TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞、分割原理在葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗中的應(yīng)用研究

李明波 馮林 趙玉平 孫蕾蕾

(1.煙臺大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東煙臺 264005；2.大連理工大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院，遼寧大連 116000)

TRIZ 創(chuàng)新理論[1]能擴展思維、精準(zhǔn)地分析問題并預(yù)測技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，使發(fā)明者具有戰(zhàn)略眼界。創(chuàng)新是我國實現(xiàn)民族偉大復(fù)興、經(jīng)濟發(fā)展的動力，在創(chuàng)新發(fā)展的過程中創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是核心，而高校就是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的中流砥柱[2]。TRIZ 創(chuàng)新理論應(yīng)用到高等教育中用于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，有利于提高我國在國際社會中的核心競爭力。

TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞是一種通過將具備類似、互補的主要功能的其他系統(tǒng)或超系統(tǒng)的某個特性（或組件）傳遞到本系統(tǒng)，成為本系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)特性（或組件），以解決本系統(tǒng)的某個問題或者提高系統(tǒng)的性能的工具[3]。分割原理[4]指以虛擬方式或?qū)嵨锓绞綄⒁粋€系統(tǒng)分成若干部分，以便抽取或合并一種有益的或有害的系統(tǒng)屬性。在多數(shù)情況下，可對各部分進行重組/合并，以執(zhí)行某些新的功能，并/或消除某一問題。事物一經(jīng)分割就實現(xiàn)了創(chuàng)新，且每提高分割程度一次，就又創(chuàng)新一次。

葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗是針對食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全專業(yè)開設(shè)的一門具有設(shè)計性、創(chuàng)新性和專業(yè)性的綜合性實驗課程，完成為社會培養(yǎng)綜合性創(chuàng)新型人才的目的和使命[5]。目前，葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗課程教學(xué)模式較為陳舊，考核方式較為單一，更是缺乏對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗教學(xué)改革勢在必行，而提升學(xué)生創(chuàng)新型思維和創(chuàng)新型能力應(yīng)作為教學(xué)改革中的重中之重。筆者多年從事葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗課程教學(xué)，探討并實踐了將TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞和分割原理應(yīng)用于教學(xué)過程中，提升學(xué)生創(chuàng)新型思維能力和解決問題的能力，以期為高校綜合性實驗課程教學(xué)的開展和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)提供參考。

1 葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)模式陳舊

傳統(tǒng)的葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗往往是模仿其它基礎(chǔ)性實驗的教學(xué)模式開展，把實驗分成了釀造工藝流程，還原糖、總酸、酒精度等指標(biāo)測定模塊[6]。學(xué)生只是機械性地參照指導(dǎo)手冊被動地完成了一個驗證性的實驗操作，缺乏對學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、學(xué)習(xí)興趣的提升、合作意識的樹立和獨立思考的歷練[7]。經(jīng)過傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式的開展，學(xué)生不僅沒有掌握實驗技能，更談不上探索創(chuàng)新。這樣的教學(xué)模式?jīng)]有讓學(xué)生形成主動學(xué)習(xí)的意識，未能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維模式，弱化了學(xué)生們發(fā)現(xiàn)問題并獨立思考問題的能力。

1.2 教學(xué)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新

葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗是承接葡萄酒釀造工藝學(xué)理論課程的一門綜合性實驗課程，具有與多學(xué)科相互交叉、設(shè)計性強等特點。在新工科背景形勢下，葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗面臨著改革創(chuàng)新[8]，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容缺乏高階性和系統(tǒng)性，實驗教學(xué)內(nèi)容常年一成不變，一些新工藝、新技術(shù)、新理念沒有融入到教學(xué)中，缺乏整體創(chuàng)新性設(shè)計，阻礙了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，最終導(dǎo)致高校培養(yǎng)的學(xué)生無法滿足企業(yè)的人才需求，人才培養(yǎng)和崗位需求嚴(yán)重脫節(jié)。

1.3 考核方式單一化

葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗的考核方式主要以學(xué)生提交的實驗報告為根據(jù)，這種考核方式過于注重結(jié)果而忽視過程，對學(xué)生知識點掌握的評價不夠具體化，并不能全面地反映學(xué)生的實驗技能掌握、實踐操作能力和創(chuàng)新思維能力等。在這樣的考核方式之下，學(xué)生會應(yīng)付了事，更有很多學(xué)生在小組任務(wù)中扮演著“甩手掌柜”的角色，學(xué)生主觀能動性不夠，沒有達(dá)成主動思考、鍛煉實驗技能和提升創(chuàng)新能力的目標(biāo)。

2 TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞融入課堂教學(xué)，提升發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力

特性傳遞是一種識別問題的工具，也是一種解決問題的工具，通過傳遞特性或傳遞組件，可以使工程系統(tǒng)具備新的特性來克服基礎(chǔ)系統(tǒng)的缺點，提高性能。將TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞融入課堂教學(xué)中增強學(xué)生對專業(yè)知識的掌握，提高知識學(xué)習(xí)的趣味性，提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力[9]。TRIZ創(chuàng)新理論特性傳遞融入課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生思考TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞可以在葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗中有哪些運用。

將TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞融入葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗課堂教學(xué)中，例如傳統(tǒng)的實驗教學(xué)都是老師提前選擇了酵母菌的種類，并未講授酵母菌是如何進行篩選的，每種酵母菌的特性是什么。其實，酵母菌在葡萄酒釀造過程中不僅消耗葡萄糖轉(zhuǎn)化成酒精，有的酵母種類還能影響葡萄酒的香氣、色澤、穩(wěn)定性和口感等，利用酵母菌種類之間的特性傳遞可以進行酵母菌種類的有效篩選。在課堂教學(xué)過程中，以問題式課程導(dǎo)入的方式首先拋出問題：酵母菌的種類對葡萄酒品質(zhì)有何影響？引發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生逐步利用TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞進行實驗方案設(shè)計，制定詳細(xì)的釀造工藝流程，以小組為單位探討實驗方案的可行性，指導(dǎo)老師起到輔助指導(dǎo)和引導(dǎo)的作用。整個實驗分成8 個小組，前4 個小組使用不同種類的單一酵母，后4 個小組使用混合酵母，采用同樣的原料進行接種發(fā)酵，在發(fā)酵的過程中讓學(xué)生監(jiān)測每天的發(fā)酵現(xiàn)狀、溫度等，并完成指標(biāo)測定分析。在完成陳釀后，依據(jù)GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》附表葡萄酒的感官評分表進行盲評，包括小組自評、組間互評和指導(dǎo)老師評分。以小組的形式匯報、總結(jié)本次實驗的收獲與不足，讓每一位學(xué)生在實驗過程中都起到主體作用，學(xué)生匯報完后指導(dǎo)老師進行點評，發(fā)揮主導(dǎo)作用。通過將TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞融入課堂教學(xué)，讓學(xué)生真正體驗了運用理論知識完成創(chuàng)新實踐的樂趣，同時實現(xiàn)個性化教學(xué)。TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞解決了在葡萄酒釀造工藝中使用單一酵母存在的具體問題，結(jié)合所學(xué)的專業(yè)知識，小組討論出能夠解決問題的方案設(shè)計，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提高學(xué)生更好地掌握專業(yè)知識和運用專業(yè)知識去解決實際問題的能力。

3 TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞、分割原理融入課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力

依據(jù)TRIZ 創(chuàng)新理論分割原理，我們可以將每個實驗分為幾個關(guān)鍵點，對每個關(guān)鍵點進行分析。依據(jù)TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞提出問題，找出關(guān)鍵點的優(yōu)缺點，啟迪學(xué)生自主思考，增強學(xué)生的求知欲和探索欲，促進學(xué)生創(chuàng)新思維，針對關(guān)鍵點中的缺點對現(xiàn)有實驗內(nèi)容、實驗裝置進行補充或改進，達(dá)到培養(yǎng)和提升學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的目標(biāo)。

傳統(tǒng)的葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗教學(xué)中，實驗原料選取均是葡萄，而葡萄酒的釀造工藝是基礎(chǔ)，讓學(xué)生在基礎(chǔ)釀造工藝的基礎(chǔ)上實現(xiàn)個性化釀造是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的重要體現(xiàn)。近年來，關(guān)注與追求果酒的營養(yǎng)和保健功能的消費理念和生活觀念日益凸顯，復(fù)合果酒市場必將迎來新的機遇與挑戰(zhàn)。在傳統(tǒng)葡萄酒釀造工藝基礎(chǔ)上結(jié)合TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞，以復(fù)合水果為原料進行復(fù)合果酒的釀造，開展學(xué)生個性化實驗教學(xué)對于提高學(xué)生創(chuàng)新能力具有重要的推動作用。在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中首先組織小組討論如何利用TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞釀造復(fù)合果酒，引導(dǎo)學(xué)生主動思考原料的質(zhì)量要素，并創(chuàng)新性地糅合不同原料的特性互補。實驗開展前要求各組學(xué)生根據(jù)TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞表達(dá)自己的見解，并根據(jù)不同原料特性，創(chuàng)新性地設(shè)計不同原料組合的融合工藝，明確目標(biāo)產(chǎn)品的定位，依據(jù)設(shè)定的目標(biāo)產(chǎn)品，設(shè)計合理的工藝流程和產(chǎn)品評價指標(biāo)。針對具體問題展開小組討論，如不同原料的預(yù)處理、不同原料的混合方式、發(fā)酵過程的特殊現(xiàn)象、評價指標(biāo)的檢測等。

4 TRIZ 創(chuàng)新理論分割原理構(gòu)建新的考核評價方式

將TRIZ 創(chuàng)新理論分割原理應(yīng)用于構(gòu)建新的考核評價方式，改變傳統(tǒng)的以實驗報告成績?yōu)橹鞯目己嗽u價方式，將過程考核納入考核評價體系內(nèi)，對學(xué)生知識點掌握的評價具體化，重點考查學(xué)生的實踐操作能力和創(chuàng)新能力。依據(jù)TRIZ 創(chuàng)新理論分割原理[10]考核評價方式由若干環(huán)節(jié)組成：預(yù)習(xí)內(nèi)容、小組探究、方案設(shè)計、實驗操作、數(shù)據(jù)處理、實驗報告、總結(jié)提升。以小組討論的形式探究問題，提出實驗思路；實驗方案完整可行，具有一定的創(chuàng)造性；實驗操作注重實驗細(xì)節(jié)，操作過程主動思考影響實驗成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；數(shù)據(jù)處理詳實，能根據(jù)不同的實驗結(jié)果分析原因，解釋在發(fā)酵過程中不同測定指標(biāo)的變化規(guī)律；實驗報告體現(xiàn)所思所想，能切實將理論知識應(yīng)用于指導(dǎo)實踐；總結(jié)提升部分要求學(xué)生以小組形式談?wù)剬嶒炦^程中的收獲、失誤和改進，介紹發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的過程，注重學(xué)生創(chuàng)新思維的引導(dǎo)。多元化的考核評價方式，體現(xiàn)學(xué)生主體地位，讓學(xué)生能在指導(dǎo)老師的主導(dǎo)作用下，完全融入課堂，注重知識點的領(lǐng)悟和融會貫通，最終達(dá)到讓每一位同學(xué)盡可能地掌握本門課程重要知識點的目的，系統(tǒng)性的考核評價方式大大提高了學(xué)生對實驗課程的重視程度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性和參與度，尊重學(xué)生的個性化，逐步培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和創(chuàng)新能力。

5 結(jié)束語

基于TRIZ 創(chuàng)新理論特性傳遞和分割原理，改革葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗課程，并踐行到實驗的各個環(huán)節(jié)中，使創(chuàng)新性教育在課程中得以展開，學(xué)生的創(chuàng)新思維得以激發(fā)，讓學(xué)生能用正逆雙向思維分析問題，找出解決問題的方法。TRIZ 創(chuàng)新理論是解決葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗實際問題的科學(xué)工具，將創(chuàng)新教育和工程素質(zhì)能力培養(yǎng)緊密結(jié)合，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識、動手能力、工程素質(zhì)和就業(yè)能力等綜合素質(zhì)，有效推動了葡萄酒釀造工藝學(xué)實驗的創(chuàng)新教育改革，有助于培養(yǎng)符合新時代要求的創(chuàng)新型復(fù)合人才。