基于TRIZ理論的“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”課程教學(xué)研究與實(shí)踐

梁 娟，吳 媛，劉 丹，馬世霞

（河南工學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003）

0 引言

“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”是計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)必修課。學(xué)生通過(guò)此課程的學(xué)習(xí)，能夠掌握程序設(shè)計(jì)的基本方法、數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用技術(shù)，為將來(lái)的實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)?！皵?shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”涵蓋了當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)從基本原理到應(yīng)用實(shí)踐的各項(xiàng)主要內(nèi)容，具有理論性、實(shí)用性、操作性和創(chuàng)新性較強(qiáng)的特點(diǎn)。向下關(guān)聯(lián)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，向上支撐分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件工程等課程。在計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)中起著承上啟下的關(guān)鍵作用。

創(chuàng)新是大學(xué)教育的根本目的, 也是“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”課程的教學(xué)目標(biāo)之一。為適應(yīng)當(dāng)前軟件工程專(zhuān)業(yè)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，課程教學(xué)過(guò)程中融入創(chuàng)新理論是十分必要的。

1 TRIZ理論

TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）一詞來(lái)源于俄語(yǔ), 譯為“發(fā)明問(wèn)題解決理論”, 是由發(fā)明家G.S.Altshuller及其團(tuán)隊(duì)在分析250萬(wàn)件高水平專(zhuān)利并綜合多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)和方法后，于1946年提出了TRIZ理論[1], 目的是找出發(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。運(yùn)用該理論解決創(chuàng)新發(fā)明問(wèn)題時(shí),將具體的技術(shù)問(wèn)題歸納轉(zhuǎn)換為T(mén)RIZ的標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題模型,運(yùn)用TRIZ工具尋求解決方案,根據(jù)解決方案的引導(dǎo)結(jié)合具體的專(zhuān)業(yè)的知識(shí)領(lǐng)域獲得實(shí)際問(wèn)題的解決方案。

2 “數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”課程現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

在傳統(tǒng)的“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”教學(xué)模式中, 教學(xué)過(guò)程的主要方式是知識(shí)的傳授, 講授的內(nèi)容主要包括基礎(chǔ)應(yīng)用、基礎(chǔ)理論、綜合應(yīng)用等方面。但在教學(xué)實(shí)施的過(guò)程中存在許多問(wèn)題：（1）目前的“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”課程，受傳統(tǒng)上課模式限制，教師存在重基礎(chǔ)知識(shí)的傳授，輕學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。（2）大多數(shù)學(xué)生只是按照教材列出的任務(wù)案例，對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐，無(wú)法進(jìn)行系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。（3）教學(xué)中，師生之間的信息傳遞是單向的、機(jī)械的，師生、生生之間缺少交流和互動(dòng)，課堂教學(xué)缺乏對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法、基本能力和批判性思維方式的培養(yǎng)、引導(dǎo)及訓(xùn)練。上述原因使“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”課程的學(xué)習(xí)面臨“學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)”“理論課空洞說(shuō)教”[2]的問(wèn)題，導(dǎo)致學(xué)生理論知識(shí)掌握不扎實(shí)，實(shí)踐環(huán)節(jié)不系統(tǒng)，創(chuàng)新思維沒(méi)提高。

圖1 技術(shù)矛盾解決思路

3 TRIZ理論在“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”課程教學(xué)中應(yīng)用與探索

本文將運(yùn)用TRIZ理論中的創(chuàng)新原理[3], 對(duì)“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”課程進(jìn)行教學(xué)改革。該理論能有效解決在理論和實(shí)踐教學(xué)中常見(jiàn)的問(wèn)題和不足，同時(shí)為教學(xué)改革提出新的依據(jù)和方法。

根據(jù)本文第2部分提到的問(wèn)題, 結(jié)合TRIZ理論的基本原理, 特制定以學(xué)生為中心的5步教學(xué)實(shí)施過(guò)程[4]。

（1）預(yù)先作用原理—課前預(yù)習(xí)。預(yù)習(xí)分為理論課預(yù)習(xí)和實(shí)踐課預(yù)習(xí)。理論課預(yù)習(xí)主要是教師把上課相關(guān)的內(nèi)容錄制成小視頻上傳到學(xué)習(xí)通上，學(xué)生通過(guò)觀看小視頻發(fā)現(xiàn)和記錄學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題。實(shí)踐課預(yù)習(xí)是學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容去書(shū)寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告，通過(guò)預(yù)習(xí)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)豐富學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備以及激發(fā)學(xué)習(xí)欲望。

（2）加強(qiáng)有效作用原理[5]—課下作業(yè)。創(chuàng)建調(diào)查性作業(yè)，研究數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)的小主題，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高自主學(xué)習(xí)的能力。比如讓學(xué)生先自己設(shè)計(jì)洗車(chē)服務(wù)系統(tǒng)，然后對(duì)洗車(chē)店進(jìn)行組織機(jī)構(gòu)調(diào)查，了解各級(jí)組織的職能、組員的工作職責(zé)和業(yè)務(wù)流程，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問(wèn)題，然后對(duì)新系統(tǒng)提出要求加以改進(jìn)。

（3）反向作用原理—翻轉(zhuǎn)課堂[6]。教師授課采用多樣化多角色的教學(xué)形式。讓學(xué)生帶著已有的知識(shí)儲(chǔ)備和未解的疑惑走進(jìn)課堂。課上的工作不再是教師滔滔不絕的教，而是變?yōu)榛谝曨l的內(nèi)容，進(jìn)行習(xí)題練習(xí)、分組討論、小組匯報(bào)和教師點(diǎn)評(píng)等，極大提升了學(xué)生的參與度和融入感。這種線上線下相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)教學(xué)過(guò)程的全方位把握。教師還通過(guò)一系列的有方向性、有策略性的過(guò)程設(shè)計(jì)，洞察學(xué)生的心智模式，向內(nèi)挖掘潛能、向外發(fā)現(xiàn)可能性，令學(xué)生高效達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。教師不再是單純的教，而是作為指引者，通過(guò)提問(wèn)的方式，幫助學(xué)生解惑，使學(xué)生開(kāi)放的思維得以提升。

（4）組合和重力補(bǔ)償原理—小組討論。課堂上將具有不同能力的學(xué)生分為一組，利用教學(xué)小組發(fā)揮教育專(zhuān)家的作用。同時(shí)在師生和生生之間創(chuàng)建靈活的指導(dǎo)方式，最終將每個(gè)單元的小項(xiàng)目組合成一個(gè)綜合的技能訓(xùn)練項(xiàng)目；通過(guò)分組學(xué)習(xí)討論，提高了學(xué)習(xí)興趣也拓寬知識(shí)面。

（5）反饋原理—教師答疑。主要是根據(jù)學(xué)習(xí)通中學(xué)生課前學(xué)情與自學(xué)情況的反饋、課中效應(yīng)性反饋、課后鞏固性和深化性反饋以及通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查來(lái)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和教學(xué)反饋效果，調(diào)控和改進(jìn)教與學(xué)，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)綜合能力和創(chuàng)新思維有所提高。

4 結(jié)語(yǔ)

本文將TRIZ理論引入“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”課程教學(xué)改革中，利用TRIZ理論中的預(yù)先作用原理、加強(qiáng)有效作用原理、反向作用原理、組合和重力補(bǔ)償原理以及反饋原理等開(kāi)展課堂教學(xué)，有效提高本科課堂占課比，著重激發(fā)本科學(xué)生的主動(dòng)性和思考能力，為軟件工程專(zhuān)業(yè)制定的具有創(chuàng)新能力應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。