TRIZ理论在化工设备机械基础教学改革中的应用

刘真珍，甘永乐，范方方，赵金和，隆金桥

(百色学院 化学与环境工程学院，广西 百色 533000)

TRIZ理论在化工设备机械基础教学改革中的应用

刘真珍，甘永乐，范方方，赵金和，隆金桥*

(百色学院 化学与环境工程学院，广西 百色 533000)

分析了TRIZ理论的基本内容，针对《化工设备机械基础》课程特点，将TRIZ理论应用到《化工设备机械基础》课堂教学，通过更新整合教学内容、丰富教学手段、改革考核方式等方法进行教学改革探究。将TRIZ理论应用于课程教学中，能够培养学生的创新意识，调动学生学习的积极性，培养学生的创造性思维。

化工设备机械基础；TRIZ理论；教学改革

化工设备机械基础作为高等院校化工类专业的一门专业必修课，具有教学内容多、实践性强、学科交叉性强的特点，涉及知识面包括化工、材料、力学、机械等多学科[1]。目前化工设备机械基础课程学时仅为42学时，时间紧任务重是教师在教学过程中的普遍感受。而"学时少、内容多、缺少实践环节"等问题也令学生感觉课程内容枯燥，对教学内容难以理解，学习主动性较差，造成教学效果不甚理想，也限制了学生的创新思维意识。

创新是社会发展的基础和源泉，一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界民族之林。为了满足时代与社会对高素质创新人才的需求，高等教育必须以不断加强知识创新培养逐步取代过去单一以传授旧有知识为主的教育培养模式，建立大学生创新能力发展的良好环境。培养创造型的优秀人才是一项复杂的系统工程，培养学生的创新意识、创新精神和创新能力是其中重要的一环，而在课程教学中应用TRIZ创新理论是其中一种非常有效的方法[2]。百色学院作为一所以培养应用型人才为目标的本科院校，在高等教育本科教学改革中引进TRIZ理论，针对化工设备机械基础教学中存在的一些问题，根据专业培养方案与课程改革的要求，将TRIZ创新理论应用到该课程教学中，提高学生的学习兴趣，培养学生的创新思维和创新能力，以期提供一些TRIZ理论应用于教学实践的理论依据。

1 关于TRIZ理论

TRIZ是俄文单词“发明问题解决理论”英译的缩写，是由前苏联一位学者根里奇·阿奇舒勒(G.S.Altshuller)和他的研究机构于1946年开始创立的。该理论是通过对已有的250万份发明专利，进行研究分析、归纳总结而得到的具有一般性意义的经验[3]，这些宝贵经验在对各领域的创新指导方面可以发挥重要参考作用。TRIZ理论成功揭示了创造发明的内在规律和原理，对研发或解决问题的思路有明确的指导下。

TRIZ理论指导创新的一般过程可分为：分析-原理-预测-效应-评价，这些过程包含了TRIZ理论的主要体系。其中TRIZ法问题分析工具有矛盾冲突分析、“物质-场”分析、ARIZ算法、需求功能分析，创新的重要进展往往在该阶段对问题深入的理解所取得。原理是获得冲突解的方法，即基于知识的问题解决工具，有40条发明创新原理、76个标准解。预测又称为技术预报，TRIZ确定了8大技术系统进化法则，为技术创新指明方向。效应是应用本领域或其他领域的有关科学原理解决设计中的问题，效应知识库包含物理、化学、几何等领域的原理。评价阶段将所得解与理想解进行对比，以肯定所做的改进既满足了技术需求又推进了技术创新。TRIZ中的特性传递法可用于将多个解进行组合以改进系统的品质。

TRIZ理论常用的40条发明原理，可以使创造性思维得到扩张，它是通过对39个通用参数和阿奇舒勒矛盾矩阵矛盾的分析，在矛盾表中查找可能的解法[4]。实践证明这些原理为研发人员的发明创造提供了重要的指导作用。当确定相应的发明创新原理后，便可依据原理进行具体解决方案的探究。在学习和掌握该普遍性规律后，便可自如进行实践创新并预测创新结果[5]。利用TRIZ理论可大大加快发明创造过程，打破思维定势，激发创新思维。

2 TRIZ理论在化工设备机械基础教学中的探索

2.1 运用TRIZ理论更新教学内容

化工设备机械基础课程涵盖的教学内容多、知识范围广，课程的直观性较强，若按部就班地按照教材内容教授，很难使学生对化工设备相关知识有比较直观的体验和深入的理解及全面的把握。虽然TRIZ理论为有效创新提供了行之有效的方法，但进行创新还是必须以具备本专业较坚实的理论基础和系统专业知识为前提的。因此必须强调学生专业知识的深度和知识积累的宽度。进行教学内容更新时将更注重课程特点的工程性，在课堂教学中引入实际工程案例，有利于将教学内容与学科前沿和专业技术进行有机结合，以适应新时代对高素质创新人才的需求。例如：百色地区铝产业是重点发展的优势产业，生产工艺中涉及的化工容器很多。可在课程介绍化工容器基本结构时补充典型的一些化工容器，不仅能认识通用化工容器基本构造，对一些典型设备部件也加强认识。

2.2 运用TRIZ理论丰富教学方式

化工设备机械基础更侧重工程性，即理论知识在实际生产中的应用，若只采用传统板书教学方式显然难以满足目前的教学需求。依据TRIZ理论的“组合”原理，根据教学内容，充分将讲授式、启发式、案例式等多种教学方式有机融合。充分调动学生对课程学习的积极性，开动脑筋、活跃思维，激发学生的创新潜力。例如：在讲授圆筒形容器经向应力与环向应力大小比较时，教师引入启发式教学，设问："气瓶如因内压过大发生爆破时，产生的裂纹应是经向还是环向？"。在讲授边缘应力的处理时，让学生根据边缘应力特点自主设计几个常见的边缘连接的结构。促进学生进行积极思考、展开激烈讨论，活跃课堂气氛。在教学手段上，充分发挥多种现代教学手段的作用，利用实物设备、图片、动画、教学录像等直观而形象地进行相应教学内容展示。例如：讲解薄壁容器受力分析时，引入容器受力示意的动画，加强了学生的理解程度，同时省去教师大量板书时间，增加课堂信息量。

2.3 运用TRIZ理论改进考核方式

以往课程考核是按平时成绩(30%)+期末理论考试成绩(70%)的形式进行考核。这样的考核形式重结果轻过程，过于简单化，没有充分考察学生实践能力、设计能力，也易造成学生考前死记硬背，实际对知识掌握不足。依据TRIZ理论的"分割"原理，将考核方式改革为理论考核和实践考核并重，考核内容及权重比例分割为：出勤率和作业成绩(10%)+小组案例讨论(10%)+课程设计(30%)+期末考试成绩(50%)。新的考核方式提高了课程案例讨论和课程设计环节部分的成绩比例，同时，调整了期末考试试卷内容上的分配，减少单一记忆型题目，增加综合型工程应用题，注重考察学生联系实际、对知识点的综合运用的能力，反映化工设备机械基础课程基础理论与实践运用并重的要求。

总之，结合我校化工设备机械基础课程的特点，将TRIZ理论应用到化工设备机械基础课程教学改革中，通过对课程进行更新教学内容、丰富教学方法及改进考核方式的手段，提高学生的学习兴趣，打破原有思维定势，培养学生的创新思维和创新能力，促进学生全面发展，为培养高素质创新人才打下基础。

[1] 刘爱玲. 化工类专业《化工设备机械基础》教学改革初探[J].广东化工, 2016, 43 (22) : 165-167.

[2] 李孝禄. 应用TRIZ理论培养大学生创新能力的实践与探索[J]. 中国科教创新导刊, 2011( 34) : 22-24.

[3] 张金磊, 谢瑞刚, 隆金桥. TRIZ理论在分析化学教学改革中的应用[J].山东化工, 2017, 46 (06) : 136-137.

[4] 胥焕岩, 汤 卉,王凤春,等.TRIZ理论导向的《复合材料学》教学方法探索与创新平台构建[J].教育教学论坛, 2014 (09) : 51-53.

[5] 魏继业,赵剑莉,傅 骏. 基于TRIZ导向的《炼铁工艺》教学方法探索[J]. 亚太教育, 2016 (21) : 163-164.

TheApplicationofTRIATheoryAboutTeachinginMechanicalBasisofChemicalEquipment

LiuZhenzhen,GanYongle,FanFangfang,ZhaoJinhe,LongJingqiao*

(College of Chemistry and Environmental Engineering, Baise University, Baise 533000, China)

According to the course characteristics of Mechanical Basis of Chemical Equipment, this paper analyzed the basic contents of the TRIZ theory and applied it to course teaching for the Mechanical Basis of Chemical Equipment. Many teaching methods such as updating the teaching contents,enriching teaching methods,reforming of examination methods were explored. Putting TRIZ theory into the teaching process will enable students to stimulate the innovation consciousness,enhance the learning enthusiasm of college students and cultivate the students'creative thinking.

mechanical basic course of chemical equipment;TRIZ theory;teaching reform

2017-09-25

广西高等教育本科教学改革工程项目(2016JGA331)；百色学院2017年度校级教学改革工程项目(2017JG38)

刘真珍(1989—)，女，广西博白人，助教，主要从事化学工程教学和无机材料合成研究；通信作者：隆金桥(1970—)，壮族，广西靖西人，副教授，主要从事无机材料的合成及性能研究。

G642.0

A

1008-021X(2017)22-0135-02

(本文文献格式：刘真珍，甘永乐，范方方，等.TRIZ理论在化工设备机械基础教学改革中的应用[J].山东化工，2017，46(22)：135-136.)