TRIZ理论在高校化学实验创新平台体系中的应用

朱团等

[摘 要]本文针对高校传统的化学实验教学体系中存在的问题，依据本专业人才培养目标及课程教学体系改革的要求，将TRIZ理论应用到化学实验创新平台体系中，培养学生的创新思维和创新能力，并推动高校化学实验的改革创新和教学水平的提高。

[关键词]TRIZ理论；化学实验；创新平台体系

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.20.222

21世纪是科技不断创新的时代，高等学校是创新型人才培养的摇篮，是建设创新型国家的重要力量。建设创新型国家呼唤高等学校致力于培养一大批高素质的创新型人才。因此，全面推进创新素质教育，增强大学生的综合素质尤其是创新素质，已经成为我国建设创新型国家、实现中华民族伟大复兴的重大课题。黑河学院作为一所新型本科学院，以引进TRIZ理论为契机，针对高校传统的化学实验教学体系中存在的问题，依据本专业人才培养目标及课程教学体系改革的要求，将TRIZ理论应用到化学实验创新平台体系中，全面推进实验创新，使大学生掌握实验创新方法，促进学生知识、能力、思维和素质的全面协调发展，培养学生的创新思维和创新能力，提高教学质量和水平。

1 传统高校化学实验教学体系中存在的问题

多年以来，我国高校化学的实验教学依附于理论课，按理论课程设置实验和实验室，教学内容自成体系，各自为政，缺少横向综合，往往造成低水平的重复，学生缺乏大量有关知识和技能的融会贯通，缺乏各种实验方法和技术的综合应用能力。实验内容主要是验证课堂上讲授的理论，综合性、设计性实验偏少。化学科学发展的新技术、新成就难以反映到实验教学中去，不利于学生创新能力和实践能力的训练。

2 在化学实验创新平台体系中应用TRIZ理论的优势

TRIZ是“发明问题解决理论” 的俄文简称，它是苏联G.S.Ahshuller及其同事们在分析研究了世界上近250万件高水平发明专利，综合多个学科领域原理、法则的基础上提出的创新方法理论体系，是当今世界公认的指导创新的最佳工具，TRIZ创新理论与实践都证明，TRIZ理论能够向学生提供一套系统的创新理论和科学思维方法，加快学生创新思维和创新能力的培养。因此，在化学实验教学过程中，应用TRIZ理论进行发明式教学，将TRIZ理论与方法的创新理念传授给学生，从不同方面对学生提供实验创新方案的指导，将每个实验分为几个关键点，对关键点鼓励学生自己思考，启迪学生的创新思维和求异思维，并对现有实验装置进行改进，发挥学生的创新意识，培养和锻炼学生的创新思维和创新能力，提高实验教学效果和教学水平。

3 TRIZ理论在化学实驗创新平台体系中的应用

化学是一门以实验为基础的自然科学，需要创新思维支撑，学生掌握创新思维的方法，有助于提高学生化学实验的创新能力，所以，将TRIZ理论引入到化学实验创新平台体系中，能系统地改善化学实验教学过程，培养学生的创新思维和创新能力，提高化学实验的教学效果。TRIZ理论在化学实验创新平台体系中的应用可以从以下几个方面进行：

3.1 运用TRIZ理论更新实验教学内容，培养学生的创新思维

化学实验的设计性、实践性较强，依据TRIZ理论，将传统的基础化学实验课程、专业实验课程体系进行整合与优化，体现现代教育理念和时代要求，保持先进性，及时反映和吸收本学科领域的最新研究成果，积极整合优秀教学成果，体现新时期对人才培养提出的新要求。根据教学内容和实验类型的不同，进行创新和发展研究，把相关内容的实验贯穿起来，进行筛选、合并和补充，增加能反映现代科技水平、专业特色的实验，增加综合性和设计性实验，使实验教学内容日趋合理，充分调动学生学习的积极性和主动性，训练学生灵活运用创新思维方法，促进学生自觉地、有意识地去进行创新，每做完一个化学实验，可以采用TRIZ理论中40个发明创造原理中的一个方法，让学生相互启发，激发和培养学生的创新思维，进而得到创新的成果。

3.2 运用TRIZ理论改善实验教学方法与手段，培养学生的创新能力

在化学实验教学过程中，通过TRIZ理论改善教学方法和手段，培养学生的创新能力。随着计算机技术的飞速发展，特别是计算机多媒体技术和网络技术的日趋完善与成熟，多媒体技术以其互动和直观的效果特征，在实验教学中发挥着越来越重要的作用，不仅可以丰富实验内容，增大容量，变抽象为直观，使内容动态化，逼真地模拟宏观变化中的微观过程，激发学生实验的积极性，提高实验效率，而且可以提供交互式的学习环境，实现资源共享，拓展学生视野，便于创设问题情景，突破知识难点，提高学生综合分析问题和解决问题的能力，培养了学生的创新能力。

3.3 运用TRIZ理论加强综合设计实验，提高学生的创新能力

在实验教学中加强综合性和设计性实验的开设，对培养学生的创新能力有着重要的作用。应用TRIZ理论构建综合设计实验模式：教师创设问题情境→学生提出问题→搜集科学资料→探求解题方法→得出科学结论→运用新知识。在实验过程中，教师根据实验的具体情况创设问题情境，促进学生思考，提出问题，激发学生探索的动机，指导学生正确搜集科学资料，引导学生通过对问题的分析、探索，进行假说、讨论、归纳等一系列再发现的认知操作过程，寻找问题的解决方式，促使问题得到解决，得出科学结论，运用所获得的新知识解决新问题，以实现知识的迁移，深化对实验的理解。这些实验采用兴趣组合、团队合作、相互帮助和启发的方式，在实践过程中激发学生设计实验的兴趣，对现有的实验问题提出创新性解决方案，进一步提高了学生的创新能力。

3.4 运用TRIZ理论积极开放化学实验室，提高学生的实践能力

结合本系的教学优势，创造条件和环境，积极开放化学实验室，鼓励学生参与创新活动。应用TRIZ理论构建开放化学实验模式：学生发现问题→确定题目→搜集资料并制定研究计划→撰写研究报告。学生独立从事和完成开放实验的整个研究过程，包括提出问题，确定研究题目，开展研究，最后撰写研究报告。同时，鼓励学生参加各级创新设计大赛的竞赛活动，在丰富学生生活的同时，提高了学生的实践能力。

3.5 运用TRIZ理论积极开展课题研究，培养学生的科研能力

大部分高校教师都有自己的科研项目，这些研究不仅紧跟学术发展的前沿，而且其成果对社会生产有着很强的指导意义，让学生参与到教师的课题研究中来，不仅可以为课题组增添新生力量，而且可以让学生在参与协助科研项目的过程中接触学术发展的前沿知识，增强学生的求知欲和探索欲，进行科学学习、科学探索和科学实践，收获成果，从而培养学生的科研能力。

4 结 论

化学实验在化学教学中有着十分重要的作用，将TRIZ理论应用到化学实验创新中，起到了传统方法不能代替的作用。在实验教学过程中善于运用TRIZ创新理论，努力创造一切有利条件，激发学生的创新意识，培养学生的创新思维和创新能力，促进学生知识、能力、思维和素质的全面协调发展，推动化学实验的改革创新和教学水平的提高。研究与实践证明，在高校化学实验创新中应用TRIZ理论可以有效培养学生的创新精神与创新能力，提高化学实验的教学效果，并指导学生应用TRIZ理论提出问题和解决问题，为学生今后的创新创业生涯提供不竭动力，为国家培养更多的创新型人才。

参考文献：

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[3]曹福全.创新思维与方法概论[M].黑龙江教育出版社，2009（9）.