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基于TRIZ理论的卓越工程师创新能力培养

2016-01-14袁锐党章

教育教学论坛 2016年2期
关键词:TRIZ理论卓越工程师创新能力

袁锐+党章

摘要:我国卓越工程师培养计划最终目标是使毕业大学生具备较强社会适应能力、较高的工程实践能力和自主的创新创业能力。创新能力的缺失是当前高等院校大学生面临的共性问题,亟须通过转变现有的教育理念和实践教学方式不断培养引导。本文分析了当前卓越工程师的创新能力现状,论证了将TRIZ理论引入卓越工程师培养体系的必要性,提出了基于TRIZ理论的卓越工程师创新能力培养措施。

关键词:TRIZ理论;卓越工程师;创新能力

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)02-0076-02

一、引言

卓越工程师教育培养计划是我国在建设创新型国家战略的宏观背景下,结合世界先进国家高等工程教育的成功经验,由教育部提出的一项重大改革措施。旨在通过校企合作的联合培养模式,培养学生的创新能力和实践能力,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。这一计划得到全国众多高校和企业的响应与支持,一些省部级高校相继开设了卓越工程师班级(简称卓越班),并与知名企业合作,在强化学生基础能力的基础上,更加注重对学生创新能力和创业素质的培养。

Altshuller研究团队在分析总结了世界上近250万份高水平发明专利的基础上,研究了各种技术发展进化遵循的规律模式,总结出解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则,最后综合多学科领域的原理,建立了由实现创新的各种方法组成的综合理论体系,称为TRIZ理论。TRIZ理论解决问题的一般流程是先将领域问题转化为TRIZ标准问题,然后求得标准问题的通用解,最后将通用解转化为领域问题的特殊解。

本文将TRIZ理论与卓越工程师的创新能力培养相结合,针对当前卓越工程师创新能力的缺乏现状,将TRIZ理论引入到课堂教学和课外实践活动中,激发学生的创新兴趣,提升他们的创新能力。

二、卓越工程师创新能力培养现状

当前,各高等院校对卓越工程师的培养,不仅关注学生知识的传承,也注重对学生创新能力的引导。但在创新能力培养方面,还存在着一些不足之处,表现为以下几点:

1.高科技电子产品对卓越工程师创新能力的培养提供负能量。随着科技的发展,电脑、智能手机等电子产品成为现代人的生活必备品,学生也不例外。诚然,这些高科技电子产品为我们日常交流沟通提供了便利,但是调查发现,上网、聊天,特别是游戏等活动占用了学生在校期间的大部分时间和精力,导致学生在课堂上学习效果差。同时,学生们意识到对于常见的问题,通过网络搜索可以迅速地得到答案,因此,不注重对概念、定理、公式等知识进行记忆,导致理论基础知识学习不扎实,不能形成充实的知识库。在真正面对创新实践活动时往往表现为无从下手,有时连基本结构和原理都弄不清楚。

2.大学课堂教学模式不利于学生创新能力的培养。现阶段,卓越班前三年的学习方式主要为课堂教学,因此,他们创新意识的建立、创新方法的掌握是从课堂教学中得以启蒙的。当前还存在这样的教学模式,课堂中老师在讲台上滔滔不绝地讲,学生在下面昏昏沉沉地听。这样的授课方式缺乏吸引力,导致学生不愿意上课,即使身在课堂也不愿意认真听讲,在课堂上学生睡觉、玩手机、看报纸等事件屡见不鲜。长期这样的结果就是学生的创新思维得不到正确引导,创新精神得不到激发。而且,有时教师处于权威地位,对学生回答的问题直接给出标准答案,不给学生思考以及旁征联想的时间,不利于学生创新意识的培养。

3.卓越工程师不能很好地利用创新实践机会提升自身的创新能力。有些高校之间或者高校各学院之间会组织一些科技创新比赛,通过这些比赛,确实能够锻炼学生的创新意识和创新能力。但总的来说,也存在以下几个问题:卓越班学生没有意识到参加创新实践的重要性,没有创新精神,不愿意参加这些活动;创新活动通常会鼓励学院大二、大三两个年级的学生参加,但是学院也往往限制创新小组数量,有时会出现僧多粥少的局面;大二、大三刚好是学生专业课最多的几个学期,课时多,学习任务重,学生没有足够的时间参与课外创新实践活动;专业教师的参与积极性不高,与创新小组成员交流沟通的次数少。

三、TRIZ理论与卓越工程师创新能力培养

1.卓越工程师培养引入TRIZ理论必要性。通过一些创新实践活动可以看出,当前卓越班学生创新能力存在不足,创新意识淡薄,缺乏创新方法,很少积极参加科技活动搞发明创造。学院在实施卓越工程师的培养过程中,没有注重学生创新能力的培养,导致学生在创新大赛的作品仿制居多,缺乏新意。因此,应将系统的创新培养方法方法纳入到卓越工程师的培养体系中,激发他们的创新热情,提高创新能力,从而推进我国卓越工程师的培养计划。

TRIZ理论发现了一条重要规律:将已有的解决方法建立为知识库,问题可通过选择类似的方法得到解决(类推)。创新并不是灵感的随意闪现和随机的探索,创新的过程存在固定的规律和原则,这些规律和原则可以告诉我们按照什么样的方法和过程进行创新,并对结果具有预测和可控制性。因此,针对目前卓越工程师创新能力不足的问题,可以将TRIZ理论专门作为一门学科,让卓越工程师学习和了解创新活动的一般客观规律,增强对创新活动的认识,提高自身的创新能力。

2.TRIZ理论引入卓越工程师培养措施。目前大多高等院校都积极开展创新、创业教育,但在创新能力培养的效果上却不尽如人意。高校老师和学生应当系统地学习创新理论和科学的思维方法,学习并掌握TRIZ理论,让学生形成新的、更科学的解决问题方法,提高其创新素质,具体有以下几个方面的建议。

(1)开设TRIZ理论课程,并在课堂中加以实践。在卓越班开设TRIZ理论课程,通过对学生讲解TRIZ理论发展、技术系统的进化法则、TRIZ的40个发明原理及39个工程参数等,使学生系统掌握TRIZ理论。高校教师应当首先学习和掌握TRIZ理论精髓,并改进教学讲义,改变教学方式,在课堂上启发和引导学生进行创新思维。例如,机械类学生的基础课程《机械原理》中平面连杆机构的演化,实际应用了TRIZ理论40个发明原理里的很多原理,包括抽取原理、局部质量原理、嵌套原理、等势原理、相反原理、曲面化原理、动态化原理、一维变多维原理等,如果老师将机构中各部件的变换方式同TRIZ相关理论结合起来讲解,学生不仅深刻掌握了连杆机构的演化过程,同时能够加深对TRIZ理论的理解,更重要的是让学生见识了创新的一般过程,对创新有了直观的认知,让他们认为创新发明实际并不难,并且有一定的规律可循,从而大大激发学生的创新意识,锻炼学生的创新能力。

(2)增设更多的创新实践环节,改善现有的教学实践方式,给学生将TRIZ理论与所学知识相结合进行具体创新活动的机会。首先,课堂上采用小班授课,多师同堂的教学模式。采用小班授课,便于大家展开讨论,每堂课,理论教师先讲授本课程相关的专业知识,然后实践教师(企业聘请)结合学生的实际情况,讲授实际案例,让学生学习如何将TRIZ理论与基础知识相结合解决现场实际问题的。其次,对实验内容进行改革。减少验证性实验的数量,增设更多的综合性和设计性实验,学生不再简单地重复书本知识,而只有开发自己的创新思维才能完成实验内容,要求学生应用TRIZ理论进行简单的创新实验。最后,让卓越班学生利用好各项创新实践活动。鼓励卓越班学生积极参加各项创新竞赛,敦促每位学生认真参加大四学期的企业实践,保证学生课程设计和毕业设计的完成质量,建立导师制,让学生参与教师的课题研究,并指导学生申请与课题相关的专利。在上述一系列的创新能力培养过程中,注重让卓越工程师消化吸收TRIZ理论,形成自身的理论体系,总结创新规律,增加他们的求知欲和探索欲,激发其创新兴趣。

(3)选用综合性的考核方式。卓越工程师的创新能力的培养,离不开各学科基础知识的积累以及对创新能力的熏陶,因此,在学科考核方式上既要注重对学生基础知识的考查,又要让学生的创新能力得到体现。可以在传统的命题型试卷基础上,增设一些设计类工程应用题,考查学生综合运用TRIZ理论的相关创新原理和方法解决实际问题的能力。

四、结束语

高校已经普遍意识到加强创新教育、培养创新型人才的重要性,培养卓越工程师的目的在于培养工程实践能力强和创新素质高的高水平人才。将TRIZ理论体系引入到卓越工程师的课堂教学与课外实践中,不仅让学生能够扎实掌握基础知识,更能提高他们对创新活动的认识和对创新方法的把握,借此形成自己的创新体系,提升他们的创新素质。

参考文献:

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