耿海洋，張晶淼，代佳鑫，王 磊

(1.哈爾濱石油學(xué)院，哈爾濱 150028； 2.中英人壽黑龍江分公司，哈爾濱 150000)

過程流體機(jī)械是過程裝備與控制工程專業(yè)的一門主干課程，作為一門專業(yè)必修課，其具有一些顯著特點(diǎn)。本課程教學(xué)內(nèi)容繁多且涉及知識面較廣，學(xué)習(xí)內(nèi)容偏重實(shí)踐，與工程實(shí)際緊密結(jié)合，既有理論計(jì)算，又有實(shí)際應(yīng)用。課程內(nèi)容呈現(xiàn)多學(xué)科交叉特點(diǎn)，涉及內(nèi)容包含機(jī)械、化工、力學(xué)、工程熱力學(xué)等學(xué)科。本學(xué)科由于與實(shí)際工程關(guān)系密切，因此需要較多實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，但由于總課時(shí)數(shù)較少，所以實(shí)踐教學(xué)課時(shí)量也較少，缺少實(shí)踐指導(dǎo)，單純進(jìn)行理論教學(xué)難免會出現(xiàn)理論與實(shí)踐相脫節(jié)的問題，導(dǎo)致學(xué)生動手能力差，一旦親手操作機(jī)器便會頭腦空白、無所適從。學(xué)生在面對枯燥的課程內(nèi)容時(shí)，其對教學(xué)內(nèi)容的理解掌握，以及學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣都會大打折扣，無法激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

創(chuàng)新是進(jìn)步的源泉，應(yīng)不斷加強(qiáng)創(chuàng)新人才建設(shè)，打造引領(lǐng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的隊(duì)伍。應(yīng)明確高等教育的目標(biāo)，大力開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育[1-4]，而TRIZ理論恰好為高校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。針對過程流體機(jī)械課程自身特點(diǎn)，根據(jù)課程培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱要求，將TRIZ理論應(yīng)用到該課程的教學(xué)活動當(dāng)中，利用TRIZ理論為教學(xué)實(shí)踐提供理論依據(jù)。TRIZ理論模型圖如圖1所示。

圖1 TRIZ理論模型圖Fig.1 Diagram of TRIZ theory model

1 TRIZ理論概述

1.1 TRIZ理論創(chuàng)立簡史

TRIZ是俄文單詞“ТРИЗ”(發(fā)明問題的解決理論)的英文縮寫，是由科學(xué)家根里奇·阿奇舒勒(G·S·Altshuler)于1946年提出的，因此阿奇舒勒又被成為TRIZ之父[5]，TRIZ創(chuàng)新理論不是發(fā)明方法，而是揭示創(chuàng)新發(fā)明的一般內(nèi)在規(guī)律和原理，為創(chuàng)造發(fā)明提供思路，對得出的多種解決方法進(jìn)行可行性評價(jià)，最終篩選出最佳解決方案。

1.2 應(yīng)用TRIZ理論解決問題的一般流程

應(yīng)用現(xiàn)代TRIZ理論解決問題一般包括四個(gè)步驟：定義問題、分析問題、解決問題和方案評價(jià)。定義問題階段重點(diǎn)是要準(zhǔn)確地找出需要解決的問題并羅列出來。在分析問題階段是要對定義的問題進(jìn)行全面地分析并正確識別，從而輸出關(guān)鍵問題的集合。在解決問題階段就是要對輸出的關(guān)鍵問題最終轉(zhuǎn)變?yōu)門RIZ理論問題模型，利用TRIZ理論得出解決方案。方案評價(jià)階段是對得出的眾多解決方案實(shí)行可行性及最優(yōu)化篩選，評估出最佳解決方案。

1.3 TRIZ理論問題分析工具

TRIZ理論源于哲學(xué)的基本思想，經(jīng)過阿奇舒勒及全世界的創(chuàng)新方法團(tuán)體和組織不斷豐富創(chuàng)新和努力發(fā)展，目前已經(jīng)形成了比較完整的TRIZ理論體系。應(yīng)用TRIZ理論進(jìn)行問題分析的工具包括：九屏圖法，應(yīng)用九屏圖法目的是克服慣性思維，從全局高度分析解決問題；因果鏈分析，運(yùn)用因果鏈分析的目的是找到問題根本原因，以此確定解決問題的關(guān)鍵點(diǎn)和著手點(diǎn)；物質(zhì)-場分析，通過物質(zhì)-場分析可以發(fā)現(xiàn)存在的有害功能、不足功能及過度功能等問題；此外還有40個(gè)發(fā)明原理、76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解及矛盾沖突分析等方法工具。實(shí)踐證明：TRIZ理論為研發(fā)人員創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了重要指導(dǎo)，具有很高的實(shí)用性，明顯縮短了創(chuàng)新時(shí)間、突破了固有思維、解決了眾多行業(yè)問題及關(guān)鍵技術(shù)矛盾等問題。

2 TRIZ理論在過程流體機(jī)械課程教學(xué)中的應(yīng)用探索

2.1 將TRIZ理論用于教學(xué)內(nèi)容中

過程流體機(jī)械課程內(nèi)容涉及范圍廣，知識點(diǎn)繁多，各章節(jié)內(nèi)容相互銜接性差，因此采用傳統(tǒng)按部就班的按章節(jié)形式授課，學(xué)生很難想象出設(shè)備的工作過程及工作原理。此時(shí)就需要夯實(shí)本專業(yè)理論知識，以增加學(xué)生專業(yè)知識的寬度和廣度。應(yīng)用TRIZ理論對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新，需要在課堂教學(xué)中加入工程實(shí)例，使枯燥的理論知識和實(shí)際工程有機(jī)結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，喚醒創(chuàng)新意識。例如，泵是在石油化工領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的動設(shè)備，無論是在流體的輸送還是壓力提升中都必不可少，可在介紹泵的分類時(shí)補(bǔ)充一些實(shí)際工程領(lǐng)域中常用的典型泵，不僅使學(xué)生認(rèn)識了基本類型的泵，還加強(qiáng)了其對典型泵設(shè)備的了解。

2.2 將TRIZ理論應(yīng)用于教學(xué)方式中

過程流體機(jī)械是直接與工程實(shí)際相聯(lián)系的，即運(yùn)用理論知識指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。傳統(tǒng)教學(xué)中往往只是采用板書的教學(xué)形式，無法滿足日益發(fā)展的教學(xué)需求。依據(jù)TRIZ理論中的“聯(lián)合”原理，按照教學(xué)內(nèi)容，充分將講授教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)、多媒體教學(xué)及工程案例等多種形式相互融合，旨在充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、開拓思維、發(fā)掘創(chuàng)新潛力。例如，在講解容積式空氣壓縮機(jī)理論工作循環(huán)和實(shí)際工作循環(huán)過程有哪些異同點(diǎn)時(shí)，可采用啟發(fā)式教學(xué)法并允許學(xué)生展開討論，這樣不僅充分激發(fā)了學(xué)生的好奇心還活躍了課堂氣氛。在教學(xué)手段上要充分利用現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備，實(shí)物展示、動畫演示等直觀教學(xué)方式。例如，在講解離心泵的工作原理和工作過程時(shí)，可引入離心泵的工作原理動畫，使離心泵的工作過程直觀地呈現(xiàn)出來，加強(qiáng)學(xué)生對離心泵工作原理的理解程度，最終達(dá)到事半功倍的效果。

3 結(jié)語

將TRIZ理論應(yīng)用于過程流體機(jī)械課程教學(xué)中，通過改革教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)手段和方法，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識、突破思維定式、沖出知識壁壘，培養(yǎng)學(xué)生提出問題并解決問題的能力[6]。