苏唤唤

（潍坊学院，山东 潍坊 261061）

《高等教育法》规定：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才，发展科学技术文化，促进社会主义现代化建设”。今社会国家竞争以及各行业间的竞争日益加剧，使如何培养大学生的创新精神和实践能力成为一项迫在眉睫的任务［1］。

在国家极力倡导各类高等院校需适时进行工程训练的大背景下，一些具备综合性的实践课程因此应运而生。此类课程涉及的知识面广、实践性强，具有工程背景，因此如何打造具有鲜明特色的专业实践课程，提升其核心竞争力，是目前我们所面临的首要任务［2］。

1 金工实习教学现状

高等教育的目的是培养高水平创新性人才，当前知识经济社会以知识的创新化、全球的网络化、市场的一体化，给我国高等教育人才培养提出了新的挑战。实践教学作为高等学校培养理工类创新性人才的重要环节，在培养学生的综合素质、提高学生的创新精神和实践能力上，具有其他课程无法代替的作用［3］。

实践教学主要是对学生操作技能的训练，其目的是让学生通过基本的练习、试验，了解工程实践的特点，了解工艺流程及加工制造方法。金工实习作为高校理工科学生所必修的实践教学环节，主要培养学生的操作技能，以及学生对专业基本知识的应用能力和创造性思维。通过金工实习，使学生能够充分理解机械设备的内部构造和基本工作原理，以及加工工艺特点和制造方法，并能进行基本的操作，了解国内外各种新的加工工艺及新技术。但目前金工实习存在诸多问题［4］：

（1）由于金工实习的教学内容与工程实践紧密相关，而目前受各高校金工实习条件的限制，学生所能接触到的工种以及加工设备和工艺非常有限，学生没有到达过生产的第一线，对生产的整个过程的认识仅靠指导教师的口头描述，不够直观，使学生难以理解，导致教学效果不理想；而且设备的内部构造及基本工作原理也不能充分的展示，使学生不能有一个明确的认识。

（2）传统的实践课程，其内容往往比较单一，不能同时满足各专业学生的个性需求，同时也不利于开发学生的创新思维，以及对其创新能力的培养。

（3）此类实践课程是对全校所有的学科及专业开放的，学生们来自不同的专业和学科，由于其专业背景不同，导致各学生的专业素质和能力有所不同，却不能做到区别对待。

（4）随着现代科学技术的发展，改革传统的金工实习教学内容，开设特种加工，及时更新新技术、新设备、新工艺也将成为必然趋势。

如何解决金工实习教学中的所出现的诸多问题，改革其教学内容、教学方法、教学手段，构建新型的实践教学模式是我们探索的重要课题。

2 TRIZ理论

2.1 创新方法的选择

发明创造能力是本科生创新精神和实践能力的良好体现，从1930年代到1980年代，总共出现了300多种创新方法以及10多种创造原理。经过数十年的实践与总结，目前常见的创新方法主要有仿生联想法、列举类技法、头脑风暴法、反求设计创新法、组合创新法、5W2H 法、功能设计创新法等。上述创新方法，虽然各自能够从不同的角度，在某种程度上突破了限制创新的相关因素，但都没有形成相对完整的理论体系，并不能系统的指导产品创新的全过程［5］。

而TRIZ是系统化的创新设计方法技术，它可以通过遵循创新活动所产生的客观规律，为创新思维提供一种有利于创新的有效方法和途径。因此在对大学生的培养过程中，引入TRIZ理论，对培养大学生的创新思维，提高大学生实践能力具有重要的意义［6］。

2.2 TRIZ理论简介

TRIZ是前苏联著名发明家根里奇·阿利赫舒勒于1949年在分析了世界近250万高水平的发明专利，并综合多学科领域的原理和法则后，所创立起的基于知识的、面向人的解决发明问题的系统化方法学体系。

TRIZ理论的发明者认为，发明问题遵循着某种原理，此类原理可以从设计领域中抽象出来，再应用到具体的设计领域中去，从而指导完成不同的创新设计［7］。TRIZ理论将创新性问题进行分类，并对每一类问题提供相应的解决方法。它为我们所提供的有利工具包括理想解，产品进化定律，冲突矩阵，ARIZ，物质—场分析等。它还涉及对一系列的问题的定义及改进的系统分析，并为此提供了产品进化模式、40条发明原理、分离原理、76个标准解等［8］。

2.3 TRIZ理论解决问题的一般过程

TRIZ理论认为，产品的创新标志是解决设计中所产生的冲突，从而获得新的有竞争力的解。利用TRIZ解决问题时，首先将领域问题进行抽象，使实际问题转化为TRIZ的标准问题；然后利用TRIZ所提供的知识得到TRIZ的通用解；最后针对实际问题，应用各专业相关知识，通过类比思维，将标准解转化为解决实际问题的最终解，即领域解。其过程图如图1所示。

图1 TRIZ理论解决问题的一般过程

3 TRIZ理论在实践教学中的应用

针对金工实习教学中出现的诸多问题，我们积极地进行探索和研究，并按照创新教育与新课程改革的要求，应用TRIZ理论在课程建设，教学模式等方面进行不断的改革，在教学内容、教学方法、教学手段等方面进行不断的创新，构建创新型实践教学模式。同时让学生积极参与互动，致力于激发他们的创新性思维，培养其创新能力。

根据TRIZ理论解决问题的一般过程，首先将问题转化为标准问题，例如实习内容不能与工程实践紧密结合以及实习条件限制等问题，我们可以用39个工程参数中的两个将此问题进行描述，分别为33可操作性、25时间的损失，通过冲突矩阵我们获得通用解，即第28条发明原理机械系统的代替，在这里我们可以选择用感官刺激的方法代替机械手段。

得到通用解后，我们通过对各种实例的分析以及类比思维，获得领域解，即应用计算机辅助教学。我们根据实习和内容的要求，将各种教学资料的多媒体信息（如图形、文字、图像、动画等）有机地结合起来，形象、直观地演示各种加工设备、工艺流程、加工制造方法，清楚地展示其内部构造及工作原理，并可以为学生展示新技术、新工艺、新设备。从而可以有效地激发学生的学习兴趣，加深对所学内容的理解。

对于实践课程内容单一的问题，我们应用TRIZ理论中的分割原理，将课程分割成理论教学和实践教学两个部分。理论知识统一讲解，实践部分针对不同专业进行特殊设计。这种利用分割原理所形成的教学模块和教学方法，有利于学生对不同技能知识点的集中学习和掌握，同时也便于整个教学工作的展开。

而对于不同专业素质、不同专业背景的学生来说，其接受知识的能力也有所不同，因此我们利用TRIZ理论中的局部质量原理进行区别对待。根据不同专业学生的特点，结合教学培养目标，有针对性地对某些模块课程进行强化训练。通过对学生的层次性要求，可以满足不同学生的需要，从而达到因人而异，因材施教的目的。

4 TRIZ理论在教学中应用实例

跟其他传统实训项目不同，数控实训作为一门较新的科目，是一门理论性与实践性都很强的学科，他不仅要求学生练习操作技能，还要学会编程，因此传统的实训教学模式对其不适用；而且由于数控设备的昂贵，我们无法做到让每个学生都能实地的进行操作，学生的不熟练，也会由于误操作而将机床损坏或者造成事故，我们必须寻求新的教学方法。

对于此类问题，我们利用TRIZ理论中的分割原理，将其分为理论教学和实践教学相结合，使其既能学习编程又能练习操作。而对于如何让每个学生都能进行数控车床的操作练习，通过TRIZ理论中的机械系统的代替原理，我们选择计算机辅助教学，即利用仿真模拟软件指导学生。仿真模拟软件可以模拟真实的加工过程，用仿真模拟软件进行教学，既节省了成本，又能使深入的进行数控车床的学习，并大大提高了编程能力。

为了调动学生学习的积极性以及提高创新能力，我们让学生自行设计零件，进行编程练习，并在模拟软件上进行模拟加工，演示成熟后，在真实的机床上将其加工出来。图2、图3为学生设计的零件图纸，图4、图5为相应的仿真模拟软件加工零件。

图2 子弹头图纸

图3 宝葫芦图纸

图4 仿真模拟软件加工子弹头

图5 仿真模拟软件加工宝葫芦

5 结束语

通过对高等院校金工实习教学现状的研究，面对其出现的诸多问题，为提高教学效果及培养学生的创新能力，我们采用TRIZ理论来优化整个课程结构，改革课程建设，教学模式，并在教学内容、教学方法、教学手段等方面进行不断的创新，构建创新型实践教学模式，对金工实习实践教学提供了极大的帮助，为创新性人才的培养开辟了良好的途径。

［1］高常青，赵方，王潍，等.发明问题解决理论与机械类本科生创新能力的培养［J］.现代制造技术与装备，2009，（3）：100-103.

［2］车建明，陈金水，阮宏慧.构建机械工程实践教学新体系，培养大学生综合工程素质［J］.金工制造，2006，（4）：4-8.

［3］黄志国，柴增田.CAI技术在金工实习中的应用［J］.承德民族职业技术学院学报，2004，9（4）：44-45.

［4］高常青，黄克正，张勇.TRIZ理论在产品创新设计中的应用［J］.机械科学与技术，2006，25（4）：501-504.

［5］任重昕，苏永涛.基于TRIZ理论的大学生创新能力培养［J］.黑龙江高教研究，2012，30（8）：130-131.

［6］Gao C Q，Huang K Z，Zhang Y.Creative conceptual design ideas can be gotten with TRIZ methodology［J］.TRIZ Journal，June，2005.

［7］Altshuller G.The Innovation Algorithm，TRIZ，Systematic Innovation and Technical Creativity［M］.Worcester：Technical Innovation Center，1999：8-12.