趙志芳

(南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 南京 210023)

高職院校大學(xué)物理課程中融入TRIZ理論初探*

趙志芳

(南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 南京 210023)

TRIZ是一種基于知識(shí)的、面向人的、系統(tǒng)化的解決發(fā)明問題的方法.物理學(xué)往往是解決技術(shù)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(xué)生創(chuàng)新能力提供了一個(gè)新的思路.本文探討了在高職院校大學(xué)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(xué)物理課程

我國實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略,需要培養(yǎng)大批創(chuàng)新型人才.學(xué)校應(yīng)按照建設(shè)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(xué)物理課程是面向工科專業(yè)開設(shè)的一門職業(yè)素質(zhì)課程,該課程包括理論和實(shí)驗(yàn),所涉及的內(nèi)容是工程技術(shù)應(yīng)用型人才應(yīng)具備的基本知識(shí).如何在物理課程中,培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)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(xué)生的創(chuàng)新能力，是一種有益的嘗試.

1 高職院校大學(xué)物理課程中融入TRIZ理論的意義

1.1 當(dāng)前高職院校大學(xué)物理課程中存在的問題

目前高職院校的大學(xué)物理課程主要是以“教”為中心,傳授物理知識(shí),比較重視知識(shí)在量上的積累,而忽視知識(shí)的應(yīng)用,對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力關(guān)注不足.傳統(tǒng)的教學(xué)模式對(duì)學(xué)生的吸引力不大,學(xué)生的學(xué)習(xí)只是為了應(yīng)付考試,而不是以積極應(yīng)用知識(shí)為目的,很少有人將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中,甚至學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中還有疑惑:為什么要學(xué)習(xí)物理學(xué)?知識(shí)的重要性在于應(yīng)用,當(dāng)人們運(yùn)用知識(shí)并將其付諸實(shí)踐時(shí),才能正地掌握知識(shí)和領(lǐng)會(huì)知識(shí)學(xué)習(xí)的意義.

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

1.2TRIZ理論概述

TRIZ理論是一種基于知識(shí)的、面向人的、系統(tǒng)化的解決發(fā)明問題的方法，由前蘇聯(lián)科學(xué)家阿奇舒勒于1946年創(chuàng)立,他的團(tuán)隊(duì)在研究了250多萬份不同領(lǐng)域發(fā)明專利的基礎(chǔ)上,揭示了工程系統(tǒng)的演變規(guī)律,以及人類進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題過程中可遵循的科學(xué)原理和法則.TRIZ理論包含了一系列的工具,有基于科學(xué)知識(shí)運(yùn)用的工具,也有指導(dǎo)科學(xué)創(chuàng)新的工具,這些工具既可以單獨(dú)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(jì)80年代中期開始廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域,如今TRIZ理論已發(fā)展成為一套成熟的解決技術(shù)創(chuàng)新問題的理論和方法,隨著TRIZ理論的廣泛應(yīng)用,已出現(xiàn)成千上萬項(xiàng)重要發(fā)明,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益.目前很多國家已在大學(xué)開展TRIZ培訓(xùn),并擴(kuò)展到中小學(xué),這一技術(shù)創(chuàng)新理論在學(xué)校的推廣,對(duì)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(xué)習(xí)和訓(xùn)練得到激發(fā)和提升.物理學(xué)中有一套全面而有效的科學(xué)方法,把這套方法運(yùn)用到很多領(lǐng)域,都是卓有成效的，物理效應(yīng)對(duì)解決技術(shù)創(chuàng)新問題具有超乎想象的、強(qiáng)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(yīng),對(duì)于技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)明來說,兩者都是必需的.為工程技術(shù)人員提供關(guān)于物理學(xué)的系統(tǒng)知識(shí),可以大大提高他們將物理效應(yīng)用于創(chuàng)新的可能性，大學(xué)物理課程對(duì)工科學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,在課程教學(xué)中,加強(qiáng)物理知識(shí)的應(yīng)用,適當(dāng)?shù)厝谌隩RIZ理論,可讓學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí)，提升創(chuàng)新意識(shí)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(shí),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(shí)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(shí)踐,下面介紹我們將TRIZ理論融入到物理課程的探索實(shí)踐,以期拋磚引玉.

2.1 教材建設(shè)中融入創(chuàng)新理念和方法

教材是課程的重要載體,有關(guān)課程的理念應(yīng)充分體現(xiàn)在教材中,在物理教材的建設(shè)中,將TRIZ理論有機(jī)地融入其中,這樣的教材為教師在物理課程中實(shí)施創(chuàng)新教育提供一個(gè)藍(lán)本,同時(shí)也向?qū)W生開了一扇“創(chuàng)新方法”之窗.2015年我們對(duì)所用教材《應(yīng)用物理基礎(chǔ)》(筆者主編,2009年被評(píng)為江蘇省高等學(xué)校精品教材)進(jìn)行了修訂,融入了TRIZ理論,讓教材服務(wù)于物理教學(xué)和創(chuàng)新教育.

例如在教材主線內(nèi)容中有機(jī)地融入運(yùn)用該原理的TRIZ案例,在附錄中介紹TRIZ理論的科學(xué)效應(yīng)庫,以知識(shí)的應(yīng)用為目的,將物理效應(yīng)與所對(duì)應(yīng)的功能以組合的形式呈現(xiàn)出來,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用知識(shí).教材專門安排了一些欄目(如“知識(shí)拓展”)，系列地介紹了科學(xué)思維方法,以及與物理相關(guān)的TRIZ理論的創(chuàng)新方法,讓學(xué)生對(duì)物理學(xué)的方法論和創(chuàng)新方法有所認(rèn)識(shí).另外,教材中設(shè)置專項(xiàng)課題:創(chuàng)新發(fā)明、實(shí)踐活動(dòng)和研究性學(xué)習(xí),讓學(xué)生接觸到運(yùn)用TRIZ理論和物理效應(yīng)的創(chuàng)新案例,給學(xué)生一些可操作的實(shí)踐和研究性學(xué)習(xí)項(xiàng)目,引導(dǎo)學(xué)生在課余時(shí)間進(jìn)行各種研究性學(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng),在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.

2.2 教學(xué)過程中融入TRIZ訓(xùn)練

在教學(xué)過程中,教學(xué)方法對(duì)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(lì)學(xué)生思考、質(zhì)疑、探究,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.

在物理教學(xué)中融入TRIZ理論,首先可在教學(xué)內(nèi)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(xué)中的方法相通,在講物理概念之后,可進(jìn)行TRIZ訓(xùn)練.例如,建立“理想模型”,以理想模型為研究對(duì)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(chǎn)生負(fù)面影響的部分或特性).有些創(chuàng)新原理就是物理效應(yīng)的運(yùn)用,如“機(jī)械振動(dòng)”原理:(1) 讓物體處于振動(dòng)狀態(tài);(2) 對(duì)有振動(dòng)的物體,則增加振動(dòng)的頻率;(3) 利用物體的共振.在講授機(jī)械振動(dòng)之后,介紹“機(jī)械振動(dòng)”創(chuàng)新原理,再輔之以應(yīng)用實(shí)例,這樣自然地融入創(chuàng)新原理,不僅讓學(xué)生加深對(duì)所學(xué)物理知識(shí)的理解,更讓學(xué)生體會(huì)到物理效應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用,同時(shí)掌握了創(chuàng)新原理,一舉數(shù)得,事半功倍.

其次在教學(xué)方法上融合,在TRIZ理論中,問題解決的過程是對(duì)問題不斷描述、程式化的過程.這種方法可運(yùn)用到物理教學(xué)中,老師設(shè)計(jì)問題學(xué)習(xí)情境,從有趣問題引入,組織學(xué)生討論,在討論中學(xué)習(xí)掌握物理原理,可以不斷發(fā)現(xiàn)、解析新問題,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更加主動(dòng)探索未知,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維,同時(shí)還可鍛煉學(xué)生多方面的能力,如口頭表達(dá)、邏輯推理、歸納總結(jié)等能力.

TRIZ理論是一個(gè)龐大的理論和方法體系,在教學(xué)過程中融入TRIZ訓(xùn)練，一定要把握好尺度,視學(xué)情而定,量力而行,這就需要教師掌握TRIZ理論的基本內(nèi)容和核心思想,有明確的目的性和計(jì)劃性,精心地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),以達(dá)到物理教育和創(chuàng)新訓(xùn)練的最優(yōu)化.

2.3 改變學(xué)習(xí)方式,進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐

創(chuàng)新在某種意義上就是超越和突破,它的顯著特點(diǎn)是外向和開放,研究性學(xué)習(xí)以課題為學(xué)習(xí)載體,開放學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)空間,更便于開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),課題由學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇,可來源于學(xué)生的學(xué)習(xí)生活和社會(huì)生活,研究性學(xué)習(xí)主要是讓學(xué)生在課余時(shí)間以個(gè)人或小組合作方式進(jìn)行,老師有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo),這樣的學(xué)習(xí)過程讓學(xué)生有時(shí)間進(jìn)行深入思考,思考不受框框的限制,運(yùn)用所學(xué)到的物理知識(shí)和TRIZ理論進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐,學(xué)生在提出問題和解決問題的全過程中獲得多方面的體驗(yàn),學(xué)到創(chuàng)新方法和科學(xué)研究方法,學(xué)會(huì)運(yùn)用知識(shí),使創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力得以提高.

3 結(jié)束語

將TRIZ理論引入物理課程,提升了物理課程的功效,促進(jìn)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(guān)鍵,滲透創(chuàng)新理念和方法的教材是依據(jù),融入TRIZ訓(xùn)練的課堂教學(xué),通過研究性學(xué)習(xí)的創(chuàng)新實(shí)踐,使學(xué)生在創(chuàng)新思維上得到訓(xùn)練,在創(chuàng)新方法上得到提高.當(dāng)然學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)是創(chuàng)新價(jià)值取向的保障,要改變將考試分?jǐn)?shù)作為唯一評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn),注重過程和實(shí)踐,將研究性學(xué)習(xí)納入評(píng)價(jià)體系,引導(dǎo)學(xué)生自主探索,創(chuàng)新實(shí)踐.在我們的物理課程中能收到很多同學(xué)的創(chuàng)新作品,有的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下申請了專利,創(chuàng)新教育的效果很明顯.

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[3] 趙志芳.應(yīng)用物理基礎(chǔ)[M].杭州：浙江大學(xué)出版社,2015.

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*本文系江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃立項(xiàng)課題“將TRIZ引入高職學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的實(shí)踐研究”(批準(zhǔn)號(hào)：D/2013/03/127)的成果之一.