基于TRIZ創新理論的雨課堂設計與實踐

劉萍

摘要：雨課堂是將課前、課上以及課后等教學環節有機連為一體的信息化教學平臺，是對傳統課堂教學的有益補充。文章借助雨課堂教學平臺，將TRIZ創新理論應用于《C語言程序設計》教學，實現以學生為中心的教學，提升教學質量，同時培養了學生的科學思維能力、實踐能力、合作精神及科學創新能力。

關鍵詞：TRIZ理論;雨課堂;C語言程序設計

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）12-0200-02

隨著計算機、多媒體和互聯網等信息技術的發展，以網絡和新媒體技術為依托的信息技術正改變著人們的生活、學習以及工作方式，同時也為人才培養提出全新挑戰。2012年，《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》[1]指出：推進信息技術與高等教育的深度融合，促進教育內容、教學手段和方法的現代化，建立信息化教學與學習方式，提升個性化互動教學水平是培養學生自主學習、自主管理、自主服務的意識與能力，提高高等教育質量不可或缺的動力與支撐。為了更好地利用信息技術推動課堂教學，讓師生互動更多、教學更為便捷，2016年，清華大學在線教育辦公室和學堂在線共同推出新型智慧教學工具“雨課堂”[2]。“雨課堂”不僅為師生提供自主管理和自主服務的切入點與數據支持，也為“互聯網+”環境下的工程教育提供了很好的教學平臺。

《C語言程序設計》[3]是許多工科專業的必修課程之一，是《數據結構》《面向對象程序設計》等后續課程學習的基礎，也是提升工科學生創新精神、創業意識和創新創業能力的訓練課程之一。

一、TRIZ創新理論簡介

TRIZ創新理論[4]是偉大的發明家根里奇·阿奇舒勒通過研究許多高水平發明專利成果得出的一套完整的發明創新方法與創新理論，是目前為止世界上先進而實用的發明創新方法，在工程技術領域和管理領域有著廣泛的應用。TRIZ創新理論包含許多創新原理、創新思維工具、技術系統進化法則、發明創新問題的標準解法、科學效應和現象以及系統功能分析、系統簡化等內容，它說明發明和創新有法可循。正是由于TRIZ創新理論提供出的突破慣性思維和解決發明問題的多種方法，國內許多高校開設了TRIZ創新理論課程，許多高校教師[5，6]也將TRIZ理論應用于課程教學模式的改進，有效地提高教學質量。

二、基于TRIZ創新理論的雨課堂教學設計與實踐

雨課堂教學平臺將課前、課上、課后的各個教學環節賦予全新的意義：課前，教師將本節課要預習的內容、教學目標和要求通過微信發送到學生手機，并通過公眾號查看到學生的預習的情況;課上，教師把課件上傳到學生的手機，學生實時反饋聽課情況;課后，學生查看課堂內容進行復習，完成作業，同時教師依據實時采集的課堂數據，進一步改進教學設計，提升課堂教學質量[7，8]。需要注意的是雨課堂教學平臺的功能[2]和TRIZ創新理論在技術創新中廣泛的應用。本文討論了基于TRIZ創新理論的雨課堂教學設計以及在《C語言程序設計》課程教學中的實踐，教學實踐表明，TRIZ創新理論與雨課堂結合，可極大地提高課堂教學效果，培養學生的創新能力。具體設計與實踐如下。

課前，通過雨課堂平臺，將基于TRIZ創新理論的預習內容、與預習相關的視頻和課堂教學目標發送給學生。利用TRIZ創新理論中介紹的創新原理和原則，將預習內容設置成包含一個或多個矛盾問題的形式，讓學生通過預習發現這些矛盾問題，通過觀看相關視頻，引導學生體會這些矛盾問題解決帶來的技術和社會進步。同時，利用雨課堂的彈幕或者留言，要求學生發表自己認為仍存在矛盾的問題以及描述自己期望矛盾解決后的結果，利用TRIZ創新理論給出解決這些矛盾的思路及方法，從而促進學生積極思考，化被動學習為主動學習，培養學生的創新能力。

課上，雨課堂的任務提醒、實時答題、多屏互動、答疑彈幕、分組討論、數據統計等功能，為將TRIZ創新理論應用于課堂教學提供了眾多途徑。例如，根據雨課堂的任務提醒、答疑彈幕、數據統計等功能，教師能夠在課前掌握每個學生預習情況和自己設定的學習目標，及時結合授課內容和教學目標，針對性地采用TRIZ理論中介紹的多種技法進行教學。對涉及邏輯推理容的教學，多采用TRIZ理論中的演繹法、歸納法、類比法、類推法、形態分析法、信息交合法等。對非邏輯推理的教學內容，我們采用TRIZ理論中的聯想法、逆向思維法、形象思維法、特性列舉法、缺點列舉法和期望點列舉法等。因而，基于TRIZ創新理論的雨課堂教學有效地激發了學生的主動參與和自覺學習，拓展學生分析問題的思路，發揮課堂教學的引導作用。另外，課堂教學過程中，利用雨課堂的多屏互動、答疑彈幕、分組討論等功能，采用TRIZ創新理論中的40個發明原理指導學生程序設計、編寫代碼、編譯、運行程序、調試程序、維護和修改程序的學習，激發學生交流合作、共享思路和不斷進步的精神，培養學生的邏輯推理、解決問題的實踐能力和創新能力。

課后，根據雨課堂平臺反饋數據對教學情況和學生狀態進行分析，反思教學任務的設計、教學輔助資料和視頻的選取，積極調整授課的重難點，改進教學方法，進而完善課程教學的再設計。另外，利用雨課堂平臺可以實現課程面對面教學的特點，類比于TRIZ理論中技術系統進化法則和解決產品設計技術矛盾的方法，向學生推送多維度、多層次的課后測試及反向設計課后作業，使學生更牢固地掌握課程內容，實現教學相長，提升教學效果。

2018—2019學年，筆者對我校自化171-4班采用基于TRIZ創新理論設計的課前、課上、課后的雨課堂教學方式，通過查看分析后臺數據，學生普遍認為這種教學方式激發了他們主動參與和自覺學習的積極性，感受到通過自身努力能夠獲得進步，體會到TRIZ創新理論在程序設計教學中的重要價值。對比未采用基于TRIZ創新理論的課前、課上、課后的雨課堂教學授課班級機械中韓171-4，通過《C語言程序設計》期末考試試卷分析，可以發現自化171-4班學生的成績優秀率、良好率、中等率、及格率和平均分明顯高于機械中韓171-4班。而且，通過計算學習成果的課程達成度[9]可以看出自化171-4班的《C語言程序設計》課程達成度高于中韓171-4班該課程的達成度。因此，基于TRIZ創新理論的《C語言程序設計》雨課堂教學打破了學生固有的思維束縛，教會了學生如何思考、探索、創造，培養了學生自主學習科學的思維和創新能力。

三、結束語

雨課堂強調學生學習的主導地位，提高學習的參與度。依據雨課堂的功能，將TRIZ創新理論應用于《C語言程序設計》的教學，改變了學生被動接受知識的局面，培養了學生多維度科學思考C語言程序設計、計算機工程與技術中存在的問題能力以及能夠利用TRIZ創新理論介紹的原理和方法科學地解決這些問題的能力，進而培養學生的創新能力、實踐能力和創業精神。

參考文獻：

[1]教育部.教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）[S].2012.

[2]清華大學，學堂在線.雨課堂[Z].2016.

[3]譚浩強.C語言程序設計[M].北京：清華大學出版社，2005.

[4]檀潤華.TRIZ及應用——技術創新過程與方法[M].北京：高等教育出版社，2010.