基于TRIZ創(chuàng)新理論計算機程序設(shè)計類公共課程教學(xué)方法改革研究

黨向盈 申珅

【摘 要】計算機程序設(shè)計課程在培養(yǎng)非計算機專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新思維具有重要的意義，本文通過TRIZ創(chuàng)新理論對公共課程教學(xué)方法改革與實踐嘗試性應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，促進學(xué)生從“依賴型”向“獨立型”學(xué)習(xí)角色轉(zhuǎn)換，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，切實提高學(xué)生創(chuàng)新思維能力。

【關(guān)鍵詞】TRIZ理論；創(chuàng)新；程序設(shè)計；教學(xué)方法

0 引言

我國高等教育已經(jīng)把培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才作為一項迫切的任務(wù)。創(chuàng)新問題解決理論是前蘇聯(lián)發(fā)明和創(chuàng)造學(xué)家G.S.Altshuller 在1946年創(chuàng)立的，“TRIZ”是其俄文單詞（Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch）的首字母。目前TRIZ在創(chuàng)新設(shè)計、創(chuàng)新教學(xué)、創(chuàng)新科研等方面得到應(yīng)用，取得了可喜的成果，其中阮汝祥 [1]和高常青 [2]在TRIZ的理論和發(fā)展、應(yīng)用等方面做了詳細的研究；江敏[3]和盧惠林 [4]在計算機課程中具體如何應(yīng)用做了深入的研究。但是，這些研究一般都是針對TRIZ理論本身的研究，或是對程序設(shè)計類專業(yè)課研究，很少對計算機程序設(shè)計公共課程的研究，對于非計算機專業(yè)學(xué)生，程序設(shè)計類課程作為一個學(xué)生必修課，它不像計算機專業(yè)學(xué)生要求那么高，設(shè)計的程序也不是特別深，只是與自己所學(xué)專業(yè)有效結(jié)合，通過該課程，培養(yǎng)學(xué)生的計算機思維、計算機素養(yǎng)，所以更體現(xiàn)出需要創(chuàng)新思維的深入挖掘。本文將TRIZ理論與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)相結(jié)合，將其應(yīng)用到計算機公共課程素養(yǎng)教育中，為培養(yǎng)具有計算機素養(yǎng)軟件的創(chuàng)新性人才培養(yǎng)提供一條輔助途徑。

1 TRIZ理論的創(chuàng)新思想

TRIZ的含義是 “發(fā)明問題解決理論”。經(jīng)過50多年總結(jié)出解決技術(shù)矛盾所遵循的創(chuàng)新原則，建立起了一整套實用的解決發(fā)明問題的理論和方法體系——TRIZ理論體系。TRIZ理論體系[1]主要包括以下幾個方面：問題分析與建模方法；技術(shù)系統(tǒng)進化法則；沖突解決原理。

TRIZ理論的創(chuàng)新方法指的是解決沖突的原理，最終建立了包括發(fā)明原理、發(fā)明問題解決算法和標準解在內(nèi)基于知識的邏輯方法。在利用TRIZ理論解決實際問題的過程中，首先可以將問題建模成TRIZ模型，然后利用TRIZ理論提供的方法和工具，找出該問題的普適解，再根據(jù)實際的情況和環(huán)境，最終將普適解轉(zhuǎn)化為領(lǐng)域解或特解。

2 程序設(shè)計教學(xué)傳統(tǒng)模式

程序設(shè)計課程長期沿襲傳統(tǒng)教學(xué)模式：以一種高級語言（如Visual Basic或Visual C++）的語句體系為脈絡(luò)展開教學(xué)，詳細地講解其語句、語法。教學(xué)通常采用整堂灌輸書本知識，比較抽象，枯燥無味，使學(xué)生產(chǎn)生畏懼心理。學(xué)生每學(xué)習(xí)一個語句只需要做一些與該語句有關(guān)的習(xí)題，學(xué)生很少動手實踐。教師在實踐教學(xué)過程中， 對一些問題的解決，方法模式化、絕對化，有沒有其他途徑或思路，存在哪些不確定因素和各種選擇的可能性等。

3 TRIZ理論在計算機程序設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用

教學(xué)中采用TRIZ理論中發(fā)明式教學(xué)，將本課程與專業(yè)特色相結(jié)合，鼓勵學(xué)生自己思考，并對他們的思考結(jié)果給予鼓勵，培養(yǎng)他們思考的成就感，進而激發(fā)他們的創(chuàng)新思維，使得課堂教學(xué)在動態(tài)思維變化中，不斷提高學(xué)生創(chuàng)新能力。

3.1 基于TRIZ 理論進行發(fā)明式教學(xué)，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維和發(fā)散思維

針對非計算機專業(yè)的學(xué)生，在教學(xué)中采用TRIZ理論，將本課程分為幾個關(guān)鍵點，對關(guān)鍵點鼓勵學(xué)生自己思考。對學(xué)生的創(chuàng)新思維訓(xùn)練的主要方法有：

3.1.1 采用基于專業(yè)特色的案例教學(xué)法

1/4時間教師傳授該知識點，使學(xué)生在理論上產(chǎn)生認知。

1/2時間教師與學(xué)生互動式解決問題，本專業(yè)實際應(yīng)用在哪些方面，如何應(yīng)用，有沒有更好的方法等等。

3/4時間學(xué)生在教師引導(dǎo)下，練習(xí)完成問題分析和求解過程，并有效地舉一反三。

最后學(xué)生自己梳理、總結(jié)、提煉知識，并歸納分析問題和解決問題方法，教師進行適當調(diào)整。

3.1.2 采用綜合作業(yè)（項目）引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思維

TRIZ理論認為，對問題中存在的矛盾和沖突的解決，作為程序設(shè)計類課程，其最終目標在于培養(yǎng)學(xué)生的程序開發(fā)能力，所以在程序設(shè)計課程中，所謂的“沖突”，就是如何培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實際專業(yè)特點，學(xué)以致用中的項目開發(fā)能力，提高實戰(zhàn)能力，即項目教學(xué)法[5]。在教學(xué)進行到一定階段時，可以讓學(xué)生完成一個完整系統(tǒng)的開發(fā)，完成整個的開發(fā)流程，包括需求分析、設(shè)計、開發(fā)、測試等等，同時，在實踐的過程中，給學(xué)生足夠的創(chuàng)新空間，在實際項目中培養(yǎng)和鼓勵學(xué)生發(fā)散性的、創(chuàng)造性的設(shè)計。

3.1.3 進行創(chuàng)新思維技法和思維方法的訓(xùn)練

每講完一個知識點，可以讓學(xué)生相互啟發(fā)，激發(fā)他們的聯(lián)想思維、想象思維、靈感思維， 進而得到創(chuàng)新的成果，然后再進行拓展，使學(xué)生在視覺、感性認識得到充分利用，激發(fā)他們的創(chuàng)新激情。

3.2 TRIZ理論ARIZ算法的實踐教學(xué)，強化實訓(xùn)教學(xué)

在課程教學(xué)中穿插TRIZ理論的ARIZ算法實踐教學(xué)，主要從下面幾個方面改革：

3.2.1 課程設(shè)計和實驗內(nèi)容的改革

將實驗課程加強綜合性和設(shè)計性實訓(xùn)的開設(shè)，加入自己的創(chuàng)新思維，才能完成實訓(xùn)內(nèi)容。這個實踐環(huán)節(jié)對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力有著重要作用。這些實踐課程采用興趣組合、團隊合作、相互幫助和啟發(fā)的方式，對現(xiàn)有的問題提出創(chuàng)新性解決方案。

3.2.2 實驗考核方案改革

采用上機自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)，對每個實驗項目按知識要點分配分值，為每個實驗項目配置評分程序和測試數(shù)據(jù)，在實驗課結(jié)束前10分鐘對所有學(xué)生的提交的程序進行快速評測，生成評測結(jié)果報告，報告中詳細記錄每位學(xué)生的得分情況以及每題完成情況。這種實驗考核方案不僅將教師從低層次的批改實驗報告等繁雜的工作中解脫出來同時增強了批改的準確性，降低教師重復(fù)性、簡單性工作量；而且在分數(shù)驅(qū)動下，大大提高了學(xué)生的實驗積極性和主動性，實驗出勤率達到 95%以上，提高學(xué)生了動手編程能力。

3.2.3 積極開設(shè)第二課堂， 鼓勵學(xué)生參與創(chuàng)新活動

基于TRIZ理論的問題解決過程， 是發(fā)散思維和收斂思維相互作用的過程， 是運用邏輯思維和非邏輯思維的過程，具體環(huán)節(jié)的思考又充分利用各種創(chuàng)新思維方法。結(jié)合各個學(xué)院專業(yè)特點和教學(xué)優(yōu)勢， 程序設(shè)計創(chuàng)新實訓(xùn)聯(lián)盟，具有實踐經(jīng)驗的雙師型教師構(gòu)建第二課堂， 供學(xué)生在課余進行創(chuàng)新活動。

4 總結(jié)

經(jīng)過對非計算機專業(yè)計算機程序設(shè)計類課程的教學(xué)研究和實踐，我們認為要破除舊的教學(xué)體系，需要用新的理念、新的內(nèi)容、新的方法組織教學(xué)，針對非計算機專業(yè)學(xué)生對程序設(shè)計類課程的認知特點、認知心理、學(xué)習(xí)模式。提出基于TRIZ理論培養(yǎng)創(chuàng)新能力，TRIZ理論不能直接提供問題的創(chuàng)新解決方案， 將通用解轉(zhuǎn)化為特殊解是有效運用TRIZ理論的關(guān)鍵。用先進的程序設(shè)計理論指導(dǎo)程序設(shè)計教學(xué)，在教學(xué)中加強編程算法、邏輯思維和編程方法的學(xué)習(xí)。

【參考文獻】

[1]阮汝祥.TRIZ理論與創(chuàng)新方法[K].北京：中華人民共和國工業(yè)和信息化部，2009.

[2]高常青，黃克正.由TRIZ理論的通用解求問題的特殊解[J].中國機械工程，2006（1）：84-88.

[3]江敏，花麗.TRIZ理論在Web程序設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2012，8（23）：5641-5644.

[4]盧惠林.TRIZ 創(chuàng)新理論在計算機程序設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用[J].職教通訊，2007（12）：54-55.

[5]孫庚.項目教學(xué)法在“C++程序設(shè)計”課程教學(xué)中的實踐[J].計算機教育，2008（2）：51-54.

[責(zé)任編輯：薛俊歌]