張建輝+張爭艷+曲云霞+高鐵紅

（1.河北工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，天津 300130；2.國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)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(biāo)，將TRIZ理論引入本科生培養(yǎng)體系中，有利于提升學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)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(shè)置中貫穿創(chuàng)新主線，通過基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，通過專業(yè)課、創(chuàng)新大賽和科研訓(xùn)練計(jì)劃培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，通過實(shí)踐課、畢業(yè)設(shè)計(jì)、科研立項(xiàng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新人格，從培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新人格三個(gè)層次上構(gòu)建新型的面向機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)全過程的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。

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

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）52-0099-02

一、引言

創(chuàng)新的關(guān)鍵在于人才，人才的成長靠教育，因此，如何使高校學(xué)生具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求成為當(dāng)今社會(huì)的要?jiǎng)?wù)。開發(fā)學(xué)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(xué)改革的根本目標(biāo)，貫穿于教育的全過程。關(guān)于本科學(xué)生創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，存在很多觀點(diǎn)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(xué)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(shí)化、系統(tǒng)化、科學(xué)化的創(chuàng)新方法，被世界公認(rèn)為引導(dǎo)創(chuàng)新的最佳工具，近幾年紛紛掀起了國內(nèi)眾多學(xué)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(shù)創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)改革與工程實(shí)踐活動(dòng)，可以真正將創(chuàng)新思維與能力培養(yǎng)落到實(shí)處。河北工業(yè)大學(xué)在機(jī)械專業(yè)本科教學(xué)中開設(shè)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(jī)械專業(yè)對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)與實(shí)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(jī)械領(lǐng)域創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用型高級(jí)專業(yè)人才奠定了基礎(chǔ)。

二、TRIZ理論與本科課程教學(xué)的融合

TRIZ發(fā)明問題解決理論，是前蘇聯(lián)G.S.Altshuller及其領(lǐng)導(dǎo)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(chǔ)上，歸納總結(jié)出的指導(dǎo)創(chuàng)新的最佳理論。通常認(rèn)為TRIZ理論由以下九大部分組成：技術(shù)系統(tǒng)的八大進(jìn)化法則；最終理想解（IFR）；40個(gè)發(fā)明原理；39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)解法；發(fā)明問題解決算法（ARIZ）；科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象知識(shí)庫。

將TRIZ理論等創(chuàng)新方法引入到機(jī)械專業(yè)課程體系中，在課程體系設(shè)置中貫穿創(chuàng)新主線，在課堂教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)踐教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)融理論教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)、科學(xué)研究、工程實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)教學(xué)為一體，同時(shí)結(jié)合大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃，創(chuàng)新大賽等實(shí)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(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)，通過課堂教學(xué)和實(shí)踐訓(xùn)練潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和方法，獨(dú)立分析、解決問題的能力，提升學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及創(chuàng)新能力，進(jìn)而塑造學(xué)生的創(chuàng)新人格。

三、構(gòu)建一線三段式教學(xué)體系

1.將發(fā)明問題解決理論TRIZ引入到機(jī)械專業(yè)課程體系中，在課程體系設(shè)置中貫穿創(chuàng)新主線，構(gòu)建了面向機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)全過程的學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新人格的培養(yǎng)模式，對(duì)現(xiàn)有的專業(yè)課程體系進(jìn)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(chǔ)課課堂教學(xué)中，并積極引導(dǎo)學(xué)生選修創(chuàng)新思維類課程，使學(xué)生建立創(chuàng)新概念，重點(diǎn)培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，理解創(chuàng)新理論及創(chuàng)新意識(shí)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中起到的重要性。開設(shè)《創(chuàng)新設(shè)計(jì)》——TRIZ創(chuàng)新課程，使學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)TRIZ理論中的理想解、沖突理論、資源分析、技術(shù)進(jìn)化、物質(zhì)—場分析等創(chuàng)新方法及工具，并通過案例式教學(xué)和項(xiàng)目式教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)的思維方式。并通過引導(dǎo)學(xué)生參加創(chuàng)新大賽、科研訓(xùn)練計(jì)劃等環(huán)節(jié)，運(yùn)用TRIZ工具進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)工作，重點(diǎn)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(chǔ)課課堂教學(xué)中，并積極引導(dǎo)學(xué)生選修創(chuàng)新思維類課程，使學(xué)生建立創(chuàng)新概念，重點(diǎn)培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，理解創(chuàng)新理論及創(chuàng)新意識(shí)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中起到的重要性。目前我校開設(shè)了《創(chuàng)新設(shè)計(jì)》、《創(chuàng)新思維與現(xiàn)代設(shè)計(jì)》、《科研技能與創(chuàng)新思維》、《創(chuàng)新思維與訓(xùn)練》等創(chuàng)新思維學(xué)習(xí)及訓(xùn)練類的校選課，其中《創(chuàng)新設(shè)計(jì)》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(jí)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(shí)踐環(huán)節(jié)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用TRIZ理論，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。《創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程授課采用案例式教學(xué)和項(xiàng)目式教學(xué)，每班分多組，每組3—5人，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的TRIZ理論知識(shí)和工具，就自己熟悉的案例進(jìn)行練習(xí)，要求課程結(jié)束時(shí)完成并答辯。項(xiàng)目引導(dǎo)式的教學(xué)方式大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性。學(xué)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(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力，鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。在第七學(xué)期的專業(yè)實(shí)踐課中，為了提高學(xué)生的工程創(chuàng)新意識(shí)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(chǔ)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(xué)生自己提設(shè)計(jì)方案，經(jīng)與指導(dǎo)老師溝通、討論最后確定方案，開發(fā)了繪圖機(jī)、電梯、立體車庫、刷墻機(jī)、搬運(yùn)機(jī)器人、分揀機(jī)械手、刻章機(jī)等機(jī)電裝置。該實(shí)踐課要求學(xué)生從任務(wù)出發(fā)，首先擬定系統(tǒng)功能，進(jìn)行功能分解及結(jié)構(gòu)求解，備件選型及方案評(píng)估。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用TRIZ理論解決存在的問題，進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、原理創(chuàng)新性的方案設(shè)計(jì)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，部分老師的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，要求學(xué)生應(yīng)用TRIZ理論，進(jìn)行方案的理想解分析、設(shè)計(jì)沖突解決、技術(shù)預(yù)測分析等，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，提升了學(xué)生的工程創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，搭建了TRIZ理論實(shí)習(xí)、實(shí)踐基地，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力提供了實(shí)踐平臺(tái)。依托我校的國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心，搭建了TRIZ理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐平臺(tái)，與機(jī)械學(xué)院合作，通過引導(dǎo)大學(xué)生參加校內(nèi)外的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用TRIZ理論提出創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案。近幾年學(xué)生共進(jìn)行課題研究幾十項(xiàng)，鍛煉了學(xué)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(jìn)一步提升。

4.指導(dǎo)學(xué)生積極參加創(chuàng)新類大賽及科研訓(xùn)練實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)一步提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，塑造創(chuàng)新人格。近幾年積極鼓勵(lì)學(xué)生參加以“TRIZ杯”、“挑戰(zhàn)杯”、“機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽”為代表的國家級(jí)、省級(jí)等各種創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和科研訓(xùn)練計(jì)劃。通過實(shí)踐鍛煉、鞏固TRIZ理論相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維習(xí)慣，鍛煉學(xué)生自主創(chuàng)新能力。

四、結(jié)論

通過以上的教學(xué)模式改革和實(shí)踐，以提升學(xué)生創(chuàng)新能力為目標(biāo)，構(gòu)建了將TRIZ理論和專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等教學(xué)環(huán)節(jié)相融合的課程體系。并在課程體系設(shè)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(chǔ)課課堂教學(xué)、各類實(shí)踐環(huán)節(jié)和引導(dǎo)學(xué)生參加創(chuàng)新大賽、科研訓(xùn)練計(jì)劃及自主創(chuàng)業(yè)等環(huán)節(jié)，從培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、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(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過程的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。通過以上教學(xué)及實(shí)踐過程，學(xué)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(yīng)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(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

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