黨向盈 申珅

【摘 要】計算機(jī)程序設(shè)計課程在培養(yǎng)非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新思維具有重要的意義，本文通過TRIZ創(chuàng)新理論對公共課程教學(xué)方法改革與實(shí)踐嘗試性應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，促進(jìn)學(xué)生從“依賴型”向“獨(dú)立型”學(xué)習(xí)角色轉(zhuǎn)換，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，切實(shí)提高學(xué)生創(chuàng)新思維能力。

【關(guān)鍵詞】TRIZ理論；創(chuàng)新；程序設(shè)計；教學(xué)方法

0 引言

我國高等教育已經(jīng)把培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才作為一項(xiàng)迫切的任務(wù)。創(chuàng)新問題解決理論是前蘇聯(lián)發(fā)明和創(chuàng)造學(xué)家G.S.Altshuller 在1946年創(chuàng)立的，“TRIZ”是其俄文單詞（Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch）的首字母。目前TRIZ在創(chuàng)新設(shè)計、創(chuàng)新教學(xué)、創(chuàng)新科研等方面得到應(yīng)用，取得了可喜的成果，其中阮汝祥 [1]和高常青 [2]在TRIZ的理論和發(fā)展、應(yīng)用等方面做了詳細(xì)的研究；江敏[3]和盧惠林 [4]在計算機(jī)課程中具體如何應(yīng)用做了深入的研究。但是，這些研究一般都是針對TRIZ理論本身的研究，或是對程序設(shè)計類專業(yè)課研究，很少對計算機(jī)程序設(shè)計公共課程的研究，對于非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生，程序設(shè)計類課程作為一個學(xué)生必修課，它不像計算機(jī)專業(yè)學(xué)生要求那么高，設(shè)計的程序也不是特別深，只是與自己所學(xué)專業(yè)有效結(jié)合，通過該課程，培養(yǎng)學(xué)生的計算機(jī)思維、計算機(jī)素養(yǎng)，所以更體現(xiàn)出需要創(chuàng)新思維的深入挖掘。本文將TRIZ理論與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)相結(jié)合，將其應(yīng)用到計算機(jī)公共課程素養(yǎng)教育中，為培養(yǎng)具有計算機(jī)素養(yǎng)軟件的創(chuàng)新性人才培養(yǎng)提供一條輔助途徑。

1 TRIZ理論的創(chuàng)新思想

TRIZ的含義是 “發(fā)明問題解決理論”。經(jīng)過50多年總結(jié)出解決技術(shù)矛盾所遵循的創(chuàng)新原則，建立起了一整套實(shí)用的解決發(fā)明問題的理論和方法體系——TRIZ理論體系。TRIZ理論體系[1]主要包括以下幾個方面：問題分析與建模方法；技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則；沖突解決原理。

TRIZ理論的創(chuàng)新方法指的是解決沖突的原理，最終建立了包括發(fā)明原理、發(fā)明問題解決算法和標(biāo)準(zhǔn)解在內(nèi)基于知識的邏輯方法。在利用TRIZ理論解決實(shí)際問題的過程中，首先可以將問題建模成TRIZ模型，然后利用TRIZ理論提供的方法和工具，找出該問題的普適解，再根據(jù)實(shí)際的情況和環(huán)境，最終將普適解轉(zhuǎn)化為領(lǐng)域解或特解。

2 程序設(shè)計教學(xué)傳統(tǒng)模式

程序設(shè)計課程長期沿襲傳統(tǒng)教學(xué)模式：以一種高級語言（如Visual Basic或Visual C++）的語句體系為脈絡(luò)展開教學(xué)，詳細(xì)地講解其語句、語法。教學(xué)通常采用整堂灌輸書本知識，比較抽象，枯燥無味，使學(xué)生產(chǎn)生畏懼心理。學(xué)生每學(xué)習(xí)一個語句只需要做一些與該語句有關(guān)的習(xí)題，學(xué)生很少動手實(shí)踐。教師在實(shí)踐教學(xué)過程中， 對一些問題的解決，方法模式化、絕對化，有沒有其他途徑或思路，存在哪些不確定因素和各種選擇的可能性等。

3 TRIZ理論在計算機(jī)程序設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用

教學(xué)中采用TRIZ理論中發(fā)明式教學(xué)，將本課程與專業(yè)特色相結(jié)合，鼓勵學(xué)生自己思考，并對他們的思考結(jié)果給予鼓勵，培養(yǎng)他們思考的成就感，進(jìn)而激發(fā)他們的創(chuàng)新思維，使得課堂教學(xué)在動態(tài)思維變化中，不斷提高學(xué)生創(chuàng)新能力。

3.1 基于TRIZ 理論進(jìn)行發(fā)明式教學(xué)，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維和發(fā)散思維

針對非計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，在教學(xué)中采用TRIZ理論，將本課程分為幾個關(guān)鍵點(diǎn)，對關(guān)鍵點(diǎn)鼓勵學(xué)生自己思考。對學(xué)生的創(chuàng)新思維訓(xùn)練的主要方法有：

3.1.1 采用基于專業(yè)特色的案例教學(xué)法

1/4時間教師傳授該知識點(diǎn)，使學(xué)生在理論上產(chǎn)生認(rèn)知。

1/2時間教師與學(xué)生互動式解決問題，本專業(yè)實(shí)際應(yīng)用在哪些方面，如何應(yīng)用，有沒有更好的方法等等。

3/4時間學(xué)生在教師引導(dǎo)下，練習(xí)完成問題分析和求解過程，并有效地舉一反三。

最后學(xué)生自己梳理、總結(jié)、提煉知識，并歸納分析問題和解決問題方法，教師進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3.1.2 采用綜合作業(yè)（項(xiàng)目）引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思維

TRIZ理論認(rèn)為，對問題中存在的矛盾和沖突的解決，作為程序設(shè)計類課程，其最終目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生的程序開發(fā)能力，所以在程序設(shè)計課程中，所謂的“沖突”，就是如何培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)際專業(yè)特點(diǎn)，學(xué)以致用中的項(xiàng)目開發(fā)能力，提高實(shí)戰(zhàn)能力，即項(xiàng)目教學(xué)法[5]。在教學(xué)進(jìn)行到一定階段時，可以讓學(xué)生完成一個完整系統(tǒng)的開發(fā)，完成整個的開發(fā)流程，包括需求分析、設(shè)計、開發(fā)、測試等等，同時，在實(shí)踐的過程中，給學(xué)生足夠的創(chuàng)新空間，在實(shí)際項(xiàng)目中培養(yǎng)和鼓勵學(xué)生發(fā)散性的、創(chuàng)造性的設(shè)計。

3.1.3 進(jìn)行創(chuàng)新思維技法和思維方法的訓(xùn)練

每講完一個知識點(diǎn)，可以讓學(xué)生相互啟發(fā)，激發(fā)他們的聯(lián)想思維、想象思維、靈感思維， 進(jìn)而得到創(chuàng)新的成果，然后再進(jìn)行拓展，使學(xué)生在視覺、感性認(rèn)識得到充分利用，激發(fā)他們的創(chuàng)新激情。

3.2 TRIZ理論ARIZ算法的實(shí)踐教學(xué)，強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)教學(xué)

在課程教學(xué)中穿插TRIZ理論的ARIZ算法實(shí)踐教學(xué)，主要從下面幾個方面改革：

3.2.1 課程設(shè)計和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革

將實(shí)驗(yàn)課程加強(qiáng)綜合性和設(shè)計性實(shí)訓(xùn)的開設(shè)，加入自己的創(chuàng)新思維，才能完成實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。這個實(shí)踐環(huán)節(jié)對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力有著重要作用。這些實(shí)踐課程采用興趣組合、團(tuán)隊合作、相互幫助和啟發(fā)的方式，對現(xiàn)有的問題提出創(chuàng)新性解決方案。

3.2.2 實(shí)驗(yàn)考核方案改革

采用上機(jī)自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)，對每個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按知識要點(diǎn)分配分值，為每個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目配置評分程序和測試數(shù)據(jù)，在實(shí)驗(yàn)課結(jié)束前10分鐘對所有學(xué)生的提交的程序進(jìn)行快速評測，生成評測結(jié)果報告，報告中詳細(xì)記錄每位學(xué)生的得分情況以及每題完成情況。這種實(shí)驗(yàn)考核方案不僅將教師從低層次的批改實(shí)驗(yàn)報告等繁雜的工作中解脫出來同時增強(qiáng)了批改的準(zhǔn)確性，降低教師重復(fù)性、簡單性工作量；而且在分?jǐn)?shù)驅(qū)動下，大大提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性和主動性，實(shí)驗(yàn)出勤率達(dá)到 95%以上，提高學(xué)生了動手編程能力。

3.2.3 積極開設(shè)第二課堂， 鼓勵學(xué)生參與創(chuàng)新活動

基于TRIZ理論的問題解決過程， 是發(fā)散思維和收斂思維相互作用的過程， 是運(yùn)用邏輯思維和非邏輯思維的過程，具體環(huán)節(jié)的思考又充分利用各種創(chuàng)新思維方法。結(jié)合各個學(xué)院專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)優(yōu)勢， 程序設(shè)計創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)聯(lián)盟，具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的雙師型教師構(gòu)建第二課堂， 供學(xué)生在課余進(jìn)行創(chuàng)新活動。

4 總結(jié)

經(jīng)過對非計算機(jī)專業(yè)計算機(jī)程序設(shè)計類課程的教學(xué)研究和實(shí)踐，我們認(rèn)為要破除舊的教學(xué)體系，需要用新的理念、新的內(nèi)容、新的方法組織教學(xué)，針對非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生對程序設(shè)計類課程的認(rèn)知特點(diǎn)、認(rèn)知心理、學(xué)習(xí)模式。提出基于TRIZ理論培養(yǎng)創(chuàng)新能力，TRIZ理論不能直接提供問題的創(chuàng)新解決方案， 將通用解轉(zhuǎn)化為特殊解是有效運(yùn)用TRIZ理論的關(guān)鍵。用先進(jìn)的程序設(shè)計理論指導(dǎo)程序設(shè)計教學(xué)，在教學(xué)中加強(qiáng)編程算法、邏輯思維和編程方法的學(xué)習(xí)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]阮汝祥.TRIZ理論與創(chuàng)新方法[K].北京：中華人民共和國工業(yè)和信息化部，2009.

[2]高常青，黃克正.由TRIZ理論的通用解求問題的特殊解[J].中國機(jī)械工程，2006（1）：84-88.

[3]江敏，花麗.TRIZ理論在Web程序設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2012，8（23）：5641-5644.

[4]盧惠林.TRIZ 創(chuàng)新理論在計算機(jī)程序設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用[J].職教通訊，2007（12）：54-55.

[5]孫庚.項(xiàng)目教學(xué)法在“C++程序設(shè)計”課程教學(xué)中的實(shí)踐[J].計算機(jī)教育，2008（2）：51-54.

[責(zé)任編輯：薛俊歌]