基于TRIZ方法原理对物理化学实训模式的创新探索
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作者:田苗
[摘 要] 以TRIZ创新方法原理突破物理化学实训教学传统教学的一些问题，通过教学案例说明如何将TRIZ创新方法应用其中，以提高师生在正常实训教学环节中的效率，更重要的是锻炼学生的自主创造力，激发学生亲自参与动手的主动性。
[关 键 词] TRIZ创新原理;物理化学实验技术;教学模式
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）26-0274-02
21世纪是科技创新发展的时代，需要源源不断的科技创新元素支撑现代化的发展。高职院校是培养创新型技术人才的摇篮，也是建设创新型国家不可缺少的后备力量。而实训技术课程作为高职院校课程体系下的重要组成部分之一，是培养学生的创新能力和技术操作能力的关键过程。因此，在新时代和新社会所需的人才培养模式及课程体系改革的要求下，对实训课程教导理念模式的探索尤为关键。
目前在高校中创新方法的研究有较多模式，其中TRIZ理论的研究作为主导方法，推动课程创新在实际中的应用。如以物理化学实验技术为例，在此教学环节中引入TRIZ理论创新方法，探索出真正适用于高职学生的实训技术课程等。
一、TRIZ理论的核心内容
TRIZ是一种帮助我们解决问题时可提供的方法和理论，它是由苏联发明家阿奇舒勒提出的。在1946—1985年中，阿奇舒勒及其研究团队分析了世界近250万份高水平的发明专利，总结出各种技术发展进化遵循的规律模式，建立了一个解决技术难题、实现創新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系。
TRIZ不仅仅是一种纯粹的创新理论，它所提供的40条发明原理可以帮助人们形成一种比较系统的、流程化的创新设计思维模式，有助于人们在从事的事情中找到创新的方法[1]。
二、传统物理化学实训教学存在的问题
物理化学实验技术在基础课与专业课之间起着承前启后的桥梁作用，是高职化工类专业的必修课。本门课程的目标是使学生在学习基础的课程知识和实验技能时，进一步学习有关化学变化和化学变化相关联的物理变化的各种基础原理和共同规律。传统的物理化学实验技术教学中都是由教师制订实训内容，再由教师进行讲解，操作演示，一个步骤一个步骤地带领学生完成实训内容，最后每个学生上交一份报告结果。这样的实训教学依附于理论课，缺少横向综合，往往造成低水平的重复，学生不能将大量有关知识和技能融会贯通，缺乏各种实验方法和技术的综合应用能力。科学发展的新技术、新成就难以反映到实验教学中[2]。这种教学方式并没有体现出学生的主动参与性，也对培养学生的自主创造性和分析解决问题的能力没有达到好的效果。
三、TRIZ理论引入对教学模式的创新探索
（一）TRIZ理论对实训课程开展模式的创新
物理化学实验的设计性和实践性较强，依据TRIZ理论，将传统的基础物理化学实验课程、专业实验课程体系进行整合与优化，既体现出了现代教育的理念，又体现出了时代的要求，保持先进性，及时反应和吸收本学科领域的最新研究成果。积极整合优秀教学资源，体现新时期对人才培养提出的新要求，根据相关实验内容和实验测试方法的不同进行创新和发展研究，把相关内容实验贯穿起来，进行筛选、合并和补充[3]。比如液体饱和蒸气压的测定实验中，有动态测定和静态测定两种方法，用同一种物质进行测量，如果是以前的实验会由教师选定用一种方法进行，而利用了TRIZ理论的对比方法，让学生自由选择其中一种方法，并自主学习实验原理，利用实训室现有的仪器和设备设计实验步骤，通过数据的获得和测算得出结果，最后，由教师给出被测物质在某外压下的饱和蒸汽压，让两种不同实验方法的实验组通过实验结果进行方法对比讨论，各自分析动态法和静态法测定饱和蒸汽压的特点和优缺性。这样的实训教学不仅调动了学生探索的主动性和积极性，还让学生对自己要做的实验内容领会得更加透彻，学习了如何自己计划实践过程推测出理论的正确性，既培养了学生的创新能力，也提高了学生分析解决问题的能力。
（二）TRIZ理论应用于实训设计环节中有利于团队的组合
在教学过程中，强化综合性和设计性实验的开设，对培养学生的创新能力同样会产生极大的促进作用，以TRIZ理论为基础形成综合性极强的实验模式，通过兴趣组合和团队合作及启发等多种方式，对当前所使用的实验模式形成创新性解决问题的方案，最终实现学生创新能力的提升[4]。再比如，有关二元液系气液沸点—组成图的绘制实验在物理化学实训中属于一个综合性较强的实验，在实验中既有对沸点测定的需要，还要利用到光学仪器阿贝折光仪的使用，所以学生对前面的实验丙酮—二氯乙烷双液系的折光曲线实验进行了重新整合，设计出同样是熟练使用阿贝折光仪的实验，用双液系乙醇—环己烷来替换丙酮—二氯乙烷，直接使用阿贝折光仪测定该双液系折光率和组成的关系。在整个实施过程中，将分组进行。单数组来测折光曲线，双数组主要测定双液系的沸点和从馏出液和馏余液的折光率。通过单数组提供的折光曲线，找出双液系馏出液和馏余液在曲线图上各自的组成，两组共同绘制出沸点—组成图，通过画图验证结果，并找出恒沸物的组成。这样让学生自主整合实验内容，即节省了实训的实践，将不必要的重复实验删掉，也为学生自主设计其他综合性实训项目提供了操作基础，让每一位学生更有信心参与到实验中。 （三）TRIZ创新理论于课后评价方式的应用
以往的实训成绩是由任课教师一人根据学生实训操作情况来判断的，大致的部分由学生考勤、操作技能熟练程度、实验结果情况、总结报告这四部分组成，TRIZ理论的引入随着物理化学实训教学过程的改变，实训成绩评价内容和评价方式也需做出调整。首先实训成绩不再由教师一人给出，而是由学生自评、各组互评、教师评分三各部分构成。评价的内容包括实训方案的科学性、可行性和创新性;实验操作技能的熟练程度;实验数据的记录与处理;實验报告的完成;实验素养（有无迟到早退、对实验仪器爱护、无故意损坏玻璃仪器行为、遵守实验室规则等）。比如实训方案的设计评价标准：讲解思路清晰，简明扼要说明实验原理，实训方案完整可行，具有一定的创新性，语言表达流利，得10分;讲解思路清晰，简明扼要说明实验原理，实训方案完整可行，语言表达准确流利，得9分;讲解思路清晰，能说明实验原理，实训步骤完整可行，讲解流畅得8分;能基本说明实验原理，实训步骤可行，得7分等。新的评价内容和评价方式除了强调培养学生的物理化学实验操作技能外，更强调了学生运用TRIZ创新理论分析解决实际问题的能力，提高了对学生创新能力的要求[5]。
四、结语
实训课程的教学方法是一个长期探索的过程，而物理化学实验技术基于TRIZ原理方法的探索是一种教学模式的创新。通过TRIZ理念可大大提升学生在实训教学中的参与性。打破原有课堂的思维定式，激发教师和学生共同的创新思维;且对创新性问题和矛盾提供更合理的解决方案。因此是一种可行的探索方法，此种探索也可以延伸到其他实训类课程，让各类实训课的效率得以提高。
参考文献：
[1]张金磊，谢瑞刚，隆金桥.TRIZ理论在分析化学教学改革中的应用[J].山东化工，2017（46）：136-137.
[2]朱团，陈丽华，郭双林.TRIZ理论在培养大学生创新创业能力中的应用[J].科技资讯，2013（35）：178.
[3]朱团，车文实，陈丽华，等.TRIZ理论在高校化学实验创新平台体系中的应用[J].中国市场，2015，20（835）：222-223.
[4]陈沛富.基于TRIZ理论的大学生创新创业教育研究[J].重庆航天职业技术学院学报，2010（9）：40-42.
[5]陈志斌.TRIZ创新理论在有机化学实训教学中的应用初探[J].长春教育学院学报，2013，18（29）：136.
[6]魏文娟，毕克新.TRIZ理论方法论的哲学解析[J].前沿，2011（8）：47-50.
[7]朱团，车文实，陈丽华，等.TRIZ理论在高校化学实验创新平台体系中的应用[J].中国市场，2015（20）：222-223.
编辑 司 楠
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