TRIZ理论在提高学员创新能力中的应用模式探索

邱金龙 刘红利 赵辉

[摘 要] 生物医学工程专业是一门多学科交叉，解决生物学和医学问题的应用型学科，培养生物医学工程专业人才创新实践能力是国家创新驱动发展战略的重要支撑。当前创新人才培养模式尚不能完全满足岗位胜任能力的要求，为了提高学员创新实践能力，探索了TRIZ理论的教学应用模式，提出了建立TRIZ典型案例库、TRIZ理论与综合实践课程的结合方法，以及教学效果评估方法，这对推动生物医学工程专业教学改革和指导教学实践具有一定的价值。

[关键词] 生物医学工程;创新能力;教学改革;TRIZ

[基金项目] 2019年度重庆市高等教育教学改革研究项目“基于TRIZ的生物医学工程人才创新能力培养与实践”（193374）;2019年度“十三五”军队重点学科建设项目“武器致伤综合实验与模拟教学训练平台”（4142Z63）

[作者简介] 邱金龙（1988—），男，重庆人，硕士，陆军军医大学大坪医院军事交通伤防治研究室助理研究员，主要从事TRIZ理论和创新人才培养模式探索研究;刘红利（1991—），女，重庆人，学士，陆军军医大学医学心理系助教，主要从事医学心理学教育理论及管理工作研究;赵 辉（1977—），男，重庆人，博士，陆军军医大学大坪医院军事交通伤防治研究室副研究员，主要从事交通事故损伤生物力学研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）33-0037-04    [收稿日期] 2021-03-16

一、引言

在国家创新驱动发展战略指导下，培养本科生的创新思维，提升其创新实践能力，创新人才培养机制，是当前高校教学改革的重点任务。生物医学工程是综合工程学、生物学和医学的理论和方法，多层次研究人体结构、功能及其生命现象，解决生物学和医学相关问题的交叉边缘学科。军队院校生物医学工程专业的培养目标是培养适应我军卫勤保障需要和军事医学的发展，能够从事军事医学电子卫生装备研究、设计、管理和维修工作的高级工程技术人员[1]。从学科特点和培养目标来看，生物医学工程更注重工程实践，对运用创新方法解决实际问题的能力有较高的要求。因此，探索教学方案改革，提升学员创新实践能力和专业素养，对培养满足卫勤保障需求的专业技术人才具有重要的现实意义。

二、创新人才培养模式现状

（一）培养目标与岗位胜任能力存在差距

我国生物医学工程专业通常开设于医学院校和工科院校，由于教学资源背景的差异和教学定位的不同，教学模式各有特色[2]。生物医学工程作为一门交叉学科，課程内容多、交叉跨度大、技术发展速度快，不仅教员备课、授课难度大，学员能系统理解、掌握所学内容并将理论知识用于实践的难度更大。以军队院校为例，学员除了掌握军事理论和军事技能外，还需要系统学习生物医学类基础课程、工程类专业基础课程、工程类专业课程和人文社科类课程，学员普遍反映所学内容过于庞杂，课程学习深度不够。美国生物医学工程本科教育根据学生的兴趣和未来发展规划实施分类培养，毕业时可以授予工学、理学、工商管理甚至文科学士[3]。因此，应根据军队院校生物医学工程专业学员的培养目标和岗位胜任力的要求，紧紧围绕提高“能打仗、打胜仗”的能力，整合教学内容，创新教学方法，提升学员的创新实践能力。

（二）实践能力培养环节

生物医学工程应重点培养学生发现问题、分析问题及解决问题的能力，同时对实践能力的要求也很高。目前，国内外生物医学工程实践能力培养集中在两个阶段：一是基础课程实验，二是综合实践课程。基础课程实验多为验证性实验，只是书本知识的简单重复，用于检验已知的结果是否正确，实验模式固化，可以检验理论教学效果，但不利于激发学员的创新思维能力。综合实践课程的重要性体现在使学生掌握应用工程技术解决实际问题的基本方法，同时培养学生的创新能力。但其存在以下两个问题：一是综合实践课程占比较低[4]，二是教学内容陈旧。综合实践课程应以具体问题为导向，紧跟生物医学的前沿问题，使学员在查找资料、思想交流的过程中提高创新实践能力，过于陈旧的选题不利于激发学生的潜能。

（三）创新能力培养的教学方法环节

目前进行的一些教学改革，如PBL、CBL、翻转课堂等虽然能有效活跃课堂氛围进而提高学习效果，但并不注重在创新实践中培养学生分析问题、发现矛盾、解决问题的能力[5，6]。在课程教学中，虽然部分教师会引入“头脑风暴法”“试错法”“5H2W”等创新方法，但这些方法存在效率不高、系统性不强等问题，所以如果能有一套系统性的创新理论，并与课程实践相结合，将有助于提高学生的创新实践能力。

三、TRIZ理论概述

“TRIZ”来源于俄文，译为发明问题解决理论（Theory of Inventive Problem Solving），是苏联科学家于20世纪后期通过对250万份高水平发明专利所采用的发明方法进行分析研究，并综合多学科领域的原理和法则所创立的基于知识、面向大众的解决发明问题的系统化方法学体系。简言之，一切发明、创新都遵循某种原理，此类原理可以从设计领域中抽象出来，再应用到具体的设计领域，从而指导完成不同的创新设计。TRIZ就是一切创新、发明问题所遵循原理的系统总结。TRIZ理论为创造性地发现和解决问题提供了系统的方法工具，能帮助我们系统地分析和发现创新问题中的技术矛盾，提供创新思路和方法，提高创新效率和能力[7]。TRIZ理论认为创新发明的核心是解决矛盾，并以此为基本思想，建立起由40个发明原理、39个工程参数及矛盾矩阵、物理矛盾和四大分离原理等构成的理论体系。运用TRIZ理论可以帮助我们系统地分析问题，相比“头脑风暴法”“试错法”等传统创新方法，具有快速发现问题本质、准确确定探索方向和打破思维定式的鲜明特点及作用。