◎管芳景 傅毅

TRIZ理論在軟件技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革中的應(yīng)用探索
——以《Android綜合實(shí)訓(xùn)》為例

◎管芳景 傅毅

本文首先對(duì)高職軟件技術(shù)專業(yè)學(xué)生實(shí)訓(xùn)情況進(jìn)行了分析，然后對(duì)TRIZ理論進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，運(yùn)用TRIZ理論對(duì)Android實(shí)訓(xùn)教學(xué)中所出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，提出相應(yīng)解決方案，對(duì)實(shí)訓(xùn)課程進(jìn)行教學(xué)改革，力求改變教學(xué)手段和考核方法，提高學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中的積極性和專業(yè)技能，最后給出軟件技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革成效。

隨著軟件行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)軟件創(chuàng)新型人才的需求不斷增加，因此高職軟件創(chuàng)新型人才培養(yǎng)成為一個(gè)高職院校教育研究的熱點(diǎn)。我院軟件技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)主要培養(yǎng)具備良好創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)在軟件技術(shù)專業(yè)課程體系占有很重要的地位，主要驗(yàn)證學(xué)生對(duì)所學(xué)課程知識(shí)的綜合運(yùn)用和創(chuàng)新，滿足企業(yè)對(duì)軟件專業(yè)人才技能的基本要求，提高學(xué)生的職業(yè)技能。然而，實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果并不理想。TRIZ是專門研究創(chuàng)新設(shè)計(jì)的理論，已廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)、管理、教育等領(lǐng)域，本文運(yùn)用TRIZ理論解決在Android實(shí)訓(xùn)教學(xué)中所出現(xiàn)的問題，提出相應(yīng)的解決方案，實(shí)施教學(xué)改革。

軟件技術(shù)專業(yè)Android實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀

Android實(shí)訓(xùn)概況。Android是一種基于Linux的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng) ，主要使用于移動(dòng)設(shè)備。Android技術(shù)更新快，在支持不同 Android 版本方面，大多數(shù) Java 開發(fā)人員必須徹底改變他們以前的思維。因此，在Android實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力要求相對(duì)比較高。

Android綜合實(shí)訓(xùn)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，其前導(dǎo)課程有JAVA語言程序、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用（Mysql）、Android基礎(chǔ)應(yīng)用開發(fā)等課程。在Android實(shí)訓(xùn)教學(xué)，整體教學(xué)設(shè)計(jì)遵循了軟件項(xiàng)目開發(fā)流程，結(jié)合軟件實(shí)際開發(fā)過程要求，實(shí)訓(xùn)以項(xiàng)目組形式進(jìn)行開發(fā)，所以Android實(shí)訓(xùn)分小組進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，每組2～3人。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中的問題。在具體教學(xué)實(shí)施過程中，教學(xué)效果并不是太理想，主要存在以下問題：

學(xué)生積極性不高，參與度不夠。學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、自學(xué)能力和接收能力不同，在專業(yè)課學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的個(gè)體差異較大。在實(shí)訓(xùn)過程中，實(shí)訓(xùn)小組的項(xiàng)目任務(wù)往往由一到兩個(gè)人承擔(dān)，實(shí)訓(xùn)不能按照原定進(jìn)度開展或是所提交的實(shí)訓(xùn)材料質(zhì)量不高，因此不能很好發(fā)揮實(shí)訓(xùn)小組成員的專業(yè)能力。

考核形式單一。對(duì)于專業(yè)課程綜合實(shí)訓(xùn)，實(shí)訓(xùn)教師往往是前導(dǎo)課程任課教師，實(shí)訓(xùn)考核主要采用了以項(xiàng)目演示為主，現(xiàn)場(chǎng)答疑為輔的方式。Android實(shí)訓(xùn)為一周（24課時(shí)），根據(jù)分組要求，以30人的班級(jí)計(jì)算，大概可以分10～15組，實(shí)訓(xùn)過程中每組所出現(xiàn)的問題也不相同，指導(dǎo)教師不能做到每組都能夠詳細(xì)指導(dǎo)，對(duì)于實(shí)訓(xùn)過程中的情況關(guān)注度不是很高，不能很好地體現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果。

實(shí)訓(xùn)內(nèi)容單一。對(duì)于動(dòng)手能力較強(qiáng)的實(shí)訓(xùn)課程，一般高職學(xué)院要求有實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書，實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書中給出實(shí)訓(xùn)原理、實(shí)訓(xùn)環(huán)境、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及實(shí)訓(xùn)步驟等。然而，IT技術(shù)更新較快，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容所涉及的技術(shù)很快成為了老技術(shù)，不能實(shí)現(xiàn)新技術(shù)在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的及時(shí)更新及應(yīng)用。

TRIZ理論

TRIZ理 論 是 阿 奇 舒 勒(G. S. Altshuller)在1946年創(chuàng)立的，作為技術(shù)問題或發(fā)明問題解決的一種強(qiáng)有力方法。TRIZ研究機(jī)構(gòu)提出了TRIZ系列的解決工具，如沖突矩陣、物質(zhì)-場(chǎng)分析、39個(gè)工程技術(shù)參數(shù)、40條創(chuàng)新原理等。TRIZ理論已經(jīng)由工程技術(shù)領(lǐng)域，逐步向其他領(lǐng)域滲透和擴(kuò)展。已總結(jié)出的40條發(fā)明創(chuàng)造原理在工業(yè)、建筑、微電子、化學(xué)、生物學(xué)、社會(huì)學(xué)、醫(yī)療、食品、商業(yè)、教育的應(yīng)用案例，用于指導(dǎo)各領(lǐng)域遇到問題的解決。

核心思想

現(xiàn)代TRIZ理論的核心思想主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：無論是一個(gè)簡(jiǎn)單產(chǎn)品還是復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)的發(fā)展都是遵循著客觀的規(guī)律發(fā)展演變的，即具有客觀的進(jìn)化規(guī)律和模式；各種技術(shù)難題、沖突和矛盾的不斷解決是推動(dòng)這種進(jìn)化過程的動(dòng)力；技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的理想狀態(tài)是用盡量少的資源實(shí)現(xiàn)盡量多的功能。

解決問題過程

從圖1中不難看出，對(duì)于需要解決的創(chuàng)新問題通過一定的方法轉(zhuǎn)化為常規(guī)問題，選擇適當(dāng)?shù)腡RIZ工具，得到常規(guī)問題的通解，然后將通解進(jìn)行具體化，得到創(chuàng)新問題的特定解。

TRIZ理論在Android實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

TRIZ矛盾論在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中應(yīng)用。通過軟件專業(yè)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中所出現(xiàn)的問題，不難看出，主要影響實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果的要素分別是學(xué)生、教師、實(shí)訓(xùn)條件。在實(shí)訓(xùn)中，學(xué)生主要的問題是不知道如何運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，完成實(shí)訓(xùn)內(nèi)容；遇到老師沒有講到的問題，不知道如何處理，找不到了適合的方法去解決問題；遇到類似的問題往往采用老的思想和老的辦法去解決，不能將所學(xué)知識(shí)有效運(yùn)用于實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中。教師主要的問題是實(shí)訓(xùn)過程中的管理問題；實(shí)訓(xùn)內(nèi)容設(shè)置是否合理；實(shí)訓(xùn)考核方式是否合理；如何改變實(shí)訓(xùn)條件，更好地滿足實(shí)訓(xùn)要求等問題。對(duì)于學(xué)生方面所出現(xiàn)的問題，最終可以歸納總結(jié)為不能“學(xué)以致用”的問題。對(duì)于教師方面的問題，可以歸納為“教”“學(xué)”的問題。因此，要達(dá)到實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，急需解決實(shí)訓(xùn)教學(xué)中所出現(xiàn)的問題。結(jié)合TRIZ理論所提供的解決問題框架，將其應(yīng)用于Android綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，來解決所出現(xiàn)的問題。

TRIZ理論其中重要的理論之一是技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化理論，解決矛盾和沖突是推進(jìn)進(jìn)化過程的動(dòng)力。TRIZ理論將矛盾分為物理矛盾和技術(shù)矛盾。技術(shù)矛盾的表現(xiàn)形式為一個(gè)系統(tǒng)中兩個(gè)子系統(tǒng)之間的矛盾。我們可以將學(xué)生看作是一個(gè)系統(tǒng)，“所學(xué)”與“所用”為兩個(gè)子系統(tǒng)，學(xué)生不能“學(xué)以致用”的問題，可以理解為“學(xué)”與“用”的矛盾。同樣，我們可以將教學(xué)過程看成一個(gè)系統(tǒng)，教師與學(xué)生是兩個(gè)子系統(tǒng)，教師如何去教，學(xué)生如何去學(xué)，可以轉(zhuǎn)化為“教”與“學(xué)”的矛盾。由于在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，學(xué)生擔(dān)任了主要角色，所有矛盾就可簡(jiǎn)化為“學(xué)”“用”的矛盾。

TRIZ創(chuàng)新原理的應(yīng)用。將圖1中所示的TRIZ理論解決問題框架應(yīng)用于實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，所出現(xiàn)的問題通被轉(zhuǎn)化為了常規(guī)問題，選擇TRIZ工具去尋求常規(guī)問題的解決方案，通過對(duì)常規(guī)解的反復(fù)推理，得到我們?cè)趯?shí)訓(xùn)中所需要解決問題的創(chuàng)新解。根據(jù)上面對(duì)問題的分析，我們將運(yùn)用TRIZ矛盾、創(chuàng)新原理進(jìn)行求解。

實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)教學(xué)手段矛盾求解。合理的設(shè)置實(shí)訓(xùn)內(nèi)容可以大大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣性，然后，又與學(xué)生個(gè)體能力有直接關(guān)系。我們可以提取出來關(guān)于實(shí)訓(xùn)內(nèi)容、實(shí)訓(xùn)教學(xué)手段影響實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果的參數(shù)：實(shí)訓(xùn)難易度、實(shí)訓(xùn)管理、學(xué)生學(xué)習(xí)能力、學(xué)生參與度、實(shí)訓(xùn)小組穩(wěn)定性、教師實(shí)踐能力、教師專業(yè)能力、技術(shù)更新等。

優(yōu)化實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。在優(yōu)化實(shí)訓(xùn)內(nèi)容方面，我們選取了創(chuàng)新原理1（分割）、創(chuàng)新原理6（多用性）、創(chuàng)新原理15（動(dòng)態(tài)化），我們將實(shí)訓(xùn)內(nèi)容根據(jù)分割創(chuàng)新原理按照軟件項(xiàng)目開發(fā)流程分成了需求分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、驗(yàn)收答辯、提交相關(guān)文檔。學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和小組穩(wěn)定性不一，若實(shí)訓(xùn)難度大，學(xué)生學(xué)習(xí)能力弱，小組穩(wěn)定性差，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容完成質(zhì)量差；若實(shí)訓(xùn)難度小，部分學(xué)生學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，小組穩(wěn)定性強(qiáng)，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容相對(duì)過于簡(jiǎn)單。我們采用了多用性創(chuàng)新原理，提出基本實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，增加創(chuàng)新內(nèi)容，提高學(xué)生的軟件創(chuàng)新能力。對(duì)于學(xué)習(xí)能力一般的項(xiàng)目小組，完成基本實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，對(duì)于能力較強(qiáng)的項(xiàng)目小組，增加創(chuàng)意創(chuàng)新內(nèi)容。根據(jù)江蘇省大學(xué)生技能競(jìng)賽移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)賽項(xiàng)要求和Android技術(shù)的發(fā)展，我們采用了動(dòng)態(tài)化創(chuàng)新原理，更新實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，避免實(shí)訓(xùn)內(nèi)容單一，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

優(yōu)化實(shí)訓(xùn)教學(xué)手段。在優(yōu)化實(shí)訓(xùn)教學(xué)手段方面，我們選取了創(chuàng)新原理5（合并）、創(chuàng)新原理3（局部性質(zhì)）、創(chuàng)新原理8（重量補(bǔ)償）、創(chuàng)新原理6（多用性）。利用多用性創(chuàng)新原理，將學(xué)生分成多個(gè)項(xiàng)目開發(fā)小組，讓學(xué)生根據(jù)自身的能力和興趣，進(jìn)行選題，讓學(xué)生推選出一個(gè)項(xiàng)目組長(zhǎng)，項(xiàng)目組長(zhǎng)能夠在項(xiàng)目各個(gè)階段起來關(guān)鍵作用。運(yùn)用局部性質(zhì)創(chuàng)新原理，指導(dǎo)教師對(duì)每組選題進(jìn)行審核，對(duì)整體設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，另外，項(xiàng)目組長(zhǎng)對(duì)小組成員的任務(wù)分工進(jìn)行審核，對(duì)每個(gè)學(xué)生所負(fù)責(zé)的任務(wù)進(jìn)行個(gè)別優(yōu)化，提高學(xué)生的參與度，同時(shí)，學(xué)生在項(xiàng)目組中所負(fù)責(zé)的任務(wù)完成質(zhì)量，對(duì)小組整體設(shè)計(jì)也有一定的影響，體現(xiàn)了補(bǔ)償創(chuàng)新原理的運(yùn)用。

移動(dòng)軟件開發(fā)過程中用戶體驗(yàn)是首位，在Android實(shí)訓(xùn)中，結(jié)合教師專業(yè)特長(zhǎng)，利用TRIZ提供的合并創(chuàng)新原理，建立了由多位教師組成的實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)小組，對(duì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容涉及的階段分階段指導(dǎo)，要求項(xiàng)目小組提交階段性文檔，進(jìn)行及時(shí)評(píng)價(jià)，提出整改意見。

實(shí)訓(xùn)考核中創(chuàng)新原理的應(yīng)用。實(shí)訓(xùn)的目的是讓學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題上來，提高學(xué)生的分析問題、解決問題的能力，增強(qiáng)他們的實(shí)踐動(dòng)手能力。因此，需要有較為完善的考核機(jī)制。

在實(shí)訓(xùn)考核中，主要利用了組合創(chuàng)新原理。指導(dǎo)教師在實(shí)訓(xùn)各個(gè)階段，根據(jù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目小級(jí)所提交的階段性文檔進(jìn)行及時(shí)評(píng)價(jià)。另外，對(duì)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、紀(jì)律性也進(jìn)行考核，主要體現(xiàn)在出勤率。在驗(yàn)收答辯之前，讓項(xiàng)目小組提交一個(gè)自評(píng)成績(jī)，然后，通過匯報(bào)，答辯，其他項(xiàng)目小組和答辯現(xiàn)場(chǎng)老師給出評(píng)分，驗(yàn)收答辯環(huán)節(jié)成績(jī)由小組自評(píng)（20%）、項(xiàng)目組之間互評(píng)（30%）、教師評(píng)分（50%）。移動(dòng)應(yīng)用軟件更注重美感要求和用戶體驗(yàn)，在實(shí)訓(xùn)考試中增加了創(chuàng)意評(píng)定環(huán)節(jié)。改革后的實(shí)訓(xùn)考試方案更注重對(duì)學(xué)生的過程性考核。

Android綜合實(shí)訓(xùn)是Android基礎(chǔ)應(yīng)用開發(fā)的后續(xù)課程，讓學(xué)生進(jìn)行集中實(shí)訓(xùn)，提高學(xué)生在移動(dòng)應(yīng)用軟件開發(fā)中的實(shí)際動(dòng)手能力和專業(yè)技能，是軟件技術(shù)（手機(jī)開發(fā)）專業(yè)的核心專業(yè)實(shí)踐課程。根據(jù)學(xué)生在以往實(shí)訓(xùn)中所出現(xiàn)的問題，運(yùn)用TRIZ創(chuàng)新理論對(duì)問題進(jìn)行分析，得到優(yōu)化解決方案，實(shí)施教學(xué)改革。

本文中的教學(xué)改革方案激發(fā)了學(xué)生的實(shí)訓(xùn)熱情和學(xué)習(xí)積極性，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目也根據(jù)行業(yè)的發(fā)展和競(jìng)賽要求進(jìn)行不斷更新，同時(shí)，學(xué)生的軟件創(chuàng)新能力也得到了鍛煉。改革方案目前處于初期探索階段，需要后期不斷總結(jié)、改進(jìn)。

（作者單位：無錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院）

江蘇省自然科學(xué)基金（編號(hào)：BK20150122）

管芳景,女，無錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，智能算法，進(jìn)化計(jì)算；傅毅，女，無錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向?yàn)樯镄畔W(xué)、計(jì)算生物學(xué)；