江敏 花麗

摘要:創(chuàng)新是一個國家發(fā)展的生命力，TRIZ理論是當(dāng)前國際上流行的創(chuàng)新設(shè)計理論和方法，是發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題時可以遵循的普適科學(xué)方法和法則。該文介紹了TRIZ理論的基本原理和分析解決問題的方法，并結(jié)合當(dāng)前高校中Web程序設(shè)計教學(xué)的特點(diǎn)和存在的問題，重點(diǎn)討論了TRIZ理論在Web程序設(shè)計教學(xué)中的一系列應(yīng)用，在Web程序設(shè)計教學(xué)的改革創(chuàng)新方面做出了有益的探索，同時為TRIZ理論在其他學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用提供了實(shí)踐基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:創(chuàng)新；TRIZ理論；Web程序設(shè)計；教學(xué)改革

中圖分類號：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2012)23-5641-04

The Application of TRIZ in the Teaching of Web Programming

JIANG Min, HUA Li

(Taizhou Teachers College, Taizhou 225300, China)

Abstract: Innovation is vital for a countrys development, TRIZ theory is a popular innovation design theory and methodology in the world today. TRIZ is a universal scientific method and rules that can be followed in inventions and solving technical problems. This article has described the basic principles of TRIZ and the method to solve problems using TRIZ, combined with the characteristics and problems of Web programming teaching in current universities, discussed the applications of TRIZ in the teaching of Web programming. This article has made useful explorations in reform and innovation in Web programming teaching, as well as provided a practical basis for the applica? tion of TRIZ in the teaching of other subjects.

Key words: innovation; TRIZ; Web; Programming teaching reform

在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)全球化和全球科技高速發(fā)展的時代背景下，創(chuàng)新能力，已經(jīng)成為一個國家在激烈的國際競爭中發(fā)展的生命力和原動力，也是一個民族長期興旺發(fā)達(dá)、屹立于世界民族之林的關(guān)鍵因素。2006年1月9日在全國科技大會上，國家主席胡錦濤宣布了中國未來15年科技發(fā)展的目標(biāo)：2020年建成創(chuàng)新型國家，使科技發(fā)展成為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的有力支撐。同時，作為國家長期穩(wěn)定發(fā)展的另一個重要因素，教育，也應(yīng)該把培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才、創(chuàng)造性地改革教育方法，作為一項(xiàng)進(jìn)緊迫的、重要的任務(wù)。

在人類發(fā)展的歷史中，人們一直把創(chuàng)新看作是一門靈光一現(xiàn)的藝術(shù)，然而探索提高創(chuàng)新能力、啟發(fā)創(chuàng)新思維的努力和嘗試卻從未停止。當(dāng)然，前人的不懈努力也取得了一定的成果，一些創(chuàng)新方法，如頭腦風(fēng)暴法、6-3-5法、奧斯本檢核表法等，給人們在創(chuàng)新活動中提供了一定的啟發(fā)。但是，以上方法的效果并不是普適的，可以作為啟發(fā)性的思路，而不是指導(dǎo)性的方法。究其原因，還是由于人們認(rèn)為創(chuàng)新是一種不可預(yù)知的、“拍腦門”的活動，而以上方法大都是僥幸的、試錯的和結(jié)果不可預(yù)知的。那么，有沒有一種創(chuàng)新方法，它是具有指導(dǎo)性的、可預(yù)知的和普適的，即當(dāng)人們在創(chuàng)造和創(chuàng)新的過程中，只要遵循它的理論和方法，就能有步驟地、能動地和可預(yù)期地實(shí)現(xiàn)新的創(chuàng)造和創(chuàng)新呢？發(fā)明問題的解決理論——TRIZ理論[1]很好地解決了這個問題。

TRIZ理論，即發(fā)明問題的解決理論，是前蘇聯(lián)發(fā)明和創(chuàng)造學(xué)家G.S.Altshuller在1946年創(chuàng)立的，“TRIZ”是其俄文單詞（Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch）的首字母。從1946年開始，在Altshuller的帶領(lǐng)下，動用了前蘇聯(lián)的1500多名專家，經(jīng)過50多年對數(shù)百萬的專利文獻(xiàn)加以搜集、研究、整理、歸納、提煉和重組，發(fā)現(xiàn)了技術(shù)發(fā)展進(jìn)化所遵循的規(guī)律，總結(jié)出了解決技術(shù)矛盾所遵循的創(chuàng)新原則，最終建立起了一整套實(shí)用的解決發(fā)明問題的理論和方法體系——TRIZ理論體系。

TRIZ理論體系是人類在解決技術(shù)難題、進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造活動中所普遍遵循的科學(xué)規(guī)律，曾經(jīng)被稱作前蘇聯(lián)的“國術(shù)”和“點(diǎn)金術(shù)”，其理論體系中獨(dú)特的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則被西方稱之為“人類三大進(jìn)化理論之一”，與達(dá)爾文的生物進(jìn)化理論和馬克思的人類社會進(jìn)化理論相提并論。

1 TRIZ理論概述

1.1TRIZ理論的思想

本質(zhì)上，創(chuàng)新的就是創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)和解決問題的過程。TRIZ理論為人們創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題提供了的系統(tǒng)的方法論。TRIZ理論體系[2]主要包括以下幾個方面：

1)問題分析與建模方法

在TRIZ理論中，提供了多種系統(tǒng)地分析問題的科學(xué)方法，例如多屏幕法等。對于復(fù)雜的問題，TRIZ理論則提供了對復(fù)雜問題的進(jìn)行建模分析的方法——物質(zhì)-場分析法，其原理為，一項(xiàng)創(chuàng)新或發(fā)明的任何一種功能都可分解成兩種物質(zhì)和一種場，這種分析方法是TRIZ理論的工具之一，它可以快速找到問題的核心，發(fā)現(xiàn)問題中的根本矛盾所在。

2)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則

TRIZ理論認(rèn)為，無論是一項(xiàng)簡單的發(fā)明，還是一個復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)都是遵循著客觀的規(guī)律在演變，即具有客觀的進(jìn)化規(guī)律和模式。這就是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則的思想，它被認(rèn)為是TRIZ理論的核心，即技術(shù)系統(tǒng)一直處于不斷的進(jìn)化之中，而進(jìn)化的推動力就是對矛盾沖突的解決。在對大量的專利進(jìn)行了分析的基礎(chǔ)上，TRIZ理論總結(jié)出了八個基本的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則，例如提高理想化法則、S曲線進(jìn)化法則等。根據(jù)這些進(jìn)化法則，可以分析得到當(dāng)前問題的狀態(tài)，并能夠?qū)栴}的未來發(fā)展進(jìn)行預(yù)測，從而實(shí)現(xiàn)對創(chuàng)新的效果進(jìn)行預(yù)期和估計。

3)沖突解決原理

事實(shí)上，任何發(fā)明或創(chuàng)新問題，都可以抽象為更新的需求和不能滿足這種需求的系統(tǒng)之間的矛盾、沖突。TRIZ理論認(rèn)為，對上述這些各種矛盾和沖突的解決，即對不斷更新的技術(shù)難題的解決，是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的根本推動力。TRIZ理論將客觀世界的沖突和矛盾抽象成了39條標(biāo)準(zhǔn)沖突。同時，TRIZ理論將不同的發(fā)明或創(chuàng)新遵循的相同規(guī)律歸納成40個創(chuàng)新原理，例如分割原則等。所以，針對具體的沖突和矛盾，可以現(xiàn)將問題抽象成沖突模型，然后根據(jù)創(chuàng)新原理去尋找具體的解決方案。

1.2TRIZ理論的創(chuàng)新方法

前面提到過，技術(shù)進(jìn)化法則和沖突解決原理是TRIZ理論的核心，即沖突的解決推動了技術(shù)系統(tǒng)的不斷進(jìn)化。Altshuller研究了全球數(shù)以百萬計的發(fā)明和專利，探索了解決沖突的方法，提出了解決沖突的原理，最終建立了包括發(fā)明原理、發(fā)明問題解決算法（TRIZ）和標(biāo)準(zhǔn)解在內(nèi)基于知識的邏輯方法。

在利用TRIZ理論解決實(shí)際問題的過程中，首先可以將問題建模成TRIZ模型，然后利用TRIZ理論提供的方法和工具，例如發(fā)明原理等，找到出該問題的普適解，再根據(jù)實(shí)際的情況和環(huán)境，最終將普適解轉(zhuǎn)化為領(lǐng)域解或特解。

圖1 TRIZ理論解決實(shí)際問題的一般步驟

經(jīng)過TRIZ理論的一系列步驟，得到的特解就是具體問題的解決方案，同時，經(jīng)過這個過程，原有的技術(shù)系統(tǒng)或問題得到了進(jìn)化，原有的沖突得到了解決，最終在原有問題的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了發(fā)明和創(chuàng)新。

1.3TRIZ理論的特點(diǎn)

TRIZ理論，與傳統(tǒng)的創(chuàng)新思想相比，具有明顯的優(yōu)勢。它力圖分析系統(tǒng)進(jìn)化的規(guī)律和原理，著眼于系統(tǒng)中存在的矛盾，其目標(biāo)就是解決矛盾，得到符合技術(shù)進(jìn)化原則的理想解，從而完成發(fā)明和創(chuàng)新。而傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法，例如頭腦風(fēng)暴法等，大都是有一定隨機(jī)性的、試錯的，即使得到創(chuàng)新的結(jié)果，也很難揭示事物發(fā)展的趨勢、為事物的進(jìn)一步創(chuàng)新提供指導(dǎo)性綱領(lǐng)，也就是說，它們不存在很強(qiáng)的普適性。

近年來國際上對TRIZ理論的廣泛應(yīng)用證明，使用TRIZ理論可以顯著地提升人們創(chuàng)新和發(fā)明活動的速度，同時能夠保證創(chuàng)新和發(fā)明產(chǎn)物的質(zhì)量。TRIZ理論提供了系統(tǒng)地分析問題的方法論，可以快速地發(fā)現(xiàn)問題內(nèi)部矛盾和沖突。同時，它提供了一系列解決矛盾的方法和理論依據(jù)，給人們提供了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮拖到y(tǒng)的思維方式用于解決矛盾乃至產(chǎn)生創(chuàng)新的成果。另外，TRIZ理論的原理決定了它能夠根據(jù)技術(shù)進(jìn)化的規(guī)律、預(yù)測未來的發(fā)展趨勢，從而為人們進(jìn)一步的創(chuàng)新和發(fā)明指引方向。

2 Web程序設(shè)計教學(xué)概述

2.1 Web程序設(shè)計課程簡介

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，Web2.0時代悄然來到我們身邊。同時，業(yè)界對Web開發(fā)人才的需求日益增大，掌握Web開發(fā)技術(shù)具有廣闊的就業(yè)前景。為了適應(yīng)當(dāng)前IT技術(shù)的發(fā)展，絕大多數(shù)高校都開設(shè)了Web程序設(shè)計及其相關(guān)課程，其目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生基于Web的程序開發(fā)能力，鞏固和融會數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、編程技術(shù)等先修課程，使學(xué)生具備初步的開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、架設(shè)網(wǎng)站和社區(qū)和設(shè)計網(wǎng)頁界面的能力，從而適應(yīng)當(dāng)今Web2.0時代對計算機(jī)相關(guān)專業(yè)人員的要求。

Web程序設(shè)計技術(shù)[3]所涉及的內(nèi)容廣泛、豐富，而且相關(guān)技術(shù)發(fā)展、演變很快。編程語言基礎(chǔ)，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計等，都是Web程序設(shè)計的先修課程，或者說是必備的基礎(chǔ)。而Web程序設(shè)計課程本身，又涵蓋了HTML語言、內(nèi)置對象、腳本語言、J2EE、Asp.NET、PHP、數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，甚至網(wǎng)絡(luò)安全等教學(xué)內(nèi)容。另一方面，由于Web技術(shù)的迅猛發(fā)展，P2P、HTML5、NoSQL等新技術(shù)也將在課程中被涉及到。所以，Web程序設(shè)計不再僅僅是一門程序設(shè)計課程，它要求一定的先修基礎(chǔ)，涵蓋的教學(xué)內(nèi)容廣泛且互相之間聯(lián)系緊密，同時各種新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)。

2.2 Web程序設(shè)計教學(xué)中存在的問題

由于上節(jié)提到的Web程序設(shè)計的特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)前高校課程教學(xué)的現(xiàn)狀，總結(jié)得到Web程序設(shè)計教學(xué)中存在著這樣幾方面影響教學(xué)質(zhì)量和效果的問題：

1)由于Web程序設(shè)計要求較多的先修課程或基礎(chǔ)知識，同時其課程內(nèi)容繁雜而不易理解，而學(xué)生自身的基礎(chǔ)可能又會有所差異，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中會遇到很多困難，可能會導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性不高。

2) Web程序設(shè)計作為一門程序開發(fā)類課程，它是要面向?qū)嵺`、貼近實(shí)戰(zhàn)的，傳統(tǒng)的以教師講授為主課程教學(xué)方式不再適用。在重視理論基礎(chǔ)知識的同時，要更加重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并做到二者的相互促進(jìn)和有機(jī)結(jié)合。

3)由于Web技術(shù)更新發(fā)展迅猛，新舊技術(shù)更替較快，學(xué)生在課程中學(xué)到的技術(shù)可能很快“過時”，為了切實(shí)提高學(xué)生的專業(yè)競爭力，在教學(xué)中應(yīng)該特別注意培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新設(shè)計能力。

3 TRIZ理論在Web程序設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用

3.1課程內(nèi)容的融會貫通

由于Web程序設(shè)計課程內(nèi)容豐富且聯(lián)系緊密，在教學(xué)中需要理清各個知識點(diǎn)以及先修基礎(chǔ)的邏輯關(guān)系，形成知識“網(wǎng)”，即整體的知識體系，這樣有助于學(xué)生對知識的融會貫通?？梢愿鶕?jù)TRIZ理論中對問題的系統(tǒng)分析和建模方法，例如九屏幕法，梳理Web技術(shù)的知識體系結(jié)構(gòu)。

圖3用九屏幕法分析Web程序設(shè)計技術(shù)舉例

這樣，通過使用TRIZ理論提供的系統(tǒng)的、科學(xué)的剖析問題的方法，可以幫助理清Web技術(shù)的知識體系結(jié)構(gòu)，了解Web技術(shù)的發(fā)展歷程以及它與其他技術(shù)的聯(lián)系，可以形成緊密的、環(huán)環(huán)相扣的、有邏輯性的知識體系呈現(xiàn)給學(xué)生，同時便于根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)知識情況“因材施教”，靈活地、目的明確地開展教學(xué)，從而能夠顯著地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，改善教學(xué)的效果。

3.2面向發(fā)展的教學(xué)方法

根據(jù)TRIZ理論的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則，我們知道，無論是一項(xiàng)簡單的發(fā)明，還是一個復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)都是遵循著客觀的規(guī)律在演變，即具有客觀的進(jìn)化規(guī)律和模式。Web技術(shù)更新發(fā)展迅猛，新舊技術(shù)更替較快。在教學(xué)中，可以遵循技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則，用進(jìn)化的、發(fā)展的眼光來看待Web技術(shù)的教學(xué)。一方面，可以適當(dāng)?shù)仃P(guān)注前沿的Web技術(shù)，積極引導(dǎo)學(xué)生去了解前沿的技術(shù)，例如可以在課堂上開展“IT新聞板塊”等活動，培養(yǎng)學(xué)生自主地關(guān)注前沿、與時俱進(jìn)的習(xí)慣。另一方面，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力，采取自主性的、開放性的教學(xué)計劃，例如在講授理論知識的課后可以布置發(fā)散性的作業(yè)，要求學(xué)生對本次課所學(xué)的理論進(jìn)行發(fā)散思維，大膽地構(gòu)想它們可能的應(yīng)用，發(fā)掘和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，同時，在實(shí)踐環(huán)節(jié)中也要注意鼓勵學(xué)生創(chuàng)造性的設(shè)計思路。

結(jié)合技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的思想，通過上述方法，可以有效防止課堂所授內(nèi)容的“過時”，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，真正達(dá)到“授之以漁”的效果，從而通過Web程序設(shè)計課程的訓(xùn)練，從根本上切實(shí)提高學(xué)生的專業(yè)競爭力。

3.3重視實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

TRIZ理論認(rèn)為，對問題中存在的矛盾和沖突的解決，即對不斷更新的技術(shù)難題的解決，是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的根本推動力。Web程序設(shè)計作為一門程序設(shè)計類課程，其最終目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生的程序開發(fā)能力，所以在Web程序設(shè)計課程中，所謂的“沖突”，就是如何培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā)能力，提高實(shí)戰(zhàn)能力。根據(jù)TRIZ理論，解決了這個沖突，就是完成了Web程序設(shè)計課程的改革和進(jìn)化。

可以使用項(xiàng)目教學(xué)法[4]，在教學(xué)的不同階段，用實(shí)際的項(xiàng)目或案例將知識點(diǎn)貫穿起來，從而真正實(shí)現(xiàn)理論知識為實(shí)踐服務(wù)的目的。在教學(xué)進(jìn)行到一定階段時，可以讓學(xué)生完成一個完整系統(tǒng)的開發(fā)，完成整個的開發(fā)流程，包括需求分析、設(shè)計、開發(fā)、測試等等，在項(xiàng)目鞏固知識點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，掌握Web開發(fā)的“真功夫”。同時，在實(shí)踐的過程中，給學(xué)生足夠的創(chuàng)新空間，在實(shí)際項(xiàng)目中培養(yǎng)和鼓勵學(xué)生發(fā)散性的、創(chuàng)造性的設(shè)計，通過實(shí)戰(zhàn)的過程提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4結(jié)束語

TRIZ理論是一種指導(dǎo)發(fā)明和創(chuàng)新的科學(xué)的方法論，在國際上廣為流行。該文結(jié)合Web程序設(shè)計課程的特點(diǎn)，應(yīng)用TRIZ理論體系的思想和方法，在Web程序設(shè)計教學(xué)的改革中取得了良好的效果。TRIZ理論也將更多地應(yīng)用于其他學(xué)科的教學(xué)中，提供解決其現(xiàn)存問題的思路和方法，在其他學(xué)科的教學(xué)改革中做出積極的探索。

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