解創新的基本步驟、方法和工具。為了提升學生的創新能力,學校和教師需要幫助他們深入了解自己的興趣和優勢,拓寬對創新能力的認知,加強對創新過程和方法的教育培養。

另外,學生在創新活動和解決問題中往往對自己的能力缺乏自信,習慣于停留在自己熟悉和舒適的領域,他們害怕冒險和嘗試新思路,擔心失敗和批評。這種自我限制和舒適區域的心態限制了學生發揮創新潛力的能力。為了克服這個問題,學校和教師應該積極鼓勵學生走出舒適區,培養他們的創新意識和冒險精神。通過提供支持和鼓勵,學生可以逐漸突破自我限制,勇于嘗試新思路和解決問題的方法。

2.3 跨學科合作機會的缺乏

在高職學生創新能力培養中,學科之間的壁壘限制了學生在多學科融合中發揮創新能力。高職學生通常在特定的學科領域接受教育,學科之間存在明顯的壁壘。學校的教學和管理體制往往以學科為基礎,課程設置和學生分流也更偏重特定學科。因此,學生很少有機會與其他學科的學生進行交流和合作,缺乏跨學科的創新合作機會。

教師之間的學科合作和跨學科團隊的形成也面臨一定的挑戰。傳統的學科教師培養及管理模式缺乏跨學科合作的激勵機制和有效的協調機制,這導致教師在教學和研究中更傾向于固守自己的學科領域,缺乏跨學科合作的意愿和能力。

然而,創新往往需要綜合多個領域的知識和技能,缺乏跨學科合作會影響學生的創新能力發展。因此,教學過程應該積極鼓勵學生跨學科合作,提供多學科融合的課程和項目,讓學生在合作中學習、交流和創新。同時,加強師資隊伍的跨學科合作和交流,積極營造支持跨學科合作的教育環境。

2.4 系統的創新方法和工具應用不足

此外,缺乏系統的創新方法和工具的應用也是高職學生創新能力培養的挑戰之一。學生在面對實際問題時,缺乏系統地分析和解決問題的方法及工具。他們可能會面臨問題的復雜性和矛盾的困擾,而缺乏系統性解決問題的能力。因此,引入合適的創新方法和工具,如TRIZ,可以幫助學生拓展創新思路,提高解決問題的能力。

3 TRIZ在高職學生創新能力提升中的優勢

3.1 TRIZ注重解決問題中的矛盾和沖突

高職學生在實踐中常常面臨復雜的問題和矛盾,而TRIZ提供了一套系統化的方法和工具,幫助學生理解問題的本質,挖掘矛盾,尋找創新的解決方案。通過運用TRIZ,學生可以拓展思維邊界,跳出常規思維模式,尋找更加創新和有效的解決途徑。

TRIZ認為,問題的解決往往涉及相互矛盾的要求和因素。例如,在創新過程中,常常面臨時間和成本、功能和可靠性、效率和資源利用等方面的矛盾。傳統的方法往往只能通過妥協或權衡來解決這些矛盾,而TRIZ提供了一種更系統和科學的方法來處理這些矛盾。

TRIZ通過矛盾矩陣和創新原理等工具,幫助學生識別和分析問題中的矛盾,找到解決矛盾的路徑和方法。通過對矛盾的深入理解和分析,學生能夠尋找到矛盾的本質,并提出創新性的解決方案。這種注重解決問題中矛盾和沖突的方法,可以培養學生的創新思維和解決問題的能力。

此外,TRIZ還強調對現有知識和經驗的積累及利用。通過研究和分析大量的專利文獻及創新案例,TRIZ總結出了一系列創新原理和模式。學生可以借鑒這些創新原理和模式,發現問題的共性和規律,并應用到自己的創新實踐中。這有助于學生快速積累和應用創新知識,提升創新能力。

3.2 TRIZ提供了豐富的創新原則和方法

TRIZ可以幫助高職學生培養解決問題的能力。TRIZ通過總結和歸納大量的創新案例,提出了一系列的創新原則和解決問題的方法。這些原則和方法可以幫助學生分析問題,發現問題的本質和矛盾,并提供相應的解決思路和技巧。

TRIZ中的創新原則和方法涵蓋了各個領域及行業,包括技術領域、工業生產、服務行業等。這些原則和方法通過對問題與矛盾的分析,提供了創新解決方案的思路和方向。例如,TRIZ中的“逆向思維”原則鼓勵學生從相反的角度思考問題,尋找非傳統的解決方案;“資源利用”原則鼓勵學生利用現有資源進行創新,避免不必要的投入;“多層次思考”原則鼓勵學生從不同的層次和角度思考問題,發現更深層次的創新機會等。

這些創新原則和方法為學生提供了具體的思維工具和方法論,幫助他們在創新實踐中解決問題和克服障礙。學生可以通過學習和應用這些創新原則與方法,發展出系統性的創新思維和解決問題的能力。同時,這些原則和方法也幫助學生拓寬了解決問題的思路和視野,激發他們的創造力和想象力。

TRIZ中的創新原則和方法還具有普適性及可遷移性,它們不僅適用于技術領域,也可以應用于其他領域和行業。這使得學生可以將所學的創新原則及方法應用于不同的領域和實際,提升他們解決問題和創新的能力。

3.3 TRIZ還強調創新的系統性和科學性

創新不是隨機或依靠個人的靈感,而是可以通過系統性的方法和思維來實現的。TRIZ提供了一套系統性的工具和原則,幫助學生從整體的角度來思考和解決問題。通過分析問題的本質、尋找矛盾和沖突、應用創新原則和方法,學生能夠以系統性的方式推動創新的發展,提出更全面和有效的解決方案。

TRIZ基于大量的專利文獻和創新案例研究,總結出了一系列的創新原則和模式。這些原則和模式基于科學的原理及規律,具有可驗證性和可遷移性。學生可以通過學習和應用這些科學的創新原則,遵循創新的規律,提高創新的可預測性和成功率。這種科學性的創新方法,使得學生能夠在創新實踐中更加理性、有序地進行思考和行動。

3.4 TRIZ還可以促進學科交叉和綜合能力的培養

TRIZ涉及多個學科領域,它需要學生綜合運用不同學科的知識和技能。通過學習和應用TRIZ,高職學生可以培養跨學科的思維和能力,提高綜合分析和解決問題的能力。

首先,TRIZ的應用需要學生掌握多個學科的知識和方法。例如,解決問題中的矛盾和沖突涉及多個因素的綜合考慮,需要學生了解不同學科領域的相關知識。學生需要學習和理解不同學科的原理、理論和方法,將其融合應用到創新實踐中。這種跨學科的學習和應用過程,促使學生拓寬學科視野,培養綜合能力和解決問題的能力。

其次,TRIZ鼓勵學生進行學科交叉的思考和合作。在解決問題和開展創新實踐的過程中,學生常常需要與來自不同學科背景的同學合作。通過與其他學科的學生交流和合作,學生可以從不同學科的視角和經驗中獲得啟發,融合不同學科的知識和方法,提高自己的綜合能力和團隊合作能力[4]。

此外,TRIZ的應用也鼓勵學生進行學科之間的轉化和遷移,學生可以將在一個學科領域中學到的知識和方法應用到其他學科領域的創新實踐中。通過學科之間的轉化和遷移,學生可以發現不同學科之間的聯系和共性,加深對學科之間相互影響和相互補充關系的理解,提升自己的學科綜合能力。

綜上所述,TRIZ在高職學生創新能力提升中具有巨大的潛力。

4 基于TRIZ的高職學生創新能力提升路徑

4.1 以TRIZ培養學生創新意識和創造力

對于學生而言,引入TRIZ的創新思維模式和工具可以培養他們的創新意識和創造力。學生通過學習TRIZ,了解創新的原則和方法,能夠培養從問題出發的思維方式。TRIZ鼓勵學生發現問題的矛盾和隱含矛盾,并運用創新原則尋求解決方案。這種培養創新意識的過程有助于激發學生對問題的好奇心和探索欲望,引導他們思考問題的不同角度和可能的解決途徑。

在培養創新意識和思維過程中,教師還可以引導學生運用TRIZ中的工具和方法。通過學習和應用TRIZ的工具,如矛盾矩陣和九窗法,學生可以學會將問題轉化為矛盾,分析矛盾并尋找創新解決方案。教師可以引導學生在解決問題的過程中靈活運用這些工具,促進他們的創新思維和解決問題能力的發展。

另一種方法是通過案例分析和討論,幫助學生了解和分析不同領域的創新案例。教師可以選擇與學生所學專業相關的創新案例,并引導學生思考其中的創新思維和策略。通過對這些案例的深入分析,學生可以領會到創新思維的核心要素,如發現問題、尋找矛盾和沖突、追求非常規解決方案等。這樣的案例分析可以激發學生的創新思維,并提供實際應用TRIZ的參考。

此外,教師還應鼓勵學生進行團隊合作和交流,以促進創新意識和思維的培養。通過小組討論和團隊項目,學生可以分享和交流彼此的創新思路及觀點,互相激勵和啟發。這種合作學習的方式可以提供學生與他人進行創新思維和解決問題的互動平臺,增強他們的創新能力和團隊合作能力。

4.2 以TRIZ引領教師專業發展

在教師方面,提供專業發展機會是關鍵。教師需要接受TRIZ的培訓和專業發展,掌握TRIZ的原則、方法和工具,以更好地引導學生的創新能力培養。

教師可以將TRIZ的概念和方法融入課程設計中,設計富有創新性和啟發性的教學活動。教師可以結合具體學科的內容,引導學生運用TRIZ的思維方式和工具解決問題。例如,設計開放性的問題情境,引導學生分析問題矛盾,運用TRIZ原則提出創新解決方案。

教師可以通過教學實踐和反思來不斷改進自己的教學實踐。在應用TRIZ的教學過程中,教師可以觀察學生的學習表現,分析他們在問題解決中的思維方式和策略。教師可以與同事進行交流和討論,共同探索如何更好地運用TRIZ促進學生創新能力的發展。

教師可以指導學生在團隊中開展創新項目,運用TRIZ的方法解決問題,并鼓勵學生進行反思和總結。這樣的實踐活動能夠培養學生的創新思維和問題解決能力,同時也提升教師在TRIZ應用方面的指導能力。

4.3 以TRIZ打造學校創新環境與資源

在學校方面,提供創新資源和設施是關鍵。

學校可以提供多樣化的學習和實踐平臺,鼓勵學生參與創新活動。這可以包括開設創新實踐課程或項目,提供創客空間或實驗室設施,組織創新競賽或展覽等。這些平臺和活動為學生提供了展示和實踐創新能力的機會,激發他們的創新熱情和動力。

學校可以建立與產業界和社會的合作伙伴關系,為學生提供與真實問題和需求相關的創新項目。與企業、科研機構、社會組織等合作,學生可以參與實際的創新項目,接觸真實的需求和挑戰。這種與實際問題結合的創新實踐,可以加強學生的實踐能力和解決問題的能力。

此外,學校還可以建立創新資源庫,提供豐富的創新工具、文獻和案例資源。這些資源可以包括TRIZ的相關資料和教材、創新案例的數據庫、創新工具的應用指南等。學生可以通過學習和借鑒這些資源,提升自己的創新能力和解決問題的能力。

同時,學校還應建立創新評估體系,考慮學生在創新過程中的問題分析、解決方案、效果評估等方面的表現。這樣的評估體系能夠全面評估學生創新能力發展的情況,為教師提供針對性的指導和支持[5]。

另外,學校可以組織師資培訓和教師團隊建設,提高教師的創新能力和教學水平。教師作為學生創新能力培養的重要引導者和指導者,他們的創新能力和教學能力直接影響學生的發展。學校可以通過組織培訓課程、研討會等形式,提供教師專業發展的機會,使教師掌握TRIZ和創新教育的方法,更好地指導學生的創新實踐。

4.4 以TRIZ推動跨界合作與社會支持

在社會方面,促進跨界合作是至關重要的。學校應鼓勵與企業、社會組織等進行跨界合作,為學生提供真實的創新場景和合作機會。通過與外部合作伙伴的合作,學生能夠接觸到實際問題和需求,鍛煉解決問題的能力,并將創新成果應用于實際環境中。

學校可以與企業、科研機構等社會資源進行合作,提供學生在創新實踐中的支持和機會。與社會資源的合作可以為學生提供實踐平臺、創新項目和導師指導等資源,幫助學生將創新能力應用到實際問題中。這種合作可以豐富學生的實踐經驗,拓寬學生的視野,增強學生解決實際問題的能力。學校可以與社會組織、行業協會等建立合作伙伴關系,為學生提供更廣泛的社會支持和資源。通過與社會組織的合作,學校可以開展創新活動、參與創新競賽、舉辦創新展覽等,為學生提供展示和推廣創新成果的機會。這樣的合作可以增強學生的創新動力和成就感,提升他們的創新能力和創業意識。學校可以開展創新教育的社會推廣活動,提高社會對高職學生創新能力培養的認可和支持。學校還可以舉辦創新教育論壇、創新教育展覽等活動,邀請社會專家和企業代表參與,促進學校與社會的交流和合作,增強社會對學生創新能力培養的關注和支持。

相應的,政府和相關機構也應制定支持創新教育的政策,為教育機構提供資源和支持,推動創新能力的培養。政策層面的支持能夠為創新教育提供更好的環境和條件,促進學校和社會的共同發展。

5 結語

綜上所述,基于TRIZ的高職學生創新能力提升路徑在高職院校具有重要的應用前景和意義。通過教學、實踐、評估和持續改進的有機結合,學生可以全面提升創新能力,并將所學的TRIZ轉化為實際解決問題的技能。然而,該路徑仍面臨一些挑戰,如教師培訓、教材開發和課程整合等方面的問題。未來的研究可以進一步探索如何有效地實施和推廣該路徑,以滿足高職學生創新能力提升的需求,促進高職教育的發展和創新實踐的蓬勃開展。