张兆朋　朱美荣

摘  要 创新教育对青少年学生特别是职业学校学生的学习非常重要，有利于激发学生学习的兴趣，提高学生解决问题的能力。但目前学生参与创新活动的积极性不是很高，有部分学生有畏难情绪，通过创新实践的研究，以TRIZ理论指导学生进行创新实践，开拓创新思维，提高创新效率。通过开展讲座、展览作品等，激发学生兴趣，调动学生积极性。以创新实践推动校企合作，推动产学研结合，提高课堂效率，提高学生的动手能力，提高教师的科研水平。

关键词 创新教育;TRIZ理论;创新创业;植物定时补光系统

中图分类号：G712    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）15-0083-03

1 创新教育的意义

创新教育的重要性  习近平总书记在十九大报告中指出：创新是引领发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑。2014年9月，李克强总理提出“大众创业，万众创新”，国家对创新创业非常重视，江苏省教育厅等部门也联合举办了江苏省职业学校创新创业大赛。创新有助于学生提高学习兴趣，开发思维，提高动手能力，体验完成项目的成就感和喜悦感，并在创新的基础上进行创业。职业学校学生搞创新的优势是他们受学历教育的思维影响不大，思维习惯和价值观尚未完全固定，还具备教育干预的机会，没有升学压力，有一定的技能水平和动手能力，通过一些方法指导可以提高创新能力。创新实践有助于教师提高科研水平和教书育人的能力，有利于产学研的结合，有助于推动校企合作。

以赛促学  青少年学生思维活跃，通过参加青少年科技创新大赛，可以提高动手能力，激发学习兴趣。创新过程就是做项目的过程，具有学科融合、信息共享、优势互补、目标明确等特点。对于教师而言，不仅要有较高的科研水平，还要具备较高的育人水平。学生在创新过程中会遇到各種问题，教师在帮助学生解决问题中得到提高，在指导学生的过程中除了教会学生知识技能，还要在学生出现懈怠的时候进行思想工作，这样也提高了教师教书育人的水平。

通过创新大赛，使学生更好地学习专业知识，创新和专业相结合，互相促进、互相提高。通过产品制作，培养学生的团队精神、吃苦耐劳的精神，激发学生的学习兴趣，提高学生的动手能力，收获成功的喜悦与战胜困难的成就感、满足感，培养自信，锻炼口才，提高沟通和表达能力，提高综合素质，实现理论和实践相结合。

以植物光控定时补光系统创新团队为例，三个学生所学专业都是农业装备应用技术，制作作品的过程有助于专业知识的学习，在制作的过程中遇到问题时能够主动讨论、查阅资料并协作完成任务，综合所学知识，达到学以致用的目的。通过参加江苏省、淮安市的创新比赛，他们查阅资料的能力、写作水平、动手能力以及发现问题、分析问题、解决问题的能力都得到显著提高。

推动产学研  创新实践有助于提高教师的科研水平，可以帮助企业解决发展中遇到的技术难题，企业为学生提供实习的机会和就业的岗位，创新和企业合作又能使作品更加实用美观，成果更容易转化。教师水平提高了，不仅有助于教书育人，而且有助于和企业深度合作，实现产学研相结合，促进成果转化。

如淮安生物工程高等职业学校教师成立智能农业团队，分工明确，优势互补，进行创新实践，并打算在此基础上进一步实现产学研。团队成员及分工：校企合作处副处长朱美荣了解涉农企业及农场的具体需求，找出企业存在的技术难题;植物系老师周世杰负责植物生长环境参数;汽车工程系老师张兆朋和南京信息大学黄老师负责产品开发，准备联合企业进行生产并推广产品。首先调研了解市场需求，申请专利后进行产品研发、产品生产;产品先在校外实训基地试点，进而推广应用，实现产学研结合。

2 运用TRIZ理论指导创新实践

运用TRIZ理论开发创新思维  学生目前参与创新活动的人数不是很多，覆盖率不高，今年参加创新大赛的学生主要是汽车系、植物系和计算机系的学生。经过调查分析发现，学生对创新有畏难情绪，有部分学生认为自己学习成绩本来就不好，没有能力进行创新，没有办法参加创新大赛。为提高学生的创新能力，本研究利用TRIZ理论指导学生进行创新，提高创新效率，成立团队，实现优势互补，通过举办活动、开展讲座，激发学生的创新热情和兴趣。

TRIZ理论指发明问题解决理论，由根里奇·阿奇舒勒于1956年在苏联创立，至今已有60余年的历史[1]。利用该理论可以开拓创新思维，解决产品开发中遇到的物理矛盾和技术矛盾，提高产品开发效率和产品的实用性。现代TRIZ理论体系已经成为一个创新的平台，利用它可以解决技术问题，产生创新的解决方案[1]。创新思维可以通过训练得到提高，利用TRIZ的九屏幕法可以开拓创新思维。

九屏幕法如图1所示，包括当前系统、当前系统的过去、当前系统的将来、超系统、超系统的过去、超系统的将来、子系统、子系统的过去、子系统的将来。

以前开发了温室监控的产品，根据九屏幕法，如图2所示，把温室监控作为当前系统，温室监控系统的子系统是自动补光。但目前的补光主要有定时补光和光控补光，这两个都不适合温室自动补光：定时补光的缺陷是白天有光照的时候仍然补光，这样就会造成电的浪费;光控补光的缺点是24小时给植物补光，做不到定时，不仅浪费电能，也不利于植物的生长。

开发一种新产品——植物光控定时补光灯，实现在规定的时间内，当光照不足时给植物补光，光照强时不补光;在规定的时间外，不管光照强度如何，都不进行补光。该产品主要用于对光照敏感的名贵花卉。同时，根据作物的需要，选择红蓝不同比例的补光灯进行补光，利用光控和定时相结合，解决只靠光控补光或定时补光造成的电能浪费，实现既节省电能又可以保障植物所需的最佳生长环境。不仅如此，补光灯还可以调节光照强度以及红蓝光比例，不同的作物需要的光照强度不同，需要的红蓝光比例不同。

团队建设  创新牵涉内容广泛，需要组建团队形成梯队，实现优势互补，包括教师团队和学生团队，教师和学生构成教学共同体，实现教学相长。

1）学生团队。成立科技创新社团，吸引不同专业、不同特长的学生加入，擅长表达的可以进行调研、答辩;擅长写作的可以撰写申报书、研究报告;擅长计算机绘图的可以绘制结构图、原理图;擅长电子、控制技术的进行焊接、程序编写等。进行合理分工，优势互补，形成梯队。目前，创新团队主要是农业装备应用技术、园林技术和物联网专业的学生，制作的作品多数是农业控制方面的。创新比赛项目和学生专业紧密联系，使学生做到比赛学习两不误、两促进、两发展。今年比赛有两个项目在江苏省创新创业大赛中分别获得高职组二等奖和中职组二等奖，此两个项目都是和专业相关的，有利于学生掌握专业知识。

2）教师团队。团队负责人要求学会分享，自己先做，带着团队成员一起做，成员要有共同的目标，共同进步、共同提高。负责人要指明方向，知道如何激励成员，成员之间相互信任、彼此包容，遇到问题共同想办法，克服困难。智能农业创新团队成员合作密切，配合很好，有问题共同解决。团队核心成员要有力挽狂澜的能力，在学生无法完成时，教师团队要有能力解决。这次的创新创业大赛，植物定时补光系统虽然经历各种困难，一波三折，但由于教师团队配合密切，最终取得省赛二等奖的好成绩。团队成员只有相互信任、互相包容，团队才能走得远。

案例：植物光控定时补光灯  TRIZ理论解决产品开发中的问题，技术矛盾是指两个参数之间的矛盾，而物理矛盾则是单一参数的矛盾[1]。根据具体问题，利用矛盾矩阵表（图3）找到对应的参数，得到发明原理序号，查找发明原理表（表1）找到对应的名称，根据名称找到详解，找出解决方案。

在开发光控定时补光灯时遇到物理矛盾和技术矛盾，比如控制器机壳如果太小，会导致电路板安装不下;稍微大点儿，又会导致重量增加。利用TRIZ理论理找出解决问题的办法，即用薄一点儿的材料、轻一点儿的机壳。另一个问题是补光会导致温度升高，利用TRIZ理论中矛盾矩阵表找出光照度18、温度17，找到对应的32、35、19，再利用发明原理找到32对应的改变颜色原理，35对应的性能转化原理，19对应的周期性动作原理。同样，光照太强时遮阳，会带来温度降低，这也是技术矛盾。通过改变温度，用周期性动作代替连续的动作。

如何创新

1）教师引导。教师首先培养创新思维，再带动学生一起提高。教师对产品能有总体的把握，不一定每一块都精通，具体事情可以分给学生做，但当学生不会做的时候，自己要有能力完成。学生在训练过程中出现懈怠要有办法，遇到问题，教师要能解决，要知道哪些学生可以做什么，要保证只要有教师在，就可以完成任务。

2）动员宣传。在学生中广泛宣传，进行网上问卷调查，针对问卷中出现的问题进行分析，找到方法;开展创新讲座，让学生知道创新的意义，调动学生积极性，培训学生学会创新;进行团队建设，开发创新活动;开发制作产品，定期进行作品展览、作品汇编。

3）创新过程。创新首先是找课题，课题来源可以是日常生活，也可以从实验实习中发现，还可以到专利网查询等;找到课题后进行查新，看作品是否具有新颖性，通过专利网、知网等进行查新;然后进行方案论证，找到更适合解决问题的方法并进行专利申请、产品开发设计;完成后进行展览。

3 总结

在职业学校中开展创新实践意义重大，通过组建团队、开展讲座、作品展览等进行创新实践，其中最关键的是利用TRIZ理论指导创新。创新是有一定方法可循的，利用TRIZ理论指导职业学校学生创新，可以培养学生的创新思维与创新能力。通过基于TRIZ理论的创新教育实践的研究，找到适合职业学校学生的创新方法，TRIZ理论和创新实践结合，利用TRIZ理论的指导增强创新作品的实用性，解决创新过程中遇到的技术矛盾和物理矛盾，达到提高学生动手能力与创新水平的目的。

参考文献

[1]孙永伟，谢尔盖.打开创新之门的金钥匙[M].北京：科学出版社，2015.

[2]於军，李迎，张嫚.TRIZ创新法系列（六） TRIZ之系统九屏幕法[J].企业管理页码：2019（2）：98-100.

[3]章若冰.基于MSP430和RFID的小型化智能农业监控系统设计[J].电子设计工程，2016（22）：180-182.

[4]崔憧遥，张简一，杜强，等.TRIZ理论的40个发明原理在儿童家具设计中的应用[J].包装工程2017（2）：175-179.

[5]张兆朋.TRIZ理论指导职校学生创新创业的研究[J].农业网络信息.2016（10）：125-128

作者：張兆朋，淮安生物工程高等职业学校，研究方向为创新实践、智能控制;朱美荣，淮安生物工程高等职业学校（223200）。