趙志芳

(南京信息職業(yè)技術學院,江蘇 南京 210023)

高職院校大學物理課程中融入TRIZ理論初探*

趙志芳

(南京信息職業(yè)技術學院,江蘇 南京 210023)

TRIZ是一種基于知識的、面向人的、系統(tǒng)化的解決發(fā)明問題的方法.物理學往往是解決技術發(fā)明問題的有力工具.將TRIZ理論融入物理課程中,為培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力提供了一個新的思路.本文探討了在高職院校大學物理課程中融入TRIZ理論的意義和策略.

TRIZ理論;高職院校;大學物理課程

我國實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略,需要培養(yǎng)大批創(chuàng)新型人才.學校應按照建設創(chuàng)新型國家的要求,將創(chuàng)新理念貫穿于教育的全過程.高職院校中大學物理課程是面向工科專業(yè)開設的一門職業(yè)素質課程,該課程包括理論和實驗,所涉及的內容是工程技術應用型人才應具備的基本知識.如何在物理課程中,培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,需要我們不斷地探索,將TRIZ理論引入到物理課程，以提高學生的創(chuàng)新能力，是一種有益的嘗試.

1 高職院校大學物理課程中融入TRIZ理論的意義

1.1 當前高職院校大學物理課程中存在的問題

目前高職院校的大學物理課程主要是以“教”為中心,傳授物理知識,比較重視知識在量上的積累,而忽視知識的應用,對學生創(chuàng)新能力關注不足.傳統(tǒng)的教學模式對學生的吸引力不大,學生的學習只是為了應付考試,而不是以積極應用知識為目的,很少有人將所學的知識應用于實踐中,甚至學生在學習過程中還有疑惑:為什么要學習物理學?知識的重要性在于應用,當人們運用知識并將其付諸實踐時,才能正地掌握知識和領會知識學習的意義.

知識與能力、基礎與創(chuàng)新之間存在著轉換的可能性,但知識并不意味著一定能夠轉換成創(chuàng)新能力,現代教育家杰羅姆布魯納(JeromeSeymourBruner)提出:能力=知識+技能+科學方法.笛卡兒說過:人類歷史上最有價值的知識是關于方法的知識.顯然方法是能力的核心,是聯系知識與能力的橋梁.在物理課程中應該突出方法,除了物理學本身的方法,還可融入一些創(chuàng)新方法,從而提高學生應用知識和創(chuàng)新的能力.

1.2TRIZ理論概述

TRIZ理論是一種基于知識的、面向人的、系統(tǒng)化的解決發(fā)明問題的方法，由前蘇聯科學家阿奇舒勒于1946年創(chuàng)立,他的團隊在研究了250多萬份不同領域發(fā)明專利的基礎上,揭示了工程系統(tǒng)的演變規(guī)律,以及人類進行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術難題過程中可遵循的科學原理和法則.TRIZ理論包含了一系列的工具,有基于科學知識運用的工具,也有指導科學創(chuàng)新的工具,這些工具既可以單獨使用,也可以組合使用.TRIZ理論為解決“創(chuàng)造性問題”提供了一種可操作的方法,TRIZ理論在上世紀80年代中期開始廣泛應用于工程技術領域,如今TRIZ理論已發(fā)展成為一套成熟的解決技術創(chuàng)新問題的理論和方法,隨著TRIZ理論的廣泛應用,已出現成千上萬項重要發(fā)明,取得了良好的經濟效益和社會效益.目前很多國家已在大學開展TRIZ培訓,并擴展到中小學,這一技術創(chuàng)新理論在學校的推廣,對培養(yǎng)創(chuàng)新型人才有著積極的影響.

1.3 融入TRIZ理論,培養(yǎng)創(chuàng)新人才

創(chuàng)新能力是人的一種潛能,是一種人人都可具有的能力,而且這種能力可以通過一定的學習和訓練得到激發(fā)和提升.物理學中有一套全面而有效的科學方法,把這套方法運用到很多領域,都是卓有成效的，物理效應對解決技術創(chuàng)新問題具有超乎想象的、強有力的幫助.

TRIZ理論解決發(fā)明問題的方法很多是在宏觀水平上占優(yōu)勢,而在微觀水平上占優(yōu)勢的那些方法,差不多總是用到物理效應,對于技術創(chuàng)新和發(fā)明來說,兩者都是必需的.為工程技術人員提供關于物理學的系統(tǒng)知識,可以大大提高他們將物理效應用于創(chuàng)新的可能性，大學物理課程對工科學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有著得天獨厚的優(yōu)勢,在課程教學中,加強物理知識的應用,適當地融入TRIZ理論,可讓學生在系統(tǒng)學習物理知識的同時，提升創(chuàng)新意識和創(chuàng)新方法.

2 物理課程中融入TRIZ理論的策略

教師是教育的執(zhí)行者,只有教師本身有創(chuàng)新意識,掌握創(chuàng)新方法,才能更好地培養(yǎng)出創(chuàng)新人才.TRIZ理論傳入我國時間不是太長,一部分先接觸到TRIZ理論的教師開展了一些創(chuàng)新教育實踐,下面介紹我們將TRIZ理論融入到物理課程的探索實踐,以期拋磚引玉.

2.1 教材建設中融入創(chuàng)新理念和方法

教材是課程的重要載體,有關課程的理念應充分體現在教材中,在物理教材的建設中,將TRIZ理論有機地融入其中,這樣的教材為教師在物理課程中實施創(chuàng)新教育提供一個藍本,同時也向學生開了一扇“創(chuàng)新方法”之窗.2015年我們對所用教材《應用物理基礎》(筆者主編,2009年被評為江蘇省高等學校精品教材)進行了修訂,融入了TRIZ理論,讓教材服務于物理教學和創(chuàng)新教育.

例如在教材主線內容中有機地融入運用該原理的TRIZ案例,在附錄中介紹TRIZ理論的科學效應庫,以知識的應用為目的,將物理效應與所對應的功能以組合的形式呈現出來,引導學生學會應用知識.教材專門安排了一些欄目(如“知識拓展”)，系列地介紹了科學思維方法,以及與物理相關的TRIZ理論的創(chuàng)新方法,讓學生對物理學的方法論和創(chuàng)新方法有所認識.另外,教材中設置專項課題:創(chuàng)新發(fā)明、實踐活動和研究性學習,讓學生接觸到運用TRIZ理論和物理效應的創(chuàng)新案例,給學生一些可操作的實踐和研究性學習項目,引導學生在課余時間進行各種研究性學習和實踐活動,在實踐中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力.

2.2 教學過程中融入TRIZ訓練

在教學過程中,教學方法對人才的培養(yǎng)起著重要的作用,教師要營造寬松、自由的氛圍,鼓勵學生思考、質疑、探究,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力.

在物理教學中融入TRIZ理論,首先可在教學內容上融合,TRIZ理論中的創(chuàng)新原理是易于理解的,很多與物理學中的方法相通,在講物理概念之后,可進行TRIZ訓練.例如,建立“理想模型”,以理想模型為研究對象,來揭示自然規(guī)律.創(chuàng)新原理中有類似的方法:“抽取”原理,即從物體中抽取必要的、有用的部分或特性(也可從物體中抽出產生負面影響的部分或特性).有些創(chuàng)新原理就是物理效應的運用,如“機械振動”原理:(1) 讓物體處于振動狀態(tài);(2) 對有振動的物體,則增加振動的頻率;(3) 利用物體的共振.在講授機械振動之后,介紹“機械振動”創(chuàng)新原理,再輔之以應用實例,這樣自然地融入創(chuàng)新原理,不僅讓學生加深對所學物理知識的理解,更讓學生體會到物理效應的技術應用,同時掌握了創(chuàng)新原理,一舉數得,事半功倍.

其次在教學方法上融合,在TRIZ理論中,問題解決的過程是對問題不斷描述、程式化的過程.這種方法可運用到物理教學中,老師設計問題學習情境,從有趣問題引入,組織學生討論,在討論中學習掌握物理原理,可以不斷發(fā)現、解析新問題,使學生在學習過程中更加主動探索未知,從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維,同時還可鍛煉學生多方面的能力,如口頭表達、邏輯推理、歸納總結等能力.

TRIZ理論是一個龐大的理論和方法體系,在教學過程中融入TRIZ訓練，一定要把握好尺度,視學情而定,量力而行,這就需要教師掌握TRIZ理論的基本內容和核心思想,有明確的目的性和計劃性,精心地進行教學設計,以達到物理教育和創(chuàng)新訓練的最優(yōu)化.

2.3 改變學習方式,進行創(chuàng)新實踐

創(chuàng)新在某種意義上就是超越和突破,它的顯著特點是外向和開放,研究性學習以課題為學習載體,開放學習內容和學習空間,更便于開展創(chuàng)新實踐活動,課題由學生根據自己的興趣選擇,可來源于學生的學習生活和社會生活,研究性學習主要是讓學生在課余時間以個人或小組合作方式進行,老師有針對性地對學生進行指導,這樣的學習過程讓學生有時間進行深入思考,思考不受框框的限制,運用所學到的物理知識和TRIZ理論進行創(chuàng)新實踐,學生在提出問題和解決問題的全過程中獲得多方面的體驗,學到創(chuàng)新方法和科學研究方法,學會運用知識,使創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力得以提高.

3 結束語

將TRIZ理論引入物理課程,提升了物理課程的功效,促進了創(chuàng)新型人才培養(yǎng),其中掌握TRIZ理論的創(chuàng)新型教師是關鍵,滲透創(chuàng)新理念和方法的教材是依據,融入TRIZ訓練的課堂教學,通過研究性學習的創(chuàng)新實踐,使學生在創(chuàng)新思維上得到訓練,在創(chuàng)新方法上得到提高.當然學業(yè)評價是創(chuàng)新價值取向的保障,要改變將考試分數作為唯一評價的標準,注重過程和實踐,將研究性學習納入評價體系,引導學生自主探索,創(chuàng)新實踐.在我們的物理課程中能收到很多同學的創(chuàng)新作品,有的同學在老師的指導下申請了專利,創(chuàng)新教育的效果很明顯.

[1] 上官子木.創(chuàng)造力危機:中國教育現狀反思[M].上海：華東師范大學出版社,2004.

[2] 孫永偉,[美]謝爾蓋·伊克萬科.TRIZ:打開創(chuàng)新之門的金鑰匙[M].北京：科學出版社,2015.

[3] 趙志芳.應用物理基礎[M].杭州：浙江大學出版社,2015.

[4] 周瑩,彭麗娟.Triz理論研究及應用現狀分析[J].科技情報開發(fā)與經濟,2013，(10).

[5] 張洪儒.大學生創(chuàng)新教育與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].河北理工大學學報(社會科學版),2006，(2).

*本文系江蘇省教育科學“十二五”規(guī)劃立項課題“將TRIZ引入高職學生研究性學習的實踐研究”(批準號：D/2013/03/127)的成果之一.