TRIZ理论在软件技术专业实训教学改革中的应用探索——以《Android综合实训》为例

◎管芳景 傅毅

TRIZ理论在软件技术专业实训教学改革中的应用探索
——以《Android综合实训》为例

◎管芳景 傅毅

本文首先对高职软件技术专业学生实训情况进行了分析，然后对TRIZ理论进行简单介绍，运用TRIZ理论对Android实训教学中所出现的问题进行分析，提出相应解决方案，对实训课程进行教学改革，力求改变教学手段和考核方法，提高学生在实训中的积极性和专业技能，最后给出软件技术专业教学改革成效。

随着软件行业的快速发展，对软件创新型人才的需求不断增加，因此高职软件创新型人才培养成为一个高职院校教育研究的热点。我院软件技术专业的人才培养目标主要培养具备良好创新意识和实践能力的高素质技术技能型人才。在实训教学环节在软件技术专业课程体系占有很重要的地位，主要验证学生对所学课程知识的综合运用和创新，满足企业对软件专业人才技能的基本要求，提高学生的职业技能。然而，实训教学效果并不理想。TRIZ是专门研究创新设计的理论，已广泛应用于设计、管理、教育等领域，本文运用TRIZ理论解决在Android实训教学中所出现的问题，提出相应的解决方案，实施教学改革。

软件技术专业Android实训教学现状

Android实训概况。Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统 ，主要使用于移动设备。Android技术更新快，在支持不同 Android 版本方面，大多数 Java 开发人员必须彻底改变他们以前的思维。因此，在Android实训教学过程中对学生的创新能力要求相对比较高。

Android综合实训是一门实践性非常强的课程，其前导课程有JAVA语言程序、数据库原理及应用（Mysql）、Android基础应用开发等课程。在Android实训教学，整体教学设计遵循了软件项目开发流程，结合软件实际开发过程要求，实训以项目组形式进行开发，所以Android实训分小组进行实训，每组2～3人。

实训教学过程中的问题。在具体教学实施过程中，教学效果并不是太理想，主要存在以下问题：

学生积极性不高，参与度不够。学生学习主动性、自学能力和接收能力不同，在专业课学习过程中产生的个体差异较大。在实训过程中，实训小组的项目任务往往由一到两个人承担，实训不能按照原定进度开展或是所提交的实训材料质量不高，因此不能很好发挥实训小组成员的专业能力。

考核形式单一。对于专业课程综合实训，实训教师往往是前导课程任课教师，实训考核主要采用了以项目演示为主，现场答疑为辅的方式。Android实训为一周（24课时），根据分组要求，以30人的班级计算，大概可以分10～15组，实训过程中每组所出现的问题也不相同，指导教师不能做到每组都能够详细指导，对于实训过程中的情况关注度不是很高，不能很好地体现实训教学效果。

实训内容单一。对于动手能力较强的实训课程，一般高职学院要求有实训指导书，实训指导书中给出实训原理、实训环境、实训内容及实训步骤等。然而，IT技术更新较快，实训内容所涉及的技术很快成为了老技术，不能实现新技术在实训教学中的及时更新及应用。

TRIZ理论

TRIZ理 论 是 阿 奇 舒 勒(G. S. Altshuller)在1946年创立的，作为技术问题或发明问题解决的一种强有力方法。TRIZ研究机构提出了TRIZ系列的解决工具，如冲突矩阵、物质-场分析、39个工程技术参数、40条创新原理等。TRIZ理论已经由工程技术领域，逐步向其他领域渗透和扩展。已总结出的40条发明创造原理在工业、建筑、微电子、化学、生物学、社会学、医疗、食品、商业、教育的应用案例，用于指导各领域遇到问题的解决。

核心思想

现代TRIZ理论的核心思想主要体现在三个方面：无论是一个简单产品还是复杂的技术系统，其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的，即具有客观的进化规律和模式；各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力；技术系统发展的理想状态是用尽量少的资源实现尽量多的功能。

解决问题过程

从图1中不难看出，对于需要解决的创新问题通过一定的方法转化为常规问题，选择适当的TRIZ工具，得到常规问题的通解，然后将通解进行具体化，得到创新问题的特定解。

TRIZ理论在Android实训教学中的应用

TRIZ矛盾论在实训教学中应用。通过软件专业学生在实训过程中所出现的问题，不难看出，主要影响实训教学效果的要素分别是学生、教师、实训条件。在实训中，学生主要的问题是不知道如何运用所学的相关知识，完成实训内容；遇到老师没有讲到的问题，不知道如何处理，找不到了适合的方法去解决问题；遇到类似的问题往往采用老的思想和老的办法去解决，不能将所学知识有效运用于实训项目中。教师主要的问题是实训过程中的管理问题；实训内容设置是否合理；实训考核方式是否合理；如何改变实训条件，更好地满足实训要求等问题。对于学生方面所出现的问题，最终可以归纳总结为不能“学以致用”的问题。对于教师方面的问题，可以归纳为“教”“学”的问题。因此，要达到实训教学效果，提高学生的创新能力，急需解决实训教学中所出现的问题。结合TRIZ理论所提供的解决问题框架，将其应用于Android综合实训教学中，来解决所出现的问题。

TRIZ理论其中重要的理论之一是技术系统进化理论，解决矛盾和冲突是推进进化过程的动力。TRIZ理论将矛盾分为物理矛盾和技术矛盾。技术矛盾的表现形式为一个系统中两个子系统之间的矛盾。我们可以将学生看作是一个系统，“所学”与“所用”为两个子系统，学生不能“学以致用”的问题，可以理解为“学”与“用”的矛盾。同样，我们可以将教学过程看成一个系统，教师与学生是两个子系统，教师如何去教，学生如何去学，可以转化为“教”与“学”的矛盾。由于在实训教学中，学生担任了主要角色，所有矛盾就可简化为“学”“用”的矛盾。

TRIZ创新原理的应用。将图1中所示的TRIZ理论解决问题框架应用于实训教学中，所出现的问题通被转化为了常规问题，选择TRIZ工具去寻求常规问题的解决方案，通过对常规解的反复推理，得到我们在实训中所需要解决问题的创新解。根据上面对问题的分析，我们将运用TRIZ矛盾、创新原理进行求解。

实训内容和实训教学手段矛盾求解。合理的设置实训内容可以大大地激发学生的学习积极性和学习兴趣性，然后，又与学生个体能力有直接关系。我们可以提取出来关于实训内容、实训教学手段影响实训教学效果的参数：实训难易度、实训管理、学生学习能力、学生参与度、实训小组稳定性、教师实践能力、教师专业能力、技术更新等。

优化实训内容。在优化实训内容方面，我们选取了创新原理1（分割）、创新原理6（多用性）、创新原理15（动态化），我们将实训内容根据分割创新原理按照软件项目开发流程分成了需求分析、详细设计、编码、验收答辩、提交相关文档。学生的学习能力和小组稳定性不一，若实训难度大，学生学习能力弱，小组稳定性差，实训内容完成质量差；若实训难度小，部分学生学习能力强，小组稳定性强，实训内容相对过于简单。我们采用了多用性创新原理，提出基本实训内容，增加创新内容，提高学生的软件创新能力。对于学习能力一般的项目小组，完成基本实训内容，对于能力较强的项目小组，增加创意创新内容。根据江苏省大学生技能竞赛移动互联应用技术赛项要求和Android技术的发展，我们采用了动态化创新原理，更新实训内容，避免实训内容单一，激发学生的学习兴趣。

优化实训教学手段。在优化实训教学手段方面，我们选取了创新原理5（合并）、创新原理3（局部性质）、创新原理8（重量补偿）、创新原理6（多用性）。利用多用性创新原理，将学生分成多个项目开发小组，让学生根据自身的能力和兴趣，进行选题，让学生推选出一个项目组长，项目组长能够在项目各个阶段起来关键作用。运用局部性质创新原理，指导教师对每组选题进行审核，对整体设计进行优化，另外，项目组长对小组成员的任务分工进行审核，对每个学生所负责的任务进行个别优化，提高学生的参与度，同时，学生在项目组中所负责的任务完成质量，对小组整体设计也有一定的影响，体现了补偿创新原理的运用。

移动软件开发过程中用户体验是首位，在Android实训中，结合教师专业特长，利用TRIZ提供的合并创新原理，建立了由多位教师组成的实训指导小组，对实训内容涉及的阶段分阶段指导，要求项目小组提交阶段性文档，进行及时评价，提出整改意见。

实训考核中创新原理的应用。实训的目的是让学生能够将所学知识应用于解决实际问题上来，提高学生的分析问题、解决问题的能力，增强他们的实践动手能力。因此，需要有较为完善的考核机制。

在实训考核中，主要利用了组合创新原理。指导教师在实训各个阶段，根据实训项目小级所提交的阶段性文档进行及时评价。另外，对学生在实训过程中的学习态度、纪律性也进行考核，主要体现在出勤率。在验收答辩之前，让项目小组提交一个自评成绩，然后，通过汇报，答辩，其他项目小组和答辩现场老师给出评分，验收答辩环节成绩由小组自评（20%）、项目组之间互评（30%）、教师评分（50%）。移动应用软件更注重美感要求和用户体验，在实训考试中增加了创意评定环节。改革后的实训考试方案更注重对学生的过程性考核。

Android综合实训是Android基础应用开发的后续课程，让学生进行集中实训，提高学生在移动应用软件开发中的实际动手能力和专业技能，是软件技术（手机开发）专业的核心专业实践课程。根据学生在以往实训中所出现的问题，运用TRIZ创新理论对问题进行分析，得到优化解决方案，实施教学改革。

本文中的教学改革方案激发了学生的实训热情和学习积极性，实训项目也根据行业的发展和竞赛要求进行不断更新，同时，学生的软件创新能力也得到了锻炼。改革方案目前处于初期探索阶段，需要后期不断总结、改进。

（作者单位：无锡城市职业技术学院物联网工程学院）

江苏省自然科学基金（编号：BK20150122）

管芳景,女，无锡城市职业技术学院讲师，研究方向为计算机应用技术，智能算法，进化计算；傅毅，女，无锡城市职业技术学院副教授，研究方向为生物信息学、计算生物学；