張建輝+張爭艷+曲云霞+高鐵紅

（1.河北工業(yè)大學 機械工程學院，天津 300130；2.國家技術創(chuàng)新方法與實施工具工程技術研究中心，天津 300130）

摘要：創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的提升是我國教育改革的主旋律和根本目標，將TRIZ理論引入本科生培養(yǎng)體系中，有利于提升學生的創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力。本文提出基于TRIZ理論的“一線三段”式本科生培養(yǎng)模式，在課程體系設置中貫穿創(chuàng)新主線，通過基礎課、技術基礎課培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，通過專業(yè)課、創(chuàng)新大賽和科研訓練計劃培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，通過實踐課、畢業(yè)設計、科研立項培養(yǎng)學生的創(chuàng)新人格，從培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新人格三個層次上構(gòu)建新型的面向機械產(chǎn)品設計全過程的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。

關鍵詞：TRIZ；創(chuàng)新主線；一線三段；人才培養(yǎng)模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）52-0099-02

一、引言

創(chuàng)新的關鍵在于人才，人才的成長靠教育，因此，如何使高校學生具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，適應時代發(fā)展的要求成為當今社會的要務。開發(fā)學生的創(chuàng)新思維和提升創(chuàng)新能力成為我國教育改革的主旋律，也是教學改革的根本目標，貫穿于教育的全過程。關于本科學生創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，存在很多觀點及論述。諸如：轉(zhuǎn)變教育觀念[1]、構(gòu)建合理的課程體系[2-3]、改革教育方式[4]、營造創(chuàng)新教育環(huán)境、充分尊重學生的首創(chuàng)精神、改革考試方法等。但如何能夠加速創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的步伐呢？發(fā)明問題解決理論TRIZ方法是一種知識化、系統(tǒng)化、科學化的創(chuàng)新方法，被世界公認為引導創(chuàng)新的最佳工具，近幾年紛紛掀起了國內(nèi)眾多學者研究的熱潮。將TRIZ理論引入本科生培養(yǎng)體系中，開展以技術創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標的教學改革與工程實踐活動，可以真正將創(chuàng)新思維與能力培養(yǎng)落到實處。河北工業(yè)大學在機械專業(yè)本科教學中開設發(fā)明問題解決理論TRIZ方面的課程走在了各高校的前列，結(jié)合機械專業(yè)對創(chuàng)新能力培養(yǎng)與實踐能力培養(yǎng)的要求，提出了基于TRIZ理論的“一線三段”式本科生培養(yǎng)模式，為培養(yǎng)能夠從事機械領域創(chuàng)新設計方面的應用型高級專業(yè)人才奠定了基礎。

二、TRIZ理論與本科課程教學的融合

TRIZ發(fā)明問題解決理論，是前蘇聯(lián)G.S.Altshuller及其領導的一批研究人員，自1946年開始，在分析研究世界各國大量專利的基礎上，歸納總結(jié)出的指導創(chuàng)新的最佳理論。通常認為TRIZ理論由以下九大部分組成：技術系統(tǒng)的八大進化法則；最終理想解（IFR）；40個發(fā)明原理；39個標準工程參數(shù)和矛盾矩陣；物理矛盾和四大分離原理；物一場模型分析；發(fā)明問題的標準解法；發(fā)明問題解決算法（ARIZ）；科學效應和現(xiàn)象知識庫。

將TRIZ理論等創(chuàng)新方法引入到機械專業(yè)課程體系中，在課程體系設置中貫穿創(chuàng)新主線，在課堂教學、課程設計、實踐教學、畢業(yè)設計等教學環(huán)節(jié)融理論教學、項目教學、科學研究、工程實踐和實驗教學為一體，同時結(jié)合大學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃，創(chuàng)新大賽等實踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建面向?qū)W生創(chuàng)新能力提升的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，搭建實踐創(chuàng)新平臺，通過課堂教學和實踐訓練潛移默化地培養(yǎng)學生科學的思維方式和方法，獨立分析、解決問題的能力，提升學生的創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力，進而塑造學生的創(chuàng)新人格。

三、構(gòu)建一線三段式教學體系

1.將發(fā)明問題解決理論TRIZ引入到機械專業(yè)課程體系中，在課程體系設置中貫穿創(chuàng)新主線，構(gòu)建了面向機械產(chǎn)品設計全過程的學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新人格的培養(yǎng)模式，對現(xiàn)有的專業(yè)課程體系進行規(guī)劃、調(diào)整，將TRIZ基本原理、概念和工具引入到專業(yè)基礎課課堂教學中，并積極引導學生選修創(chuàng)新思維類課程，使學生建立創(chuàng)新概念，重點培養(yǎng)創(chuàng)新意識，理解創(chuàng)新理論及創(chuàng)新意識在產(chǎn)品設計中起到的重要性。開設《創(chuàng)新設計》——TRIZ創(chuàng)新課程，使學生系統(tǒng)地學習TRIZ理論中的理想解、沖突理論、資源分析、技術進化、物質(zhì)—場分析等創(chuàng)新方法及工具，并通過案例式教學和項目式教學，增強學生學習積極性、主動性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和科學的思維方式。并通過引導學生參加創(chuàng)新大賽、科研訓練計劃等環(huán)節(jié)，運用TRIZ工具進行產(chǎn)品創(chuàng)新設計工作，重點培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

2.將TRIZ基本原理、概念和工具引入到專業(yè)基礎課課堂教學中，并積極引導學生選修創(chuàng)新思維類課程，使學生建立創(chuàng)新概念，重點培養(yǎng)創(chuàng)新意識，理解創(chuàng)新理論及創(chuàng)新意識在產(chǎn)品設計中起到的重要性。目前我校開設了《創(chuàng)新設計》、《創(chuàng)新思維與現(xiàn)代設計》、《科研技能與創(chuàng)新思維》、《創(chuàng)新思維與訓練》等創(chuàng)新思維學習及訓練類的校選課，其中《創(chuàng)新設計》課程介紹TRIZ理論的基本概念及經(jīng)典創(chuàng)新工具，如理想解、資源、創(chuàng)新分級等重要基本概念，沖突理論、物質(zhì)-場分析等創(chuàng)新工具。

3.在專業(yè)課程、實踐環(huán)節(jié)和畢業(yè)設計中，應用TRIZ理論，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。《創(chuàng)新設計》課程授課采用案例式教學和項目式教學，每班分多組，每組3—5人，要求學生運用所學的TRIZ理論知識和工具，就自己熟悉的案例進行練習，要求課程結(jié)束時完成并答辯。項目引導式的教學方式大大提高了學生的學習積極性、主動性。學生提交課題涉及生活、交通、日常品、建筑、軍事等多方面，培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力，鍛煉了學生的創(chuàng)新思維能力。在第七學期的專業(yè)實踐課中，為了提高學生的工程創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，在傳統(tǒng)的數(shù)控編程、仿真及加工內(nèi)容基礎上，增加了基于PLC控制的工業(yè)產(chǎn)品裝置研發(fā)內(nèi)容。學生自己提設計方案，經(jīng)與指導老師溝通、討論最后確定方案，開發(fā)了繪圖機、電梯、立體車庫、刷墻機、搬運機器人、分揀機械手、刻章機等機電裝置。該實踐課要求學生從任務出發(fā)，首先擬定系統(tǒng)功能，進行功能分解及結(jié)構(gòu)求解，備件選型及方案評估。設計過程中應用TRIZ理論解決存在的問題，進行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、原理創(chuàng)新性的方案設計。在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，部分老師的畢業(yè)設計課題，要求學生應用TRIZ理論，進行方案的理想解分析、設計沖突解決、技術預測分析等，培養(yǎng)了學生獨立分析問題、解決問題的能力，提升了學生的工程創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，搭建了TRIZ理論實習、實踐基地，為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力提供了實踐平臺。依托我校的國家技術創(chuàng)新方法與實施工具工程技術研究中心，搭建了TRIZ理論學習、實踐平臺，與機械學院合作，通過引導大學生參加校內(nèi)外的大學生創(chuàng)新實踐活動，指導學生應用TRIZ理論提出創(chuàng)新設計方案。近幾年學生共進行課題研究幾十項，鍛煉了學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力，創(chuàng)新能力得到進一步提升。

4.指導學生積極參加創(chuàng)新類大賽及科研訓練實踐活動，進一步提升學生的創(chuàng)新能力，塑造創(chuàng)新人格。近幾年積極鼓勵學生參加以“TRIZ杯”、“挑戰(zhàn)杯”、“機械設計創(chuàng)新大賽”為代表的國家級、省級等各種創(chuàng)新設計大賽和科研訓練計劃。通過實踐鍛煉、鞏固TRIZ理論相關知識，培養(yǎng)學生科學的思維習慣，鍛煉學生自主創(chuàng)新能力。

四、結(jié)論

通過以上的教學模式改革和實踐，以提升學生創(chuàng)新能力為目標，構(gòu)建了將TRIZ理論和專業(yè)基礎課程、專業(yè)課程、課程設計、畢業(yè)設計、創(chuàng)新實驗等教學環(huán)節(jié)相融合的課程體系。并在課程體系設置中貫穿創(chuàng)新主線，通過將創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法基本原理、概念和工具引入專業(yè)基礎課課堂教學、各類實踐環(huán)節(jié)和引導學生參加創(chuàng)新大賽、科研訓練計劃及自主創(chuàng)業(yè)等環(huán)節(jié)，從培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新人格三種層次上構(gòu)建新型的面向機械產(chǎn)品設計的全過程的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。通過以上教學及實踐過程，學生了解了創(chuàng)新思維及創(chuàng)新方法的基本概念、原理、方法和工具，并初步具有應用創(chuàng)新方法發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

參考文獻：

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