TRIZ理论视域下大学生工程实践创新研究

杨涛　李晓晓　马京晶

摘 要：新工科建設背景下对人才培养提出了新的要求，大学生工程实践创新能力也将成为其就业的核心竞争力之一。以培养学生创新实践能力为目标，分析当前职业院校人才培养中存在定位不清晰、创新能力培养保障体系不健全等问题；总结TRIZ理论的国际影响力以及在高校“专创融合”人才培养模式中的研究进展；提出将高职院校科技成果转化为大学生工程实践教学典型案例，借助TRIZ理论建立了专业教育、双创教育、学科竞赛全面融合的桥梁，探讨 “+TRIZ”混合式创新思维教学方法；指出机械类专业大学生提升创新能力的有效途径，构建 “理论-应用-实践”递进式课程体系，促进高校机械相关专业学生及教师在竞赛活动与科研成果等方面均取得较大突破，以期为同类高校人才培养提供借鉴参考。

关键词：新工科；工程实践；“+TRIZ”；科技成果转化

中图分类号：G642

文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1672-2272.202303092

Research on the Improvement Path of College Students Engineering Practice Innovation Ability from the Perspective of TRIZ Theory

Yang Tao1， Li Xiaoxiao2， Ma Jingjing3

（1. School of Mechanical and Electrical Information， Chengdu Agricultural College， Chengdu 611130， China;

2. School of Mechanical Engineering， Chengdu University， Chengdu 610106， China;

3. School of Information， Sichuan Vocational College of Finance and Economics， Chengdu 610101， China）

Abstract：Under the background of the construction of new engineering courses， new requirements have been put forward for talent cultivation， and the engineering practice and innovation ability of college students will also become one of the core competitiveness of future employment. With the goal of cultivating students' innovative practical ability， this paper analyzes the problems existing in the current talent cultivation in vocational colleges， such as unclear positioning， and an imperfect guarantee system for the cultivation of innovative ability; Summarize the international influence of TRIZ theory and the research progress in the talent cultivation model of “integration of specialty and innovation” in universities; Propose to transform scientific and technological achievements in higher vocational colleges into typical cases of engineering practice teaching for college students， establish a bridge for comprehensive integration of professional education， entrepreneurship and innovation education， and discipline competition with the help of TRIZ theory， and explore the “+TRIZ” hybrid innovative thinking teaching method; This article points out effective ways for college students majoring in machinery to improve their innovative abilities， and constructs a progressive curriculum system of “theory - application -practice”， which has made major breakthroughs in competition activities and scientific research achievements for students and teachers majoring in machinery in our school. This has certain reference significance for talent cultivation in similar universities.

Key Words：New Engineering; Engineering Practice;“+TRIZ”; Transformation of Scientific and Technological Achievements

0 引言

随着第四次工业革命的推进与我国产业架构转型升级以及《中国制造2025》的落实，工程创新能力较强的创新型技术技能人才将承担起推动产业革命的重任。创新是推动社会发展的重要驱动力，高等教育要不断强化学生创新意识、创新精神和创新能力。新工科建设经历了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等阶段后已进入执行阶段。而且，不断优化人才培养方案和课程设置，培养适应社会发展需要、有素质、懂技术、精技能的创新型技术技能人才以顺应社会发展。从《成都农业科技职业学院毕业生培养质量评价报告》了解到，畢业生认为教学最需要改进的是“无法调动学生学习兴趣（41.8%）”“课堂上学生参与不够（37.9%）”。另外，部分学生对于在校期间没有参加相关竞赛活动或缺少竞赛平台表示遗憾。显然，学生对于在课堂上有更多参与感是迫切的。

如何提升课堂教学效果、培养学生创新实践能力成为学术界关注的焦点。李德丽等[1]提出面向未来的创新创业实验室“科教产教”双融合拔尖创新人才培养范式，理念上注重底层创新、行动上汇聚核心资源、思维上包容失败；杨涛等[2]提出构建“创新－项目－竞赛－创业”四位一体双创人才培养模式，在学生竞赛与企业孵化等方面成绩斐然；纪阳等[3]研究实践创新类学习，为应对学业危机提供了新方法、新思路；李双寿[4]构建“三位一体、产教融合、协作开放”新型工程训练教学体系并取得显著效果；智慧等[5]通过线上线下结合的混合式教学模式实现“赛教融合”，通过竞赛实践促进教学中的理论知识理解，通过教学中穿插竞赛相关知识的讲解与指导促进竞赛实践，从而实现竞赛与教学的相互促进和良性循环。由此，本文依托成都农业科技职业学院机电信息学院机械类专业（机电一体化技术、现代农业装备应用技术、智能机器人技术）开展 “专业课程+TRIZ”融合路径的研究，初步形成高职院校新工科专业人才培养模式与“理论-应用-实践”递进式课程体系，为同类职业院校创新型技术技能人才培养提供参考。

1 高职院校创新型技术技能人才培养存在的问题

1.1 人才培养定位不够清晰

产教融合不紧密，校企合作不深入，导致高职院校在制定人才培养方案时没有充分考虑到市场需要，难以准确体现对学生专业知识、技术技能、职业素养等的要求。而且，人才培养目标分散，学生的核心技能目标不明确，课程体系中智能化课程设置不足，难以支撑智能时代产业人才需求。新工科建设要培养一批具有创新创业能力、跨界整合能力、高素质的各类交叉复合型卓越工程科技人才。但是，现有的人才培养体系难以满足新工科建设人才培养目标的要求。

1.2 创新能力培养保障体系不健全

当前，高职院校课程教学存在的问题主要表现在教学模式较为传统，教学方式单一。“PPT课件+板书”的讲授式教学以教师为主导，学生被动地接受知识，不仅没有引导学生思考，也不能激发学生学习的积极性和自主性[6]。从课堂教学方法来看，高职院校传统教学模式较少涉及关于启发学生创新意识，训练创新思维，激发学生创新精神的课程或手段。从人才培养方案来看，并未将学生创新能力贯穿人才培养始终，甚至有的院校尚未开设创新方法相关课程，不利于学生创新能力的培养。

2 融合TRIZ理论的大学生创新能力提升路径

2.1 TRIZ理论概述

TRIZ理论是前苏联发明家根里奇·阿奇舒勒（G. S. Altshuller）于1946年创立[7]。2008年科技部、发改委、教育部、中国科协联合印发《关于加强创新方法工作的若干意见》，正式将TRIZ理论引入中国。在科技部牵头下成立了创新方法研究会，以搭建创新方法领域管理部门、企业、高校和科研院所交流平台，强化创新方法工作，增强公众的创新思维与创新精神培养，促进社会各界对科学方法、科学工具的研究与应用，增强企业的创新能力，从源头上推进我国的自主创新[8]。目前，TRIZ理论已发展成为服务技术创新的成熟理论和方法体系，并建立了一系列普适性工具（系统进化法则、40个发明原理和矛盾矩阵、物—场模型分析算法和76个发明问题的标准解等），为创造性地发现和解决问题提供了系统的方法工具，广泛应用于工程技术领域并逐步向其他领域渗透和扩展[9]。而且，由科技部、中国科协联合主办的TRIZ杯中国大学生创新方法大赛已成功举办九届，吸引了全国26个省市区165所高校4 347个项目参赛，也带动了全国高校开设创新方法课程，组建师资团队，组建学生社团、联盟，极大地推动了TRIZ理论在高校的应用发展。另外，在中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛、“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛等比赛的影响下，全国高校掀起一轮基于TRIZ理论的教学改革热潮并取得了显著的成效，进一步促进了TRIZ理论在高校创新创业教育改革中的应用。

2.2 大学生创新能力提升路径

近年来，国际上出现CDIO、OBE、情景式教学、翻转课堂、混合式教学等新的教学理念[10]。以高职院校科技成果为典型教学案例，将TRIZ创新方法与现代教育模式相结合，把TRIZ创新工具用于解决项目实施中遇到的各类问题，可以更加有效地培养学生解决复杂问题的创新能力。为此，本文运用TRIZ理论建立起专业教育、双创教育、学科竞赛全面融合的教学模式，如图1所示。构建产教融合、赛创融合实践平台，将相关产业的最新技术引入高校，将企业生产实践的工程问题带入课堂，并将学科竞赛融合到双创教育中，进一步激发学生创造性学习的动力。

2.2.1 加强校企合作，共建工程创新实践平台

产教融合、校企合作是职业教育发展的必由之路。在制定人才培养方案方面，要强化校企合作，邀请企业多形式、深层次、全过程参与学生的培养[11]。学生工程实践创新能力的培养要立足于企业实际需要。企业对新技术发展和应用极其敏感，通过校企合作，高校能及时了解企业的应用情况并根据这些新技术不断对教学计划进行改进。学生也能通过到企业实习提高实践能力并学习先进的技术与经验，有助于其规划未来的职业发展。更为重要的是企业可以将生产运营中遇到的各类技术难题发布招标，已解决的技术难题可作为教学的典型案例，以供学生创新实践；未解决的难题则由教师带领学生成立技术攻关小组，运用“专业知识或技能+TRIZ理论”获得相应的解决方案，形成专利、论文、软著、新工艺、新产品等创新成果。要在解决企业技术难题过程中培养学生的创新能力，充分将校企合作整合到大学生创新型人才培养体系中，实现校企协同育人。

2.2.2 融合TRIZ理论的创新实践课程体系

新工科建设要求培养具备解决复杂能力、全球视野、创新能力、终身学习能力以及工程伦理意识等能力的人才，而创新能力需要丰富的知识体系。由此，本文构建融合TRIZ，“理论-应用-实践”的递进式人才培养课程体系，如图2所示。首先，开设一门TRIZ理论课程，讲授创新思维方法、冲突解决原理、创新问题标准解、发明问题解决算法、技术系统进化法则等TRIZ核心内容，让学生掌握创新方法，启发学生创新意识。其次，在机械类专业核心课程《机械设计》融入TRIZ理论，结合典型案例开展相关课程设计，激发学生创新思维，借助双创活动、创业沙龙、协会活动等形式促进“专业+TRIZ”技能，让学生掌握创新方法的基本运用。第三，结合企业的技术难题与高职院校科技人员组建技术攻关小组，进一步锻炼学生创新方法的应用与专业综合能力。

2.2.3 依托竞赛平台，构建模拟创业平台

学科竞赛是高校实践教学体系的重要组成部分，是培养学生创新能力和团队协作能力的重要途径，也是教育主管部门评估学校人才培养质量的重要指标[12]。教育部在中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛中提出，全面开展高校创新创业教育改革，提升大学生创新创业能力、加快培养创新创业人才，通过大赛完成“以赛促教、以赛促学、以赛促创”的任务。创业竞赛可以帮助创业团队了解市场需求、认清创业方案不足、争取创业基金。此外，对大学生而言，更是一个“模拟创业”实践竞技平台，让学生在竞赛活动中体验创业过程，感受企业经营、团队管理、项目推进等实践活动，从而在模拟创业中培养学生创新创业综合能力。“双创教育+TRIZ+竞赛”教学模式将“专业教育+TRIZ”取得的创新成果开发利用，通过TRIZ理论启发学生创新意识，借助创新成果，在学科竞赛中进一步检验学生的创新创业能力与经营管理能力。

2.2.4 以创新引领创业，以创业带动高质量就业

大学生就业关系到经济社会发展。高校毕业生是宝贵的人才资源，高质量就业将为经济社会高质量发展提供重要的人才支撑。相关资料显示，社会竞争日益激烈，就业环境日趋严峻，对当代大学生而言就需要具备更多的潜力与素质以适应。国家发改委等八部门联合印发《关于深入实施创业带动就业示范行动力促高校毕业生创业就业的通知》指出，聚焦高校毕业生创业就业，力争降低创新创业门槛，缓解结构性就业矛盾，为高校毕业生提供更多施展才华的机会。

3 结论

本文以培养学生创新实践能力为目标，探索TRIZ理论融入专业课程教学的有效途径，构建 “理论-应用-实践”递进式课程体系，将TRIZ理论创新理论融入到工科类专业通用课程《机械设计》课程教学，启发学生创新意识。通过课堂互动、案例讨论、创业沙龙、协会活动等形式，进一步推动TRIZ的应用，从而增强课堂的体验感和互动感，通过体验式、互动式教学提高学生课堂参与度和学习兴趣，同时提升毕业生的实践动手能力，有效地提高人才培养质量。

参考文献：

[1] 李德丽， 刘立意. “科教产教”双融合拔尖创新人才培养逻辑与范式改革——基于创新创业实验室的探索[J]. 高等工程教育研究， 2023（1）： 189-194.

[2] 杨涛， 向乐. “互联网+”背景下机电类专业大学生双创培养模式探索与实践[J]. 南方农机， 2021，52（13）： 51-55.

[3] 纪阳， 卢晓东， 包卫东. 实践创新型新生工程教育与学业危机应对[J]. 高等工程教育研究， 2023（1）： 44-48， 103.

[4] 李双寿. 新时代新业态新工科工程训练教学体系创建[J]. 高等工程教育研究， 2023（1）： 33-36， 79.

[5] 智慧， 蒋芳， 蒋铁珍. 物联网专业课的赛教融合式教学方法[J]. 淮北师范大学学报（自然科学版）， 2023，44（1）： 82-87.

[6] 高丽丽， 叶春燕， 江先会. 基于创新能力培养的教学模式改革与实践研究——以TRIZ理论为基础[J]. 科技与创新， 2021（23）： 163-164.

[7] 孙付春， 李晓晓， 杨涛. TRIZ理论在创新创业教育中的应用与实践[J]. 科技创业月刊， 2022，35（11）： 110-112.

[8] 焦连志， 黄晓萍， 毛世阳. TRIZ理论对高校大学生创新思维与能力培养的启示[J]. 科技创业月刊， 2022，35（1）： 150-153.

[9] 杨涛. 乡村振兴与“互联网+”大赛背景下高职农机专业“专赛创”融合实施路径[J]. 新疆职业大学学报， 2021，29（2）： 33-37.

[10] 陈祥. 新工科背景下基于创新人才培养的教学生态构建[J]. 创新创业理论研究与实践， 2022，5（10）： 159-161.

[11] 陈晓明. 机械类专业新工科背景下实践教学的改革与实践[J]. 中国现代教育装备， 2022（9）： 86-88.

[12] 李忠玉， 孙睿， 郭阳勇. 培养创新实践能力的学科竞赛教学模式探索[J]. 实验室研究与探索， 2021，40（11）： 199-203.

（责任编辑：要 毅）

基金项目：四川省科学技术厅资助项目“科技成果转化中职务成果权属改革的研究”（2021JDR0280）；教育部高等学校科学研究发展中心项目“农业机器人专业的课程体系及实训平台研究”（2021BCF02004）；成都大学CC国家众创空间创新创业教育专项课题“工科学生创新创业教育活动的质量评价体系研究”（CCYG202101007）；成都农业科技职业学院教育教学改革项目“‘双创背景下高职农机专业‘专创赛融合模式构建及实施路径探索”（JG2021-17）；成都农业科技职业学院项目“校企共建农业装备应用技术专业”（2021-CJXM05）；成都农业科技职业学院项目“科技成果转化在大学生创新实践能力培养中的应用研究”（23RW204）

作者简介：杨涛（1991-），男，成都农业科技职业学院机电信息学院助教，研究方向：大學生创新创业教育与农业工程；李晓晓（1987-），男，博士，成都大学机械工程学院实验师，研究方向：机械机构设计与传感器应用。本文通讯作者：李晓晓。