基于TRIZ的高职学生创新能力提升路径研究

梁矗军

(无锡商业职业技术学院 ,江苏 无锡 214153)

0 引言

随着工业领域的科技迅猛发展,从机械化、电气化到信息化、智能化、移动互联、人工智能、云计算和大数据等领域的转变,产业正经历着革新和变革,这一变革对高等教育提出了全新的要求和挑战。为了应对这些挑战,2015年国务院办公厅发布了《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》,提出高等学校要加强创新创业教育、培养创新创业人才,其中特别强调了推进创新创业教育改革、加强实践教学环节、开展创新创业竞赛和实践项目等措施[1]。

然而,当前高职学生的创新能力培养仍面临一些挑战,如教学方法的单一性和教育资源的不足等。为了应对这些挑战,寻找有效的途径提升高职学生的创新能力至关重要。在这一背景下,基于TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)的高职学生创新能力提升路径成为一个值得探索的方向。TRIZ作为一种创新方法论,通过改变思维模式和解决问题的方法,为学生在现有环境中寻求创新解决方案提供了有力的支持。

1 TRIZ的概述

TRIZ是一种系统化的方法和工具,用于解决问题和促进创新。该理论由苏联工程师Altshuller提出,并经过不断发展和完善,其核心思想是通过发现问题中的矛盾,运用创新原则和工具来寻找解决方案。

TRIZ认识到创新的动力源于问题和矛盾。在解决问题的过程中,常常会遇到相互冲突的要求和条件,而这些冲突正是潜在的创新机会。因此,TRIZ鼓励人们识别和分析问题中的矛盾,并寻求解决矛盾的方法。为了指导和启发解决问题和创新的过程,TRIZ总结了大量的创新案例和发明成果,并提炼出一系列通用的创新原则和模式。

这些创新原则和模式包括逆向思维、资源利用、分离矛盾、协同效应等,为解决问题及创新提供了指导和启发。TRIZ强调基于科学法则的创新,即通过理解和应用自然规律及科学原理,找到创新的方向和方法。它认为自然界已经存在解决问题的普遍规律,只需要将这些规律应用于技术创新中。此外,TRIZ倡导系统思维,即将问题放在更大的系统背景下进行思考和分析。它提供了一系列工具和方法,如功能分析、矛盾矩阵、技术演化趋势等,帮助人们系统地分析问题、寻找解决方案,并推动技术和创新的演进[2-3]。

通过运用TRIZ,人们能够发现非传统的解决路径,推动创新和问题解决的过程。TRIZ的应用能够帮助高职学生培养创新能力,引导他们更深入地理解问题的本质和矛盾,寻找创新的解决方案,并促进他们系统思维和科学思维能力的发展。

2 高职学生创新能力培养现状中的问题

2.1 传统教学模式的限制

传统教学模式过于注重知识的传授和灌输,忽视了学生创新能力的培养。教师通常侧重将知识传递给学生,强调记忆和理解能力的培养,而忽视了学生的创新思维和问题解决能力的发展。这种单一的知识传授模式限制了学生的创新意识和创造力的培养。

同时,传统教学模式在开放性和实践性方面存在不足,教学过程通常以教师为中心,学生扮演被动接受知识的角色。这种模式限制了学生自主学习和创新实践的机会,学生缺乏参与实践项目、解决实际问题的机会,无法充分发展创新思维和实践能力。

此外,传统教学模式下的评价体系不利于学生创新能力的发展。评价体系往往以考试成绩为主导,强调对知识掌握程度的评估,忽视了对学生创新能力和问题解决能力的评价。学生在追求分数的过程中,常常忽视了创新思维和实践能力的培养。

2.2 高职学生自我认识的不足

一般来说,高职学生对创新能力的认知有限,他们仅将创新能力局限于某些特定领域或行业,忽视了创新思维、问题解决能力、团队合作等方面的重要性。而且,高职学生对创新过程和方法的了解不足,他们缺乏对创新的系统性和流程性的认识,不了解创新的基本步骤、方法和工具。为了提升学生的创新能力,学校和教师需要帮助他们深入了解自己的兴趣和优势,拓宽对创新能力的认知,加强对创新过程和方法的教育培养。

另外,学生在创新活动和解决问题中往往对自己的能力缺乏自信,习惯于停留在自己熟悉和舒适的领域,他们害怕冒险和尝试新思路,担心失败和批评。这种自我限制和舒适区域的心态限制了学生发挥创新潜力的能力。为了克服这个问题,学校和教师应该积极鼓励学生走出舒适区,培养他们的创新意识和冒险精神。通过提供支持和鼓励,学生可以逐渐突破自我限制,勇于尝试新思路和解决问题的方法。

2.3 跨学科合作机会的缺乏

在高职学生创新能力培养中,学科之间的壁垒限制了学生在多学科融合中发挥创新能力。高职学生通常在特定的学科领域接受教育,学科之间存在明显的壁垒。学校的教学和管理体制往往以学科为基础,课程设置和学生分流也更偏重特定学科。因此,学生很少有机会与其他学科的学生进行交流和合作,缺乏跨学科的创新合作机会。

教师之间的学科合作和跨学科团队的形成也面临一定的挑战。传统的学科教师培养及管理模式缺乏跨学科合作的激励机制和有效的协调机制,这导致教师在教学和研究中更倾向于固守自己的学科领域,缺乏跨学科合作的意愿和能力。

然而,创新往往需要综合多个领域的知识和技能,缺乏跨学科合作会影响学生的创新能力发展。因此,教学过程应该积极鼓励学生跨学科合作,提供多学科融合的课程和项目,让学生在合作中学习、交流和创新。同时,加强师资队伍的跨学科合作和交流,积极营造支持跨学科合作的教育环境。

2.4 系统的创新方法和工具应用不足

此外,缺乏系统的创新方法和工具的应用也是高职学生创新能力培养的挑战之一。学生在面对实际问题时,缺乏系统地分析和解决问题的方法及工具。他们可能会面临问题的复杂性和矛盾的困扰,而缺乏系统性解决问题的能力。因此,引入合适的创新方法和工具,如TRIZ,可以帮助学生拓展创新思路,提高解决问题的能力。

3 TRIZ在高职学生创新能力提升中的优势

3.1 TRIZ注重解决问题中的矛盾和冲突

高职学生在实践中常常面临复杂的问题和矛盾,而TRIZ提供了一套系统化的方法和工具,帮助学生理解问题的本质,挖掘矛盾,寻找创新的解决方案。通过运用TRIZ,学生可以拓展思维边界,跳出常规思维模式,寻找更加创新和有效的解决途径。

TRIZ认为,问题的解决往往涉及相互矛盾的要求和因素。例如,在创新过程中,常常面临时间和成本、功能和可靠性、效率和资源利用等方面的矛盾。传统的方法往往只能通过妥协或权衡来解决这些矛盾,而TRIZ提供了一种更系统和科学的方法来处理这些矛盾。

TRIZ通过矛盾矩阵和创新原理等工具,帮助学生识别和分析问题中的矛盾,找到解决矛盾的路径和方法。通过对矛盾的深入理解和分析,学生能够寻找到矛盾的本质,并提出创新性的解决方案。这种注重解决问题中矛盾和冲突的方法,可以培养学生的创新思维和解决问题的能力。

此外,TRIZ还强调对现有知识和经验的积累及利用。通过研究和分析大量的专利文献及创新案例,TRIZ总结出了一系列创新原理和模式。学生可以借鉴这些创新原理和模式,发现问题的共性和规律,并应用到自己的创新实践中。这有助于学生快速积累和应用创新知识,提升创新能力。

3.2 TRIZ提供了丰富的创新原则和方法

TRIZ可以帮助高职学生培养解决问题的能力。TRIZ通过总结和归纳大量的创新案例,提出了一系列的创新原则和解决问题的方法。这些原则和方法可以帮助学生分析问题,发现问题的本质和矛盾,并提供相应的解决思路和技巧。

TRIZ中的创新原则和方法涵盖了各个领域及行业,包括技术领域、工业生产、服务行业等。这些原则和方法通过对问题与矛盾的分析,提供了创新解决方案的思路和方向。例如,TRIZ中的“逆向思维”原则鼓励学生从相反的角度思考问题,寻找非传统的解决方案;“资源利用”原则鼓励学生利用现有资源进行创新,避免不必要的投入;“多层次思考”原则鼓励学生从不同的层次和角度思考问题,发现更深层次的创新机会等。

这些创新原则和方法为学生提供了具体的思维工具和方法论,帮助他们在创新实践中解决问题和克服障碍。学生可以通过学习和应用这些创新原则与方法,发展出系统性的创新思维和解决问题的能力。同时,这些原则和方法也帮助学生拓宽了解决问题的思路和视野,激发他们的创造力和想象力。

TRIZ中的创新原则和方法还具有普适性及可迁移性,它们不仅适用于技术领域,也可以应用于其他领域和行业。这使得学生可以将所学的创新原则及方法应用于不同的领域和实际,提升他们解决问题和创新的能力。

3.3 TRIZ还强调创新的系统性和科学性

创新不是随机或依靠个人的灵感,而是可以通过系统性的方法和思维来实现的。TRIZ提供了一套系统性的工具和原则,帮助学生从整体的角度来思考和解决问题。通过分析问题的本质、寻找矛盾和冲突、应用创新原则和方法,学生能够以系统性的方式推动创新的发展,提出更全面和有效的解决方案。

TRIZ基于大量的专利文献和创新案例研究,总结出了一系列的创新原则和模式。这些原则和模式基于科学的原理及规律,具有可验证性和可迁移性。学生可以通过学习和应用这些科学的创新原则,遵循创新的规律,提高创新的可预测性和成功率。这种科学性的创新方法,使得学生能够在创新实践中更加理性、有序地进行思考和行动。

3.4 TRIZ还可以促进学科交叉和综合能力的培养

TRIZ涉及多个学科领域,它需要学生综合运用不同学科的知识和技能。通过学习和应用TRIZ,高职学生可以培养跨学科的思维和能力,提高综合分析和解决问题的能力。

首先,TRIZ的应用需要学生掌握多个学科的知识和方法。例如,解决问题中的矛盾和冲突涉及多个因素的综合考虑,需要学生了解不同学科领域的相关知识。学生需要学习和理解不同学科的原理、理论和方法,将其融合应用到创新实践中。这种跨学科的学习和应用过程,促使学生拓宽学科视野,培养综合能力和解决问题的能力。

其次,TRIZ鼓励学生进行学科交叉的思考和合作。在解决问题和开展创新实践的过程中,学生常常需要与来自不同学科背景的同学合作。通过与其他学科的学生交流和合作,学生可以从不同学科的视角和经验中获得启发,融合不同学科的知识和方法,提高自己的综合能力和团队合作能力[4]。

此外,TRIZ的应用也鼓励学生进行学科之间的转化和迁移,学生可以将在一个学科领域中学到的知识和方法应用到其他学科领域的创新实践中。通过学科之间的转化和迁移,学生可以发现不同学科之间的联系和共性,加深对学科之间相互影响和相互补充关系的理解,提升自己的学科综合能力。

综上所述,TRIZ在高职学生创新能力提升中具有巨大的潜力。

4 基于TRIZ的高职学生创新能力提升路径

4.1 以TRIZ培养学生创新意识和创造力

对于学生而言,引入TRIZ的创新思维模式和工具可以培养他们的创新意识和创造力。学生通过学习TRIZ,了解创新的原则和方法,能够培养从问题出发的思维方式。TRIZ鼓励学生发现问题的矛盾和隐含矛盾,并运用创新原则寻求解决方案。这种培养创新意识的过程有助于激发学生对问题的好奇心和探索欲望,引导他们思考问题的不同角度和可能的解决途径。

在培养创新意识和思维过程中,教师还可以引导学生运用TRIZ中的工具和方法。通过学习和应用TRIZ的工具,如矛盾矩阵和九窗法,学生可以学会将问题转化为矛盾,分析矛盾并寻找创新解决方案。教师可以引导学生在解决问题的过程中灵活运用这些工具,促进他们的创新思维和解决问题能力的发展。

另一种方法是通过案例分析和讨论,帮助学生了解和分析不同领域的创新案例。教师可以选择与学生所学专业相关的创新案例,并引导学生思考其中的创新思维和策略。通过对这些案例的深入分析,学生可以领会到创新思维的核心要素,如发现问题、寻找矛盾和冲突、追求非常规解决方案等。这样的案例分析可以激发学生的创新思维,并提供实际应用TRIZ的参考。

此外,教师还应鼓励学生进行团队合作和交流,以促进创新意识和思维的培养。通过小组讨论和团队项目,学生可以分享和交流彼此的创新思路及观点,互相激励和启发。这种合作学习的方式可以提供学生与他人进行创新思维和解决问题的互动平台,增强他们的创新能力和团队合作能力。

4.2 以TRIZ引领教师专业发展

在教师方面,提供专业发展机会是关键。教师需要接受TRIZ的培训和专业发展,掌握TRIZ的原则、方法和工具,以更好地引导学生的创新能力培养。

教师可以将TRIZ的概念和方法融入课程设计中,设计富有创新性和启发性的教学活动。教师可以结合具体学科的内容,引导学生运用TRIZ的思维方式和工具解决问题。例如,设计开放性的问题情境,引导学生分析问题矛盾,运用TRIZ原则提出创新解决方案。

教师可以通过教学实践和反思来不断改进自己的教学实践。在应用TRIZ的教学过程中,教师可以观察学生的学习表现,分析他们在问题解决中的思维方式和策略。教师可以与同事进行交流和讨论,共同探索如何更好地运用TRIZ促进学生创新能力的发展。

教师可以指导学生在团队中开展创新项目,运用TRIZ的方法解决问题,并鼓励学生进行反思和总结。这样的实践活动能够培养学生的创新思维和问题解决能力,同时也提升教师在TRIZ应用方面的指导能力。

4.3 以TRIZ打造学校创新环境与资源

在学校方面,提供创新资源和设施是关键。

学校可以提供多样化的学习和实践平台,鼓励学生参与创新活动。这可以包括开设创新实践课程或项目,提供创客空间或实验室设施,组织创新竞赛或展览等。这些平台和活动为学生提供了展示和实践创新能力的机会,激发他们的创新热情和动力。

学校可以建立与产业界和社会的合作伙伴关系,为学生提供与真实问题和需求相关的创新项目。与企业、科研机构、社会组织等合作,学生可以参与实际的创新项目,接触真实的需求和挑战。这种与实际问题结合的创新实践,可以加强学生的实践能力和解决问题的能力。

此外,学校还可以建立创新资源库,提供丰富的创新工具、文献和案例资源。这些资源可以包括TRIZ的相关资料和教材、创新案例的数据库、创新工具的应用指南等。学生可以通过学习和借鉴这些资源,提升自己的创新能力和解决问题的能力。

同时,学校还应建立创新评估体系,考虑学生在创新过程中的问题分析、解决方案、效果评估等方面的表现。这样的评估体系能够全面评估学生创新能力发展的情况,为教师提供针对性的指导和支持[5]。

另外,学校可以组织师资培训和教师团队建设,提高教师的创新能力和教学水平。教师作为学生创新能力培养的重要引导者和指导者,他们的创新能力和教学能力直接影响学生的发展。学校可以通过组织培训课程、研讨会等形式,提供教师专业发展的机会,使教师掌握TRIZ和创新教育的方法,更好地指导学生的创新实践。

4.4 以TRIZ推动跨界合作与社会支持

在社会方面,促进跨界合作是至关重要的。学校应鼓励与企业、社会组织等进行跨界合作,为学生提供真实的创新场景和合作机会。通过与外部合作伙伴的合作,学生能够接触到实际问题和需求,锻炼解决问题的能力,并将创新成果应用于实际环境中。

学校可以与企业、科研机构等社会资源进行合作,提供学生在创新实践中的支持和机会。与社会资源的合作可以为学生提供实践平台、创新项目和导师指导等资源,帮助学生将创新能力应用到实际问题中。这种合作可以丰富学生的实践经验,拓宽学生的视野,增强学生解决实际问题的能力。学校可以与社会组织、行业协会等建立合作伙伴关系,为学生提供更广泛的社会支持和资源。通过与社会组织的合作,学校可以开展创新活动、参与创新竞赛、举办创新展览等,为学生提供展示和推广创新成果的机会。这样的合作可以增强学生的创新动力和成就感,提升他们的创新能力和创业意识。学校可以开展创新教育的社会推广活动,提高社会对高职学生创新能力培养的认可和支持。学校还可以举办创新教育论坛、创新教育展览等活动,邀请社会专家和企业代表参与,促进学校与社会的交流和合作,增强社会对学生创新能力培养的关注和支持。

相应的,政府和相关机构也应制定支持创新教育的政策,为教育机构提供资源和支持,推动创新能力的培养。政策层面的支持能够为创新教育提供更好的环境和条件,促进学校和社会的共同发展。

5 结语

综上所述,基于TRIZ的高职学生创新能力提升路径在高职院校具有重要的应用前景和意义。通过教学、实践、评估和持续改进的有机结合,学生可以全面提升创新能力,并将所学的TRIZ转化为实际解决问题的技能。然而,该路径仍面临一些挑战,如教师培训、教材开发和课程整合等方面的问题。未来的研究可以进一步探索如何有效地实施和推广该路径,以满足高职学生创新能力提升的需求,促进高职教育的发展和创新实践的蓬勃开展。