基于TRIZ方法原理對(duì)物理化學(xué)實(shí)訓(xùn)模式的創(chuàng)新探索

田苗

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?以TRIZ創(chuàng)新方法原理突破物理化學(xué)實(shí)訓(xùn)教學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)的一些問題，通過教學(xué)案例說明如何將TRIZ創(chuàng)新方法應(yīng)用其中，以提高師生在正常實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)中的效率，更重要的是鍛煉學(xué)生的自主創(chuàng)造力，激發(fā)學(xué)生親自參與動(dòng)手的主動(dòng)性。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?TRIZ創(chuàng)新原理;物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù);教學(xué)模式

[中圖分類號(hào)] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號(hào)] ?2096-0603（2019）26-0274-02

21世紀(jì)是科技創(chuàng)新發(fā)展的時(shí)代，需要源源不斷的科技創(chuàng)新元素支撐現(xiàn)代化的發(fā)展。高職院校是培養(yǎng)創(chuàng)新型技術(shù)人才的搖籃，也是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家不可缺少的后備力量。而實(shí)訓(xùn)技術(shù)課程作為高職院校課程體系下的重要組成部分之一，是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和技術(shù)操作能力的關(guān)鍵過程。因此，在新時(shí)代和新社會(huì)所需的人才培養(yǎng)模式及課程體系改革的要求下，對(duì)實(shí)訓(xùn)課程教導(dǎo)理念模式的探索尤為關(guān)鍵。

目前在高校中創(chuàng)新方法的研究有較多模式，其中TRIZ理論的研究作為主導(dǎo)方法，推動(dòng)課程創(chuàng)新在實(shí)際中的應(yīng)用。如以物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)為例，在此教學(xué)環(huán)節(jié)中引入TRIZ理論創(chuàng)新方法，探索出真正適用于高職學(xué)生的實(shí)訓(xùn)技術(shù)課程等。

一、TRIZ理論的核心內(nèi)容

TRIZ是一種幫助我們解決問題時(shí)可提供的方法和理論，它是由蘇聯(lián)發(fā)明家阿奇舒勒提出的。在1946—1985年中，阿奇舒勒及其研究團(tuán)隊(duì)分析了世界近250萬份高水平的發(fā)明專利，總結(jié)出各種技術(shù)發(fā)展進(jìn)化遵循的規(guī)律模式，建立了一個(gè)解決技術(shù)難題、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新開發(fā)的各種方法、算法組成的綜合理論體系。

TRIZ不僅僅是一種純粹的創(chuàng)新理論，它所提供的40條發(fā)明原理可以幫助人們形成一種比較系統(tǒng)的、流程化的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維模式，有助于人們?cè)趶氖碌氖虑橹姓业絼?chuàng)新的方法[1]。

二、傳統(tǒng)物理化學(xué)實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的問題

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)在基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間起著承前啟后的橋梁作用，是高職化工類專業(yè)的必修課。本門課程的目標(biāo)是使學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的課程知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能時(shí)，進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)化學(xué)變化和化學(xué)變化相關(guān)聯(lián)的物理變化的各種基礎(chǔ)原理和共同規(guī)律。傳統(tǒng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)教學(xué)中都是由教師制訂實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，再由教師進(jìn)行講解，操作演示，一個(gè)步驟一個(gè)步驟地帶領(lǐng)學(xué)生完成實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，最后每個(gè)學(xué)生上交一份報(bào)告結(jié)果。這樣的實(shí)訓(xùn)教學(xué)依附于理論課，缺少橫向綜合，往往造成低水平的重復(fù)，學(xué)生不能將大量有關(guān)知識(shí)和技能融會(huì)貫通，缺乏各種實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)的綜合應(yīng)用能力。科學(xué)發(fā)展的新技術(shù)、新成就難以反映到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中[2]。這種教學(xué)方式并沒有體現(xiàn)出學(xué)生的主動(dòng)參與性，也對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)造性和分析解決問題的能力沒有達(dá)到好的效果。

三、TRIZ理論引入對(duì)教學(xué)模式的創(chuàng)新探索

（一）TRIZ理論對(duì)實(shí)訓(xùn)課程開展模式的創(chuàng)新

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)性和實(shí)踐性較強(qiáng)，依據(jù)TRIZ理論，將傳統(tǒng)的基礎(chǔ)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程、專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系進(jìn)行整合與優(yōu)化，既體現(xiàn)出了現(xiàn)代教育的理念，又體現(xiàn)出了時(shí)代的要求，保持先進(jìn)性，及時(shí)反應(yīng)和吸收本學(xué)科領(lǐng)域的最新研究成果。積極整合優(yōu)秀教學(xué)資源，體現(xiàn)新時(shí)期對(duì)人才培養(yǎng)提出的新要求，根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法的不同進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展研究，把相關(guān)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)貫穿起來，進(jìn)行篩選、合并和補(bǔ)充[3]。比如液體飽和蒸氣壓的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，有動(dòng)態(tài)測(cè)定和靜態(tài)測(cè)定兩種方法，用同一種物質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，如果是以前的實(shí)驗(yàn)會(huì)由教師選定用一種方法進(jìn)行，而利用了TRIZ理論的對(duì)比方法，讓學(xué)生自由選擇其中一種方法，并自主學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理，利用實(shí)訓(xùn)室現(xiàn)有的儀器和設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，通過數(shù)據(jù)的獲得和測(cè)算得出結(jié)果，最后，由教師給出被測(cè)物質(zhì)在某外壓下的飽和蒸汽壓，讓兩種不同實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)組通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方法對(duì)比討論，各自分析動(dòng)態(tài)法和靜態(tài)法測(cè)定飽和蒸汽壓的特點(diǎn)和優(yōu)缺性。這樣的實(shí)訓(xùn)教學(xué)不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)生探索的主動(dòng)性和積極性，還讓學(xué)生對(duì)自己要做的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容領(lǐng)會(huì)得更加透徹，學(xué)習(xí)了如何自己計(jì)劃實(shí)踐過程推測(cè)出理論的正確性，既培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，也提高了學(xué)生分析解決問題的能力。

（二）TRIZ理論應(yīng)用于實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中有利于團(tuán)隊(duì)的組合

在教學(xué)過程中，強(qiáng)化綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力同樣會(huì)產(chǎn)生極大的促進(jìn)作用，以TRIZ理論為基礎(chǔ)形成綜合性極強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，通過興趣組合和團(tuán)隊(duì)合作及啟發(fā)等多種方式，對(duì)當(dāng)前所使用的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ叫纬蓜?chuàng)新性解決問題的方案，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提升[4]。再比如，有關(guān)二元液系氣液沸點(diǎn)—組成圖的繪制實(shí)驗(yàn)在物理化學(xué)實(shí)訓(xùn)中屬于一個(gè)綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中既有對(duì)沸點(diǎn)測(cè)定的需要，還要利用到光學(xué)儀器阿貝折光儀的使用，所以學(xué)生對(duì)前面的實(shí)驗(yàn)丙酮—二氯乙烷雙液系的折光曲線實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了重新整合，設(shè)計(jì)出同樣是熟練使用阿貝折光儀的實(shí)驗(yàn)，用雙液系乙醇—環(huán)己烷來替換丙酮—二氯乙烷，直接使用阿貝折光儀測(cè)定該雙液系折光率和組成的關(guān)系。在整個(gè)實(shí)施過程中，將分組進(jìn)行。單數(shù)組來測(cè)折光曲線，雙數(shù)組主要測(cè)定雙液系的沸點(diǎn)和從餾出液和餾余液的折光率。通過單數(shù)組提供的折光曲線，找出雙液系餾出液和餾余液在曲線圖上各自的組成，兩組共同繪制出沸點(diǎn)—組成圖，通過畫圖驗(yàn)證結(jié)果，并找出恒沸物的組成。這樣讓學(xué)生自主整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，即節(jié)省了實(shí)訓(xùn)的實(shí)踐，將不必要的重復(fù)實(shí)驗(yàn)刪掉，也為學(xué)生自主設(shè)計(jì)其他綜合性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目提供了操作基礎(chǔ)，讓每一位學(xué)生更有信心參與到實(shí)驗(yàn)中。

（三）TRIZ創(chuàng)新理論于課后評(píng)價(jià)方式的應(yīng)用

以往的實(shí)訓(xùn)成績(jī)是由任課教師一人根據(jù)學(xué)生實(shí)訓(xùn)操作情況來判斷的，大致的部分由學(xué)生考勤、操作技能熟練程度、實(shí)驗(yàn)結(jié)果情況、總結(jié)報(bào)告這四部分組成，TRIZ理論的引入隨著物理化學(xué)實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程的改變，實(shí)訓(xùn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)內(nèi)容和評(píng)價(jià)方式也需做出調(diào)整。首先實(shí)訓(xùn)成績(jī)不再由教師一人給出，而是由學(xué)生自評(píng)、各組互評(píng)、教師評(píng)分三各部分構(gòu)成。評(píng)價(jià)的內(nèi)容包括實(shí)訓(xùn)方案的科學(xué)性、可行性和創(chuàng)新性;實(shí)驗(yàn)操作技能的熟練程度;實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理;實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成;實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)（有無遲到早退、對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器愛護(hù)、無故意損壞玻璃儀器行為、遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)則等）。比如實(shí)訓(xùn)方案的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：講解思路清晰，簡(jiǎn)明扼要說明實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)訓(xùn)方案完整可行，具有一定的創(chuàng)新性，語言表達(dá)流利，得10分;講解思路清晰，簡(jiǎn)明扼要說明實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)訓(xùn)方案完整可行，語言表達(dá)準(zhǔn)確流利，得9分;講解思路清晰，能說明實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)訓(xùn)步驟完整可行，講解流暢得8分;能基本說明實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)訓(xùn)步驟可行，得7分等。新的評(píng)價(jià)內(nèi)容和評(píng)價(jià)方式除了強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能外，更強(qiáng)調(diào)了學(xué)生運(yùn)用TRIZ創(chuàng)新理論分析解決實(shí)際問題的能力，提高了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的要求[5]。

四、結(jié)語

實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)方法是一個(gè)長(zhǎng)期探索的過程，而物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)基于TRIZ原理方法的探索是一種教學(xué)模式的創(chuàng)新。通過TRIZ理念可大大提升學(xué)生在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的參與性。打破原有課堂的思維定式，激發(fā)教師和學(xué)生共同的創(chuàng)新思維;且對(duì)創(chuàng)新性問題和矛盾提供更合理的解決方案。因此是一種可行的探索方法，此種探索也可以延伸到其他實(shí)訓(xùn)類課程，讓各類實(shí)訓(xùn)課的效率得以提高。

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編輯 司 楠