TRIZ理論在高校化學實驗創新平臺體系中的應用

朱團等

[摘 要]本文針對高校傳統的化學實驗教學體系中存在的問題，依據本專業人才培養目標及課程教學體系改革的要求，將TRIZ理論應用到化學實驗創新平臺體系中，培養學生的創新思維和創新能力，并推動高校化學實驗的改革創新和教學水平的提高。

[關鍵詞]TRIZ理論；化學實驗；創新平臺體系

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.20.222

21世紀是科技不斷創新的時代，高等學校是創新型人才培養的搖籃，是建設創新型國家的重要力量。建設創新型國家呼喚高等學校致力于培養一大批高素質的創新型人才。因此，全面推進創新素質教育，增強大學生的綜合素質尤其是創新素質，已經成為我國建設創新型國家、實現中華民族偉大復興的重大課題。黑河學院作為一所新型本科學院，以引進TRIZ理論為契機，針對高校傳統的化學實驗教學體系中存在的問題，依據本專業人才培養目標及課程教學體系改革的要求，將TRIZ理論應用到化學實驗創新平臺體系中，全面推進實驗創新，使大學生掌握實驗創新方法，促進學生知識、能力、思維和素質的全面協調發展，培養學生的創新思維和創新能力，提高教學質量和水平。

1 傳統高校化學實驗教學體系中存在的問題

多年以來，我國高校化學的實驗教學依附于理論課，按理論課程設置實驗和實驗室，教學內容自成體系，各自為政，缺少橫向綜合，往往造成低水平的重復，學生缺乏大量有關知識和技能的融會貫通，缺乏各種實驗方法和技術的綜合應用能力。實驗內容主要是驗證課堂上講授的理論，綜合性、設計性實驗偏少。化學科學發展的新技術、新成就難以反映到實驗教學中去，不利于學生創新能力和實踐能力的訓練。

2 在化學實驗創新平臺體系中應用TRIZ理論的優勢

TRIZ是“發明問題解決理論” 的俄文簡稱，它是蘇聯G.S.Ahshuller及其同事們在分析研究了世界上近250萬件高水平發明專利，綜合多個學科領域原理、法則的基礎上提出的創新方法理論體系，是當今世界公認的指導創新的最佳工具，TRIZ創新理論與實踐都證明，TRIZ理論能夠向學生提供一套系統的創新理論和科學思維方法，加快學生創新思維和創新能力的培養。因此，在化學實驗教學過程中，應用TRIZ理論進行發明式教學，將TRIZ理論與方法的創新理念傳授給學生，從不同方面對學生提供實驗創新方案的指導，將每個實驗分為幾個關鍵點，對關鍵點鼓勵學生自己思考，啟迪學生的創新思維和求異思維，并對現有實驗裝置進行改進，發揮學生的創新意識，培養和鍛煉學生的創新思維和創新能力，提高實驗教學效果和教學水平。

3 TRIZ理論在化學實驗創新平臺體系中的應用

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，需要創新思維支撐，學生掌握創新思維的方法，有助于提高學生化學實驗的創新能力，所以，將TRIZ理論引入到化學實驗創新平臺體系中，能系統地改善化學實驗教學過程，培養學生的創新思維和創新能力，提高化學實驗的教學效果。TRIZ理論在化學實驗創新平臺體系中的應用可以從以下幾個方面進行：

3.1 運用TRIZ理論更新實驗教學內容，培養學生的創新思維

化學實驗的設計性、實踐性較強，依據TRIZ理論，將傳統的基礎化學實驗課程、專業實驗課程體系進行整合與優化，體現現代教育理念和時代要求，保持先進性，及時反映和吸收本學科領域的最新研究成果，積極整合優秀教學成果，體現新時期對人才培養提出的新要求。根據教學內容和實驗類型的不同，進行創新和發展研究，把相關內容的實驗貫穿起來，進行篩選、合并和補充，增加能反映現代科技水平、專業特色的實驗，增加綜合性和設計性實驗，使實驗教學內容日趨合理，充分調動學生學習的積極性和主動性，訓練學生靈活運用創新思維方法，促進學生自覺地、有意識地去進行創新，每做完一個化學實驗，可以采用TRIZ理論中40個發明創造原理中的一個方法，讓學生相互啟發，激發和培養學生的創新思維，進而得到創新的成果。

3.2 運用TRIZ理論改善實驗教學方法與手段，培養學生的創新能力

在化學實驗教學過程中，通過TRIZ理論改善教學方法和手段，培養學生的創新能力。隨著計算機技術的飛速發展，特別是計算機多媒體技術和網絡技術的日趨完善與成熟，多媒體技術以其互動和直觀的效果特征，在實驗教學中發揮著越來越重要的作用，不僅可以豐富實驗內容，增大容量，變抽象為直觀，使內容動態化，逼真地模擬宏觀變化中的微觀過程，激發學生實驗的積極性，提高實驗效率，而且可以提供交互式的學習環境，實現資源共享，拓展學生視野，便于創設問題情景，突破知識難點，提高學生綜合分析問題和解決問題的能力，培養了學生的創新能力。

3.3 運用TRIZ理論加強綜合設計實驗，提高學生的創新能力

在實驗教學中加強綜合性和設計性實驗的開設，對培養學生的創新能力有著重要的作用。應用TRIZ理論構建綜合設計實驗模式：教師創設問題情境→學生提出問題→搜集科學資料→探求解題方法→得出科學結論→運用新知識。在實驗過程中，教師根據實驗的具體情況創設問題情境，促進學生思考，提出問題，激發學生探索的動機，指導學生正確搜集科學資料，引導學生通過對問題的分析、探索，進行假說、討論、歸納等一系列再發現的認知操作過程，尋找問題的解決方式，促使問題得到解決，得出科學結論，運用所獲得的新知識解決新問題，以實現知識的遷移，深化對實驗的理解。這些實驗采用興趣組合、團隊合作、相互幫助和啟發的方式，在實踐過程中激發學生設計實驗的興趣，對現有的實驗問題提出創新性解決方案，進一步提高了學生的創新能力。

3.4 運用TRIZ理論積極開放化學實驗室，提高學生的實踐能力

結合本系的教學優勢，創造條件和環境，積極開放化學實驗室，鼓勵學生參與創新活動。應用TRIZ理論構建開放化學實驗模式：學生發現問題→確定題目→搜集資料并制定研究計劃→撰寫研究報告。學生獨立從事和完成開放實驗的整個研究過程，包括提出問題，確定研究題目，開展研究，最后撰寫研究報告。同時，鼓勵學生參加各級創新設計大賽的競賽活動，在豐富學生生活的同時，提高了學生的實踐能力。

3.5 運用TRIZ理論積極開展課題研究，培養學生的科研能力

大部分高校教師都有自己的科研項目，這些研究不僅緊跟學術發展的前沿，而且其成果對社會生產有著很強的指導意義，讓學生參與到教師的課題研究中來，不僅可以為課題組增添新生力量，而且可以讓學生在參與協助科研項目的過程中接觸學術發展的前沿知識，增強學生的求知欲和探索欲，進行科學學習、科學探索和科學實踐，收獲成果，從而培養學生的科研能力。

4 結 論

化學實驗在化學教學中有著十分重要的作用，將TRIZ理論應用到化學實驗創新中，起到了傳統方法不能代替的作用。在實驗教學過程中善于運用TRIZ創新理論，努力創造一切有利條件，激發學生的創新意識，培養學生的創新思維和創新能力，促進學生知識、能力、思維和素質的全面協調發展，推動化學實驗的改革創新和教學水平的提高。研究與實踐證明，在高校化學實驗創新中應用TRIZ理論可以有效培養學生的創新精神與創新能力，提高化學實驗的教學效果，并指導學生應用TRIZ理論提出問題和解決問題，為學生今后的創新創業生涯提供不竭動力，為國家培養更多的創新型人才。

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