淺談TRIZ理論應(yīng)用于高中物理創(chuàng)新教育

王加福

TRIZ理論作為一種創(chuàng)新理論，深刻地揭示了創(chuàng)新的本質(zhì)，對我國創(chuàng)新人才的培養(yǎng)有重要的啟示意義。本文探討TRIZ的相關(guān)理論在高中物理創(chuàng)新教學(xué)中的運(yùn)用以及實(shí)施路徑。

TRIZ理論高中物理創(chuàng)新教育TRIZ理論可以拓寬學(xué)生的知識(shí)、思維視野，激發(fā)其創(chuàng)新思維的形成。在美國的教育領(lǐng)域，已準(zhǔn)備將TRIZ理論作為教學(xué)的一種重要方式，編寫進(jìn)入教學(xué)手冊。高中是學(xué)生思維能力提升的重要階段。在這一黃金發(fā)展時(shí)期，如果能恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)合TRIZ理論，改進(jìn)和完善教學(xué)手段，會(huì)對我國高中物理創(chuàng)新教學(xué)質(zhì)量的提升以及學(xué)生的發(fā)展產(chǎn)生積極意義。

一、TRIZ理論

TRIZ理論，也就是發(fā)明問題解決理論，由前蘇聯(lián)的阿奇舒勒在1946年創(chuàng)立。他認(rèn)為人在進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造以及解決技術(shù)難題的時(shí)候，都是有一定的科學(xué)方法和法則去依循的，也就是解決發(fā)明創(chuàng)造問題的理論的產(chǎn)生前身。簡言之，就是要求人們在發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程中要具有一定的創(chuàng)造性。

現(xiàn)代TRIZ理論體系的內(nèi)容主要包括以下幾點(diǎn)：第一，創(chuàng)新思維方法與問題分析方法，可以準(zhǔn)確、快速地確認(rèn)技術(shù)系統(tǒng)中的核心問題以及矛盾的“癥結(jié)點(diǎn)”；第二，技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則，這一內(nèi)容主要是以對大量專利技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展分析為基準(zhǔn)，TRIZ理論總結(jié)概括出的八個(gè)基本進(jìn)化法則，不僅有利于對當(dāng)前技術(shù)系統(tǒng)的詳細(xì)解剖，還有利于形成對未來技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)的預(yù)測；第三，技術(shù)矛盾解決原理。這一原理共包含四十個(gè)，當(dāng)面臨技術(shù)發(fā)展中出現(xiàn)的矛盾時(shí)，其就可以結(jié)合當(dāng)前的實(shí)際制定出高效的解決方案；第四，創(chuàng)新問題標(biāo)準(zhǔn)解法。這主要是依據(jù)產(chǎn)生問題的不同模型特征而采取的與之相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)處理辦法，包含修整、轉(zhuǎn)換等方面；第五，發(fā)明問題解決算法ARIZ。這一內(nèi)容的運(yùn)用則主要是針對問題情況相對復(fù)雜或者不太明確的技術(shù)系統(tǒng)；第六，基于物理、化學(xué)、幾何學(xué)等工程學(xué)原理而建構(gòu)的知識(shí)庫。

二、TRIZ理論在高中物理創(chuàng)新教育中的運(yùn)用

（一）TRIZ理論在教學(xué)中的滲透原則

1.目的、計(jì)劃性原則。在高中物理創(chuàng)新教學(xué)中滲透TRIZ理論必須要有明確的教學(xué)目的和計(jì)劃，教師要事先掌握好物理教學(xué)中的哪些內(nèi)容、哪些知識(shí)點(diǎn)需要結(jié)合TRIZ理論原理，還需要預(yù)先計(jì)劃好教學(xué)的流程，從而有效地提升教學(xué)的質(zhì)量。

2.輔助教學(xué)原則。雖然TRIZ理論融入教學(xué)對學(xué)生物理的學(xué)習(xí)能力有著十分重要的提升意義，但是卻不能忽略這僅僅只是教學(xué)的一種輔助手段。因此，教師在物理創(chuàng)新教育中使用TRIZ還是應(yīng)該有一個(gè)“度”的把握。

3.量力而行原則。對于處于同一教學(xué)課堂中的學(xué)生，每個(gè)人的發(fā)展都存在著一定的個(gè)性化和差異化，所以TRIZ理論的使用效果并非是等同的。適當(dāng)?shù)剡m用才能為學(xué)生的思維創(chuàng)造開拓出更為廣闊的空間。

4.及時(shí)鼓勵(lì)原則。在高中物理創(chuàng)新教育中滲透TRIZ理論時(shí)，教師要積極對每一個(gè)學(xué)生的創(chuàng)新思維發(fā)展進(jìn)行以肯定性為主的鼓勵(lì)，從而保護(hù)他們對物理創(chuàng)新的自尊心和自信心。

（二）TRIZ理論在高中物理創(chuàng)新教育的應(yīng)用途徑

1.將TRIZ理論核心思想滲透于物理的教學(xué)方法中。對應(yīng)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，學(xué)生對高中的物理課程學(xué)習(xí)已經(jīng)由對簡單的知識(shí)概念理解上升為一種以實(shí)驗(yàn)研究為基礎(chǔ)的探究活動(dòng)。因此，在TRIZ理論要想有效的滲透進(jìn)物理的創(chuàng)新教育中首先就必須要遵循高中物理課程的特征。高中的物理課程是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的科學(xué)性學(xué)科，高中物理的教學(xué)方法也應(yīng)該按照觀察實(shí)驗(yàn)與理論思想相結(jié)合的原則進(jìn)行。而其中的理論思想的教學(xué)方法中就包含TRIZ理論。在高中物理的教學(xué)課堂中，教師可以針對TRIZ理論思想成功解決的案例進(jìn)行詳細(xì)分析，這樣的教學(xué)方法是將“理論知識(shí)——實(shí)驗(yàn)論證”過程的一種顛倒，讓學(xué)生在問題的提出和解決中學(xué)習(xí)到新的理論知識(shí)。

2.以TRIZ的進(jìn)化法加強(qiáng)對物理知識(shí)點(diǎn)的疏通教學(xué)。要想強(qiáng)化高中物理教學(xué)的有效性以及學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用技能，也就不能將高中的物理教學(xué)視為單純的概念性、原理性的驗(yàn)證活動(dòng)，而應(yīng)該轉(zhuǎn)變?yōu)閷ο嚓P(guān)物理知識(shí)點(diǎn)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程。因此以TRIZ的進(jìn)化法則來對物理知識(shí)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程進(jìn)行詳細(xì)揭示，則可以幫助學(xué)生將物理教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有效的梳理，形成親身參與知識(shí)發(fā)展演變的積極課堂氛圍。比如，在機(jī)車模型啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)方面就可借助恒定加速度與恒定功率之間的關(guān)系，通過“嵌套”原理來輔助教學(xué)內(nèi)容的講解。

3.利用TRIZ理論開展創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。高中物理創(chuàng)新教育的最終目的也就是為了培養(yǎng)和提升學(xué)生的物理研究、創(chuàng)造的創(chuàng)新能力，所以教師在教學(xué)中就要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)出更多地動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)。例如，在物理的“探究動(dòng)摩擦因素有關(guān)因素”的實(shí)驗(yàn)中，教師可以先利用TRIZ理論，對新書中的克服讀數(shù)誤差的簡單實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行演示，預(yù)留一些實(shí)驗(yàn)中的問題讓學(xué)生自主進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，并讓其就這些問題的有效解決措施進(jìn)行自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。但是值得注意的是，實(shí)驗(yàn)中的問題的解決都一定要是學(xué)生曾經(jīng)有所學(xué)習(xí)的物理知識(shí)，也就是一種“矛盾矩陣”。以TRIZ理論進(jìn)行物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，可以提升學(xué)生對知識(shí)的獲取和探究興趣，增強(qiáng)他們的創(chuàng)新動(dòng)手操作能力以及團(tuán)隊(duì)合作競爭意識(shí)。

4.開展TRIZ理論相關(guān)的綜合實(shí)踐活動(dòng)。對于物理課程的學(xué)習(xí)，最根本的目的還是為了讓學(xué)生在今后的日常生活中能更好地運(yùn)用。生活中的一些科技應(yīng)用也與物理知識(shí)密切相關(guān)，因此，教師在物理教學(xué)中要積極地培養(yǎng)學(xué)生對周邊事物的觀察能力、思考能力以及TRIZ理論對相關(guān)問題的解決能力。比如，在人教版必修2《能量守恒定律與能源》一課教學(xué)時(shí)，可結(jié)合課外生活實(shí)際引申出環(huán)境污染和能源節(jié)約的問題，在TRIZ理論指導(dǎo)下，學(xué)生也可就日常生活中的實(shí)例來列舉出相關(guān)的物理問題。作為基礎(chǔ)知識(shí)與學(xué)習(xí)方法的一種結(jié)合，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是綜合實(shí)踐活動(dòng)開展的本質(zhì)目的，這對于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的激發(fā)極為有利，與此同時(shí)教師也能夠從生活現(xiàn)象及功能需求中發(fā)現(xiàn)存在的問題，將理論知識(shí)在實(shí)際課堂教學(xué)中活學(xué)活用。

由于東西方存在思維上的差異性，TRIZ理論在我國高中物理教學(xué)中的應(yīng)用還有諸多局限性。因此，教師在物理的創(chuàng)新教學(xué)中運(yùn)用TRIZ理論時(shí)，一方面，要充分把握TRIZ理論的滲透原則，另一方面，也要積極尋找各種方法和途徑將TRIZ創(chuàng)新理論引入高中物理教學(xué)的各個(gè)方面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的觀察分析能力、抽象思維能力和動(dòng)手創(chuàng)造能力的不斷提升，為學(xué)生創(chuàng)造出一片更為廣闊的發(fā)展空間。

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