周輝 顧奕敏

內(nèi)容摘要：隨著十九大會議提出建設創(chuàng)新型國家的新階段目標，提高當代大學生自主創(chuàng)新能力已經(jīng)成為各高校的主要工作任務。在當前的新工科環(huán)境下，本文基于TRIZ理論對自主創(chuàng)新能力的構成要素進行分析，分層次研究創(chuàng)新能力缺乏的原因，并探究該理論在教學模式、思維理念、信息工具三個方面的運用，實現(xiàn)大學生自主創(chuàng)新能力的顯著提升。

關鍵詞：新工科 大學生 創(chuàng)新能力要素 TRIZ理論

一.研究背景

十九大會議提出的加快建設創(chuàng)新型國家是《國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》、“新工科”三部曲計劃等創(chuàng)新實驗計劃的進一步發(fā)展，也是我國建設世界科技強國“三步走”戰(zhàn)略的總動員與總部署。為主動應對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)改革，國內(nèi)各高校作為我國創(chuàng)新人才的主要培養(yǎng)基地，改革教學實驗體系規(guī)范，全方位、多層次的提高大學生自主創(chuàng)新能力勢在必行。

TRIZ理論，即由前蘇聯(lián)科學家、社會研究學家阿奇舒勒所領導的研究團隊所提出的“發(fā)明問題解決理論”，系統(tǒng)的總結了創(chuàng)新原理體系，能有效的對現(xiàn)階段的自主創(chuàng)新研究進行指導，是世界公認的引導創(chuàng)新的最佳工具，在美國波音公司的767空中加油機研發(fā)關鍵技術突破、韓國三星電子集團TRIZ理論工業(yè)運用等許多科技研發(fā)中起到?jīng)Q定性的作用。將TRIZ理論引入大學生自主創(chuàng)新能力要素的研究，通過其在教學模式、思維理念、信息工具三大方面具體運用的思考探究，可以將創(chuàng)新能力的開發(fā)落到實處。

二.自主創(chuàng)新能力要素及缺乏原因

（一）創(chuàng)新欲望

創(chuàng)新欲望是自主創(chuàng)新能力的首要要素。激發(fā)創(chuàng)新欲望是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的前提。只有激發(fā)了群體的創(chuàng)新欲望，團隊創(chuàng)新能力的進一步發(fā)展、創(chuàng)新型人才的大批量出現(xiàn)才成為可能。探究欲望，即人類認識、了解周圍環(huán)境的好奇心，是人的天性之一[1]，能推動創(chuàng)新思想、創(chuàng)新能力的產(chǎn)生，并升華為個人與人類社會的發(fā)展。然而，在現(xiàn)階段的尚不完善的教育體制與總體水平仍偏低的家庭教育情況的影響下，由于初高中嚴峻的升學壓力和固定化的教學模式，未注重對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，大量初入大學的學生普遍表現(xiàn)出思維模式僵化，探究欲望匱乏，缺乏自主學習、構建完善思維體系、擴大知識深度廣度的動力，以至于導致了大學生集體主觀上沒有創(chuàng)新意識，習慣于接受公認的結論但很少主動尋求答案。這從根源上阻礙了自主創(chuàng)新能力的產(chǎn)生和發(fā)展，對加快建設創(chuàng)新型國家的目標起到消極作用。

（二）創(chuàng)新理念

創(chuàng)新理念也是自主創(chuàng)新能力的要素之一，特指集體或個人基于對現(xiàn)狀的不滿足，打破常規(guī)，突破思維定勢，以挑戰(zhàn)未來、敢于人先的勇氣謀求更高階段的科學創(chuàng)新技術發(fā)明。創(chuàng)新理念是培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力的方法論指導，為科創(chuàng)活動的進行指明了前進方向，可以說是整個創(chuàng)新活動的方向標。創(chuàng)新理念不是憑空產(chǎn)生的，而是在原有研究基礎上的合理推廣或衍生。于此，可以指出大學生創(chuàng)新理念匱乏的首要原因：工科類大學生通常缺乏具體的社會實踐經(jīng)驗和科學創(chuàng)新研究經(jīng)歷，目前國內(nèi)的創(chuàng)新教育在國家的大力支持、資金投入下已經(jīng)在各高校普及，但高質量、高成效的實踐項目依然缺乏，多是浮光掠影的“蜻蜓點水式”參與，很難給與大學生保質保量的實踐體驗。缺乏社會基礎的創(chuàng)新理念不過是空中樓閣，運用于實際時無法匹配，更不可能發(fā)揮預期效果。除此之外，普適創(chuàng)新教育的不合理安排也是創(chuàng)新理念不足的原因之一。[2]

（三）創(chuàng)新觀察力

創(chuàng)新觀察力的運用貫穿自主創(chuàng)新活動的整個過程，是創(chuàng)新能力要素中重要的一環(huán)，主要體現(xiàn)在兩個階段。第一，是在創(chuàng)新活動的初期——創(chuàng)新主題確立階段，創(chuàng)新觀察力是決定一個創(chuàng)新實驗是否能產(chǎn)生、是否能符合社會要求，切實發(fā)揮作用的關鍵性因素：第二，則是在創(chuàng)新實驗活動不斷推進的階段，創(chuàng)新實驗中不可避免的會遭遇與預期設想不符的意外情況，這有可能意味著實驗發(fā)展的全新可能性或者是失敗的預兆，如果實驗參與者具備足夠的創(chuàng)新觀察力，能及時發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)、辨明情況并思考解決方案，極有可能可以規(guī)避風險，將創(chuàng)新實驗向更有利于人類發(fā)展的方向推進。造成大學生創(chuàng)新觀察力缺乏、“空有寶山卻不知開發(fā)”的因素有很多，其一是專業(yè)基礎知識較薄弱，在知識的協(xié)同轉化和實際應用方面多有不足，因此在開發(fā)創(chuàng)新靈感時往往抓大放小、找不到核心;后續(xù)跟進時對項目根源沒有鮮明合理的整體認識，很難把握進程，及時調(diào)整。其二，是系統(tǒng)性創(chuàng)新教育體系的缺乏，大學生沒有足夠的方法論進行指導，解決問題、針對問題提出創(chuàng)新理念時沒有完整的邏輯思維鏈條，即使有較為合理的設想，在實驗框架規(guī)劃時也容易出現(xiàn)偏頗的情況，導致不能很好的將創(chuàng)新觀察力運用于創(chuàng)新實驗。

（四）創(chuàng)新思維方式

創(chuàng)新思維方式是在概念形成上運用分析綜合法認識創(chuàng)新活動的過程和程度，是人類特有的思維方式。大學生確立創(chuàng)新思維方式，是時代發(fā)展的需要，是國家發(fā)展的要求，更是大學生自身發(fā)展的需要。因此，創(chuàng)新思維方式是自主創(chuàng)新能力要素的一部分。如果說創(chuàng)新理念意味著整個創(chuàng)新實驗的靈感，那么創(chuàng)新思維方式就是靈感的運用。當代大學生創(chuàng)新思維方式的內(nèi)涵，主要是四種思維：批判性思維，即對客觀實驗所提出的主觀反思和評判;超越性思維，即打破原有思維定勢，在更廣闊的框架中思考并獲得新認知;.前瞻性思維，即在現(xiàn)實世界的基礎上，以動態(tài)和發(fā)展的眼光預測未來發(fā)展趨勢，提前做出應對措施;實踐性思維，即將科學理論與實踐相結合，在實踐中能動的改變世界。

以其內(nèi)涵為根據(jù)具體推斷大學生缺乏創(chuàng)新思維方式的原因：

1.思維固化、安于現(xiàn)狀、很少提出自己的見解是困擾我國大學生創(chuàng)新能力提升的一大阻礙，在如今大學教育一再強調(diào)個人意識、創(chuàng)新思維發(fā)展的情況下，能打破僵化思維的學生仍占少數(shù)，這一情況在大一大二的學生中最為普遍。大學本科階段創(chuàng)新實驗的主力是大二大三的在讀學生，因為大一新生缺乏專業(yè)知識，而大四即將迎來畢業(yè)，迫于就業(yè)的壓力，不可避免的會將更多的精力投入到工作的準備中。但在接受了一到兩年的大學專業(yè)教育后，大二大三的學生普遍表現(xiàn)出束縛于課堂知識的情況，即將大學教育視作初高中書本式教育的延續(xù)，無法起到激發(fā)突破性思維的作用。

2.前瞻性思維和實踐性思維則牽扯到更深層次的問題。這二者的難以實現(xiàn)主要源于踏實精神的缺乏，即在學習、實驗中，少有學生能做到完全的腳踏實地，習慣于用隨意敷衍的態(tài)度對待知識與實驗現(xiàn)象，以完成任務作為一切行動的前提，更有甚者，使用違反學校規(guī)定的方法取得結論。從另一角度來說，這同樣與認識的不足有關，現(xiàn)階段一些學生來自教育資源不豐富、不先進的地區(qū)，他們沒有認識到學習的正確方法以及必要性，也就不可能把知識轉化為自身的能力，并進一步學會應用。

（五）創(chuàng)新方法論知識運用

創(chuàng)新方法論在我國現(xiàn)有的科創(chuàng)體系中是極其突出的短板。通過論文的查閱我們可以發(fā)現(xiàn)，僅有不超過五篇文章提及創(chuàng)新方法論相關的運用。在現(xiàn)今世界上的幾種主要方法論體系中，最為完善、系統(tǒng)、富有實踐價值的正是本篇將介紹并運用的TRIZ理論。但是經(jīng)過調(diào)查得出的結論，聽說過這一理論的大學生僅占極少數(shù)，能將其熟練運用于科創(chuàng)實驗中的更是萬眾無一。該理論在國際科創(chuàng)實驗中已經(jīng)基本普及并在多個項目中取得了輝煌的成就，俄羅斯已經(jīng)將TRIZ理論設為工科專業(yè)本科生的必修專業(yè)之一，美國麻省理工學院等常春藤聯(lián)盟高校也開設有TRIZ相關課程，但在國內(nèi)，卻處于小范圍的試用階段，無疑是國內(nèi)大學生自主創(chuàng)新能力所缺失的重要要素。究其原因，大學科創(chuàng)類課程設計的不合理要負主要責任。優(yōu)秀的科創(chuàng)教育應當設計為基于項目的創(chuàng)新能力培養(yǎng)與創(chuàng)新知識普及，寬闊的創(chuàng)新知識面、扎實的創(chuàng)新方法論知識，將有利于大學生未來自主創(chuàng)新能力得到自主發(fā)展與完善。

三.TRIZ理論的具體運用

根據(jù)目前自主創(chuàng)新能力要素缺乏的原因，凸顯出在大學生科創(chuàng)教育中引入TRIZ理論的必要性與重要性。TRIZ綜合了多個學科領域的原理、法則，并在此基礎上提出了完善的創(chuàng)新方法理論體系，適用于大多數(shù)人類進行發(fā)明創(chuàng)新、解決技術難題的過程，是一種建立在技術系統(tǒng)進化規(guī)律基礎上的問題解決系統(tǒng)，同時也是一個創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系理論，對提升現(xiàn)今國內(nèi)大學生的整體自主創(chuàng)新能力有很大的參考價值。本文將結合第二板塊對創(chuàng)新能力要素的分析，從教學模式、科創(chuàng)研究、信息工具三個主要方面，針對TRIZ理論的具體運用進行探究。

（一）教學體系

1.TRIZ理論內(nèi)涵概況

TRIZ理論將發(fā)明創(chuàng)造問題歸納為5個層次、48個通用工程參數(shù)及40個發(fā)明原理，其主要內(nèi)容包括技術系統(tǒng)進化法則、39項技術特性、沖突矩陣和40項創(chuàng)新原則、物質場分析與76項發(fā)明問題標準解決方法、發(fā)明問題解決算法（ARIZ）以及工程效應知識庫等。[3]

TRIZ理論認為一個問題解決的困難程度，取決于對該問題的描述或程式化方程，對問題的描述越是趨于完善，問題就越容易得到解決。經(jīng)過對問題的不斷描述的過程，可以清晰的暴露出所求解問題的最根本性沖突，確認其是否能憑借當前技術水平解決，抑或是需要留待新技術的出現(xiàn)。

2.培養(yǎng)思路

TRIZ理論是對學科創(chuàng)新技術的高度總結，并非經(jīng)過短期淺層次學習就能完全掌握的方法論，但因其高效的利用效率，能為大學生的自主創(chuàng)新活動提供極大幫助而理當加入到科創(chuàng)教育體系中。在這樣的情況下，在教學環(huán)境中就必須有所側重，以便于利用、實用性廣泛的發(fā)明問題解決算法為課程教學的中心，輔助以必要的其他方法論（基于學科特性與實驗性質決定），重點在于逐步培養(yǎng)出大學生的自主創(chuàng)新學習能力，激發(fā)對自主學習的興趣與動力，推進創(chuàng)新能力的自主發(fā)展。

在新工科建設不斷推進的背景下，“復旦共識”、“天大行動”、“北大指南”以及《關于開展新工科研究與實踐的通知》、《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》等相關文件不約而同的強調(diào)了借鑒國際科創(chuàng)經(jīng)驗，開創(chuàng)我國特色科創(chuàng)教育體系的目標。應當認識到，TRIZ理論的具體運用還需進一步考察各高校原有教學制度，針對特有的問題進行改良。

3.具體教學方法

由于TRIZ理論創(chuàng)新方法論的特性，單單紙上談兵式的教學是無法達到理想效果的，推薦在教學體系中引入創(chuàng)設情境法，作為主要的教學模式之一。創(chuàng)設問題情境，是為了作為學生思考的引子，引發(fā)學生自主提出問題的欲望，所創(chuàng)設的問題情境必須包含鮮明的問題思路，可以促使學生根據(jù)TRIZ理論進行程式化的描述，剝離無關信息，研究問題核心，提出合理的解決方法設計。在學生一步步推進問題的過程中，教師需根據(jù)問題實際和學生的理解思考狀況，理解其創(chuàng)新思維進展模式，做出不干擾學生思路的適當指導。[4]

（二）科創(chuàng)研究

1.研究性質的學習能力培養(yǎng)

學習能力是一個學生最基本的能力，其高下決定了學生的學習效率與未來進步的可能性。學習能力分為多個方面，而在科創(chuàng)研究中，研究性質的學習能力可以說是一位研究參與者的必備能力。學生在科創(chuàng)研究的過程中，研究性質的學習能力主要分為三個部分：課前搜集相關資料，對所作課題有基礎概況;研究進程中通過問題分析和定義將實際問題轉換為TRIZ問題模型，然后利用其分析工具得到問題的預測結果，并與真實的實驗結果相核對，推斷發(fā)現(xiàn)實驗中的不足與理論的缺失;研究結束后，側重關注在科創(chuàng)實驗中投入的程度和取得的階段成果，采用系統(tǒng)的TRIZ理論進行分析求解，根據(jù)評價的要求給出優(yōu)化方案。

2.TRIZ方法論的實際應用

TRIZ方法論在實際科創(chuàng)研究中應用的最大優(yōu)勢，在于其潛移默化的培養(yǎng)作用，能逐步鍛煉大學生創(chuàng)新能力、養(yǎng)成創(chuàng)新習慣?，F(xiàn)有大學生參與的科創(chuàng)研究，通常采用課題參與模式，即學生參與教授課題組研究，從中進行知識攝取、課題拓展、科學實踐的一種科研活動。將對TRIZ方法論的自主研究運用與教師指導相結合，學生可以不斷接觸前沿學科知識并持續(xù)跟進，既保留了全自主的學習體系，又有教師成熟的科研思想的熏陶與實驗中的實踐體驗，在激發(fā)科研興趣的同時，喚醒其創(chuàng)造性的思維，提高創(chuàng)新能力。不斷在實踐中運用TRIZ理論，可有效減少試驗次數(shù)和不必要的摸索過程，使創(chuàng)新過程得以簡化，資金投入減少，研制周期縮短。[5]

（三）信息工具

1.現(xiàn)代信息工具所能提供的幫助

現(xiàn)今，國內(nèi)外已經(jīng)產(chǎn)生了很多TRIZ相關的信息化工具，如美國Invention Machine公司的Goldfire Innovator，比利時CREAX公司的CREAX Innovation Suite，中國億維訊公司的Pro/Innovator等。這些軟件的出現(xiàn)，標志著TRIZ理論的階段性進步，已經(jīng)進入到信息化處理數(shù)據(jù)的時代。通過這些軟件的運用，將結構化的流程引入TRIZ教學和創(chuàng)新能力培養(yǎng)中，顯著降低了學生學習TRIZ理論的難度，為教師教學提供了便利，基于TRIZ理論的自主創(chuàng)新能力提升具有更廣泛的適用性、更高的實用性和可操作性。

2.信息交互平臺的搭建及改進

建立信息交互平臺的目的是通過大量的開放資源信息，彌補教學過程中片名、不足的問題，拓展創(chuàng)新能力教學的深度和廣度。已有的平臺如微課堂、中國Mooc和Ted等不能滿足學生學習TRIZ理論的需求，如果能以優(yōu)勢大學集團為框架建立專有的TRIZ方法論知識學習平臺，能節(jié)省大量的人力物力，在提升課堂質量的基礎上，互通互聯(lián)互動的教學模式能為學生提供更多的課堂以外的教學資源與指導，在急劇變化的時代中擁有更多自主創(chuàng)新的能力與立足的資本。

四.總結與展望

為服務于國家加快建設創(chuàng)新型國家、保質保量的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的發(fā)展戰(zhàn)略，我們從提升大學生的自主創(chuàng)新能力各要素出發(fā)，通過培養(yǎng)大學生個體的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新方法的途徑，在大學生科創(chuàng)教育體系中引入TRIZ理論，以期能打破現(xiàn)階段大學生創(chuàng)新教育的僵局，為國內(nèi)新工科體制中自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)課程的建設提供參考。

參考文獻

[1]劉佳蓉、陳娜、郭思妤.激發(fā)創(chuàng)新欲望的必要性[M].科學咨詢，2018（50）：14

[2]周輝、張欣鵬、孫瑨原.大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的動力學研究和科創(chuàng)能力耦合分級培養(yǎng)體系的構建[J].南通職業(yè)大學學報，2018（3）

[3]郭宇、廖文和、程筱勝.TRIZ理論與理工科大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[M]，2005，7（3）

[4]江帆、王春、王一軍、區(qū)嘉潔.基于TRIZ理論和研究性學習的創(chuàng)新型人才培養(yǎng).科技信息[M]，2009（16）

[5]劉訓濤、趙存友、徐鵬.TRIZ理論與大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[M]，2011（3）

江蘇省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目成果（201910291169Y）;2018年全國高校學生工作課題（重點課題）：《“雙創(chuàng)”背景下學生職業(yè)生涯規(guī)劃教育研究》（課題編號：LX2018Z011）;2018年江蘇省教育考試招生研究課題：《強化專業(yè)認知和人文素養(yǎng)的高校生源培養(yǎng)選拔體系構建》（課題編號：K-e/2018/11）;2019年江蘇省社科應用研究精品工程課題（重點課題）：《新工科背景下高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育探索與實踐研究》（19SYA-018）

（作者單位：南京工業(yè)大學生物與制藥工程學院）