TRIZ理論在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)中的應(yīng)用研究

隆金橋 劉真珍 羅志榮 游歌云 范方方

摘 要：依據(jù)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)及課程內(nèi)容體系改革的要求，結(jié)合傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中存在的問(wèn)題，將TRIZ理論應(yīng)用到有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)體系中，運(yùn)用TRIZ理論的發(fā)明原理來(lái)培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，有力推進(jìn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革創(chuàng)新，從而促進(jìn)教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變， 提高有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

關(guān)鍵詞：TRIZ理論；有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新思維；創(chuàng)新能力

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2017）04-0034-02

Abstract： According to the requirement of the reform of the personnel training goal and the course content system of the organic chemistry experiment， combined with the problems existing in the traditional organic chemistry experiment teaching system， TRIZ theory is used to the innovation teaching system of organic chemistry experiment， to cultivate students innovative thinking and innovation ability. By using the theory of TRIZ， promoting the reform and innovation of the teaching of organic chemistry experiment， it is intended to promote the transformation of teaching methods and improve the teaching level of organic chemistry experiment.

Keywords： TRIZ theory； organic chemistry experiment； innovative thinking； innovation ability

在大眾創(chuàng)業(yè)，萬(wàn)眾創(chuàng)新的今天，高校擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要任務(wù)。國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見(jiàn)要求“高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，是國(guó)家實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效升級(jí)的迫切需要，是推進(jìn)高等教育綜合改革、促進(jìn)高校畢業(yè)生更高質(zhì)量創(chuàng)業(yè)就業(yè)的重要舉措”。因此，在高校全面開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素質(zhì)教育，使我國(guó)成為創(chuàng)新型社會(huì)，是實(shí)現(xiàn)偉大中國(guó)夢(mèng)的重大課題。百色學(xué)院是一所應(yīng)用型本科院校，以高等學(xué)校本科教學(xué)改革為契機(jī)開(kāi)展TRIZ理論創(chuàng)新教育，針對(duì)傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中存在的問(wèn)題，依據(jù)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)及課程內(nèi)容改革的要求，將TRIZ理論運(yùn)用到有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中，改變有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，推進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新教育的大力開(kāi)展，使大學(xué)生有創(chuàng)新思維，掌握創(chuàng)新方法，從而促進(jìn)大學(xué)生知識(shí)、能力、思維和綜合素質(zhì)的全面協(xié)調(diào)發(fā)展，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

一、目前有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的教學(xué)改革和經(jīng)驗(yàn)積累，百色學(xué)院的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革取得了一定的成績(jī)，減少了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，將基礎(chǔ)操作訓(xùn)練融入到合成實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，增加了合成實(shí)驗(yàn)，綜合性實(shí)驗(yàn)和地方特色實(shí)驗(yàn)性項(xiàng)目，形成了自己獨(dú)特的教學(xué)內(nèi)容，在培養(yǎng)學(xué)生良好的動(dòng)手能力，拓展創(chuàng)新思維，服務(wù)地方等方面起到了積極的推動(dòng)作用[7]。升本十年來(lái)，學(xué)校大力發(fā)展，各種辦學(xué)條件的影響，特別是學(xué)生生源不同，學(xué)生能力差別的影響，我校的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還存在許多有待改進(jìn)的地方。

（一）有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)建設(shè)有待加強(qiáng)

百色學(xué)院是一所應(yīng)用型本科院校， 升本后經(jīng)過(guò)十年建設(shè)，在實(shí)踐教學(xué)及基地建設(shè)方面已經(jīng)加大投入，教學(xué)設(shè)備特別是精密儀器得到很大改善，基本滿足學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的要求。但是學(xué)校發(fā)展比較快，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)人員配備等跟不上學(xué)校的發(fā)展。實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)數(shù)少，學(xué)生沒(méi)有充足的時(shí)間完成合成性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。教師教學(xué)工作任務(wù)重，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究不夠，講解完實(shí)驗(yàn)步驟、要求、注意事項(xiàng)后，就讓學(xué)生自行開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有全程跟蹤和指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)不重視，課前不預(yù)習(xí)，上課不注意聽(tīng)講，老師提實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上的問(wèn)題還是很少有人回答上來(lái)，這種情況就會(huì)造成實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)很多操作錯(cuò)誤，拿錯(cuò)藥品、找不合適的儀器、打碎玻璃儀器等現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)。

（二）傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法需要改變

一直以來(lái)，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式較為單一，基本上是在實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作之前，由實(shí)驗(yàn)課教師將要做的實(shí)驗(yàn)詳細(xì)講解一遍，包括對(duì)于實(shí)驗(yàn)裝置的搭配、試劑的用量、添加步驟、實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)等內(nèi)容，然后讓學(xué)生按教師提供的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果給教師審閱，課后撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種的教學(xué)方法，實(shí)際上是對(duì)實(shí)驗(yàn)課本和教師講解的驗(yàn)證過(guò)程，學(xué)生被動(dòng)操作，不主動(dòng)去思考實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，從而使學(xué)生的思維產(chǎn)生定勢(shì)，忽視了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象沒(méi)有認(rèn)真的思考和分析，影響了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。

二、TRIZ理論的原理及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

TRIZ是俄文“發(fā)明問(wèn)題解決理論”的縮寫(xiě)，是由前蘇聯(lián)的阿齊舒勒等研究人員為了研究人類(lèi)進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題過(guò)程中所遵循的科學(xué)原理和法則，經(jīng)過(guò)分析研究了二百多萬(wàn)項(xiàng)專(zhuān)利基礎(chǔ)上提出來(lái)的發(fā)明理論，歸納為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的40條創(chuàng)新原理、4個(gè)基本分離原理和物場(chǎng)模型[1]。認(rèn)為發(fā)明創(chuàng)造大都遵循以上共同的規(guī)律或法則，這些規(guī)律和法則應(yīng)用于具體的問(wèn)題，可得到相應(yīng)的解題模型或得到最佳的解決方案[2]。該理論有別于傳統(tǒng)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，其特點(diǎn)是考慮問(wèn)題是非邏輯思維，即逆向思維[3]。按照TRIZ理論的創(chuàng)新原理和法則的規(guī)律性，可指導(dǎo)人們?cè)鯓舆M(jìn)行創(chuàng)新，并對(duì)創(chuàng)新結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)和可控[4]。TRIZ理論的創(chuàng)新思維就是要求沖破常規(guī)的思維方式，敢于對(duì)原有的東西提出質(zhì)疑或都否定不良的現(xiàn)象。從TRIZ創(chuàng)新理論在我國(guó)的與實(shí)踐都證明[5，6]，TRIZ理論能夠向?qū)W生提供一套系統(tǒng)的創(chuàng)新理論和科學(xué)思維方法，能盡快培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。因此，在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，引入TRIZ理論進(jìn)行教學(xué)改革，將TRIZ理論發(fā)明原理與創(chuàng)新理念、創(chuàng)新方法傳授給學(xué)生，按TRIZ理論的原理對(duì)學(xué)生提供創(chuàng)新方案的指導(dǎo)，完成創(chuàng)新過(guò)程。如根據(jù)TRIZ理論分割原理，我們可以將每個(gè)有機(jī)實(shí)驗(yàn)分為幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析，鼓勵(lì)學(xué)生自己思考，找出關(guān)鍵點(diǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)，啟迪學(xué)生思考，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維，針對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)中的缺點(diǎn)對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行補(bǔ)充或改進(jìn)，達(dá)到了培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，提高有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和教學(xué)水平。

三、TRIZ理論在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中的應(yīng)用

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是以實(shí)踐為主的一門(mén)基礎(chǔ)自然科學(xué)，有利于對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，將TRIZ理論引入到有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中，系統(tǒng)地改變有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和教學(xué)過(guò)程，提高有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力目的。在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用TRIZ理論，可以從以下幾個(gè)方面開(kāi)展：

（一）依據(jù)TRIZ理論，整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新理念

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作性、設(shè)計(jì)性、實(shí)踐性較強(qiáng)， 依據(jù)TRIZ理論-嵌套原理，將基礎(chǔ)操作訓(xùn)練跟合成實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，使有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容得到優(yōu)化。在課程中及時(shí)反映和吸收本學(xué)科領(lǐng)域的最新研究成果。如在酯的合成實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，所用的催化劑是濃硫酸，但濃硫酸使用不安全，催化效率低，產(chǎn)生廢酸等。在教學(xué)當(dāng)中，給學(xué)生介紹目前研究使用比較多的固體酸，并讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)哪些固體酸可以應(yīng)用在酯的合成實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展研究。依據(jù)TRIZ理論“組合”原理，即是把有機(jī)實(shí)驗(yàn)有相關(guān)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)貫穿起來(lái)，進(jìn)行篩選、合并和補(bǔ)充。如可以把醇的脫水反應(yīng)、烯烴的氧化、羧酸的酯化三個(gè)方面的內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，組成一系列的實(shí)驗(yàn)，如此整合，增加了實(shí)驗(yàn)的綜合性和設(shè)計(jì)性，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容日趨合理，化學(xué)試劑得到充分利用。也調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和自覺(jué)性，學(xué)生必須認(rèn)真對(duì)待每個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)步驟，訓(xùn)練了學(xué)生進(jìn)行學(xué)術(shù)研究的科學(xué)態(tài)度和靈活運(yùn)用創(chuàng)新思維方法。

（二）TRIZ理論運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

幾年來(lái)，我們已經(jīng)在有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的建設(shè)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)起了很好作用。將TRIZ理論運(yùn)用于綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，將有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。如在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師以TRIZ理論40個(gè)發(fā)明創(chuàng)新原理為依據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容，分析該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或者用到的儀器設(shè)備，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)條件或設(shè)備提出疑問(wèn)，激發(fā)學(xué)生探究的熱情，教師根據(jù)學(xué)生提出的疑問(wèn)正確指導(dǎo)查閱文獻(xiàn)，搜集有用資料，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行歸納、對(duì)照問(wèn)題開(kāi)展分析，運(yùn)用TRIZ理論尋找問(wèn)題的解決方案，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)方案進(jìn)行了驗(yàn)證，促使問(wèn)題得到解決，得出科學(xué)結(jié)論，完成了運(yùn)用新知識(shí)解決新問(wèn)題，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中激發(fā)學(xué)生對(duì)有機(jī)實(shí)驗(yàn)的興趣，進(jìn)一步提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（三）開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，實(shí)踐TRIZ理論，提高學(xué)生的科研能力

化學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)是實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，我們根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，積極創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境，專(zhuān)門(mén)設(shè)有學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，全天候開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室， 讓學(xué)生有地方，有儀器開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng)。鼓勵(lì)學(xué)生積極申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目或參與教師的科研項(xiàng)目，讓學(xué)生在完成大創(chuàng)項(xiàng)目或參與到課題研究過(guò)程中，增強(qiáng)學(xué)生的求知欲和探索欲，接觸到學(xué)術(shù)發(fā)展的前沿知識(shí)的同時(shí)，學(xué)會(huì)思考，學(xué)會(huì)創(chuàng)新，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法。

四、結(jié)束語(yǔ)

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門(mén)重要的實(shí)踐課，將TRIZ理論應(yīng)用到有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)當(dāng)中，將發(fā)明原理引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、思維和素質(zhì)的全面協(xié)調(diào)發(fā)展，有效推動(dòng)了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改革創(chuàng)新和教學(xué)水平的提高。

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