新工科背景下交通工程專業(yè)TRIZ課程教學(xué)改革探索

楊洋 孫智源 劉卓

[摘 要] 圍繞新工科建設(shè)對大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)要求，提升TRIZ課程與交通工程專業(yè)耦合度，該文探討了新工科建設(shè)背景下交通工程專業(yè)TRIZ課程教學(xué)的改革思考。通過教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式改革，使得學(xué)生在學(xué)習課程知識的同時也學(xué)習解決復(fù)雜交通工程問題的創(chuàng)新方法，滿足了創(chuàng)新性、研究性學(xué)習以及服務(wù)交通強國建設(shè)的人才培養(yǎng)要求。

[關(guān)鍵詞] TRIZ課程;交通工程專業(yè);新工科建設(shè)

[基金項目] 2020年度北京市自然科學(xué)基金青年項目（9204020）;2019年度北京工業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)研究基金（038000546319518）;2019年度朝陽區(qū)博士后工作經(jīng)費資助項目（Q10380012019072）;2018年度北京工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)研究課題（ER2018C010111）

[作者簡介] 楊 洋（1986—），女（滿族），內(nèi)蒙古通遼人，北京工業(yè)大學(xué)城市交通學(xué)院講師，師資博士后（通信作者），研究方向為城市公共交通運輸規(guī)劃與運營管理。

[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）38-0188-02? ? [收稿日期] 2019-12-12

為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略，2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設(shè)，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗，助力高等教育強國建設(shè)[1]。

面向新工科人才培養(yǎng)的要求，高等學(xué)校不斷加強實踐教學(xué)的改革與創(chuàng)新。TRIZ（俄文對應(yīng)的拉丁文Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch的首字母縮寫，譯為發(fā)明問題解決理論）課程作為提升學(xué)生工程應(yīng)用與實踐創(chuàng)新能力的關(guān)鍵步驟，在國內(nèi)得到廣泛關(guān)注，國內(nèi)很多高校將其定位為學(xué)科基礎(chǔ)實踐必修課[2]。在新工科背景下，面對TRIZ課程在創(chuàng)新性、工程性、系統(tǒng)性、實踐性等方面較高的要求，如何探索其在專業(yè)領(lǐng)域教學(xué)上的改革方式，突出學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高，是課程教學(xué)改革的重點。

一、新工科背景下交通工程專業(yè)創(chuàng)新性培養(yǎng)需求

“新工科”的提出，標志著以“新工科”建設(shè)為主題的工程專業(yè)教育改革進入一個嶄新的階段[3]。以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，對工程技術(shù)人才提出了更高要求，迫切需要加快工程教育改革創(chuàng)新?！毙鹿た票尘跋拢瑧?yīng)不斷創(chuàng)造新的人才培養(yǎng)模式，以滿足新工科人才培養(yǎng)的需求。

在黨的十九大明確提出建設(shè)交通強國的宏偉目標，《交通強國建設(shè)綱要》的發(fā)布，意味著我們將踏上建設(shè)交通強國的新征程。學(xué)校作為人才第一資源，應(yīng)為交通強國建設(shè)提供更強勁的科技支撐和人才保障，把人才強交、科技興交和創(chuàng)新驅(qū)動作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，深化人才培養(yǎng)機制，增強科技創(chuàng)新活力，服務(wù)交通強國建設(shè)。

交通工程專業(yè)面向現(xiàn)代交通發(fā)展需要，提出“富有工程設(shè)計和創(chuàng)新實踐能力，系統(tǒng)掌握交通工程基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識、工程技能和創(chuàng)新方法的復(fù)合型創(chuàng)新人才”的人才培養(yǎng)理念。

TRIZ課程作為提升學(xué)生工程應(yīng)用與實踐創(chuàng)新能力的關(guān)鍵步驟，對工程技能和創(chuàng)新方法的復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)起到關(guān)鍵作用。因此，需探索其在交通工程領(lǐng)域的教學(xué)改革。

二、TRIZ課程教學(xué)中存在的問題

TRIZ課程對鍛煉學(xué)生的實踐技能、動手能力、協(xié)作意識乃至創(chuàng)新精神起到了很好的引導(dǎo)作用，但是教學(xué)中存在值得思考和亟待解決的問題：

（一）TRIZ課程與交通工程專業(yè)關(guān)聯(lián)程度有待提高。TRIZ課程以哲學(xué)思想為指導(dǎo)、以專利分析為來源、以系統(tǒng)科學(xué)為支撐、以技術(shù)系統(tǒng)進化規(guī)律為基礎(chǔ)，部分理論抽象不易被交通專業(yè)領(lǐng)域?qū)W生理解[4]。同時TRIZ理論在教學(xué)中缺乏與交通工程專業(yè)課程之間緊密聯(lián)系，課程中的案例講述缺少與交通問題的關(guān)聯(lián)，實踐教學(xué)環(huán)境與工程設(shè)計現(xiàn)場實際需求脫節(jié)嚴重，在教學(xué)中沒有得到良好的教學(xué)效果。限制了學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)與解決復(fù)雜交通工程專業(yè)問題的能力。

（二）TRIZ課程教學(xué)模式有待改善。TRIZ課程教學(xué)內(nèi)容豐富，無法通過現(xiàn)有課時講述完整。因此與傳統(tǒng)實踐課程類似，延用傳統(tǒng)的“理論課程空洞說教”教學(xué)方法，以TRIZ重要的或者具有代表性的知識點講授為主，同時壓縮實踐環(huán)節(jié)課時以滿足現(xiàn)有課時計劃。受制于學(xué)生被動的學(xué)習習慣，以及理論指導(dǎo)不夠，學(xué)生缺乏對創(chuàng)新興趣和創(chuàng)新思想的啟發(fā)，難以掌握科學(xué)的創(chuàng)新方法。

因此，人才培養(yǎng)過程中應(yīng)當尋求一個更側(cè)重于交通工程專業(yè)應(yīng)用型的TRIZ課程教學(xué)體系。

三、交通工程專業(yè)TRIZ課程教學(xué)改革

（一）面向交通專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容改革

在TRIZ理論教學(xué)內(nèi)容中引入交通工程專業(yè)知識，可通過以下方法進行內(nèi)容擴展：

1.建立TRIZ理論與交通工程案例知識庫。TRIZ課程作為交通工程專業(yè)的課程，應(yīng)以講授和介紹理論和方法、交通工程案例為主的教學(xué)內(nèi)容建設(shè)。TRIZ理論歸納出的40種原理，矛盾矩陣，技術(shù)系統(tǒng)進化法則等可通過一課一問，應(yīng)用項目導(dǎo)向法在教學(xué)內(nèi)容中設(shè)置與基礎(chǔ)知識點相關(guān)的應(yīng)用性研討。如講授橫向思維法時，可設(shè)置橫向思維法如何解決交通擁堵的問題設(shè)計;講授分離原理時，可設(shè)置川流不息的十字路口，怎樣實現(xiàn)人車的分離的案例設(shè)計;講述技術(shù)進化法則時，可設(shè)置無人駕駛汽車什么進化法則發(fā)展的問題設(shè)計等。圍繞TRIZ理論的相關(guān)原理與相關(guān)交通問題建立知識庫，使學(xué)生不僅對關(guān)鍵知識點有更深的理解，也掌握了解決交通問題的創(chuàng)新方法。

2.建設(shè)校企合作實踐基地，設(shè)置創(chuàng)新競賽。隨著信息化建設(shè)在我國迅猛發(fā)展，以大數(shù)據(jù)、人工智能、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、共享出行為代表的業(yè)態(tài)發(fā)展對解決交通工程專業(yè)復(fù)雜問題提出更新更高的要求。校企合作基地與創(chuàng)新競賽可以為學(xué)生提供實踐學(xué)習和技能訓(xùn)練的場所，在實踐中有助于學(xué)生將TRIZ理論作為一種工具，將TRIZ理論作為科學(xué)的創(chuàng)新方法導(dǎo)入到解決實際問題中。培養(yǎng)學(xué)生引入“頭腦風暴法”“試錯法”等創(chuàng)新方法，設(shè)計可能的解決方案，尋找“最有理想解”，鍛煉綜合實踐能力與創(chuàng)新思維。

（二）面向新工科建設(shè)的教學(xué)模式改革

1.混合式教學(xué)模式。TRIZ課程教學(xué)中，可將課程所有知識點的講解錄制成視頻，5到10分鐘講解一個知識點，學(xué)生利用課下時間有選擇地下載或在線學(xué)習，不受時空限制也可反復(fù)學(xué)習。課上時間針對重點、難點和疑點進行講述，用于答疑解惑、討論、練習或完成一個項目等[5]。采用混合式教學(xué)模式，實現(xiàn)了既全部都講又只講部分的理想解，突出了教學(xué)中學(xué)生的主體地位和教師主導(dǎo)作用。

2.啟發(fā)式課堂設(shè)計?；贠BD理念，在教學(xué)過程中增加學(xué)生互動與主動參與課堂設(shè)置，通過學(xué)生分組安排座位呈圓桌式擺放，加強團隊溝通與討論;打破傳統(tǒng)的教師口頭點名，設(shè)計語音自動點名系統(tǒng)，增加學(xué)生對課程的興趣;在課堂提問環(huán)節(jié)應(yīng)用隨機點名軟件，調(diào)動每一個學(xué)生的課堂積極性與參與度。

3.互評式考核評估。傳統(tǒng)的作業(yè)批改只有教師一人參與，學(xué)生對知識的理解只是建立在個人或小組想法基礎(chǔ)上。利用TRIZ理論的系統(tǒng)分離原理，作業(yè)批改參與主體可由教師擴展至學(xué)生。通過學(xué)生分小組互評考核機制，可擴展學(xué)生解決問題的視野，即做到了知己也做到知彼，培養(yǎng)學(xué)生打破思維定勢，激發(fā)創(chuàng)新思維，從更廣的視角看待問題。

四、結(jié)論

面向復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)，本文探索了交通工程專業(yè)TRIZ課程的教學(xué)改革。在細化改革實施方案的基礎(chǔ)上，提出建立與TRIZ理論相關(guān)聯(lián)的交通案例知識庫、建設(shè)校企合作實踐基地與設(shè)置創(chuàng)新競賽，搭建TRIZ課程與交通連接的紐帶，有助于培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜交通工程問題的能力;同時，探索TRIZ課程教學(xué)中的教學(xué)模式，提出了混合式教學(xué)模式、啟發(fā)式課堂設(shè)計、互評式考核評估三位一體的改革模式，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新興趣和創(chuàng)新思想的啟發(fā)。研究成果可為其他高校不同專業(yè)TRIZ課程教學(xué)改革與建設(shè)提供借鑒。

參考文獻

[1]楊天，閆蘊琦.新工科視域下高校實踐育人路徑探析[J].科教文匯（下旬刊），2019（11）：79-80.

[2]何慶，繆朝東，葉霞，等.面向“新工科”的機器人工程專業(yè)建設(shè)研究[J/OL].木材加工機械，2019：1-5

[3]張振海，陳永剛，武曉春，等.新工科背景下軌道交通信號與控制專業(yè)實踐教學(xué)模式的改革與探索[J].實驗室研究與探索，2019，38（09）：190-193.

[4]李清.基于TRIZ理論的高等數(shù)學(xué)“一課一問”教學(xué)設(shè)計[J].佳木斯職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2019（11）：88+90.

[5]周永清，丁永前，薛金林.應(yīng)用TRIZ理論設(shè)計混合課堂教學(xué)[J].黑河學(xué)院學(xué)報，2019，10（02）：7-9.

On Teaching Reform of TRIZ of Traffic Engineering under the Background of Emerging Engineering

YANG Yang，SUN Zhi-yuan，LIU Zhuo

（College of Metropolitan Transportation，Beijing University of Technology，Beijing，100124，China）

Abstract：Focusing on the requirements of new engineering construction for the cultivation of innovation ability of college students，and improving the coupling between TRIZ courses and traffic engineering major，this paper discusses the reform of TRIZ course teaching for traffic engineering under the background of new engineering construction.Through the reform of teaching content and teaching model，students can not only learn the course knowledge，but also learn the innovative methods to solve the complex traffic engineering problems，which meets the requirements of innovative，research-based learning and talent training to serve the construction of a powerful traffic country.

Key words：TRIZ;traffic engineering;emerging engineering construction