基于 TRIZ 理論材料科學(xué)基礎(chǔ)課程思政教學(xué)改革探索與實踐

曹宇 梁栩源 李湘 鐘谷波

摘要：課程思政教學(xué)改革對于高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)具有重要意義。該文基于TRIZ理論（創(chuàng)新方法）的問題分析工具和問題求解工具，將課程思政教學(xué)改革進行了系統(tǒng)分析，并且對課程思政教學(xué)改革“兩張皮”問題進行求解分析，最后為《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程思政教學(xué)改革“兩張皮”問題提供了多種解決方案。

關(guān)鍵詞：TRIZ理論；材料科學(xué)基礎(chǔ)；課程思政；教學(xué)改革；人才培養(yǎng)

一、引言

《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見》和《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》文件強調(diào)工科專業(yè)要在課程教學(xué)中把馬克思主義立場觀點方法的教育與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)合起來，提高學(xué)生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力[1-3]。 TRIZ理論已經(jīng)應(yīng)用于理學(xué)、工學(xué)、醫(yī)學(xué)等專業(yè)的課程體系和教學(xué)改革的研究[4-9]。本文應(yīng)用TRIZ理論對材料科學(xué)基礎(chǔ)課程（下文《材料科學(xué)基礎(chǔ)》為石德珂、王紅潔主編，機械工業(yè)出版社出版的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》第3版教材）思政教學(xué)改革中的問題進行分析和求解，實現(xiàn)課程思政教育真正落地應(yīng)用。

二、問題描述

專業(yè)課教師需要將傳統(tǒng)“苦口婆心”的顯性教育改成精心設(shè)計“潤物細無聲”的隱性教育[3]。但是要避免專業(yè)教育和思政教育“兩張皮”問題[2]。

問題初始情境描述：（1）系統(tǒng)簡述：課程思政教學(xué)改革主要將思政教育有機融入專業(yè)課教學(xué)全過程，可以提高育人效果。（2）原理簡述：利用課程思政與思政課程同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)，實現(xiàn)“三全育人”。（3）問題簡述：在課程思政教學(xué)改革中出現(xiàn)專業(yè)教育和思政教育“兩張皮”問題。

三、問題分析

1.功能分析

將專業(yè)課課堂教學(xué)的各組件的所有功能關(guān)系全部展示，形成了結(jié)構(gòu)功能模型圖，為求解問題提供功能資源，具體如圖1所示。

2. 九屏幕法

以專業(yè)課教課程思政作為當前系統(tǒng)，通過橫向伸展九屏圖，建立起課程思政九屏圖，為求解問題提供系統(tǒng)資源，具體如圖2所示。

3.因果分析

以專業(yè)課教課程思政教學(xué)改革中的“兩張皮”問題為分析對象，利用5WHY分析，建立起問題的發(fā)生原因和導(dǎo)致結(jié)果的因果關(guān)系鏈，為求解問題提供入手點，具體如圖3所示。

四、求解問題

TRIZ理論的結(jié)題模型有兩種，第一種為比較清楚問題，可以采用技術(shù)矛盾分析和物理矛盾分析來解決問題；第二種仍然不清楚的問題，可以采用物-場模型分析來解決問題。課程思政教學(xué)改革中出現(xiàn)專業(yè)教育和思政教育“兩張皮”問題求解分析如下。

1.技術(shù)矛盾分析

首先以因果分析中的“思政元素與專業(yè)知識不相關(guān)、教學(xué)設(shè)計不合理”為問題入手點，然后確定改進方法，再確定矛盾參數(shù)，最后查找矛盾矩陣，具體分析見表1所示。

2.物理矛盾分析

首先定義技術(shù)矛盾，然后確定物理矛盾參數(shù)，再分析確定參數(shù)要求，最后確定分離原理，具體分析見表2所示。

五、解決方案

運用以上TRIZ理論分析，獲得解決課程思政“兩張皮”問題求解的技術(shù)方案如下。

1.利用技術(shù)矛盾分析

根據(jù)問題分析和技術(shù)矛盾分析（見表1所示），獲得發(fā)明原理提示產(chǎn)生解決方案如下。

實現(xiàn)防范原理（11）：采用現(xiàn)身說法方法，將自己已經(jīng)或者能夠做到思政元素進行授課，防止“唱高調(diào)”。如《材料科學(xué)基礎(chǔ)》第六章第九節(jié)氣相沉積法的材料制備技術(shù)，硅芯片外延生長。用國產(chǎn)手機芯片生產(chǎn)作為思政元素，融入科學(xué)研究責任感和使命。

局部質(zhì)量原理（3）：采用旁敲側(cè)擊方法，將思政元素賦予不同的功能（調(diào)節(jié)氣氛功能、獲得成績功能等）。如《材料科學(xué)基礎(chǔ)》第九章固體材料的電子結(jié)構(gòu)與物理性能，讓學(xué)生制作我國半導(dǎo)體材料、磁性材料、光學(xué)材料等研究成果的抖音視頻，通過瀏覽量和點贊量給與一定的平時成績。以科學(xué)家作為思政元素，融入科學(xué)家精神——理性和求真。

預(yù)先作用原理（10）：采用自力更生方法，預(yù)先讓學(xué)生整理思政元素，學(xué)生自己用心準備資料。如《材料科學(xué)基礎(chǔ)》導(dǎo)論第一部分材料科學(xué)的重要地位，讓學(xué)生介紹自己家鄉(xiāng)企業(yè)生產(chǎn)材料在生活中發(fā)揮作用，以家鄉(xiāng)情感作為思政元素，融入家國情懷。

分割原理（1）：采用化整為零方法，將科學(xué)精神（質(zhì)疑、獨立、探索、合作、理性、求真等）作為思政元素。如《材料科學(xué)基礎(chǔ)》基礎(chǔ)知識領(lǐng)域的科學(xué)家具有獨特精神抽取出來以故事形式講授，不求大和全，讓學(xué)生浸潤在科學(xué)精神的海洋中。

周期性動作原理（19）：采用一回生兩回熟方法，在相同知識點方面可以反復(fù)使用同一個思政元素，但是不能太刻意。如《材料科學(xué)基礎(chǔ)》第一章的材料結(jié)構(gòu)的基本知識會再后續(xù)章節(jié)反復(fù)出現(xiàn)。教師可以將第一章應(yīng)用的思政元素，以“無心插柳”的方式反復(fù)使用。

借助中介物原理（24）：采用投其所好方法，學(xué)生有偶像和愛好，通過這些“中介物”，將思政元素和專業(yè)知識聯(lián)系在一起。如《材料科學(xué)基礎(chǔ)》第六章材料的凝固與氣相沉積和第七章擴散與固態(tài)相變的知識，正是《王者榮耀》游戲中裝備制作原理，通過游戲作為中介物將探索和合作的科學(xué)精神與專業(yè)知識聯(lián)系起來。

2.利用物理矛盾分析

根據(jù)問題分析和物理矛盾分析（見表2所示），通過分離原理提示產(chǎn)生解決方案如下。

空間分離原理。采用葷素搭配方法：將同一思政元素在不同章節(jié)用不同辨識程度進行表達。如《材料科學(xué)基礎(chǔ)》第三章高分子材料結(jié)構(gòu)和第八章材料的變形與斷裂第十四節(jié)聚合物的屈服和斷裂，可以將同一思政元素顯性和隱性兩種方式表達，不求大和全，提升課程思政綜合效果。

時間分離原理。采用先抑后揚方法：時間分離先進行“反面教材”應(yīng)用，后面進行“正面教材”應(yīng)用。如《材料科學(xué)基礎(chǔ)》第五章材料的相結(jié)構(gòu)及相圖，講述國外科技封鎖“卡脖子”。然后在第九章固體材料的電子結(jié)構(gòu)與物理性能，講述我國在關(guān)鍵材料領(lǐng)域突破。

條件分離原理。采用左右開弓方法：通過不同條件將學(xué)生分成不同群體，根據(jù)不同群體特點進行課程思政。如將學(xué)生根據(jù)性別劃分，《材料科學(xué)基礎(chǔ)》第三章高分子材料結(jié)構(gòu)，思政元素可以選擇與服裝或者美妝用材料，第八章材料的形變與斷裂，思政元素可以選擇與武器或汽車用材料，避免課程思政眉毛胡子一把抓。

整體與部分分離原理。采用中西合璧方法：將課程思政分為不同系統(tǒng)，通過優(yōu)選中西思政元素復(fù)合方式進行授課。如《材料科學(xué)基礎(chǔ)》第二章材料中的晶體結(jié)構(gòu)和第三章晶體缺陷，應(yīng)用國內(nèi)外科學(xué)家作為思政元素，通過“中西”思政元素結(jié)合方式，達到一加一大于二的效果。

六、結(jié)論

TRIZ理論具有創(chuàng)新的思維、創(chuàng)新的方法和創(chuàng)新的工具，不僅可以應(yīng)用工學(xué)、理學(xué)、醫(yī)學(xué)等方面的創(chuàng)新，還可以應(yīng)用管理學(xué)和教育學(xué)。本論文應(yīng)用功能分析、因果分析、九屏幕法針對課程思政教學(xué)改革進行了系統(tǒng)分析。并應(yīng)用技術(shù)矛盾分析和物理矛盾分析對課程思政“兩張皮”問題進行求解分析。最終在材料科學(xué)基礎(chǔ)課程思政教學(xué)改革中，通過具體發(fā)明原理提示產(chǎn)生了多項解決方案。這些方案具有系統(tǒng)性、實用性和可操作性的特點。這為課程思政教學(xué)改革中其它問題解決，提供了理論支持和方法參考。

參考文獻

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責任編輯/段永利