鐘柏昌　龔佳欣

摘要：創(chuàng)新能力是新時代人才應(yīng)具有的關(guān)鍵素質(zhì)，跨學(xué)科教育是其重要培養(yǎng)途徑。如何科學(xué)評價學(xué)生的跨學(xué)科創(chuàng)新能力成為當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵問題。由于創(chuàng)新能力測評的復(fù)雜性，長期以來針對跨學(xué)科創(chuàng)新能力的評價仍局限于學(xué)生自我評價或作品評價，鮮見客觀、量化、高效的評價工具。被譽為創(chuàng)新“點金術(shù)”的TRIZ，與創(chuàng)新能力及跨學(xué)科教育有著密切聯(lián)系，能夠為跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價提供理論視角和方法指引。為此，以前期研究構(gòu)建的跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價指標(biāo)體系為基礎(chǔ)，利用TRIZ中的“發(fā)明原理”和“最終理想解”兩種創(chuàng)新工具，設(shè)計并開發(fā)了一套基于TRIZ的跨學(xué)科創(chuàng)新能力測試題，用于評價學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新學(xué)習(xí)和創(chuàng)新技能水平。以47位大學(xué)生作為試用對象進行測試，量化數(shù)據(jù)與質(zhì)性分析均表明，該套測試題在難度、區(qū)分度、信度、效度等重要質(zhì)量指標(biāo)上表現(xiàn)良好，符合跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價要求，具有較高的應(yīng)用價值。未來一方面可結(jié)合人工智能等技術(shù)開展智能評價，以彌補紙筆測試和人工打分的不足；另一方面也需重視創(chuàng)新方法的教學(xué)與應(yīng)用，以針對性地培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：TRIZ；跨學(xué)科教育；創(chuàng)新能力評價；試題編制；試題質(zhì)量評估

中圖分類號：G434? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1009-5195（2023）04-0075-09? doi10.3969/j.issn.1009-5195.2023.04.009

一、引言

創(chuàng)新能力作為新時代人才的關(guān)鍵特征受到廣泛關(guān)注，各國高度重視創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，相繼出臺政策法規(guī)以變革教育方式，以期提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。然而，日趨復(fù)雜的現(xiàn)實問題對單一學(xué)科視域的創(chuàng)新創(chuàng)造帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。與之相反，跨學(xué)科創(chuàng)新表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性，逐漸成為解決復(fù)雜問題的優(yōu)先方案。研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生于交叉學(xué)科或?qū)W科邊界的創(chuàng)新成果數(shù)量每年呈指數(shù)級增長（Oonk et al.，2019）。在此背景下，跨學(xué)科教育成為培養(yǎng)創(chuàng)新人才和創(chuàng)新能力的重要路徑（黃玲，2022）。

所謂跨學(xué)科創(chuàng)新能力，是指在跨學(xué)科教育或跨學(xué)科環(huán)境中學(xué)生跨學(xué)科解決復(fù)雜問題的創(chuàng)新能力（鐘柏昌等，2021）。此處的跨學(xué)科旨在強調(diào)其不同于單學(xué)科的培養(yǎng)背景。換言之，跨學(xué)科創(chuàng)新能力中的“跨學(xué)科”是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的切入點，而“創(chuàng)新能力”才是其最終目標(biāo)與落腳點。隨著跨學(xué)科教育（如STEM教育）的推廣，學(xué)界針對跨學(xué)科創(chuàng)新能力進行了大量研究，但主要集中于跨學(xué)科創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的探討，相關(guān)評價研究屈指可數(shù)。此外，僅有的跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價研究較為依賴學(xué)生自評或教師評價等方式，評價結(jié)果受主觀性影響較大，不利于有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科創(chuàng)新能力，故開發(fā)科學(xué)、客觀的評價工具成為創(chuàng)新能力評價研究的重要方向。有鑒于此，本文擬在前期研制跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價指標(biāo)的基礎(chǔ)上（鐘柏昌等，2022a），編制基于TRIZ的跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價試題，試圖為跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價提供一種經(jīng)濟而有效的客觀評價工具。

二、理論基礎(chǔ)

1.TRIZ簡介與應(yīng)用

20世紀中葉，前蘇聯(lián)發(fā)明家根里奇·阿奇舒勒（Genrich S. Altshuler）在工作中發(fā)現(xiàn)，任何領(lǐng)域的產(chǎn)品改進、技術(shù)創(chuàng)新都是有跡可循的，隨后他與同事對250萬份高水平專利進行研究，總結(jié)出各種技術(shù)發(fā)展遵循的規(guī)律，以及解決各種技術(shù)矛盾和物理矛盾的創(chuàng)新原理和法則，進而提出發(fā)明問題解決理論——TRIZ。TRIZ理論成功揭示了發(fā)明創(chuàng)造的內(nèi)在規(guī)律與原理，證明了創(chuàng)新并不是盲目、高成本的試錯或偶然，這使得人們學(xué)習(xí)如何發(fā)明與創(chuàng)造成為可能（檀潤華，2010）。

有學(xué)者在深入分析TRIZ理論后，按照從抽象到具體的邏輯，將其分為哲學(xué)層、方法層及工具層三個層次（如圖1所示），組成了TRIZ的整體結(jié)構(gòu)，并從理論、方法、實踐的角度深入剖析了TRIZ的思想、邏輯以及核心內(nèi)容（Stratton et al.，2003）。具體而言，TRIZ哲學(xué)層包含了理想度、資源和矛盾三個核心概念，構(gòu)成了TRIZ解決創(chuàng)新問題的哲學(xué)思想；方法層在核心概念的基礎(chǔ)上，通過問題解決的邏輯步驟將TRIZ的各種工具串聯(lián)起來，形成了解決創(chuàng)新問題的普適方案；工具層則包含了TRIZ用來解決問題的原理與方法，是TRIZ理論的核心內(nèi)容。就此而言，TRIZ也可被理解為一個解決創(chuàng)新問題的工具集合（丁俊武等，2004）。

TRIZ被譽為創(chuàng)新的“點金術(shù)”，已被應(yīng)用于創(chuàng)新教育、通用機械、科學(xué)發(fā)明、生物醫(yī)藥等多個領(lǐng)域（姚威等，2022）。有學(xué)者直言，TRIZ是一個偉大的工具，不存在任何行業(yè)差別（Moehrle，2005）。聚焦教育領(lǐng)域，國外主要將TRIZ作為一種創(chuàng)新思維訓(xùn)練方法進行運用。例如，美國制定了應(yīng)用于中小學(xué)的TRIZ教學(xué)手冊，還積極利用漫畫等形式對幼兒園兒童進行思維教育（Ilevbare et al.，2013）；德國的大學(xué)在“設(shè)計與創(chuàng)新管理學(xué)”課程中也引入了TRIZ理論（Chechurin et al.，2016）。在高等教育領(lǐng)域，國內(nèi)研究主要關(guān)注TRIZ之于通識性創(chuàng)新能力培養(yǎng)的價值，如付敏等人（2013）詳細介紹了國內(nèi)大學(xué)開設(shè)TRIZ相關(guān)創(chuàng)新課程的情況，劉莉莉（2017）認為高校應(yīng)將TRIZ與專業(yè)教育、創(chuàng)業(yè)競賽、實踐活動結(jié)合起來，進而提出大學(xué)生創(chuàng)新能力的優(yōu)化路徑。在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，國內(nèi)研究更關(guān)注如何利用TRIZ進行領(lǐng)域性創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，將TRIZ與英語、物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科相結(jié)合，探索創(chuàng)新教學(xué)方法在具體學(xué)科的應(yīng)用效果（胡勝男等，2011；林楓，2016；閆妮等，2018），如張玉山（2011）結(jié)合TRIZ開發(fā)了創(chuàng)意設(shè)計教學(xué)方案，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對TRIZ的接受度普遍較高，并能將其靈活應(yīng)用于作品的結(jié)構(gòu)設(shè)計與功能創(chuàng)新等方面。

然而，令人遺憾的是，盡管TRIZ理論的適用范圍廣泛且作用效果顯著，但在教育領(lǐng)域，TRIZ尚未充分發(fā)揮其作用。一方面，TRIZ作為一個綜合多學(xué)科的創(chuàng)新理論體系，跨越學(xué)科界限是其主要特征之一，然而目前研究多將其運用于單一學(xué)科教學(xué)之中，鮮有研究觀察到TRIZ的跨學(xué)科特點，并結(jié)合跨學(xué)科教育進行探索。另一方面，已有研究主要關(guān)注TRIZ對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)過程，未有研究運用TRIZ對學(xué)生的創(chuàng)新能力進行評價。TRIZ作為一種達成共識的創(chuàng)新法則與客觀規(guī)律，利用TRIZ評價學(xué)生的創(chuàng)新能力顯然具有理論上的可行性。綜上所述，TRIZ與創(chuàng)新能力以及跨學(xué)科教育有著密切聯(lián)系，將其作為學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新能力的評價工具是值得探索的新課題。

2.跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價指標(biāo)與評價方式

跨學(xué)科教育蔚然成風(fēng)，但針對跨學(xué)科創(chuàng)新能力的研究仍集中于學(xué)理機制的探討與培養(yǎng)模式的構(gòu)建，跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價研究屈指可數(shù)。開展跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價，首先需要構(gòu)建跨學(xué)科創(chuàng)新能力的評價指標(biāo)體系。檢視相關(guān)研究，目前主要存在兩種評價取向：一是評價學(xué)生的跨學(xué)科能力，將創(chuàng)新作為過程性元素穿插其中（占小紅等，2019）；二是評價學(xué)生的創(chuàng)新能力，在評價指標(biāo)的描述與測量中凸顯跨學(xué)科特征（周蓓蓓等，2018）。兩者差異的實質(zhì)是跨學(xué)科創(chuàng)新能力內(nèi)涵的界定問題，本文更傾向于支持第二種評價取向，即跨學(xué)科創(chuàng)新能力的評價依然要落腳于學(xué)生的創(chuàng)新能力。從種屬關(guān)系來看，跨學(xué)科創(chuàng)新能力當(dāng)且應(yīng)當(dāng)視作創(chuàng)新能力的一個重要分支，即“跨學(xué)科”是創(chuàng)新能力的前綴，意在強調(diào)培養(yǎng)創(chuàng)新能力的環(huán)境以及方式，旨在突出跨學(xué)科教育培養(yǎng)創(chuàng)新能力的優(yōu)勢，其最終目的仍在于學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，故跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價也應(yīng)以創(chuàng)新能力評價為主，再輔以跨學(xué)科特征。因此，在確定跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價指標(biāo)之前，筆者曾通過文獻分析法對創(chuàng)新能力的核心評價要素進行梳理，選取中文核心期刊中22篇高質(zhì)量創(chuàng)新能力評價實證研究作為樣本，對研究所涉及的評價指標(biāo)進行分析與統(tǒng)計（鐘柏昌等，2022b），進而通過德爾菲法征詢專家意見，重點增加了評價要素的跨學(xué)科特征，最終確定了由創(chuàng)新人格、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新學(xué)習(xí)、創(chuàng)新技能、創(chuàng)新成果5個一級指標(biāo)與12個二級指標(biāo)組成的跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價指標(biāo)體系（見表1）（鐘柏昌等，2022a）。

學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新能力的展現(xiàn)是一個復(fù)雜的過程，上述五大維度涵蓋了跨學(xué)科創(chuàng)新能力的核心評價要素，但各維度的側(cè)重點有所差異，在實施評價時也需要結(jié)合學(xué)生的具體情況使用不同的評價方式。例如，創(chuàng)新人格維度屬于相對內(nèi)隱的創(chuàng)新要素，利用學(xué)生的創(chuàng)新表現(xiàn)進行評價難度較大，故一般采用學(xué)生自評的方式識別其創(chuàng)新人格傾向。創(chuàng)新成果屬于顯性創(chuàng)新維度，適合基于證據(jù)的評價，如評價者（教師）可根據(jù)預(yù)設(shè)的評價標(biāo)準對學(xué)生制作的跨學(xué)科創(chuàng)新作品進行評價。創(chuàng)新思維、創(chuàng)新學(xué)習(xí)、創(chuàng)新技能三個維度聯(lián)系緊密，側(cè)重學(xué)生積極思考、自主學(xué)習(xí)、解決問題等主要創(chuàng)新過程，三者既非全然內(nèi)隱，亦非徹底顯現(xiàn)，采用學(xué)生自評以及作品評價等方式可能會忽視學(xué)生的部分創(chuàng)新狀態(tài)，導(dǎo)致評價結(jié)果與實際情況產(chǎn)生偏差。相比之下，基于測試題的客觀評價不失為一種可取的選擇。而且近年來大規(guī)模國際評估項目（PISA）也利用開放性試題對各國學(xué)生的創(chuàng)造性思維進行綜合評價（安奕等，2019），此項工作可視為創(chuàng)新能力評價的重要里程碑，同時也展現(xiàn)出客觀評價的廣闊應(yīng)用空間。與此類似，本文將開發(fā)針對性的試題對學(xué)生進行紙筆測試，以評價學(xué)生在創(chuàng)新思維、創(chuàng)新學(xué)習(xí)以及創(chuàng)新技能等方面的客觀水平。當(dāng)然，此類紙筆測試不同于單純的知識考試，其更側(cè)重于測驗學(xué)生解決問題的創(chuàng)新過程，因而不僅有利于幫助學(xué)生充分展現(xiàn)自己的創(chuàng)新過程，也有利于評價者（教師）清晰了解學(xué)生的創(chuàng)新狀態(tài)。

三、試題編制

1.TRIZ與跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價

傳統(tǒng)創(chuàng)新方法（如頭腦風(fēng)暴法）強調(diào)直覺與頓悟，此類方法偏向經(jīng)驗主義，將靈感視為創(chuàng)新的關(guān)鍵因素，具有偶然性與難復(fù)制性，對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的效果有限。TRIZ總結(jié)了技術(shù)進化以及矛盾消除的原理與法則，強調(diào)從邏輯層面解決問題進而實現(xiàn)創(chuàng)新，其客觀性、科學(xué)性、可操作性使其逐漸成為教育領(lǐng)域中主流的創(chuàng)新方法。更為重要的是，TRIZ本身即為一種跨邊界、跨學(xué)科的通用創(chuàng)新理論，正如阿奇舒勒所言，盡管發(fā)明專利的內(nèi)容各不相同，但許多專利中所使用的解決方案已在其他領(lǐng)域中出現(xiàn)并成功應(yīng)用，如果跨領(lǐng)域間的技術(shù)能夠被更加充分地借鑒，那么創(chuàng)新就變得輕而易舉了（楊鑫超等，2020）。顯然，TRIZ的客觀性與跨學(xué)科性更加貼合學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新能力的評價需求，因而基于TRIZ設(shè)計試題來客觀評價學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新學(xué)習(xí)以及創(chuàng)新技能也極具可行性。

TRIZ作為一套系統(tǒng)的創(chuàng)新理論，包含多種形式的問題解決工具，如何利用TRIZ設(shè)計評價試題是本文需要解決的核心問題。對不同TRIZ工具的使用頻率進行統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，發(fā)明原理與最終理想解兩種工具的使用頻次最高，應(yīng)用效果最好（Spreafico et al.，2016）。因此，本研究將圍繞發(fā)明原理和最終理想解選擇合適的角度進行試題設(shè)計。

（1）創(chuàng)新思維評價：發(fā)明原理的聯(lián)系與判斷

阿奇舒勒在對大量發(fā)明專利進行分析后，提煉出了最為重要、具有普適性的40條發(fā)明原理（見表2）。作為TRIZ的核心工具之一，發(fā)明原理已被廣泛運用并成功解決了多個領(lǐng)域的問題，被視為一種通用性的創(chuàng)新思維。例如，1號發(fā)明原理“分割”的內(nèi)涵之一為將物體分割為獨立部分以解決問題，生活中常見的鴛鴦鍋、分類垃圾桶等物品都是該原理的具體應(yīng)用。

利用發(fā)明原理來評價學(xué)生的創(chuàng)新思維可從正向和逆向兩方面入手：一方面，可先向?qū)W生提供發(fā)明原理的具體內(nèi)涵解釋，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活實際，尋找生活中運用該原理設(shè)計的物品，此為正向評價。另一方面，試題可以直接給出生活中的物品，讓學(xué)生理解物品的設(shè)計思路，進而追溯該物品可能運用了哪一條發(fā)明原理，此為逆向評價。跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價指標(biāo)中的創(chuàng)新思維重點關(guān)注學(xué)生的發(fā)散思維與邏輯思維，可從發(fā)明原理正向聯(lián)系生活物品的過程視角，讓學(xué)生從不同角度理解原理內(nèi)涵，并結(jié)合實際情況進行發(fā)散性聯(lián)系與思考，在此過程中，學(xué)生的發(fā)散思維得以充分展現(xiàn)；還可從具體物品匹配發(fā)明原理的逆向推斷過程視角，讓學(xué)生對物品進行抽象提煉并準確找到與之相符的發(fā)明原理，這種抽象概括與判斷推理能力正是邏輯思維的必備要素（何克抗，2016）。因此，發(fā)明原理與生活實際的聯(lián)系與匹配適合作為學(xué)生創(chuàng)新思維的評價手段。

（2）創(chuàng)新學(xué)習(xí)評價：最終理想解的學(xué)習(xí)與運用

最終理想解（Ideal Final Result，IFR）是TRIZ九大經(jīng)典理論之一，其追求的不是折中的解決辦法，而是完美的理想目標(biāo)。最終理想解旨在打破傳統(tǒng)解決問題的思路，要求首先拋開各種客觀限制條件，尋找最理想的解決方案，隨后再依據(jù)理想目標(biāo)來分析問題解決的方向與條件。最終理想解的確定一共分為6個步驟（見表3），一旦問題的最終理想解被正確理解并表達出來，問題就算得到了圓滿解決（楊清亮，2006）。具體而言，在設(shè)計試題時，可以先給出最終理想解的相關(guān)內(nèi)容及示范案例，隨后設(shè)計跨學(xué)科問題，鼓勵學(xué)生運用最終理想解獲得解決方案。

最終理想解不僅是一種創(chuàng)新方法，本質(zhì)上更是一種創(chuàng)新學(xué)習(xí)過程。學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)了解什么是“最終理想解”，而且在確定最終理想解的6個步驟中需要不斷探究學(xué)習(xí)新的知識內(nèi)容。最終理想解作為一種新知識，需要學(xué)生領(lǐng)會并進行自主學(xué)習(xí)，其學(xué)習(xí)效果將直接體現(xiàn)在學(xué)生對后續(xù)解決方案的回答中，一定程度上能夠表征較難測量的學(xué)習(xí)過程。作為一種新方法，學(xué)生需要運用最終理想解給出解決方案，同時亦需要進行知識重構(gòu)與遷移，以對最終理想解的連續(xù)追問作出回應(yīng)。因此，最終理想解的學(xué)習(xí)和運用與創(chuàng)新學(xué)習(xí)的評價重點不謀而合，其亦能夠有效測評學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與知識遷移能力。

（3）創(chuàng)新技能評價：跨學(xué)科問題的提出與解決

真實問題的提出與解決是跨學(xué)科創(chuàng)新能力的核心。學(xué)生在跨學(xué)科情境下發(fā)現(xiàn)并清晰表述問題，然后利用跨學(xué)科知識與方法解決問題的能力，是跨學(xué)科創(chuàng)新能力培養(yǎng)和評價的重點內(nèi)容。為此，試題命制要為創(chuàng)新技能的評價設(shè)計貼近生活的真實場景，先讓學(xué)生在此場景中解決一個復(fù)雜問題，形成詳細解決方案；再讓學(xué)生在同一場景中尋找新的問題，以考查學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力。此處的問題解決并不限定具體方式，通過評判解決方案的新穎性、價值性以及綜合性（跨學(xué)科性），即可衡量學(xué)生的跨學(xué)科問題解決能力。在解決完預(yù)設(shè)問題后，再嘗試讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)新的待解決問題。由于真實場景中已蘊含了部分問題描述，故學(xué)生也可以聯(lián)系生活實際提出場景中未包含的其他問題，因此又可從提出問題的數(shù)量、異質(zhì)性以及新穎性三個方面來評定學(xué)生的問題提出水平?？鐚W(xué)科問題的解決與再提出抓住了創(chuàng)新技能的核心指標(biāo)，故其有利于客觀評價學(xué)生的問題提出與解決能力。需要說明的是，按照解決真實問題的一般流程，應(yīng)該是先考查學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力，再考查學(xué)生解決該問題的能力，但按此流程設(shè)計評價任務(wù)將無法錨定目標(biāo)問題的解決，導(dǎo)致評價結(jié)果和時間成本不可控。

2.跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價試題編制舉例

上述分析詳細梳理了跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價維度與TRIZ結(jié)合的具體內(nèi)容與形式，后續(xù)試題編制工作可以據(jù)此展開。盡管本研究為不同評價指標(biāo)設(shè)計了不同的評價內(nèi)容，但各維度統(tǒng)一于跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價體系之中，是一種循序漸進的協(xié)同關(guān)系，不可將其僵硬割裂。例如，在問題提出部分，所提問題的異質(zhì)性與數(shù)量亦可以作為對學(xué)生創(chuàng)新思維的考查。因此，跨學(xué)科創(chuàng)新能力測試將學(xué)生置于真實場景之中，利用不同試題形式評價學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新能力的不同維度，同時特別注意前后內(nèi)容的銜接與融合。

跨學(xué)科創(chuàng)新能力試題可以分為學(xué)習(xí)材料和測試題兩個部分，學(xué)習(xí)材料提供40條發(fā)明原理的具體內(nèi)涵解釋與最終理想解的運用示例，學(xué)生閱讀完學(xué)習(xí)材料后進行作答。本研究以大學(xué)生為評價對象，以智能家居情境為例，自主設(shè)計了一套完整的試卷。命題完成后經(jīng)由兩位領(lǐng)域?qū)＜覍彶椋鶕?jù)意見對測試題進行了修改，試卷最終結(jié)構(gòu)及例題見表4。

測試題編制完成后，招募5位大學(xué)生進行初步測試，同時詳細記錄其在測試過程中所遇到的問題。根據(jù)測試對象的反饋并結(jié)合專家修訂意見，最終版測試題在以下四個方面進行了規(guī)范與改進：

第一，規(guī)定測試時間為60分鐘。5位測試對象的作答時間分別為40～60分鐘不等，為最大限度降低測試時間對學(xué)生作答的影響，故設(shè)置答題時間為60分鐘。

第二，學(xué)習(xí)材料中新增發(fā)明原理應(yīng)用示例。在測試過程中，2位測試對象認為發(fā)明原理的內(nèi)涵較為抽象，理解起來有一定難度，故對學(xué)習(xí)材料進行了一定修改，即在每條原理的內(nèi)涵后增設(shè)應(yīng)用示例以幫助學(xué)生理解（如：3.局部質(zhì)量——使物體的不同部分實現(xiàn)不同的功能，應(yīng)用：瑞士軍刀）。

第三，明確論述題的評分標(biāo)準。在作答論述題時，測試對象對于回答問題的方向與思路較為模糊，故在題后附上評分標(biāo)準以幫助學(xué)生進行作答參照（如：本題評分標(biāo)準包括新穎性、異質(zhì)性、數(shù)量三個維度）。

第四，調(diào)整了測試說明、題目分值、答題數(shù)量、題目順序等其他細節(jié)。

經(jīng)過上述步驟，試題編制正式完成，《跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價測試題》（以下簡稱《測試題》）包括選擇題、填空題、簡答題與論述題四大題型，共計14個小題，測試時間為60分鐘，滿分為100分，旨在評價學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新能力中創(chuàng)新思維、創(chuàng)新學(xué)習(xí)以及創(chuàng)新技能三大維度的客觀水平。

四、試題應(yīng)用與質(zhì)量評估

為確認《測試題》質(zhì)量，以H大學(xué)教育技術(shù)學(xué)專業(yè)47名大學(xué)生（18名本科生與29名研究生）作為試用對象，依據(jù)試用結(jié)果對《測試題》的難度、區(qū)分度、信度、效度等主要指標(biāo)進行檢驗。同時，隨機挑選12位試用對象進行半結(jié)構(gòu)化訪談，獲取《測試題》的質(zhì)性評價以佐證數(shù)據(jù)結(jié)論。為方便統(tǒng)計，將14個小題根據(jù)不同題型進行編號，包括選擇題（A1～A3）、填空題（B1～B2）、簡答題（C1～C7）、論述題（D1～D2），將訪談對象編號為受訪者1～12。

1.難度

難度旨在評判試題與學(xué)生實際水平的符合程度。各試題難度可采用P＝X/M進行計算，其中P為試題難度，X為試題平均分，M為試題滿分，整份試卷的難度是所有試題難度的平均數(shù)，試題P值越小，難度越高。根據(jù)教育測量的一般原則，要求試卷整體難度適中，大部分試題的難度應(yīng)分布在0.30～0.80之間，少量試題可以超出這一范圍；整份試卷難度＜0.30表示難，0.30～0.40表示較難，0.40～0.65表示中等，0.65～0.80表示較易，＞0.80表示容易（吳明隆，2000，p.153）。統(tǒng)計結(jié)果顯示（見表5），本套試題難度最低值為0.37，最高值為0.85，14道試題中有12道試題難度在0.30～0.80之間，整份試卷難度為0.63，上述數(shù)據(jù)表明該《測試題》難度適中，能夠反映學(xué)生的真實水平。

2.區(qū)分度

區(qū)分度是指試題對不同水平學(xué)生的區(qū)分程度與鑒別能力，區(qū)分度越大表明試題區(qū)分效果越好。試題區(qū)分度常用極端分組法，即取分數(shù)分布高低兩端的數(shù)據(jù)（以總?cè)藬?shù)的27%為界限劃分高分組與低分組）進行計算，區(qū)分度公式為D＝（SH-SL）/n（WH-WL），其中D為區(qū)分度，SH為高分組此題總得分，SL為低分組總得分，n為高分組（或低分組）人數(shù)，WH為此題最高分，WL為此題最低分。區(qū)分度可分為四個等級，分別為＜0.20（較差）、0.20～0.29（合格）、0.30～0.40（良好）、＞0.40（優(yōu)秀）（吳明隆，2000，p.161）。統(tǒng)計結(jié)果顯示（見表6），整份測試題的區(qū)分度為0.60，除試題C3外其余題目的區(qū)分度均大于0.20，達到合格以上的標(biāo)準，能夠區(qū)分不同水平的學(xué)生。試題C3的區(qū)分度為0.19，查閱答卷發(fā)現(xiàn)，C3屬于一道反向試題，部分高分組學(xué)生未留意題目設(shè)問，仍正向作答導(dǎo)致失分。由于此題與前后試題聯(lián)系緊密，對其進行調(diào)整將影響試卷整體邏輯，故并未刪除或修改此題，而是將題目中反向設(shè)問的關(guān)鍵詞加粗并打點提示，以減少學(xué)生的失誤概率。

3.信度

信度是反映試題可靠程度的重要指標(biāo)，信度越高表明試題測量誤差越小。試題的信度采用Cronbachs α系數(shù)進行計算，結(jié)果顯示（見表7），所有試題的信度均大于0.80，試題總信度為0.85，表明該《測試題》信度檢驗已達標(biāo)。

4.效度

效度是表示試題有效性的指標(biāo)，此處主要關(guān)注《測試題》的內(nèi)容效度。一方面，《測試題》依據(jù)跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價指標(biāo)體系編制而來，而跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價指標(biāo)體系經(jīng)過文獻分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、模式轉(zhuǎn)化與修訂等一系列嚴謹?shù)倪^程產(chǎn)生，同時邀請高校學(xué)者、一線教師、教研員等專家對評價體系進行評判，并根據(jù)專家意見對評價體系進行審查與修正，經(jīng)過兩輪專家咨詢最終形成，得到了專家的充分肯定。另一方面，TRIZ與創(chuàng)新能力特別是跨學(xué)科創(chuàng)新能力高度相關(guān)，利用TRIZ設(shè)計的試題必然處于跨學(xué)科創(chuàng)新能力領(lǐng)域范圍內(nèi)。綜上，本研究編制的《測試題》內(nèi)容效度較高，能夠有效評價學(xué)生的跨學(xué)科創(chuàng)新能力。

5.訪談分析

為對試題質(zhì)量進行再次確認，研究隨機抽取12位測試對象進行半結(jié)構(gòu)化訪談，訪談內(nèi)容主要包括試題難度、試題與真實跨學(xué)科創(chuàng)新水平匹配度、TRIZ對創(chuàng)新的幫助以及受訪者對創(chuàng)新的認識四個方面。通過對受訪者的回答進行分析，主要歸納出如下觀點：

（1）《測試題》形式新穎，但具有一定難度

12位受訪者或多或少均表示《測試題》對他們而言存在難度，但受訪者也認為正是由于這種難度才使得試題具有挑戰(zhàn)性。分析發(fā)現(xiàn)，“新穎”“獨特”是受訪者形容《測試題》的常用詞語。例如，受訪者5表示：“《測試題》難度肯定有，但我覺得這是題目和形式比較新穎的原因，以前都是做那種學(xué)科考試的試卷，突然變成這種題目一下子難以進入狀態(tài)?！笔茉L者12也表示：“這次測試形式特別獨特，以前也填過很多問卷去測試這種抽象的能力，但是感覺都比較虛，而這種測試方式比較合適。”在測試結(jié)束之后，不少學(xué)生依舊在相互討論測試的內(nèi)容，顯然《測試題》和TRIZ的內(nèi)容吸引了他們的注意力，并激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣。

（2）《測試題》能夠反映跨學(xué)科創(chuàng)新能力的真實水平

有10位受訪者認為《測試題》的作答情況與其自身真實水平較為相符。正如受訪者2所言：“《測試題》還是挺能反映自己的能力水平的，比如同樣是發(fā)明原理，我在舉例的時候花了很多時間也沒想出來，但是判斷發(fā)明原理就感覺比較順利，確實感覺自己邏輯判斷還可以，而聯(lián)想發(fā)散就差一些。”還有受訪者認為《測試題》的作答有助于他們進一步細化和明晰具體的跨學(xué)科創(chuàng)新能力，以及幫助他們發(fā)現(xiàn)自己在跨學(xué)科創(chuàng)新實踐過程中的薄弱環(huán)節(jié)。正如受訪者5所言：“做完《測試題》之后我發(fā)現(xiàn)了自己的薄弱環(huán)節(jié)，比如在問題提出的過程中，雖然我反復(fù)閱讀材料，但是思維好像完全被上一題的內(nèi)容束縛住了，導(dǎo)致最后只寫出了兩個新問題?！?/p>

（3）運用TRIZ有利于進行跨學(xué)科創(chuàng)新

有11位受訪者表示這是他們第一次了解TRIZ，1位受訪者表示之前有了解過類似的創(chuàng)新方法——奔馳法（SCAMPER），也嘗試過利用奔馳法進行創(chuàng)新實踐。正如受訪者2所言：“當(dāng)我做到發(fā)明原理題的時候就想起我以前學(xué)過奔馳創(chuàng)新法，里面有7個方法，也是什么合并、消除之類的，所以看到40條發(fā)明原理感覺很熟悉，也在后面用上了?！贝送猓惺茉L者表示自己有意識地運用TRIZ工具回答試題，讓自己的思路變得更加清晰了。正如受訪者3所言：“TRIZ對我答題有幫助，一開始解決掃地機器人上下樓梯的時候沒有想法，后來就嘗試運用最終理想解，發(fā)現(xiàn)一步步梳理下來自己的思路更清晰了?！笔茉L者11也表示：“發(fā)明原理讓我了解到了一些創(chuàng)新的思路，雖然比較抽象，但是感覺很多應(yīng)用都離不開這些原理；最終理想解感覺是一個逆向的方法，有時候從最終目的反推實現(xiàn)條件確實比正向推導(dǎo)更容易?！?/p>

（4）對跨學(xué)科創(chuàng)新能力的新認識

《測試題》不僅考查了受訪者的跨學(xué)科創(chuàng)新水平，也進一步改變了受訪者對于創(chuàng)新的看法。正如受訪者5所言：“TRIZ讓我知道原來創(chuàng)新有這么多方法，以前只覺得創(chuàng)新就是靈光乍現(xiàn)，這么系統(tǒng)的方法還是第一次了解，打開了新世界的大門?！边€有受訪者對跨學(xué)科創(chuàng)新能力表示贊同，認為跨學(xué)科場景貼近生活，跨學(xué)科創(chuàng)新能力的測試能更好地發(fā)揮自己的特長。正如受訪者8所言：“感覺跨學(xué)科確實是需要關(guān)注的一個方向，平時感覺自己‘鬼點子比較多，但是反映到各個學(xué)科或正規(guī)考試里我的成績表現(xiàn)卻沒那么出色，而這種測試和我們生活比較貼近，這樣我的很多點子就能夠用上。”

總之，受訪者普遍認為基于TRIZ設(shè)計的跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價能充分反映其真實水平，《測試題》能有效衡量其跨學(xué)科創(chuàng)新能力，這也間接表明了《測試題》的效度較高，質(zhì)量可靠。

五、結(jié)語

如何科學(xué)評價學(xué)生的跨學(xué)科創(chuàng)新能力是跨學(xué)科創(chuàng)新能力研究的一個重點問題。由于創(chuàng)新能力測評的復(fù)雜性，長期以來針對跨學(xué)科創(chuàng)新能力的評價仍局限于學(xué)生自我評價或作品評價，鮮見客觀、量化、高效的評價工具。為豐富跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價相關(guān)研究，本文基于TRIZ理論，結(jié)合前期構(gòu)建的跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價指標(biāo)體系，利用發(fā)明原理和最終理想解兩種創(chuàng)新工具，設(shè)計并開發(fā)了一套基于TRIZ的跨學(xué)科創(chuàng)新能力測試題，主要用于評價學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新學(xué)習(xí)和創(chuàng)新技能水平。試題編制完成后，以47位大學(xué)生作為測試對象進行實測，量化數(shù)據(jù)與質(zhì)性分析均表明，該套測試題在難度、區(qū)分度、信度、效度等重要質(zhì)量指標(biāo)上表現(xiàn)良好，符合跨學(xué)科創(chuàng)新能力評價的要求，具有較高的研究與應(yīng)用價值。

在實際應(yīng)用《測試題》評價學(xué)生的跨學(xué)科創(chuàng)新能力時，還需注意以下問題。首先，TRIZ的內(nèi)容與所需知識水平使得《測試題》適合的使用對象為大學(xué)生，若在中小學(xué)使用，還需對題目表述進行修改以符合中小學(xué)生的認知需求，以盡可能降低其認知負荷。其次，在對答案進行評分時應(yīng)有統(tǒng)一的評分標(biāo)準，PISA 2022使用的計分方式是值得參考的范例（袁婷等，2021），其在計分時先設(shè)立常規(guī)答案庫，以是否在常規(guī)答案庫為標(biāo)準來評判一個回答的新穎性，同時明確了滿分、零分、部分得分的答題要求。最后，盡管《測試題》能夠評價學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新能力的客觀水平，但在應(yīng)用時還需結(jié)合學(xué)生的其他行為表現(xiàn)，輔助其他評價方式、工具和多模態(tài)數(shù)據(jù)，綜合、立體地評價學(xué)生的跨學(xué)科創(chuàng)新能力。

后續(xù)研究可從以下方面展開。第一，《測試題》的編制為綜合能力的測評提供了一定參考，諸如計算思維、批判性思維、溝通能力、合作能力等復(fù)雜思維與關(guān)鍵能力均可借鑒此方式開展科學(xué)評價。第二，《測試題》目前的施測方式為紙筆測試，誠然其也能利用計算機輔助測評，但在實際評分時仍依賴人工打分，未來可結(jié)合深度學(xué)習(xí)、人工智能、點陣筆等技術(shù)與設(shè)備開展智能評價。第三，學(xué)生在完成《測試題》時所暴露出來的不足和對創(chuàng)新的局部認識為跨學(xué)科創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供了新的思路與方向，創(chuàng)新方法的教學(xué)與應(yīng)用或是培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新能力的重要路徑。

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收稿日期 2023-02-15責(zé)任編輯 劉選

Evaluation of Interdisciplinary Innovation Ability Based on TRIZ： Test Compilation and Demonstration

ZHONG Baichang， GONG Jiaxin

Abstract： Innovative ability is the key literacy that talents should possess in the new era， which would be cultivated well via interdisciplinary education. How to evaluate studentsinterdisciplinary innovation ability scientifically should be addressed urgently. Due to the complexity of the evaluation of innovation ability， the evaluation of interdisciplinary innovation ability has been limited to studentsself-evaluation or work evaluation for a long time， with few objective， quantitative and efficient evaluation tools. TRIZ theory， the Golden Touch， is closely related to innovation ability and interdisciplinary education， and can provide theoretical perspective and methodical guidance for the evaluation of interdisciplinary innovation ability. Therefore， combined with the evaluation index system of interdisciplinary innovation ability constructed in previous studies， a set of interdisciplinary innovation ability test is designed and developed by means of two innovation tools including “invention principle” and “ideal final result” derived from TRIZ to evaluate students innovative thinking， innovative learning and innovative skills. With 47 college students as participants， both quantitative data and qualitative analysis show that this set of test has good performance in a group of quality indicators such as difficulty， differentiation， reliability and validity， which meets the requirements of interdisciplinary innovation ability evaluation and has high application value. In the future， on the one hand， intelligent evaluation can be administrated with artificial intelligence and other technologies to make up for the limitations of paper-and-pencil testing and manual scoring. On the other hand， attention should be paid to the teaching and application of innovative methods in order to train students interdisciplinary innovation ability.

Keywords： TRIZ; Interdisciplinary Education; Innovation Ability Evaluation; Test Compilation； Test Quality Evaluation