基于TRIZ理论的课外教学服务系统的接触点分析

曹国忠，施月兴，张俊磊，苏建华，杜雪清

（河北工业大学，天津 300401）

社会对人才的渴望促使教育的受重视程度不断提升，同时经济的发展与收入的增长也为教育的投入和发展提供了有力保障。课外教学是针对校内教学无法满足学生学习多样化而形成的知识补充模式。课外教学相对于校内教学而言是在校外课余时间进行的教学活动，是对校内教学的补充。课外教学服务系统是基于课外教学更好地服务于学生而建立的服务系统，运用服务设计的相关理论，以用户为中心，关注体验流程和用户接触点，建立和优化课外教学系统，创造完美的用户体验。在课外教学服务系统的建立和完善中，服务接触点是用户体验设计的重要组成部分。课外教学服务系统的建立和优化能够为学生提供更好的大众化的低成本、便利性的个性化教育，满足学生对学习多样化的需求。

一、课外教学服务系统中多利益相关者的接触点确定

服务接触点是描述服务过程中服务瞬间的关键时刻，是对最基本的交互单元的一种抽象描述，是服务系统最小系统单元。服务接触点通常由用户（User-U）、赋能者（Enabler-E）、场景（Context-C）三者构建模型，进行描述。用户对于服务过程的体验、服务结果的评价，都来源于服务接触点的体验。系统中服务接触点的设计，对系统提高用户体验具有关键作用。

课外教学服务系统中利益相关者之间紧密联系，形成一系列的服务接触点。从各利益相关者的角度出发，分别分析与该利益相关者直接关联的服务接触点，具体包括：学生（Student）与家长（Parent）、教育机构（Remedial class）、授课老师（Teacher）的接触；老师（T）与学生（S）、家长（P）、教育机构（R）的接触；家长（P）与学生（S）、老师（T）、教育机构（R）的接触；教育机构（R）与学生（S）、家长（P）、老师（T）的接触。

上述服务接触过程中，由于交互情景的差别，交互过程中的双方，在不同的场景环境下，可能是用户（U），也有可能是赋能者（E）。

二、课外教学服务系统中多利益相关者接触点模型建立

目前交互系统的图形描述分析，只能表示交互作用过程中两者之间具有相互作用，对于元素之间的相互作用效果以及作用效果分析缺乏形象而且有效的图形描述方式，这不利于问题的进一步分析和解决。为了对交互系统中用户与赋能者之间作用效果进行分析，进一步优化交互过程，提高交互系统的设计效果，在类比思想的指导下，从模型的表达意义，模型的元件构成，元件之间的作用关系，三个方面去类比物质—场模型与交互技术系统模型。

物质—场模型是TRIZ理论体系中的问题分析工具，它借助于特定的符号来描述系统问题，将一个复杂系统，用图形符号描述为一个简单的系统模型。在TRIZ理论中，通过对一系列系统问题的分析研究，发现几乎所有的系统都可以不断细化分解，最终由两种物质和一种场组成。在物质—场模型中，两种物质分别为S1与S2，场表示为F。物质S2在场F的作用下，作用于物质S1，使其达到预期的效果，具体模型如图1所示。

> 图1 物质-场模型基本符号

> 图2 学生与其他利益者的接触点作用关系

> 图3 师生课堂交互接触点问题模型

用物质—场模型来描述一个系统的元件构成形式，一方面可以将系统模型化，更加直观；另一方面，该模型可以描述问题发生的区域，从而确定了一个区域内的设计问题。将物质—场模型类比于非技术领域，如课外教学服务系统中，分析其问题区域进行优化设计。表1列出了物质—场模型中各种作用关系。

课外教学服务系统中，服务接触点中的用户（U）与赋能者（E）是在一定的环境条件下（C）产生交互作用，构成用户—赋能者的交互系统，在交互过程中实现系统的功能。用户与赋能者的关系，是根据其自身所处的特定环境而产生的。对于任意服务接触点，在交互过程中，两者之间相互作用，相互影响。通过类比，将课外教学系统中，用户与赋能者在特定环境下的交互作用关系进一步描述为以下几种情况：

第一种：从学生角度描述与之相关的接触点作用关系，模型如图2。

第二种：是从家长角度描述与之相关的接触点作用关系，第三种是从老师角度描述与之相关的接触点作用关系，第四种是从教育机构角度描述与之相关的接触点作用关系，其模型类似图2所示。

三、课外教学服务系统的关键接触点分析

前文中对课外教学服务系统中相关利益者进行分析，从服务系统的接触点出发，对相关利益者问题进行分析，建立接触点的物质—场模型，将具体问题转化为一般的抽象的问题，然后借助标准解解决问题，进而优化服务接触点。

（一）师生交互过程接触点问题模型分析

1.在课堂教学上，老师的上课方式往往比较单一，互动较少。在整个教学过程中，基本上处于老师讲，学生听的一个模式。该过程中，由于教学方式不能很好地吸引到学生的注意力，导致学生经常出现注意力不集中、走神、打瞌睡的情况，教学效果并不理想。在线教育的课外教学系统是处于一个虚拟场景中，教师和学生通过语音进行在线交流，缺乏实时互动的交流，因此老师对学生缺乏监管，学生可能处于一种虚假在线学习的状态。

上述多种问题，导致学生的学习效果并不理想，不能达到学生、家长和老师预期的教学效果，在时间和经济上都会造成浪费。从作用效果分析，在教学课堂上，老师对学生的作用效果是不足的，导致学生在课堂的学习效果并不明显。通过问题的阐述，建立相应问题的物质—场模型，将具体问题转化为抽象的一般模型，如图3所示。

2.教育机构在课外教学服务系统中充当桥梁的作用，建立学生和教师之间的联系。学生了解教师相关信息、课程安排以及辅导咨询等等，都需要通过教育机构这个平台作为中介。这一现象，导致学生和授课教师之间存在信息沟通不流畅，交流过程中难免产生信息流失，学生不能及时了解课堂教学安排，造成学生和家长时间、经济上的浪费。这些现象的存在，使学生对课外教学服务产生消极心态，不利于学生的学习积极性，进而使教学效果不理想。通过上述问题的阐述，建立相应问题的物质—场模型，将具体问题转化为抽象的一般模型，如图4所示。

（二）师生交互过程接触点问题解决

通过物质—场模型对问题的分析，查找76个标准解来进行相关问题的解决。

标准解是TRIZ理论中一种基于系统化知识的解决问题工具，它通过具有约束条件的标准化问题描述（物质—场模型）来界定问题的类型，根据问题的类型查找标准解获得高级别的原理解，从而指引问题的解决方向。TRIZ理论中，将76个标准解分为五类，结合模型分析，从标准解角度对问题类型做出进一步分类。上述问题适用于标准解中第一类问题：改进一个系统使其具有所需要的输出或者消除不理想的输出，对系统只做少量的改变或者不改变。进一步结合第一类标准解的具体分类，对上述问题进行分析。

对于问题1，通过查找标准解，得到合适的标准解方案为NO.5：假定系统不能改变，但可以改变系统所处的环境。改进后的物质—场模型如图5所示。

在上述标准解的指导下，查找系统周围可用资源，尝试将新的技术或者方法引入到课外教学服务系统中，帮助老师增强对学生的作用效果。老师增强对学生的吸引力，使学生在课堂之外也能有效集中精力。该标准解为解决课外教学课堂讲解过程中师生之间教学效果不理想的问题提供解决思路。

对于问题2，通过查找标准解，得到合适的标准解方案为NO.10：通过改变S1或S2消除有害效应，不允许增加新物质。改进后的物质—场模型如图6所示：

在模型中显示教育机构对老师和学生的作用效果不足，导致老师对学生的作用效果不足，教育机构对于师生连接是有害效应，根据标准解提供的解决方案改变师生的作用方式解决其作用不足的问题。让老师和学生直接相互沟通和联系，老师和学生之间的信息沟通更加有效便捷，提升用户体验。

四、具体解决方案阐述

（一）教学课堂优化

1.课堂教学环境优化

> 图4 师生连接交互接触点模型

> 图5 师生课堂交互接触点问题模型优化

> 图6 师生连接交互接触点模型优化

在线上课外教学服务系统中，建立一个场景库用以优化课堂的教学环境，老师可以根据自己的课程需要来选择场景模块，形成一个虚拟的模拟场景，来辅助老师教学。老师不能监管到每一个同学，这样的课堂环境可以吸引大家的注意力，激发学生的学习兴趣，实现沉浸式学习。场景库运用3D技术和人工智能技术构建众多的场景模块，老师可以根据课程需求自行搜索、选择、组合和编排场景模块形成自己所需要的场景环境，增加课堂的趣味性和感染力。

2.课堂互动优化

在直播课堂中，学生的数量较多，以往通过文字的简单互动并不能有效满足师生的互动需求。目前的课堂都呈现出老师讲学生听的模式，缺乏师与生、生与生的互动，这样的模式学生容易发困，学习效率低下。将面对面教学的讨论模式转移到在线教育中，能够有效地解决这一问题，采用有效的讨论模式，可以避免讨论时出现课堂混乱的情况。将文字讨论模式转变为语音讨论模式，在老师的控制终端可以选择某些学生与老师讨论交流问题，其他学生听不到这些讨论；可以选择某些同学组成讨论群体相互讨论交流问题，其他同学听不到；可以选择老师和所有的同学进行讨论交流问题，所有的同学都能听到参与；通过这样的讨论模式可以提高互动的效率。老师可以参与及监管到所有同学，维持课堂秩序，有目标、有范围的互动讨论可以让更多的学生参与进来，提高学习效率。

（二）师生连接触点的优化

1. 师生连接方式的优化

现在师生的连接方式是以平台作为中介来连接。首先是学生在平台发出上课的需求，进而平台与学生进行沟通，了解学生的需求后，根据学生的需求安排老师。另一端老师在平台上注册登记后，当有学生有上课需求后，平台会根据老师的信息去联系老师，为师生搭建连接的桥梁。平台转述过程中经常会发生信息缺失情况，导致老师准备不充分，造成试听课程的失败。让老师和学生直接沟通，他们之间相互了解和预约时间内容，这样的成功率会更高，同时省去老师和学生的二次沟通过程。优化后，学生直接在平台了解老师，选定合适老师进行联系，相互沟通后进行试听课程，试听满意后安排正式课程。去平台化让服务提供者和服务接受者直接交互，有利于提高用户的使用体验，减少成本，让相关利益者参与进来共同完成服务的过程，实现低成本、便利性、个性化的教学服务目标。

2. 页面信息明确化

现有的平台上不论在第一界面和第二界面都没有对老师课程安排情况的显示，这给家长（学生）后期的选择造成了很差的体验，信息不明确甚至是虚假信息导致师生连接的接触点设计上存在很大的缺陷。根据老师上课的空段，及时有效地显示在界面上，能够帮助家长（学生）有效快速地与自己的时间相匹配，提高连接的效率和成功率，提高家长（学生）在平台上的使用体验。

一级界面的信息应当显示的是家长（学生）最想看到的信息，也是他们最关注的信息。家长（学生）关心的是他人对这个老师的认可度，比如售课量、学生评价几颗星，还有老师的教龄，这是家长（学生）首先选择老师的第一参考信息，此外家长（学生）就要根据自己的时间和老师的时间来进行时间的匹配，当这两个信息匹配成功后家长才会点入第二界面详细了解，这样的师生连接成功率会提高很多。明确显示老师上课的空段时间能够改善家长（学生）的用户体验，减少用户对平台的失望感，增强用户对平台的认可度和信赖度。

五、结语

运用TRIZ理论中的物质—场分析方法对现有的课外教学服务系统中的关键接触点进行分析研究，并根据76个标准解找到相应的解决方案，完成对现有的课外教学服务系统的优化设计。服务系统的优化设计有利于提高用户的使用体验，增加用户量，有利于普及低成本、便利性、个性化的教育，为推动教育发展作出一定的探索。文章尝试将TRIZ理论运用到非技术领域中，拓展其应用范围，运用物质—场分析方法分析非技术领域中的系统，结合标准解引导系统找到相应的解决方案。■