新工科背景下交通工程专业TRIZ课程教学改革探索

杨洋 孙智源 刘卓

[摘 要] 围绕新工科建设对大学生创新能力培养要求，提升TRIZ课程与交通工程专业耦合度，该文探讨了新工科建设背景下交通工程专业TRIZ课程教学的改革思考。通过教学内容与教学模式改革，使得学生在学习课程知识的同时也学习解决复杂交通工程问题的创新方法，满足了创新性、研究性学习以及服务交通强国建设的人才培养要求。

[关键词] TRIZ课程;交通工程专业;新工科建设

[基金项目] 2020年度北京市自然科学基金青年项目（9204020）;2019年度北京工业大学基础研究基金（038000546319518）;2019年度朝阳区博士后工作经费资助项目（Q10380012019072）;2018年度北京工业大学教育教学研究课题（ER2018C010111）

[作者简介] 杨 洋（1986—），女（满族），内蒙古通辽人，北京工业大学城市交通学院讲师，师资博士后（通信作者），研究方向为城市公共交通运输规划与运营管理。

[中图分类号] G642    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）38-0188-02    [收稿日期] 2019-12-12

为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设[1]。

面向新工科人才培养的要求，高等学校不断加强实践教学的改革与创新。TRIZ（俄文对应的拉丁文Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch的首字母缩写，译为发明问题解决理论）课程作为提升学生工程应用与实践创新能力的关键步骤，在国内得到广泛关注，国内很多高校将其定位为学科基础实践必修课[2]。在新工科背景下，面对TRIZ课程在创新性、工程性、系统性、实践性等方面较高的要求，如何探索其在专业领域教学上的改革方式，突出学生实践能力的培养和创新能力的提高，是课程教学改革的重点。

一、新工科背景下交通工程专业创新性培养需求

“新工科”的提出，标志着以“新工科”建设为主题的工程专业教育改革进入一个崭新的阶段[3]。以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济蓬勃发展，对工程技术人才提出了更高要求，迫切需要加快工程教育改革创新。”新工科背景下，应不断创造新的人才培养模式，以满足新工科人才培养的需求。

在党的十九大明确提出建设交通强国的宏伟目标，《交通强国建设纲要》的发布，意味着我们将踏上建设交通强国的新征程。学校作为人才第一资源，应为交通强国建设提供更强劲的科技支撑和人才保障，把人才强交、科技兴交和创新驱动作为引领发展的第一动力，深化人才培养机制，增强科技创新活力，服务交通强国建设。

交通工程专业面向现代交通发展需要，提出“富有工程设计和创新实践能力，系统掌握交通工程基础理论、专业知识、工程技能和创新方法的复合型创新人才”的人才培养理念。

TRIZ课程作为提升学生工程应用与实践创新能力的关键步骤，对工程技能和创新方法的复合型创新人才培养起到关键作用。因此，需探索其在交通工程领域的教学改革。

二、TRIZ课程教学中存在的问题

TRIZ课程对锻炼学生的实践技能、动手能力、协作意识乃至创新精神起到了很好的引导作用，但是教学中存在值得思考和亟待解决的问题：

（一）TRIZ課程与交通工程专业关联程度有待提高。TRIZ课程以哲学思想为指导、以专利分析为来源、以系统科学为支撑、以技术系统进化规律为基础，部分理论抽象不易被交通专业领域学生理解[4]。同时TRIZ理论在教学中缺乏与交通工程专业课程之间紧密联系，课程中的案例讲述缺少与交通问题的关联，实践教学环境与工程设计现场实际需求脱节严重，在教学中没有得到良好的教学效果。限制了学生创新思维培养与解决复杂交通工程专业问题的能力。

（二）TRIZ课程教学模式有待改善。TRIZ课程教学内容丰富，无法通过现有课时讲述完整。因此与传统实践课程类似，延用传统的“理论课程空洞说教”教学方法，以TRIZ重要的或者具有代表性的知识点讲授为主，同时压缩实践环节课时以满足现有课时计划。受制于学生被动的学习习惯，以及理论指导不够，学生缺乏对创新兴趣和创新思想的启发，难以掌握科学的创新方法。

因此，人才培养过程中应当寻求一个更侧重于交通工程专业应用型的TRIZ课程教学体系。

三、交通工程专业TRIZ课程教学改革

（一）面向交通专业的教学内容改革

在TRIZ理论教学内容中引入交通工程专业知识，可通过以下方法进行内容扩展：

1.建立TRIZ理论与交通工程案例知识库。TRIZ课程作为交通工程专业的课程，应以讲授和介绍理论和方法、交通工程案例为主的教学内容建设。TRIZ理论归纳出的40种原理，矛盾矩阵，技术系统进化法则等可通过一课一问，应用项目导向法在教学内容中设置与基础知识点相关的应用性研讨。如讲授横向思维法时，可设置横向思维法如何解决交通拥堵的问题设计;讲授分离原理时，可设置川流不息的十字路口，怎样实现人车的分离的案例设计;讲述技术进化法则时，可设置无人驾驶汽车什么进化法则发展的问题设计等。围绕TRIZ理论的相关原理与相关交通问题建立知识库，使学生不仅对关键知识点有更深的理解，也掌握了解决交通问题的创新方法。

2.建设校企合作实践基地，设置创新竞赛。随着信息化建设在我国迅猛发展，以大数据、人工智能、智能网联汽车、共享出行为代表的业态发展对解决交通工程专业复杂问题提出更新更高的要求。校企合作基地与创新竞赛可以为学生提供实践学习和技能训练的场所，在实践中有助于学生将TRIZ理论作为一种工具，将TRIZ理论作为科学的创新方法导入到解决实际问题中。培养学生引入“头脑风暴法”“试错法”等创新方法，设计可能的解决方案，寻找“最有理想解”，锻炼综合实践能力与创新思维。

（二）面向新工科建設的教学模式改革

1.混合式教学模式。TRIZ课程教学中，可将课程所有知识点的讲解录制成视频，5到10分钟讲解一个知识点，学生利用课下时间有选择地下载或在线学习，不受时空限制也可反复学习。课上时间针对重点、难点和疑点进行讲述，用于答疑解惑、讨论、练习或完成一个项目等[5]。采用混合式教学模式，实现了既全部都讲又只讲部分的理想解，突出了教学中学生的主体地位和教师主导作用。

2.启发式课堂设计。基于OBD理念，在教学过程中增加学生互动与主动参与课堂设置，通过学生分组安排座位呈圆桌式摆放，加强团队沟通与讨论;打破传统的教师口头点名，设计语音自动点名系统，增加学生对课程的兴趣;在课堂提问环节应用随机点名软件，调动每一个学生的课堂积极性与参与度。

3.互评式考核评估。传统的作业批改只有教师一人参与，学生对知识的理解只是建立在个人或小组想法基础上。利用TRIZ理论的系统分离原理，作业批改参与主体可由教师扩展至学生。通过学生分小组互评考核机制，可扩展学生解决问题的视野，即做到了知己也做到知彼，培养学生打破思维定势，激发创新思维，从更广的视角看待问题。

四、结论

面向复合型创新人才培养，本文探索了交通工程专业TRIZ课程的教学改革。在细化改革实施方案的基础上，提出建立与TRIZ理论相关联的交通案例知识库、建设校企合作实践基地与设置创新竞赛，搭建TRIZ课程与交通连接的纽带，有助于培养学生解决复杂交通工程问题的能力;同时，探索TRIZ课程教学中的教学模式，提出了混合式教学模式、启发式课堂设计、互评式考核评估三位一体的改革模式，培养了学生创新兴趣和创新思想的启发。研究成果可为其他高校不同专业TRIZ课程教学改革与建设提供借鉴。

参考文献

[1]杨天，闫蕴琦.新工科视域下高校实践育人路径探析[J].科教文汇（下旬刊），2019（11）：79-80.

[2]何庆，缪朝东，叶霞，等.面向“新工科”的机器人工程专业建设研究[J/OL].木材加工机械，2019：1-5

[3]张振海，陈永刚，武晓春，等.新工科背景下轨道交通信号与控制专业实践教学模式的改革与探索[J].实验室研究与探索，2019，38（09）：190-193.

[4]李清.基于TRIZ理论的高等数学“一课一问”教学设计[J].佳木斯职业学院学报，2019（11）：88+90.

[5]周永清，丁永前，薛金林.应用TRIZ理论设计混合课堂教学[J].黑河学院学报，2019，10（02）：7-9.

On Teaching Reform of TRIZ of Traffic Engineering under the Background of Emerging Engineering

YANG Yang，SUN Zhi-yuan，LIU Zhuo

（College of Metropolitan Transportation，Beijing University of Technology，Beijing，100124，China）

Abstract：Focusing on the requirements of new engineering construction for the cultivation of innovation ability of college students，and improving the coupling between TRIZ courses and traffic engineering major，this paper discusses the reform of TRIZ course teaching for traffic engineering under the background of new engineering construction.Through the reform of teaching content and teaching model，students can not only learn the course knowledge，but also learn the innovative methods to solve the complex traffic engineering problems，which meets the requirements of innovative，research-based learning and talent training to serve the construction of a powerful traffic country.

Key words：TRIZ;traffic engineering;emerging engineering construction