基于TRIZ理论的创新创业教育实践教学研究——以创客教育创业项目分析为例

郭宇刚

（沈阳师范大学新闻与传播学院，辽宁沈阳110034）

课程体系是教育实现培养目标的载体，实在教学过程中保障和提高教育质量的关键。大学生创新创业教育已经成为大学教育的重要组成部分，并引领着整体教学改革。要构建创新创业课程体系，需要深入理解创新创业教育的内涵和实质，更需要深刻认识到，实践是创新创业教育的关键、创新方法是创新创业教育的灵魂。“自主创新，方法先行。”创新方法是自主创新的根本之源，先进的创新方法是提升学生自主创新能力的重要武器。大多数高校在创新创业课程体系建设中，对创新方法重视程度不够，在师资培训、人才培养、平台构建、科学研究等方面需要进一步提升。目前高校在创新方法的推广以及与实践教学结合过程中面临一定的制约因素。

创客教育强调的是创新精神和综合运用知识技能、解决实际问题的能力，是将来学生在求学和生活中必不可少的能力。而且，创客主题课程和专业技能课程当中少不了新兴科技的应用，在完成课程的过程中，学生有机会接触和学习创新科技，也是当今科技时代的必要知识储备。

创新方法作为一种用于指导创新、提高创新效率的方法，它不仅是针对某个创新问题的方法，更是具有系统性、整体性的方法。20世纪50～80年代以后，对于创新方法的研究进入系统化研究阶段，已经从从前的基于创意和灵感的偶然激发转变为系统地研究创新规律。在这样的背景下，项目组积极探讨将创新方法和创客教育结合起来，将创新方法应用到创客教育中，解决当下创客教育中面临的一些问题。通过解决这些问题，例如教材编写、课程设置、师资培训等，在这期间寻求社会需要，开展市场，同时也将创新思维与TRIZ创新方法进行推广与传播。

1 创客教育创业项目实施过程

1.1 市场分析

项目开展之前首先利用TRIZ理论中因果链分析方法对创客教育市场进行了分析，发现创客教育中存在的最大问题是创客教育市场发展不均衡，造成问题存在的因素有多种，首先是社会群众认知度还缺乏创新思维、思想比较保守，进而导致社会宣传力度不够，社会认知程度有差异。其次是公办教育和社会培训上，因为创客教育正规培训比较少，导致对教师培训力度不够，进而影响师资力量不足，地域教育发展不均衡。最后是由于科学技术水平不先进和政府资金投入不足导致经济发展水平有差异也会影响创客教育市场发展不均衡。通过分析，发现创客教育市场处于异常火热的状态，但受经济发展水平、教育均衡程度、师资力量等因素影响，创客教育市场发展不均衡，正是由于不均衡的因素在，创客教育的市场在出现了很多商机，发展空间依然很大。

1.2 项目分析

利用TRIZ理论中资源分析法对创客教育整个项目进行分析。在创新性上，没有创新就缺乏竞争力，没有创新就没有价值。做到技术创新和思维创新可以整体提高工作室的竞争力。在时代性上，创客教育处在信息化教育的时代前沿上，只有与时俱进才能挖掘无限的可能。在前沿性上，创客教育是一个将教育信息化与教育紧密结合的热点，教育前景也非常广阔，具有十分开阔的可开辟空间。在稳定性，在学校和社会都存在市场盲区，只要抓住这些市场，占领这些市场，将很难有外来客户参与进来，因此创客教育市场发展和运行会十分稳定。

1.3 资源优势

创客教育创业项目具有非常明显的优势，依托教育技术学的专业特色，将理论研究和实践技术有效结合起来，实现产、学、研的深度融合。在政策上，近几年来国家出台了一系列政策对项目展开提出了指明方向。辽宁省电化教育馆也依据本省的教育情况出台了相应的政策文件，为项目的运行搭建了服务指向。在理论和科研研究上，将TRIZ理论和创客教育相结合，可以不断创新发明，在产品上可以维持技术的生命周期，不断开发新产品，解决创客教育中的各类问题。在硬件平台优势上，沈阳师范大学教育技术学院和辽宁省电化教育馆为项目运营提供了运营平台，同时和校企联盟（辽宁省摩尔教育研究院）合作，开拓了市场运营空间。

1.4 产品分析

首先利用TRIZ理论中的九屏幕法对创客教育系统进行了分析，创客教育的子系统包括智能机器人、3D打印、VR技术培训，子系统的过去主要是拼图、积木等，子系统的未来是未来科技和辅助教育等。创客教育的过去是STEM教育，未来是人工智能、教育现代化。创客教育系统的超系统是外在评价，超系统的过去主要是应试教育以教师为中心，未来应该全方面教育以学生为中心、引导为主、培养创新思维。经过分析表明，创客教育应该亟待解决的问题，教育模式的创新，培训学生创新思维。创客教育对教师角色发生了改变，教师在培训时教学方法（教学设计）要具有科学性、时效性、先进行。创客教育改变了学生学习习惯以及学习方式，应该培养学生创新思维、创造能力。

图1 创客教育系统示意图

其次利用TRIZ理论中矛盾分析（物理矛盾）分析问题、解决问题，进而找出解决问题解决方案，确定最优方案。

第一步：问题提出，学生在学习过程中，比较好动，导致在学习过程中注意力不集中、专注度不够、影响学习效果，如何在教学过程中让学生能够安静下来，始终保持专注精力去学习，同时又能打开思维，发散创新精神，思想活跃起来？是项目组亟待需要解决的问题。

第二步：提取技术矛盾，Step1，问题是什么？学生在学习时由于性格好动，注意力不集中，专注度不够，思维不发散。Step2,现有什么解决办法？强制让其安静下来，进行学习。Step3，上述方法有什么缺点？学生长时间学习会产生倦怠心理，失去学习兴趣，产生厌烦状态。

第三步：利用因果链对问题进行分析，学生好动，注意力低主要有三个原因。第一，身体原因，在这里不过硬性分析。第二，教师教学方法不对，导致这样原因也有三点，期中师资条件不够和教师没有参加培训两个原因不做分析，缺乏创新思维是要解决的根本。第三，学生好动、注意力低由于学生自身对学习缺乏兴趣，在往前是由于教学产品不够吸引人，在往前是由于教学产品研发不够创新，最根本也是由于产品研发缺乏创新思维。如何提升教师教学的创新思维和教学产品研发的创新思维，是项目的重点所在。

图2 因果链分析示意图

第四步：定义物理矛盾，Step1：技术系统因果链分析；Step2：从因果链定义技术矛盾，A+长时间让学生保持安静学习，达到预期学习任务；B-学生失去学习兴趣，产生厌烦心理。Step3：提取物理矛盾，在这技术矛盾中，找到一个参数，及其相反的两个要求；C+学生能够安静下来，专注度要高。C-学生能够思维活跃起来，对学习产生浓厚兴趣；Step4：定义理想状态：提取技术系统在每个状态的优点，提出技术系统的理想状态。理想状态是：学生在学习过程中既安静又活跃。

第五步：解决物理矛盾，Step1：定义物理矛盾；参数：学生学习的状态。要求1：安静；要求2：活跃。Step2：如果想实现技术系统的理想状态，这个参数的不同要求应该在什么条件下得以实现？最终得出学生兴趣点在：创客教育产品。利用空间分离方法：1.分割分离；7.嵌套原理等。条件分离方法：40.复合材料原理、30.柔性壳体或者薄膜原理等。

部分40个发明创新原理如下。

在创客培训的过程中，对中小学生进行部分发明创新原理的渗透，从而使青少年掌握发明创新的基础理论，也可达到推广TRIZ理论的目的。

组合原理：将新材料、新技术引入到原物体或系统中。例如，将马达、传感器、控制器等电子产品与乐高积木相组合，从而达到动态的、智能化的完美效果。

曲面化原理：将物体的直线或平面部分用曲面或球面代替。例如，在制作天平模型的时候，运用齿轮传动比任何的连接模式更流畅，称量更准确。

事先防范原理：为了防止系统故障或物体有害作用影响，采取防范措施。例如，智能小车中要安置传感器，在小车距离障碍物到达规定距离时，小车车轮会自动反方向转动。

颜色改变原理：区别多种系统的特征。例如，在学生运用乐高积木搭建过程中，要注意零件颜色的区分，有了统一的颜色机制，在系统对进行分析、检查时会更加直观、快捷。

多孔材料原理：使用多孔材料或使物体变为多孔。例如，在进行模型制造过程中，学生要善于利用多孔衔接的零件，思维要灵活多变。

1.5 产品开发

经过对比，对创客教育产品分析得出两个优化方案。利用复制原理，运用3D打印技术制作机器人部件，节约成本，适用性强，目前该项目组可以和工程类专业学生合作开发产品。利用柔性壳体或薄膜原理、分割原理相结合，可以和学前教育专业学生合作，采用布艺技术制作机器人部件，组装机器人，增强美感和安全性，吸引学生的注意。

1.6 教学设计

利用TRIZ理论中金鱼法创新思维方法，创客教育它以学生的兴趣为起始点。假设一个学生主动对一个内容感兴趣，他可以在网上阅读、转发文章，继而再通过博客、论坛等，接近这个行业领域和人物。他会像发烧友一样收集一切资源，然后进行整理、对海量信息做出预判。

利用TRIZ理论中小人法创新思维方法，创客教育过程中尝试用小人法解决各种问题，培训学生在学习过程中能带着问题去研究，并有相对应的方法去解决，可拓宽思维模式。增强其学习兴趣，对事物进行深入探究。

1.7 主要业务

教育培训业务主要包括乐高积木、智能机器人、VR技术培训等师资培训和技术推广团队做出如下安排。

业务1：创客教育培训：例如：机器人组装与编程，VR技术等方面。

业务2：课程开发，教材编写：在TRIZ理论下，我们和教师根据能力风暴等公司的产品，开发课程，编写教材。

业务3：教学设计 师资培训：在TRIZ理论下，将学与教相结合。第一阶段是学习，即系统性的课程学习；第二阶段是模仿，项目式的自主学习，以引导为主，第三阶段是创新，自主创新，发现问题并可以解决问题。

业务4：创客教育教具的产品开发：利用TRIZ理论解决教学出现的各种问题，分析案例，总结经验，开发具有独立知识产权的产品。

1.8 经营模式

1.8.1 线下实体推送

实现专业和产业校企深度融合，项目团队和校企联盟合作，开展各类业务。

1.8.2 线上资源共享

通过在线直播或者慕课、网络课程等在线教育，将项目培训方法和培训资源进行有效传递，学生在接受过程对教育产品（自主研发的教育机器人）等产生需求关系。偏远地区，可以远程教育的方式传递知识，可以通过互联网将视频资源提供给山里的学生。

直播教育是一种近年来新兴的一种可视化教育模式，在教育教学过程中通过直播进行知识讲解，Moocs课程培训，在中国有许多的微课，慕课网站，公司可以依托于中国大学生慕课网等网站，通过这种学习模式将制作好的微课资源上传到平台上，利于学生学习和观看。

网站建立，公司将自己的教学资源，生产的教具，编写的课本，教学方法等形成教学资源包，在网站上建立自己的官方网站，帮助更多的家长和教师解决学生在上课过程中注意力不集中，学习没有兴趣等问题，依托于网站可以帮助其解决一定的问题。

1.8.3 建构精准扶贫模式，实现资源公益共享

传统的教育扶贫或者是让发达地区的教师到贫困地区担任一段时间的支教任务，但效果却是杯水车薪，而且不可持续；或者是把贫困地区的教师送到高校培训学习，但成本高昂，而且传递的过程会产生知识的衰减和教育方式的变形。创客教育这种“互联网＋”教学模式有望弥补两者的不足，以极低的成本将优质资源引入并且“常驻”到贫困地区。从优势方面相比传统教育扶贫更易做到从根本上解决教育上的精准扶贫。

2 结语

21世纪是科技创新的时代，世界新科技革命发展的势头迅猛，人类社会步入了一个科技创新不断涌现的重要时期。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，针对高校传统的实验教学体系中存在的问题，依据人才培养目标及课程教学体系改革的要求，在教学实践中积极开展TRIZ理论相关研究，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，并推动高校实践教学的改革创新和教学水平的提高。