基于TRIZ創(chuàng)新理論的雨課堂設(shè)計(jì)與實(shí)踐

劉萍

摘要：雨課堂是將課前、課上以及課后等教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)連為一體的信息化教學(xué)平臺(tái)，是對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。文章借助雨課堂教學(xué)平臺(tái)，將TRIZ創(chuàng)新理論應(yīng)用于《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》教學(xué)，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)，提升教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力、實(shí)踐能力、合作精神及科學(xué)創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：TRIZ理論;雨課堂;C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2020）12-0200-02

隨著計(jì)算機(jī)、多媒體和互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的發(fā)展，以網(wǎng)絡(luò)和新媒體技術(shù)為依托的信息技術(shù)正改變著人們的生活、學(xué)習(xí)以及工作方式，同時(shí)也為人才培養(yǎng)提出全新挑戰(zhàn)。2012年，《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》[1]指出：推進(jìn)信息技術(shù)與高等教育的深度融合，促進(jìn)教育內(nèi)容、教學(xué)手段和方法的現(xiàn)代化，建立信息化教學(xué)與學(xué)習(xí)方式，提升個(gè)性化互動(dòng)教學(xué)水平是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主管理、自主服務(wù)的意識(shí)與能力，提高高等教育質(zhì)量不可或缺的動(dòng)力與支撐。為了更好地利用信息技術(shù)推動(dòng)課堂教學(xué)，讓師生互動(dòng)更多、教學(xué)更為便捷，2016年，清華大學(xué)在線教育辦公室和學(xué)堂在線共同推出新型智慧教學(xué)工具“雨課堂”[2]?！坝暾n堂”不僅為師生提供自主管理和自主服務(wù)的切入點(diǎn)與數(shù)據(jù)支持，也為“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的工程教育提供了很好的教學(xué)平臺(tái)。

《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》[3]是許多工科專(zhuān)業(yè)的必修課程之一，是《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》等后續(xù)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，也是提升工科學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的訓(xùn)練課程之一。

一、TRIZ創(chuàng)新理論簡(jiǎn)介

TRIZ創(chuàng)新理論[4]是偉大的發(fā)明家根里奇·阿奇舒勒通過(guò)研究許多高水平發(fā)明專(zhuān)利成果得出的一套完整的發(fā)明創(chuàng)新方法與創(chuàng)新理論，是目前為止世界上先進(jìn)而實(shí)用的發(fā)明創(chuàng)新方法，在工程技術(shù)領(lǐng)域和管理領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。TRIZ創(chuàng)新理論包含許多創(chuàng)新原理、創(chuàng)新思維工具、技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則、發(fā)明創(chuàng)新問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)解法、科學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象以及系統(tǒng)功能分析、系統(tǒng)簡(jiǎn)化等內(nèi)容，它說(shuō)明發(fā)明和創(chuàng)新有法可循。正是由于TRIZ創(chuàng)新理論提供出的突破慣性思維和解決發(fā)明問(wèn)題的多種方法，國(guó)內(nèi)許多高校開(kāi)設(shè)了TRIZ創(chuàng)新理論課程，許多高校教師[5，6]也將TRIZ理論應(yīng)用于課程教學(xué)模式的改進(jìn)，有效地提高教學(xué)質(zhì)量。

二、基于TRIZ創(chuàng)新理論的雨課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

雨課堂教學(xué)平臺(tái)將課前、課上、課后的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)賦予全新的意義：課前，教師將本節(jié)課要預(yù)習(xí)的內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和要求通過(guò)微信發(fā)送到學(xué)生手機(jī)，并通過(guò)公眾號(hào)查看到學(xué)生的預(yù)習(xí)的情況;課上，教師把課件上傳到學(xué)生的手機(jī)，學(xué)生實(shí)時(shí)反饋聽(tīng)課情況;課后，學(xué)生查看課堂內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)，完成作業(yè)，同時(shí)教師依據(jù)實(shí)時(shí)采集的課堂數(shù)據(jù)，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)，提升課堂教學(xué)質(zhì)量[7，8]。需要注意的是雨課堂教學(xué)平臺(tái)的功能[2]和TRIZ創(chuàng)新理論在技術(shù)創(chuàng)新中廣泛的應(yīng)用。本文討論了基于TRIZ創(chuàng)新理論的雨課堂教學(xué)設(shè)計(jì)以及在《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中的實(shí)踐，教學(xué)實(shí)踐表明，TRIZ創(chuàng)新理論與雨課堂結(jié)合，可極大地提高課堂教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。具體設(shè)計(jì)與實(shí)踐如下。

課前，通過(guò)雨課堂平臺(tái)，將基于TRIZ創(chuàng)新理論的預(yù)習(xí)內(nèi)容、與預(yù)習(xí)相關(guān)的視頻和課堂教學(xué)目標(biāo)發(fā)送給學(xué)生。利用TRIZ創(chuàng)新理論中介紹的創(chuàng)新原理和原則，將預(yù)習(xí)內(nèi)容設(shè)置成包含一個(gè)或多個(gè)矛盾問(wèn)題的形式，讓學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)發(fā)現(xiàn)這些矛盾問(wèn)題，通過(guò)觀看相關(guān)視頻，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)這些矛盾問(wèn)題解決帶來(lái)的技術(shù)和社會(huì)進(jìn)步。同時(shí)，利用雨課堂的彈幕或者留言，要求學(xué)生發(fā)表自己認(rèn)為仍存在矛盾的問(wèn)題以及描述自己期望矛盾解決后的結(jié)果，利用TRIZ創(chuàng)新理論給出解決這些矛盾的思路及方法，從而促進(jìn)學(xué)生積極思考，化被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

課上，雨課堂的任務(wù)提醒、實(shí)時(shí)答題、多屏互動(dòng)、答疑彈幕、分組討論、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能，為將TRIZ創(chuàng)新理論應(yīng)用于課堂教學(xué)提供了眾多途徑。例如，根據(jù)雨課堂的任務(wù)提醒、答疑彈幕、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能，教師能夠在課前掌握每個(gè)學(xué)生預(yù)習(xí)情況和自己設(shè)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，及時(shí)結(jié)合授課內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，針對(duì)性地采用TRIZ理論中介紹的多種技法進(jìn)行教學(xué)。對(duì)涉及邏輯推理容的教學(xué)，多采用TRIZ理論中的演繹法、歸納法、類(lèi)比法、類(lèi)推法、形態(tài)分析法、信息交合法等。對(duì)非邏輯推理的教學(xué)內(nèi)容，我們采用TRIZ理論中的聯(lián)想法、逆向思維法、形象思維法、特性列舉法、缺點(diǎn)列舉法和期望點(diǎn)列舉法等。因而，基于TRIZ創(chuàng)新理論的雨課堂教學(xué)有效地激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)參與和自覺(jué)學(xué)習(xí)，拓展學(xué)生分析問(wèn)題的思路，發(fā)揮課堂教學(xué)的引導(dǎo)作用。另外，課堂教學(xué)過(guò)程中，利用雨課堂的多屏互動(dòng)、答疑彈幕、分組討論等功能，采用TRIZ創(chuàng)新理論中的40個(gè)發(fā)明原理指導(dǎo)學(xué)生程序設(shè)計(jì)、編寫(xiě)代碼、編譯、運(yùn)行程序、調(diào)試程序、維護(hù)和修改程序的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生交流合作、共享思路和不斷進(jìn)步的精神，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

課后，根據(jù)雨課堂平臺(tái)反饋數(shù)據(jù)對(duì)教學(xué)情況和學(xué)生狀態(tài)進(jìn)行分析，反思教學(xué)任務(wù)的設(shè)計(jì)、教學(xué)輔助資料和視頻的選取，積極調(diào)整授課的重難點(diǎn)，改進(jìn)教學(xué)方法，進(jìn)而完善課程教學(xué)的再設(shè)計(jì)。另外，利用雨課堂平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)課程面對(duì)面教學(xué)的特點(diǎn)，類(lèi)比于TRIZ理論中技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則和解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)矛盾的方法，向?qū)W生推送多維度、多層次的課后測(cè)試及反向設(shè)計(jì)課后作業(yè)，使學(xué)生更牢固地掌握課程內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)，提升教學(xué)效果。

2018—2019學(xué)年，筆者對(duì)我校自化171-4班采用基于TRIZ創(chuàng)新理論設(shè)計(jì)的課前、課上、課后的雨課堂教學(xué)方式，通過(guò)查看分析后臺(tái)數(shù)據(jù)，學(xué)生普遍認(rèn)為這種教學(xué)方式激發(fā)了他們主動(dòng)參與和自覺(jué)學(xué)習(xí)的積極性，感受到通過(guò)自身努力能夠獲得進(jìn)步，體會(huì)到TRIZ創(chuàng)新理論在程序設(shè)計(jì)教學(xué)中的重要價(jià)值。對(duì)比未采用基于TRIZ創(chuàng)新理論的課前、課上、課后的雨課堂教學(xué)授課班級(jí)機(jī)械中韓171-4，通過(guò)《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》期末考試試卷分析，可以發(fā)現(xiàn)自化171-4班學(xué)生的成績(jī)優(yōu)秀率、良好率、中等率、及格率和平均分明顯高于機(jī)械中韓171-4班。而且，通過(guò)計(jì)算學(xué)習(xí)成果的課程達(dá)成度[9]可以看出自化171-4班的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程達(dá)成度高于中韓171-4班該課程的達(dá)成度。因此，基于TRIZ創(chuàng)新理論的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》雨課堂教學(xué)打破了學(xué)生固有的思維束縛，教會(huì)了學(xué)生如何思考、探索、創(chuàng)造，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)科學(xué)的思維和創(chuàng)新能力。

三、結(jié)束語(yǔ)

雨課堂強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主導(dǎo)地位，提高學(xué)習(xí)的參與度。依據(jù)雨課堂的功能，將TRIZ創(chuàng)新理論應(yīng)用于《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》的教學(xué)，改變了學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的局面，培養(yǎng)了學(xué)生多維度科學(xué)思考C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)工程與技術(shù)中存在的問(wèn)題能力以及能夠利用TRIZ創(chuàng)新理論介紹的原理和方法科學(xué)地解決這些問(wèn)題的能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）[S].2012.

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[3]譚浩強(qiáng).C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

[4]檀潤(rùn)華.TRIZ及應(yīng)用——技術(shù)創(chuàng)新過(guò)程與方法[M].北京：高等教育出版社，2010.