浅谈TRIZ 理论应用于《活性物质分离、鉴定及功能评价和产品开发》课程改革

周泉城++李宏军++肖海芳++刘青++张东亮

【摘要】TRIZ理论是系统化的创新问题解决方法，根据TRIZ的发明原理对《活性物质分离、鉴定及功能评价和产品开发》课程存在的问题进行分析，并利用相应的创新原理结合实际情况提出了具体的解决方案，对《活性物质分离、鉴定及功能评价和产品开发》课程进行了优化设计，为我国创新人才的培养做出了尝试和探索，具有重要的启示意义。

【关键词】TRIZ理论 活性物质分离 鉴定及功能评价和产品开发 发明原理 创新

【课题来源】山东省研究生教育优质课程建设项目“活性物质分离、鉴定及功能评价和产品开发”；山东省研究生教育创新计划项目一般项目“基于复合型人才能力培养的《功能性食品》教学模式改革”；山东理工大学功能性食品（A）课程综合改革 B类。

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）35-0228-02

《活性物质分离、鉴定及功能评价和产品开发》是由山东理工大学研究生精品课程《天然活性物质分离和鉴定》升级建立的。该课程是山东理工大学农产品加工及贮藏工程研究生专业的核心专业课程之一， 在学生专业知识体系构建、意识能力培养和素质结构中占有十分重要的地位。该课程教学内容的设置上符合工科专业“宽口径、厚基础、强能力”的培养目标要求。在教学上精心设置，教学过程的组织和教学方法、教学技术的采用遵循了教育学、教育心理学的基本原则；建立了与其他专业课程有机结合，贯穿专业学习始终、强化实践能力培养的实践教学体系。建立了有效的组织、监督与评价机制，充分保证了教学质量和效果。

但随着经济社会的进步和行业发展，本着为社会和行业培养有用人才的目标的该课程彰显出了以下不足之处：1.“双创”意识和能力相关的授课内容欠缺。2.实践环节设计还不够完善。3.考核体系还不够先进，偏向了一锤定音的结果评定，忽视了过程学习和素质培养的效果评价。4.先进的教学模式没有应用于教学中。针对目前《活性物质分离、鉴定及功能评价和产品开发》教学中存在的问题，课题组利用TRIZ 理论对课程进行了改革和优化，探索培养“双创”性人才的方法和途径。

1.TRIZ理论简介

TRIZ中文称为“发明问题的解决理论”。Altshuller等分析250万份专利提出了40条揭示发明原理。这些原理完全解决系统中存在的技术矛盾，获得最终的理想解，是解决实际问题较为常用的方法。它定义了39 个通用工程参数，将技术矛盾与创新原理一一对应后得到的所有解决矛盾的答案汇集在一个39×39 表单之中，表达出实际工程中出现的绝大部分技术内容，此为解决问题提供了一个强有力的工具。这种方法简单、直接、易学易懂。技术冲突解决问题，首先将行业领域的特定问题描述翻译成一般术语，由这些一般术语选择标准工程参数，再由标准工程参数在冲突矩阵中选择可用解决原理。一旦某一个或某几个原理被选定后，必须根据特定的问题应用该原理以产生一个特定的解。

2.《活性物质分离、鉴定及功能评价和产品开发》课程问题分析

2.1《活性物质分离、鉴定及功能评价和产品开发》课程体系的矛盾

山东理工大学的《活性物质分离、鉴定及功能评价和产品开发》课程主要是围绕活性物质分离、鉴定及功能评价和产品开发四个部分组成。为了实现学生从“认识了解”到“创新应用”的转化，从理论知识到实践产品的升华，课题组打破以讲授理论知识为主线进行教学的方式，形成将典型活性物质制备、评价和开发的一条龙研究思路，无缝对接学生的其他课程知识，比如功能性食品、仪器分析、食品工艺学、食品毒理学、食品营养学、食品工程原理等操作技能与专业知识，以创新意识和创业能力培养为主线的教学方式。

在整个专业的教学体系当中，食品工艺学、食品毒理学、食品营养学、食品工程原理是先于本课程对学生进行授课的。学生虽然学习过这些基础内容，但是由于个体差异，每个人对于各种活性物质分离方法、鉴定方法以及生物活性功能评价和其产品的物化成产品的知识点的理解深度不一。由此如果以典型活性物质理论及单元操作为载体进行授课，辅以创新意识和创业技能的理念和实践训练，虽然会提升学生的创新意识和实践能力，促进学生将学会的理论知识与实践技能应用在创新和创业实践中，这样培养的学生虽然更符合当代社会和行业对大学生的需求定位，但是可能会造成很多学生完全跟不上教学节奏或无法接受过多信息或无法把创新意识和创业能力与专业知识有效结合，从而导致课堂教学效果的两极分化现象较严重，降低课堂的教学效率或质量。可见，提升动手实践、创新能力和创业意识与课堂教学效率下降构成了本课程教学改革中的主要矛盾。

2.2利用矛盾矩阵法解决问题

首先将课程的主要矛盾从行业领域的特点问题转化成标准工程参数一般术语，即动手实践、创新能力提升，但课堂教学效率下降，对应于冲突矩阵表的纵向改良参数的32制造的难易性，课堂的教学效率对应于横向恶化参数39生产能力。對照冲突矩阵表，应用40 条发明原理中的01、10、28 、35 来解决教学改革中的技术矛盾。

01分割原理是指将系统按空间、时间、相互关联问题等对系统进行分割。对本课程讲授内容来说，从空间、时间角度将内容分为三部分：一部分为课前讲授，主要为本课程的基础概念和基本原理等基础知识；另一部分为课堂讲授，主要是知识中的难点、重点以及基础知识的延伸拓展的内容，与实践和创新意识结合比较紧密；第三部分则是讲授内容的具体应用，比如对活性物质分离、鉴定及功能评价和产品开发的开发升级等。课前讲授的内容可以通过微课、视频、知识点的形式向学生传播，应尽可能详尽。课堂讲授的内容主要是提纲挈领式，突出重点的，充分发挥对学生的引导作用，注重学生创新意识、思路的培养，解答学生的困惑，比如活性评价的方法、产品开发形式的选择。课后的内容则是主要引导开放性，注重学生的交叉学科的融合，多门课程知识贯通应用，理论可行性和实践物化性的结合。endprint

10预先作用指对物体预先做准备。针对学生，学生可以结合自己的研究方向，确定具体活性物质，从活性物质分离、鉴定到活性、功能评价以及产品开发、物化，做出预先的创新思考，这样可以提高学习效率、夯实学习基础、锻炼创新意识和培养创业能力，增强了与教师的教学互动，实现翻转课堂教学的效果。而针对教师，则是预先准备回应学生对教学产生的困惑、疑问等反应互动，实现互动教学，翻转课堂的教学方式。

28机械系统替代指原系统中由机械系统完成过程被光、声、热、嗅觉系统替代。随着科技的发展，信息化教学在项目教学过程中所占的比例越来越高，课下、线上师生教学互动甚至生生互动等形成的动态场系统，打破了课堂教学的空间、时间限制相对固定的静态场系统。而且，此教学方式的建立与运行，还便于学生充分利用网络资源查找信息、知识，拓宽了学生学习的书本场地区域系统到广袤无垠的互联网系统中。教学效果也因为有文字图片、语音视频而便于学生整理保存、温习记忆。对于学生的实践能力、创新意识也很好的保持了与时俱进，贴近专业前沿和行业实际。

35改变参数指改变现有的材料、反应状态尝试改用其他参数替代，比如体积、密度、温度等。对于本课程的教学来讲，此参数选择与动手实践、创新能力和教学效率息息相关的教学内容分配的课时，即教学项目应包含基础部分和拓展部分，其中拓展部分体现出一定教学的探索性与拓展性，主要针对完成基础部分练习的学生，根据掌握的程度选取拓展部分中适合的案例进行探索性学习，形成柔性教学环节，提高学生动手实践、创新能力，同时还很好的保持了教学效率，激发学生的学习兴趣和热情。

3.构建《活性物质分离、鉴定及功能评价和产品开发》创新教学体系

依据TRIZ理论的分析，对原有教学体系及教学方式进行了改革。扩展了本课程原有的实例素材库和教学方式，针对学生是硕士生的情况，具有自己课题、研究能力等，提高教学模块中自主性、设计性、实践性。将教学内容划分为基础模块、创新实践模块两个部分，模块之间呈阶梯进阶状态。每个教学项目呈相对独立，又相互联系的状态。基础模块内容明确，由教师细致讲解；拓展任务由学生自主选择相似案例，案例来源于多肽、多糖、黄酮、皂苷、花色苷等领域。因为教学案例来源广泛、内容充实，学生可根据兴趣爱好自由选择学习。相对于传统的教学体系，改革后的教学体系自由度更大、柔性更强，学生也可以形成更系统、更完整的理论知识体系和产品开发思路。

4.结束语

本文利用TRIZ理论对《活性物质分离、鉴定及功能评价和产品开发》课程进行了优化设计。应用优化后的课程教学体系及教学方法对食品科学与工程专业硕士生学生进行了完整系统的教学实践。实践结果表明，学生的实践及创新能力有了明显提高，证明本课程利用TRIZ理论的矛盾矩阵法发现影响教学效果的问题，改进实践和创新意识的教学办法是科学的，有效的。

TRIZ理论虽已具有成熟的理论体系，但将教育领域中的实际问题转化为具体教育环节中对应环节或要素仍然是难点。在后续教学工作中，应着力进行TRIZ理论与实践能力、创新意识、创业能力的融合，逐步建成高效的教学改革解决案例，为广大的教育工作者提供参考，为创新人才的培养助力，为教学方法和手段的更迭提供思路。

參考文献：

[1]周泉城 盛桂华 张东亮. “天然活性物质分离和鉴定”设计性实验教学方式实施探讨[J].科技创新导报，2013.31，197-198

[2]卡伦加德 著. TRIZ-众创思维与技法[M]. 北京：国防工业出版社，2015.

[3]高木芳德 著，李雅茹 译. 创意不足？用TRIZ40则发明原理帮你解决！[M]. 台北：五南出版，2016.

作者简介：

周泉城（1977-），男，副教授，硕导，研究方向是功能性食品。endprint