基于TRIZ理论的创新教育探索

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摘要：创新教育是以培养学生创新精神和创新能力为基本价值取向的教育。为了进一步改善电工电子课程的教学效果，提升学生的创新能力和水平，在教学过程中引入了TRIZ创新理论。首先，阐述了创新教育必须遵循的原则；其次，分析了TRIZ体系结构和创新思维方法；最后，将TRIZ理论应用于电工电子教学，以期能够锻炼学生的创新思维，提升他们的创新能力。

关键词：TRIZ理论；创新教育；电工电子

作者简介：王兆华（1980-），男，江苏海安人，江苏大学管理学院，讲师；黄丽（1977-），女，甘肃天水人，江苏大学电气信息工程学院，讲师。（江苏 镇江 212013）

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0011-02

创新是民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力，思考教育问题就不能离开这个重大的课题。创新教育就是以培养学生创新精神和创新能力为基本价值取向的教育。其中，创新精神是指创新人格特征，是主体创新的内部态度与心向，包括创新意识、创新情感和创新意志三大方面。创新能力是创新的智慧特征，是主体创新的活动水平与技巧，包括创新思维和创新活动两大方面。总而言之，创新教育就是培养学生综合的创新素质。

创新教育在20世纪中期就受到各国重视。二战结束后，美国率先开始重视创新型人才的培养，70年代提出了培养具有创新精神跨世纪人才的目标，80年代提出面向21世纪培养和造就高素质创造性人才，以提高国家的技术创新能力和竞争力。日本在20世纪80年代提出了“创造性科技立国”的口号，把培养创造性人才作为基本国策。我国从90年代末也开始了创新教育的研究。[1]

传统的创新理论及方法非常多，常用的有试错法、头脑风暴法、形态分析法等，但这些创新方法过多依赖人的心理因素，其过程具有很大的无序性、随机性和偶然性，造成可操作性不强，难以寻找其规律，难以大规模地推广和复制。[2]相对于传统的创新方法，“发明问题解决理论”（TRIZ）是具有完整体系的发明问题解决理论和方法，在产品开发和创新领域有重要影响。近年来，一些学者将TRIZ理论引入教育领域，开展基于triz理论的创新教育，指导学生掌握创新的规律和途径，激发学生的创新潜能，以期培养创造性人才。本文着重探索在电工电子教学中如何采用TRIZ理论进行创新教育。

一、创新教育需遵循的原则

创新教育是带有全局性、结构性的教育革新。不管采用何种方法开展创新教育，在实施创新教育的过程中首先要考虑的问题就是在创新教育过程中需要遵循的原则，具体来讲有以下几点：

1.以学生为主体，创设民主的教学氛围，培养学生的创新意识

在教学过程中，始终要把学生当主体看待，尊重全体学生，建立融洽、和谐、平等的师生关系。在班级里营造宽容、自由的学习氛围，创造条件给予每个学生均等的学习机会，发挥学生的内在潜力，激发学生的创新意识。

2.培养学生的参与意识和团队精神

在课堂上，教师为学生提供参与教学的机会，不断引导和激发他们的学习兴趣，提供更多的思考和创造空间；通过课堂讨论，培养学生提出问题和解决问题的能力；通过小组协作建立同学间团队合作的精神。[3]

3.引导学生质疑探索，鼓励学生所取得的成绩

在教学中，对学生的质疑能够欣赏、鼓励，并积极解答。学生大胆的质疑和求异有利于培养创新意识和科学态度，有利于营造班级创新的氛围。[4]

4.因材施教，尊重学生的个性发展

在教学中，积极发现学生的个性心理特点，根据不同学生的个性和认知水平、学习能力以及自身素质采取不同的鼓励方法和教学策略，提出不同的标准和要求，发挥学生的长处，弥补学生的不足，激发学生学习的兴趣，树立学生学习的信心，从而促进学生的全面发展。

二、TRIZ理论概述

1.基本概念

TRIZ理论是前苏联G. S. Altshuller和一批研究人员在分析了大量高水平专利的基础上，总结出各种技术发展遵循的规律以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则，建立的一个由解决技术问题、实现创新开发的各种方法、算法组成的发明问题解决理论。[5]该理论使设计者或问题解决人员能运用前人在不同领域的创新知识和经验快速、高效地解决自己的问题。经过60多年的发展，TRIZ已被认为是一种世界级的创新方法。[6]

2.TRIZ体系结构

经典的TRIZ体系结构包含用于问题分析的分析工具和用于系统转换的基于知识的工具和理论基础。TRIZ分析工具包含：物质—场分析、ARIZ算法、冲突分析和功能分析。这些工具用于问题模型的建立、分析和转换。TRIZ包含基于知识的工具：40条发明原理、76个标准解、效应知识库。这些基于知识的工具指出解决问题过程的系统转换方式。

3.TRIZ创新思维方法

TRIZ的创新思维方法有以下几种：[7]

（1）九屏幕法。九屏幕法是指当前系统、子系统、超系统以及这三个系统的过去、现在、未来组成的九个屏幕的思维方法。该方法具有可操作性、实用性强的特点，帮助使用者解决生活和工程中的疑难问题，提供清晰的思维路径。

（2）STC算子。STC算子是将尺寸、时间和成本因素进行一系列变化的思维试验方法。该方法打破固有的对物体的尺寸、时间和成本的认识，突破思维定式，得到更好的创新结果。

（3）金鱼法。金鱼法是从幻想式解决方案构思中区分出现实部分和幻想部分，再从这一幻想部分区分出现实部分和幻想部分，这样不断地进行划分，直到确定问题的解决方案构思能够实现为止。金鱼法是反复迭代分解的过程。

（4）小人法。小人法是指当系统内的部分物体不能完成必要的功能和任务时就用小人分别代表这些物体，而不同的小人表示执行不同的功能，重新组合这些小人，使它们能够发挥作用，执行必要的功能。

（5）最终理想解（IFR）法。最终理想解（IFR）法是指抛开各种客观限制条件，通过理想化来确定问题的最终理想解。该方法以明确最终的理想方案所在的方向和位置保证在解决问题的过程中始终向着此目标进行，提升创新设计的效率。

（6）资源分析法。资源分析法理想的系统需要资源，为了能够达到目标中的任何一个目标，系统能够选择最有效的方法。系统有能力利用全部学识和周围环境选择正确的资源。

三、基于TRIZ理论的电工电子教学创新

电工电子技术课程是由电工技术、模电技术和数电技术三大知识理论融为一体、覆盖面广、实践性强的专业基础课程，是高校机械、电子、计算机、工业工程等专业的专业基础课。课程目标是使学生获得电工电子学的基本理论、知识和技能，了解电工电子技术发展的前沿，为学习其他相关课程打下理论和实践基础，培养学生创新思维能力和实践能力。[8]

江苏大学管理学院工业工程专业开设电工电子基础课。由于学生大多是文科生，对电工电子相关定理、公式和电路图难以理解，采用传统的课堂教学的效果往往不尽如人意，是学生挂科较严重的一门课。电工电子课作为一门实用性很强的课程，在制订教学方案时要充分发挥试验教学的优势，不仅仅让学生掌握电工电子的技术知识，还要培养他们的实践能力，才能使其产生浓厚的学习兴趣。

在教学中锻炼学生的创新思维，培养学生的创新能力。教学的目的不仅仅是让学生掌握书本的理论知识，更重要的是让他们学会应用和举一反三。传统的教学方式常常只是让学生学会了解题，对于应用一概不知，这不符合培养创新型人才的要求。电工电子课程与实际生产、生活联系紧密，很适合进行学生创新思维和创新能力的培养与训练。在教学过程中，老师要有意识地进行TRIZ创新理论介绍，让学生理解创新是一种有章可循的途径。具体来说，可从三方面入手。

1.课堂教学中，教师可以带领学生分析课堂和生活中的实例

例如，教师可以带来电阻、电容、电感、二级管和三级管等电工电子的元器件，让学生有直观的认识，并比较不同类型电阻间结构上的差异和功能上的差异，应用TRIZ理论的40发明原理分析为什么要设计成这样的结构、各种不同的电阻是应用在哪些领域、将来还可以进行哪些改进。学生通过实例对创新原理深入理解，把创新方法转化成创新习惯，最终达到提高学生创新能力的目的。TRIZ理论的40条发明原理对解释电工电子课程中的理论知识和试验环节很有帮助，在课堂教学中可以穿插这些原理并进行相关案例拓展，让学生参与互动、相互启发，激发他们的创新思维。

2.在电工电子课程设计中，积极应用TRIZ创新分析方法

老师提出问题，由学生将问题转换为TRIZ问题模型，利用TRIZ的分析工具和6种创新思维方法进行分析，然后再利用TRIZ的40条发明原理、76个标准解和知识库工具进行分析，最后得到理想解。具体来讲，就是让学生有意识地运用TRIZ的6种创新思维方法设计出新的实验方案或新的设计思路，逐步培养学生进行创新的意识和创新的途径。

3.积极引导学生发明创造

成立大学生电子协会等科技兴趣小组，积极运用TRIZ理论和创新方法进行小型电子产品的发明创造，支持学生申请发明专利，设立专门的基金予以资助，激发学生的创新荣誉感。积极组织学生参加各类科技竞赛活动，指导学生运用TRIZ理论解决这些问题，通过这种方法使他们熟悉科学的、规范的创新活动流程，提高大学生对创新活动的认识和对创新方法的把握。

总之，在电工电子教学中，不仅要采用多样化的教学方式，更重要的是培养学生的创新能力。通过在教学过程中应用TRIZ理论这一行之有效的创新方法锻炼学生的创新思维，对提升大学生的创新能力具有重要意义。

四、结束语

创新型人才是民族的未来和希望，如何培养创新型人才是摆在教育工作者面前的难题。将TRIZ理论所揭示的创新规律和方法应用到实践性很强的电工电子课程中，从课堂教学、课程设计和课外电子设计竞赛等方面入手，提高学生对这门课程的认识，锻炼他们的创新思维，并在此基础上形成创新能力。

参考文献：

[1]朱晓东，戴悦.高校创新教育及创新人才培养模式研究[J].中国电力教育，2009，（18）：7-8.

[2]许德志，熊威.将TRIZ引入到高职创新教育中的研究与探索[J].沈阳工程学院学报（社会科学版），2010，（1）：93-95.

[3]俞岩.英语课堂教学中实施创新教育的途径和方法[J].中南民族大学学报（人文社会科学版），2007，（S1）：247-248.

[4]郑海英.创新教育理论框架下的大学英语课堂教学[J].哈尔滨职业技术学院学报，2007，（5）：50-52.

[5]曹福全.浅谈基于TRIZ理论的创新教育[J].吉林省教育学院学报，2009，（4）：30-31.

[6]檀润华.TRIZ及应用——技术创新过程与方法[M].北京：高等教育出版社，2010.

[7]陈光.创新思维与方法——TRIZ的理论与应用[M].北京：科学出版社，2011.

[8]黄凤玲.电工电子技术课程教学改革与实践[J].教育教学论坛，

2012，（S1）：64-65.