基于TRIZ-CDIO的信息类专业教学改革研究

张玉波 毕洪波 王秀芳 葛延良

（东北石油大学 电气信息工程系，黑龙江 大庆163318）

1 CDIO理念存在的问题

本质上，CDIO理念是一种能力本位的培养模式，可是多样性才是世界的本质，虽然经过多年的发展，CDIO工程教育模式已有成熟的大纲与标准，但苛求一个通用的具体的基于CDIO工程教育模式的操作方法是不现实的，即任何教育理论都不可能从理论覆盖到具体的教学实践而演绎出普适的方法。在基于CDIO工程教育模式的教学改革背景下，通信工程基础课程侧重在实践中培养学生的动手能力，而传统的以教师讲授为主的课程教学方式可能不再适用，同时由于学生自身的基础，对通信的掌握程度不尽相同，如何快速、高效地培养学生的动手实践能力似乎成为一个难题。所以，要将CDIO工程教育模式渗透融入到当下具体的工程技术教育改革的背景下，形成一套清晰、一体化的操作方法和实施途径，迫切要求要有创新思维的方法指导。

2 TRIZ-CDIO创新改革方法

TRIZ是俄文单词“解决创新性问题的理论”首字母的缩写，是阿奇舒勒历经50多年，对250万件高水平的发明专利文献加以整理、归纳、提炼和重组，建立起的一整套实用的理论方法体系。其目的是研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则。TRIZ理论指出对于问题中存在的矛盾和冲突的解决是技术系统化的根本推动力，在大学生培养过程中，所谓的“矛盾”就是如何改变传统的培养模式，同时灵活地因材施教，培养学生的实际动手操作能力。因此，利用TRIZ创新理论，对当前卓越工程师培养计划的实施进行指导，结合自身实际紧紧围绕CDID工程教育理念，倡导了在优化教师队伍的同时，实施以项目为中心、学生自主学习的教学，通过校企合作，给予学生更多解决实际工程问题的机会，让学生的实际工程能力更贴近市场和企业的需求。

3 TRIZ-CDIO方法在信息工程类课程教学改革中的应用

3.1 基于TRIZ-CDIO方法的工程创新型人才培养模式

通过调研各利益相关者（用人单位代表、校友、在校学生、教师），在综合各利益相关者对通信工程专业要求与希望的基础上，设计工程人才模型。采用校企联合的培养模式，分校内学习和企业学习两个阶段，实行本科工程型工程师培养体系。本科工程型工程师培养模式为四年制本科模式，即在校学习3年、在企业学习实践和毕业设计累计1年。

在教学过程中引入研究性教学，突出“工程”特点，改革传统的封闭式人才培养模式为创新型开放式的培养模式，变知识教育为能力培养，使CDIO课堂组织更为有效、教学效果得到提升。鼓励和支持教师们把在从事相关课题研究中取得的成果和经验体会引进课堂，通过项目组织课程，工程项目与课程直接衔接，最大限度的保证学生学习后能马上应用，提高学生对知识的掌握程度，开拓学生的视野。

将TRIZ理论自身课程化，用TRIZ理论解决CDIO工程教育中各种冲突，强化教师和学生创新思维的培养，提升学生的创新能力。组织学生直接参与为实际工程项目的课题研究。以实际问题研究作为手段，以运用所学知识解决实际问题为目的，培养学生核心知识的工程应用能力和协作学习的能力。新型的人才培养模式，强调学生的主体性和参与性，对于培养学生创新精神和技术手段、分析并解决工程实际问题的能力起到了很好的促进作用。

3.2 基于TRIZ-CDIO方法的信息类专业课程体系

根据卓越工程师人才培养目标要求，借鉴TRIZ理论及CDIO成功理念来改革课程体系和教学方式，以学生个性化发展为核心，以未来职业需求为导向，以“应用系统、功能模块、基本单元”为主线，形成基于CDIO的内容模块化的一、二、三级课程群和易实施的个性化的课程体系。一级项目为包含本专业主要基础课程及工程设计能力要求的项目；二级项目为专业学习过程中工程实践、创新、综合能力培养要求的项目；三级项目为加强核心课程、二级项目而设立的相应工程类课程群。

同时，根据学生基础的差异和学生个人的意愿，制定多层次教学要求，实现多元化培养。着重设置创新实践环节，增加实验、实习、课程设计、毕业设计等实践型教学环节，培养学生创新实践能力，将学生参加科学研究、科技创新和社会实践以及各种相关竞赛所取得的成果纳入教学管理，并视学生的具体情况替代公共选修课、学科选修课或专业选修课学分。

通过运用TRIZ创新理论提供的科学的分析问题的方法，形成紧密的、环环相扣的、有逻辑性的知识体系。新的课程体系抛开以往重理论知识而轻实践的观念，以理论联系实际的方式开展，把工程实践问题和学科问题相结合，重点关注每门课程在实现培养目标中的作用、课程模块间的相互关系和整体作用。同时，工程设计项目都是以团体合作的方式展开，学生可以通过做各类项目从而培养自己的团队合作精神、团队交流能力及系统调控能力。

3.3 基于TRIZ-CDIO方法的实践教学体系

在实践教学改革背景下，实践环节侧重在培养学生的动手能力、协同工作的能力及工程设计能力，而应用TRIZ创新理论体系的方法，可以创造性地、科学地、系统地去解决培养过程中遇到的问题，为基于卓越计划的实践教学改革提供有力的支撑。将建立一个开放的、弹性的集基础性、层次性、系统性于一体实践教学体系，打破过去的封闭性，增加其参与的广泛性和选择的自主性。

在实践内容的设计上，提出按“基础型、综合设计型、创新型”三个层次改革实践教学内容，在培养基本技能层次的基础实践环节外，增设综合性和创新性实验，将多个知识点或多门课程结合到一起，培养学生的综合运用知识及工程观念分析问题、解决问题的能力；设计型实验要求学生独立完成从查找资料、拟定实验方案、直至实现所设计内容的全过程，培养学生在设计、制作和组织管理等方面的创新能力。通过TRIZ理论指导大学生实践教学，总结TRIZ理论应用于指导大学生实践的模式和思路，建立相应指导体系。按照工程项目组织教学，使学生直接参与项目的设计、分析和研究。在已有课程的课内设计项目基础上增加两个或两个以上工程综合设计项目，重点训练学生的工程推理能力，加强工程思维逻辑性，帮助学生形成科学的创新方法和研究习惯，提高学生的构思—设计—实现能力。

在实验教学方法和手段的改革方面，建立以学生为主体、以能力培养为主线，推行启发式、自主探究式的实践教学模式，如基于DSP和EDA的创新组合实验，学生根据工程设计要求，采用自己设计开发的模块在实验台上搭接自己构思的方案，注重引导学生将所学的知识转化为获取知识的能力、工程应用的能力和创新能力。

4 结束语

本文通过挖掘分析我校教育教学模式的弊端，以信息类学科为突破点，探索基于TRIZ-CDIO理论的信息类专业教学改革方案，构建“产学研”合作平台，推动高等教育人才培养模式的全面优化，全面培养创新型人才。注重培养学生的有系统的专业技术能力，尤其是项目组织、设计、开发和实施能力，以及较强的沟通能力和协调能力，从而促进学生培养从知识型向能力型、从专业型向素质型、从适应型向创造型以及从被动就业向主动创业的转变，使学生能适应信息技术迅速发展的要求，全面提高信息类人才的培养质量。

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