基于TRIZ理论的“一线三段”式本科生培养模式研究

张建辉+张争艳+曲云霞+高铁红

（1.河北工业大学 机械工程学院，天津 300130；2.国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心，天津 300130）

摘要：创新思维和创新能力的提升是我国教育改革的主旋律和根本目标，将TRIZ理论引入本科生培养体系中，有利于提升学生的创新意识及创新能力。本文提出基于TRIZ理论的“一线三段”式本科生培养模式，在课程体系设置中贯穿创新主线，通过基础课、技术基础课培养学生的创新意识，通过专业课、创新大赛和科研训练计划培养学生的创新能力，通过实践课、毕业设计、科研立项培养学生的创新人格，从培养学生的创新意识、创新能力和创新人格三个层次上构建新型的面向机械产品设计全过程的创新型人才培养模式。

关键词：TRIZ；创新主线；一线三段；人才培养模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0099-02

一、引言

创新的关键在于人才，人才的成长靠教育，因此，如何使高校学生具有创新意识和创新能力，适应时代发展的要求成为当今社会的要务。开发学生的创新思维和提升创新能力成为我国教育改革的主旋律，也是教学改革的根本目标，贯穿于教育的全过程。关于本科学生创新思维及创新能力的培养，存在很多观点及论述。诸如：转变教育观念[1]、构建合理的课程体系[2-3]、改革教育方式[4]、营造创新教育环境、充分尊重学生的首创精神、改革考试方法等。但如何能够加速创新思维与创新能力培养的步伐呢？发明问题解决理论TRIZ方法是一种知识化、系统化、科学化的创新方法，被世界公认为引导创新的最佳工具，近几年纷纷掀起了国内众多学者研究的热潮。将TRIZ理论引入本科生培养体系中，开展以技术创新能力培养为目标的教学改革与工程实践活动，可以真正将创新思维与能力培养落到实处。河北工业大学在机械专业本科教学中开设发明问题解决理论TRIZ方面的课程走在了各高校的前列，结合机械专业对创新能力培养与实践能力培养的要求，提出了基于TRIZ理论的“一线三段”式本科生培养模式，为培养能够从事机械领域创新设计方面的应用型高级专业人才奠定了基础。

二、TRIZ理论与本科课程教学的融合

TRIZ发明问题解决理论，是前苏联G.S.Altshuller及其领导的一批研究人员，自1946年开始，在分析研究世界各国大量专利的基础上，归纳总结出的指导创新的最佳理论。通常认为TRIZ理论由以下九大部分组成：技术系统的八大进化法则；最终理想解（IFR）；40个发明原理；39个标准工程参数和矛盾矩阵；物理矛盾和四大分离原理；物一场模型分析；发明问题的标准解法；发明问题解决算法（ARIZ）；科学效应和现象知识库。

将TRIZ理论等创新方法引入到机械专业课程体系中，在课程体系设置中贯穿创新主线，在课堂教学、课程设计、实践教学、毕业设计等教学环节融理论教学、项目教学、科学研究、工程实践和实验教学为一体，同时结合大学生的创新创业计划，创新大赛等实践环节，构建面向学生创新能力提升的创新型人才培养模式，搭建实践创新平台，通过课堂教学和实践训练潜移默化地培养学生科学的思维方式和方法，独立分析、解决问题的能力，提升学生的创新意识及创新能力，进而塑造学生的创新人格。

三、构建一线三段式教学体系

1.将发明问题解决理论TRIZ引入到机械专业课程体系中，在课程体系设置中贯穿创新主线，构建了面向机械产品设计全过程的学生创新意识、创新能力、创新人格的培养模式，对现有的专业课程体系进行规划、调整，将TRIZ基本原理、概念和工具引入到专业基础课课堂教学中，并积极引导学生选修创新思维类课程，使学生建立创新概念，重点培养创新意识，理解创新理论及创新意识在产品设计中起到的重要性。开设《创新设计》——TRIZ创新课程，使学生系统地学习TRIZ理论中的理想解、冲突理论、资源分析、技术进化、物质—场分析等创新方法及工具，并通过案例式教学和项目式教学，增强学生学习积极性、主动性，培养学生的创新意识和科学的思维方式。并通过引导学生参加创新大赛、科研训练计划等环节，运用TRIZ工具进行产品创新设计工作，重点培养创新能力。

2.将TRIZ基本原理、概念和工具引入到专业基础课课堂教学中，并积极引导学生选修创新思维类课程，使学生建立创新概念，重点培养创新意识，理解创新理论及创新意识在产品设计中起到的重要性。目前我校开设了《创新设计》、《创新思维与现代设计》、《科研技能与创新思维》、《创新思维与训练》等创新思维学习及训练类的校选课，其中《创新设计》课程介绍TRIZ理论的基本概念及经典创新工具，如理想解、资源、创新分级等重要基本概念，冲突理论、物质-场分析等创新工具。

3.在专业课程、实践环节和毕业设计中，应用TRIZ理论，培养学生的创新意识和创新能力。《创新设计》课程授课采用案例式教学和项目式教学，每班分多组，每组3—5人，要求学生运用所学的TRIZ理论知识和工具，就自己熟悉的案例进行练习，要求课程结束时完成并答辩。项目引导式的教学方式大大提高了学生的学习积极性、主动性。学生提交课题涉及生活、交通、日常品、建筑、军事等多方面，培养了学生发现问题、分析问题及解决问题的能力，锻炼了学生的创新思维能力。在第七学期的专业实践课中，为了提高学生的工程创新意识和创新能力，在传统的数控编程、仿真及加工内容基础上，增加了基于PLC控制的工业产品装置研发内容。学生自己提设计方案，经与指導老师沟通、讨论最后确定方案，开发了绘图机、电梯、立体车库、刷墙机、搬运机器人、分拣机械手、刻章机等机电装置。该实践课要求学生从任务出发，首先拟定系统功能，进行功能分解及结构求解，备件选型及方案评估。设计过程中应用TRIZ理论解决存在的问题，进行结构创新、原理创新性的方案设计。在毕业设计环节，部分老师的毕业设计课题，要求学生应用TRIZ理论，进行方案的理想解分析、设计冲突解决、技术预测分析等，培养了学生独立分析问题、解决问题的能力，提升了学生的工程创新意识和创新能力，搭建了TRIZ理论实习、实践基地，为培养学生的创新能力提供了实践平台。依托我校的国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心，搭建了TRIZ理论学习、实践平台，与机械学院合作，通过引导大学生参加校内外的大学生创新实践活动，指导学生应用TRIZ理论提出创新设计方案。近几年学生共进行课题研究几十项，锻炼了学生发现问题、分析问题及解决问题的能力，创新能力得到进一步提升。

4.指导学生积极参加创新类大赛及科研训练实践活动，进一步提升学生的创新能力，塑造创新人格。近几年积极鼓励学生参加以“TRIZ杯”、“挑战杯”、“机械设计创新大赛”为代表的国家级、省级等各种创新设计大赛和科研训练计划。通过实践锻炼、巩固TRIZ理论相关知识，培养学生科学的思维习惯，锻炼学生自主创新能力。

四、结论

通过以上的教学模式改革和实践，以提升学生创新能力为目标，构建了将TRIZ理论和专业基础课程、专业课程、课程设计、毕业设计、创新实验等教学环节相融合的课程体系。并在课程体系设置中贯穿创新主线，通过将创新思维、创新方法基本原理、概念和工具引入专业基础课课堂教学、各类实践环节和引导学生参加创新大赛、科研训练计划及自主创业等环节，从培养学生的创新意识、创新能力和创新人格三种层次上构建新型的面向机械产品设计的全过程的创新型人才培养模式。通过以上教学及实践过程，学生了解了创新思维及创新方法的基本概念、原理、方法和工具，并初步具有应用创新方法发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养了学生的创新意识和创新能力。

参考文献：

[1].和学新，张健.教育观念转变机制若干问题的探讨[J].江西教育科研，2007，（08）：8-10.

[2].谢安邦.构建合理的研究生教育课程体系[J].高等教育研究，2003，（05）：68-72.

[3].李桂霞，钟建珍.对构建合理的高职教育课程体系的探讨[J].中国高教研究，2007，（06）：58-59.

[4].葛丽娜.以学生为中心教育方式的思考与实践[J].现代计算机（专业版），2016，（15）：11-14.