肖品輝　李蓉

摘要：網絡同步教學還存在很多不足，耗費大量人力物力，而且不能刺激學生進行創(chuàng)新思考。而TRIZ設計教學是科技創(chuàng)新的基礎，該文探討將TRIZ設計教學應用到網絡同步學習環(huán)境中，重點探討在網絡同步學習環(huán)境中TRIZ設計教學的構建原則，以作為教學應用的參考。

關鍵詞：網絡同步學習；TRIZ設計教學；教學設計

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）19-4513-03

Application of TRIZ Design Teaching in Network Teaching and Learning

XIAO Pin-hui， LI Rong

（Guangzhou University of Business Studies， Guangzhou 511363， China）

Abstract： Network synchronization teaching exists many problems， and can't stimulate the students' creative thinking. TRIZ design teaching is the foundation of scientific and technological innovation， and in this paper， the design of TRIZ teaching applied to network synchronous learning environment， and discussed the principles of TRIZ design teaching As a teaching reference.

Key words： Network synchronous learning； TRIZ Design Teaching； Teaching design

網絡同步教學是網絡時代的創(chuàng)新學習環(huán)境。在同步化的學習中，除了提供即時信息，師生互動的功能外，也營造了嶄新的學習環(huán)境，能展示出另一種學習的效果。但網絡同步教學還存在很多不足，耗費許多人力物力，而且不能刺激學生進行創(chuàng)新思考[1，2]。因此我們將探討在網絡同步學習環(huán)境中利用TRIZ（發(fā)明問題解決理論）設計教學的構建原則，作為教學應用的參考。

1 網絡同步學習的特征

由于寬帶網絡的普及，以及網絡學習平臺與同步視頻會議系統(tǒng)等應用軟件在技術上不斷的開發(fā)和改進，使網絡教學的環(huán)境達到相當成熟的階段，在非同步互動方面可采用論壇的方式進行，在同步方面可采用即時文字、語言等，特別是QQ功能不斷改進和完善為同步的實現(xiàn)提供強有力的保障。因此網絡同步學習必將為傳統(tǒng)教學帶來創(chuàng)新變革。

網絡同步學習提供了傳統(tǒng)教學以外更有效的學習機會，可以不受時間和地點的限制，因此在教學及推廣上具有一定的優(yōu)勢。不過網絡同步學習雖有諸多優(yōu)勢與特色可彌補傳統(tǒng)教學的限制和不足，若不注意相關因素，其實可能會使學生產生學習沮喪、疏遠時間管理、甚至成績退步的問題。通過我院3年來《計算機應用基礎》課程同步教學情況（同步網站網址為http：//61.144.78.172：90），我們初步總結出網絡同步學習優(yōu)劣，如表1。

2 TRIZ理論

TRIZ是發(fā)明問題解決理論的俄文縮寫。應用TRIZ解決創(chuàng)意性問題，首先從問題的分析開始。問題分析主要包括了確認最后理想化結果、確立矛盾沖突區(qū)、系統(tǒng)功能分析、及系統(tǒng)可用資源，其中功能分析可細分為技術系統(tǒng)分析和技術流程分析兩大類[3，4]。所遇到的問題經過確認后，將這些問題詳細的整理記錄下來，再進行屬性分類以尋找相對應的解決工具，在找到確認的解決方案后，接著必須針對這些解決方案進行評估，最常用的做法是采用Pugh的概念選擇方法來進行解決方案的比較評估，以達到解決問題的目標。Pugh的概念選擇方法示意圖如圖1。

3 TRIZ設計教學在網絡同步學習環(huán)境的應用

根據(jù)Pugh的概念選擇方法的TRIZ設計解題步驟，并以一個典型案例—節(jié)能四驅車保護罩的設計教學為例，說明TRIZ設計教學在網絡同步學習環(huán)境中的應用。

步驟一、系統(tǒng)功能分析

（一） 內容：四驅車保護罩被設計出來保護車體。我們希望降低保護罩重量，但四驅車在快速行進時易產生沖擊，若保護罩過輕可能導致車體損毀、零件飛出。

1） 主要有用功能：阻止車體零件飛出。

2） 相關不利因素：薄的保護罩是重量輕，但車體受沖擊時保護罩易損毀，零件易飛出。厚保護罩可阻止零件飛出，但是太重可能導致車的電池快速消耗。

（二） 同步學習應用：此步驟主要以教師利用多媒體教材提出問題，讓學生進行思考所要進行的創(chuàng)作，及思考有關功能和效果，并利用發(fā)問，帶動全班同學以解決問題。

步驟二、確定最后理想化結果

（一） 內容：以學生產品創(chuàng)新設計為主，最后理想化結果為四驅車可快速行進，且車體零件不易飛出。

1） 問題討論

① 找出在厚罩狀態(tài)下，避免罩太重的方法。

② 找出厚罩能提供的強度，但不會導致罩太重的方法。

③ 找出能阻止零件飛出罩的最低強度，但不導致罩太重的方法。

④ 找出在沖擊狀態(tài)下，阻止零件飛出的方法。

2） 問題分類

① 問題1、2、3指向解決主要問題：減少保護罩重量。

② 問題4敘述不立即指向減少保護罩重量，而是改善系統(tǒng)，使得保護罩變成不需要，而不用考慮其重量，因此改善系統(tǒng)可間接解決問題。

（二） 同步學習應用：此步驟采用學生主動式學習，讓學生自主思考如何解決問題，并透過教學媒體網站與老師作個別互動，從而讓每個學生都提出問題并加以分類。endprint

步驟三、系統(tǒng)可用資源

（一）內容：確認可利用的保護罩、電池、強化零件、裁剪裝備，及其他在系統(tǒng)內或附近可取得的元素，與現(xiàn)有系統(tǒng)元素組合加以改善。

（二）同步學習應用：此步驟老師利用網絡同步呈現(xiàn)可利用的資源，使用多媒體的形式讓學生自己觀看，并鼓勵學生自主思考現(xiàn)有材料的使用組合方式。

步驟四、確認矛盾沖突區(qū)

（一）內容：本問題有兩個沖突的地方.

1） 為產生高車速，故需要薄保護罩，但是會引起車體受沖擊時保護罩易損毀，零件易飛出。

2） 為增加保護罩強度，故需要厚的罩，但造成車體太重。

（二）同步學習應用：此步驟由老師舉例解釋事物存在矛盾兩方面，并在解釋完后試圖讓學生在思考過程中提出問題的沖突點。

步驟五、選擇并使用TRIZ工具

（一）內容：分別針對上述問題討論出的4個問題，從問題敘述到選出發(fā)明原則，作出執(zhí)行程序，如表2。

表2 執(zhí)行程序表

[問題敘述分類＼&需改善的特性＼&引起二次不良效果＼&發(fā)明原則＼&解決主要問題＼&不利的動作＼&重量＼&保留可利用性原則＼&改善系統(tǒng)＼&缺乏有用的功能＼&全部尺寸＼&放棄對稱性＼&＼&缺乏有用的特性＼&成本消耗＼&減少零件重量＼&＼&高度不良的特性＼&物體復雜性＼&強化個別零部件＼&＼&＼&資源浪費＼&區(qū)分輕、重零件＼&＼&＼&時間浪費＼&應用可膨脹構造＼&＼&＼&＼&利用導入的物質＼&＼&＼&＼&特性最佳化＼&＼&＼&＼&補償物體重量＼&＼&＼&＼&保留重物有用性質＼&＼&＼&＼&減少系統(tǒng)復雜性＼&]

（二） 使用TRIZ工具

內容：將前敘的問題分類入列之后，就從零件特性、二次不良效果這兩方面進行考慮，最后從40創(chuàng)新解題原則中確認與提出所有可能的解。本實例主要程序為：解決主要問題→面對高度不好的保護罩特征→進行重量效果的評估→確認減少零部件重量及利用導入的物質兩項發(fā)明原則。

1） 減少零部件重量

① 概念：主要考慮切割零部件以減少重量。

② 功能：改變保護罩重量，在適當位置減少厚度。

2） 利用導入的物質

① 概念：強化主要承受負荷的零件，例如可在保護罩上穿上避震環(huán)。

② 功能：消除輕的保護罩所帶來的缺陷。

③ 避震環(huán)的制作：內層使用鐵絲，外層使用棉花、布料等軟性織物。

（三）同步學習應用：此步驟教師先分享TRIZ的40個創(chuàng)新解題原則給予每位同學，根據(jù)步驟2中的問題分類結果、40個創(chuàng)新解題原則，讓學生寫出自己的執(zhí)行程序表。接著教師舉一發(fā)明原則進行解題示范，再讓學生自行解題，思考要如何創(chuàng)作以進行問題解決，并隨時進行問題發(fā)言及討論。

步驟六、解答評估

（一）內容

1） 實施解題概念#1的需求：① 需計算保護罩的強度和重量，② 因切割零部件而增加制作程序。

2） 實施解題概念#2的需求：①研究和尋找那種中間層為最好，②需計算鐵絲的強度與重量，③視避震環(huán)為一組合單元而重新設計，④改變使用材料，⑤改變制造程序，⑥測試新設計。

（二）同步學習應用：此步驟主要是讓學生自行評估創(chuàng)作可行性，及創(chuàng)作過程中可能發(fā)生的問題，教師在確定學生完成執(zhí)行程序及創(chuàng)作概念后，讓每位學生針對自行創(chuàng)作進行制作過程的評估，并讓每位學生在各自電腦前對老師進行報告，教師同時從中協(xié)助。

步驟七、實施方案

（一） 內容：解題概念#1和解題概念#2的實施方案如表3。 （下轉第4520頁）

（上接第4515頁）

表3 解題概念#1和解題概念#2的實施方案

[解題概念#1＼&解題概念#2＼&計算保護罩及底盤的強度與重量

計算非主要承受作用力的部分

設計切割部分后最佳強度與重量的保護罩

切割新設計的保護罩及底盤以供測試使用

按測試結果修正設計

修正制造程序以以生產新設計的保護罩及底盤

開始生產保護罩和底盤＼&測試各種外層材料的強度

計算外層的差異性

設計一具有不同外層的避震環(huán)

生產具有不同外層的避震環(huán)

測試外層的避震環(huán)

按測試結果修正設計

生產一些避震環(huán)供測試用

按測試結果修正設計

修正制造程序

開始生產避震環(huán)＼&]

解答概念#1實施時所產生的問題：因增加制造程序導致人力與成本增加，此時產生的二次問題可由降低成本對應的發(fā)明原則加以解決。

（二）同步學習應用：此步驟是在已完成過程評估后，完成每位學生的創(chuàng)作方案。

4 總結

本文僅就TRIZ的解題步驟結合網絡同步學習環(huán)境做一個示例性說明，以后可以從TRIZ的工具、方法及效果方面做深入探討，期待這種方法能提升學生的創(chuàng)新能力，提高學生的學習能力。

參考文獻：

[1] 楊剛.網絡環(huán)境下同步協(xié)作學習互動實證研究[J].遠程教育雜志，2013，31（2）：35-43.

[2] 崔坤青.網絡教學中的“同步”研究[J]. 軟件導刊.教育技術， 2010，9（12）：24-25.

[3] 黃慶，周賢永，楊智懿. TRIZ技術理論極其應用研究述評與展望[J].科學學與科學技術管理，2009，30（4）：58-65.

[4] 彭慧娟，成思源，李蘇洋，等.TRIZ的理論體系研究綜述[J].機械設計與制造， 2013（10）：270-272.endprint

步驟三、系統(tǒng)可用資源

（一）內容：確認可利用的保護罩、電池、強化零件、裁剪裝備，及其他在系統(tǒng)內或附近可取得的元素，與現(xiàn)有系統(tǒng)元素組合加以改善。

（二）同步學習應用：此步驟老師利用網絡同步呈現(xiàn)可利用的資源，使用多媒體的形式讓學生自己觀看，并鼓勵學生自主思考現(xiàn)有材料的使用組合方式。

步驟四、確認矛盾沖突區(qū)

（一）內容：本問題有兩個沖突的地方.

1） 為產生高車速，故需要薄保護罩，但是會引起車體受沖擊時保護罩易損毀，零件易飛出。

2） 為增加保護罩強度，故需要厚的罩，但造成車體太重。

（二）同步學習應用：此步驟由老師舉例解釋事物存在矛盾兩方面，并在解釋完后試圖讓學生在思考過程中提出問題的沖突點。

步驟五、選擇并使用TRIZ工具

（一）內容：分別針對上述問題討論出的4個問題，從問題敘述到選出發(fā)明原則，作出執(zhí)行程序，如表2。

表2 執(zhí)行程序表

[問題敘述分類＼&需改善的特性＼&引起二次不良效果＼&發(fā)明原則＼&解決主要問題＼&不利的動作＼&重量＼&保留可利用性原則＼&改善系統(tǒng)＼&缺乏有用的功能＼&全部尺寸＼&放棄對稱性＼&＼&缺乏有用的特性＼&成本消耗＼&減少零件重量＼&＼&高度不良的特性＼&物體復雜性＼&強化個別零部件＼&＼&＼&資源浪費＼&區(qū)分輕、重零件＼&＼&＼&時間浪費＼&應用可膨脹構造＼&＼&＼&＼&利用導入的物質＼&＼&＼&＼&特性最佳化＼&＼&＼&＼&補償物體重量＼&＼&＼&＼&保留重物有用性質＼&＼&＼&＼&減少系統(tǒng)復雜性＼&]

（二） 使用TRIZ工具

內容：將前敘的問題分類入列之后，就從零件特性、二次不良效果這兩方面進行考慮，最后從40創(chuàng)新解題原則中確認與提出所有可能的解。本實例主要程序為：解決主要問題→面對高度不好的保護罩特征→進行重量效果的評估→確認減少零部件重量及利用導入的物質兩項發(fā)明原則。

1） 減少零部件重量

① 概念：主要考慮切割零部件以減少重量。

② 功能：改變保護罩重量，在適當位置減少厚度。

2） 利用導入的物質

① 概念：強化主要承受負荷的零件，例如可在保護罩上穿上避震環(huán)。

② 功能：消除輕的保護罩所帶來的缺陷。

③ 避震環(huán)的制作：內層使用鐵絲，外層使用棉花、布料等軟性織物。

（三）同步學習應用：此步驟教師先分享TRIZ的40個創(chuàng)新解題原則給予每位同學，根據(jù)步驟2中的問題分類結果、40個創(chuàng)新解題原則，讓學生寫出自己的執(zhí)行程序表。接著教師舉一發(fā)明原則進行解題示范，再讓學生自行解題，思考要如何創(chuàng)作以進行問題解決，并隨時進行問題發(fā)言及討論。

步驟六、解答評估

（一）內容

1） 實施解題概念#1的需求：① 需計算保護罩的強度和重量，② 因切割零部件而增加制作程序。

2） 實施解題概念#2的需求：①研究和尋找那種中間層為最好，②需計算鐵絲的強度與重量，③視避震環(huán)為一組合單元而重新設計，④改變使用材料，⑤改變制造程序，⑥測試新設計。

（二）同步學習應用：此步驟主要是讓學生自行評估創(chuàng)作可行性，及創(chuàng)作過程中可能發(fā)生的問題，教師在確定學生完成執(zhí)行程序及創(chuàng)作概念后，讓每位學生針對自行創(chuàng)作進行制作過程的評估，并讓每位學生在各自電腦前對老師進行報告，教師同時從中協(xié)助。

步驟七、實施方案

（一） 內容：解題概念#1和解題概念#2的實施方案如表3。 （下轉第4520頁）

（上接第4515頁）

表3 解題概念#1和解題概念#2的實施方案

[解題概念#1＼&解題概念#2＼&計算保護罩及底盤的強度與重量

計算非主要承受作用力的部分

設計切割部分后最佳強度與重量的保護罩

切割新設計的保護罩及底盤以供測試使用

按測試結果修正設計

修正制造程序以以生產新設計的保護罩及底盤

開始生產保護罩和底盤＼&測試各種外層材料的強度

計算外層的差異性

設計一具有不同外層的避震環(huán)

生產具有不同外層的避震環(huán)

測試外層的避震環(huán)

按測試結果修正設計

生產一些避震環(huán)供測試用

按測試結果修正設計

修正制造程序

開始生產避震環(huán)＼&]

解答概念#1實施時所產生的問題：因增加制造程序導致人力與成本增加，此時產生的二次問題可由降低成本對應的發(fā)明原則加以解決。

（二）同步學習應用：此步驟是在已完成過程評估后，完成每位學生的創(chuàng)作方案。

4 總結

本文僅就TRIZ的解題步驟結合網絡同步學習環(huán)境做一個示例性說明，以后可以從TRIZ的工具、方法及效果方面做深入探討，期待這種方法能提升學生的創(chuàng)新能力，提高學生的學習能力。

參考文獻：

[1] 楊剛.網絡環(huán)境下同步協(xié)作學習互動實證研究[J].遠程教育雜志，2013，31（2）：35-43.

[2] 崔坤青.網絡教學中的“同步”研究[J]. 軟件導刊.教育技術， 2010，9（12）：24-25.

[3] 黃慶，周賢永，楊智懿. TRIZ技術理論極其應用研究述評與展望[J].科學學與科學技術管理，2009，30（4）：58-65.

[4] 彭慧娟，成思源，李蘇洋，等.TRIZ的理論體系研究綜述[J].機械設計與制造， 2013（10）：270-272.endprint

步驟三、系統(tǒng)可用資源

（一）內容：確認可利用的保護罩、電池、強化零件、裁剪裝備，及其他在系統(tǒng)內或附近可取得的元素，與現(xiàn)有系統(tǒng)元素組合加以改善。

（二）同步學習應用：此步驟老師利用網絡同步呈現(xiàn)可利用的資源，使用多媒體的形式讓學生自己觀看，并鼓勵學生自主思考現(xiàn)有材料的使用組合方式。

步驟四、確認矛盾沖突區(qū)

（一）內容：本問題有兩個沖突的地方.

1） 為產生高車速，故需要薄保護罩，但是會引起車體受沖擊時保護罩易損毀，零件易飛出。

2） 為增加保護罩強度，故需要厚的罩，但造成車體太重。

（二）同步學習應用：此步驟由老師舉例解釋事物存在矛盾兩方面，并在解釋完后試圖讓學生在思考過程中提出問題的沖突點。

步驟五、選擇并使用TRIZ工具

（一）內容：分別針對上述問題討論出的4個問題，從問題敘述到選出發(fā)明原則，作出執(zhí)行程序，如表2。

表2 執(zhí)行程序表

[問題敘述分類＼&需改善的特性＼&引起二次不良效果＼&發(fā)明原則＼&解決主要問題＼&不利的動作＼&重量＼&保留可利用性原則＼&改善系統(tǒng)＼&缺乏有用的功能＼&全部尺寸＼&放棄對稱性＼&＼&缺乏有用的特性＼&成本消耗＼&減少零件重量＼&＼&高度不良的特性＼&物體復雜性＼&強化個別零部件＼&＼&＼&資源浪費＼&區(qū)分輕、重零件＼&＼&＼&時間浪費＼&應用可膨脹構造＼&＼&＼&＼&利用導入的物質＼&＼&＼&＼&特性最佳化＼&＼&＼&＼&補償物體重量＼&＼&＼&＼&保留重物有用性質＼&＼&＼&＼&減少系統(tǒng)復雜性＼&]

（二） 使用TRIZ工具

內容：將前敘的問題分類入列之后，就從零件特性、二次不良效果這兩方面進行考慮，最后從40創(chuàng)新解題原則中確認與提出所有可能的解。本實例主要程序為：解決主要問題→面對高度不好的保護罩特征→進行重量效果的評估→確認減少零部件重量及利用導入的物質兩項發(fā)明原則。

1） 減少零部件重量

① 概念：主要考慮切割零部件以減少重量。

② 功能：改變保護罩重量，在適當位置減少厚度。

2） 利用導入的物質

① 概念：強化主要承受負荷的零件，例如可在保護罩上穿上避震環(huán)。

② 功能：消除輕的保護罩所帶來的缺陷。

③ 避震環(huán)的制作：內層使用鐵絲，外層使用棉花、布料等軟性織物。

（三）同步學習應用：此步驟教師先分享TRIZ的40個創(chuàng)新解題原則給予每位同學，根據(jù)步驟2中的問題分類結果、40個創(chuàng)新解題原則，讓學生寫出自己的執(zhí)行程序表。接著教師舉一發(fā)明原則進行解題示范，再讓學生自行解題，思考要如何創(chuàng)作以進行問題解決，并隨時進行問題發(fā)言及討論。

步驟六、解答評估

（一）內容

1） 實施解題概念#1的需求：① 需計算保護罩的強度和重量，② 因切割零部件而增加制作程序。

2） 實施解題概念#2的需求：①研究和尋找那種中間層為最好，②需計算鐵絲的強度與重量，③視避震環(huán)為一組合單元而重新設計，④改變使用材料，⑤改變制造程序，⑥測試新設計。

（二）同步學習應用：此步驟主要是讓學生自行評估創(chuàng)作可行性，及創(chuàng)作過程中可能發(fā)生的問題，教師在確定學生完成執(zhí)行程序及創(chuàng)作概念后，讓每位學生針對自行創(chuàng)作進行制作過程的評估，并讓每位學生在各自電腦前對老師進行報告，教師同時從中協(xié)助。

步驟七、實施方案

（一） 內容：解題概念#1和解題概念#2的實施方案如表3。 （下轉第4520頁）

（上接第4515頁）

表3 解題概念#1和解題概念#2的實施方案

[解題概念#1＼&解題概念#2＼&計算保護罩及底盤的強度與重量

計算非主要承受作用力的部分

設計切割部分后最佳強度與重量的保護罩

切割新設計的保護罩及底盤以供測試使用

按測試結果修正設計

修正制造程序以以生產新設計的保護罩及底盤

開始生產保護罩和底盤＼&測試各種外層材料的強度

計算外層的差異性

設計一具有不同外層的避震環(huán)

生產具有不同外層的避震環(huán)

測試外層的避震環(huán)

按測試結果修正設計

生產一些避震環(huán)供測試用

按測試結果修正設計

修正制造程序

開始生產避震環(huán)＼&]

解答概念#1實施時所產生的問題：因增加制造程序導致人力與成本增加，此時產生的二次問題可由降低成本對應的發(fā)明原則加以解決。

（二）同步學習應用：此步驟是在已完成過程評估后，完成每位學生的創(chuàng)作方案。

4 總結

本文僅就TRIZ的解題步驟結合網絡同步學習環(huán)境做一個示例性說明，以后可以從TRIZ的工具、方法及效果方面做深入探討，期待這種方法能提升學生的創(chuàng)新能力，提高學生的學習能力。

參考文獻：

[1] 楊剛.網絡環(huán)境下同步協(xié)作學習互動實證研究[J].遠程教育雜志，2013，31（2）：35-43.

[2] 崔坤青.網絡教學中的“同步”研究[J]. 軟件導刊.教育技術， 2010，9（12）：24-25.

[3] 黃慶，周賢永，楊智懿. TRIZ技術理論極其應用研究述評與展望[J].科學學與科學技術管理，2009，30（4）：58-65.

[4] 彭慧娟，成思源，李蘇洋，等.TRIZ的理論體系研究綜述[J].機械設計與制造， 2013（10）：270-272.endprint