TRIZ創(chuàng)新理論在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究

孫 丹，胡愛紅，王 薇，周寶晗

(湖北工業(yè)大學(xué) 材料與化學(xué)工程學(xué)院，湖北 武漢 430068)

TRIZ是俄文“發(fā)明問題解決理論”的縮寫，國(guó)人常稱作“萃智”或“萃思”，取其“萃取智慧”或“萃取思考”之義，是由前蘇聯(lián)的阿齊舒勒等研究人員提出的一套用于解決創(chuàng)新問題的理論體系[1-2]。最近幾年隨著TRIZ創(chuàng)新理論引入中國(guó)，該理論已得到國(guó)內(nèi)諸多高校以及科研院所的重視。

分析化學(xué)是工科院校化工制藥類、生工類、食品類專業(yè)一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程。本課程是研究物質(zhì)的化學(xué)組成、含量與結(jié)構(gòu)的分析方法及有關(guān)理論的一門科學(xué)，是化學(xué)學(xué)科的重要分支。分析化學(xué)也是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，通常被喻為“科學(xué)技術(shù)的眼睛”[3]。

目前我國(guó)關(guān)于在應(yīng)用TRIZ創(chuàng)新理論培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面的研究較多[4-7]，但關(guān)于TRIZ創(chuàng)新理論如何指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)報(bào)道的很少，本研究提出將TRIZ創(chuàng)新理論應(yīng)用于工科院校分析化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以期為TRIZ創(chuàng)新理論應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐提供一定的理論依據(jù)。

1 分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)現(xiàn)狀

目前我所承擔(dān)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和無機(jī)化學(xué)一樣，仍存在諸多問題，比如實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容略顯陳舊；實(shí)驗(yàn)類型單一化；學(xué)生重理論輕實(shí)踐、重操作輕設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)考核較為單一等[8]。如何在學(xué)時(shí)有限的情況下提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)手能力，使學(xué)生能夠利用理論知識(shí)分析和解決一些實(shí)際問題，更重要的是培養(yǎng)其分析和解決問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，增加創(chuàng)新意識(shí)。

2 TRIZ理論在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 運(yùn)用TRIZ理論調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)安排在大一下學(xué)期，經(jīng)過大一上學(xué)期的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練后，學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作部分有了一定的基礎(chǔ)，依據(jù)TRIZ理論將實(shí)驗(yàn)類型進(jìn)行重新調(diào)整，減少基本操作型和驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，適當(dāng)增大綜合型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的權(quán)重，我校針對(duì)化工專業(yè)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)包括：兩個(gè)基礎(chǔ)操作實(shí)驗(yàn)--稱量法-直接法與減量法的比較、堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定；五個(gè)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)：白醋中醋酸含量的測(cè)定、水硬度的測(cè)定、石灰石中鈣含量的測(cè)定、牙膏中微量氟的測(cè)定和鄰二氮雜菲分光光度法測(cè)定鐵。每做完一個(gè)實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生嘗試采用TRIZ理論中40個(gè)發(fā)明創(chuàng)造原理中的某個(gè)方法，讓學(xué)生相互提問、啟發(fā)、撰寫實(shí)驗(yàn)體會(huì)和心得，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

2.2 運(yùn)用TRIZ理論構(gòu)建新的考核評(píng)價(jià)方式，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的考核方式較為單一，主要根據(jù)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和考勤兩項(xiàng)加以考核，沒法合理全面地反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑢?dǎo)致部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性不高，實(shí)驗(yàn)不認(rèn)真，操作應(yīng)付了事。TRIZ理論引入后，隨著分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的調(diào)整，實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)方式也進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，將學(xué)生的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)進(jìn)行量化。具體從以下五部分進(jìn)行考核：預(yù)習(xí)(20分)、操作(30分)、結(jié)果(20分)、報(bào)告(20分)及實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)(10分)。其中預(yù)習(xí)部分不再是照抄教材，而是根據(jù)實(shí)驗(yàn)教材用自己的語言簡(jiǎn)明扼要的說明實(shí)驗(yàn)原理，形式多樣，可以是文字也可以是圖示；實(shí)驗(yàn)方案完整可行，具有一定的創(chuàng)造性；實(shí)驗(yàn)心得和體會(huì)部分，要求學(xué)生談一談實(shí)驗(yàn)中有什么收獲，哪些地方存在失誤，如何改進(jìn)等，新的考核方式大大提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性，逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.3 運(yùn)用TRIZ理論加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽培訓(xùn)，提高學(xué)生的綜合能力

我省每?jī)赡昱e行的大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽，重在考查學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立操作和獨(dú)立解決問題的能力。在競(jìng)賽前的培訓(xùn)中，老師們運(yùn)用TRIZ理論由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由基礎(chǔ)到綜合、由驗(yàn)證型到設(shè)計(jì)型，層層遞進(jìn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，后期加大綜合性

和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的比例，并要求學(xué)生應(yīng)用TRIZ理論構(gòu)建綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑笇?dǎo)學(xué)生采用假設(shè)、討論和歸納等方法對(duì)問題進(jìn)行分析和總結(jié)，得出科學(xué)結(jié)論，并由此實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移。將TRIZ理論用于實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽培訓(xùn)，在最近的競(jìng)賽中取得了不錯(cuò)的成績(jī)，學(xué)生的綜合能力得到極大提高。

2.4 運(yùn)用TRIZ理論積極開展大創(chuàng)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力

大創(chuàng)項(xiàng)目遵循“興趣驅(qū)動(dòng)、自主實(shí)驗(yàn)、鼓勵(lì)創(chuàng)新、培養(yǎng)能力、重在過程”的原則，要求學(xué)生緊密結(jié)合專業(yè)知識(shí)，自主開展具有綜合性、問題性、創(chuàng)新性和實(shí)踐性的科學(xué)研究。運(yùn)用TRIZ理論指導(dǎo)學(xué)生在選題上要注重科技前沿性、學(xué)科交叉性和學(xué)術(shù)創(chuàng)新性；在確定實(shí)施方案上注重方案的科學(xué)性、可行性和創(chuàng)新性。大創(chuàng)項(xiàng)目的主體是學(xué)生，但導(dǎo)師的作用至關(guān)重要，既要指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)方法和研究思路，還要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自學(xué)和思考；既要督促項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)度防止出現(xiàn)虎頭蛇尾的現(xiàn)象，又要把好質(zhì)量關(guān)包括書面材料的撰寫、答辯PPT的修改、實(shí)驗(yàn)記錄等等，總之，在指導(dǎo)的過程中運(yùn)用TRIZ理論全面提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

3 結(jié)語

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門重要的實(shí)踐課程，將TRIZ創(chuàng)新理論應(yīng)用于分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使學(xué)生發(fā)揮主導(dǎo)作用，在很大程度上培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力，使學(xué)生在知識(shí)、能力、思維和素質(zhì)等方面得到全方位提升。