TRIZ创新理论在材料与冶金学科中的应用

徐振 李胜利 庞启航 李雪 滕莹雪 李志辉 郭菁

【摘 要】教育体制的不断改革背景下，我国的高等教育中，材料与冶金学科的教育教学活动作为一个传统的优势学科，迎来了新的机遇和挑战。在材料与冶金学科的教学中，应用TRIZ创新理论，能够发挥出深刻的应用价值，推进课堂教学的改革和创新进程，提高教学水平。本文对TRIZ创新理论在材料与冶金学科教学中的应用优势进行了探讨，分析了TRIZ创新理论在材料与冶金学科教学中的具体应用。

【关键词】TRIZ;创新理论;材料与冶金;学科;应用

前言：

材料与冶金学科在我国高等教育领域内是起步早、发展时间长的一门优势学科，是培养复合型人才的重要阵地，在我国的现代化建设中输送源源不断的专业型人才。学习过程中主要是在化学、物理、数学等原理基础之上，结合实际的工程经验，达到学习目标，学习难度较大。近些年来TRIZ创新理论的应用下，材料与冶金学科的教学活动改变了原有的教学模式，优化教学方法，发挥了TRIZ创新理论的优势作用，在点、线、面的理论下，提高了人才培养的效率。

一、TRIZ创新理论在材料与冶金学科教学中的应用优势分析

TRIZ已经经历了几十年的发展时期，由TRIZ创新理论申请到了大量专利，将TRIZ创新理论应用到材料与冶金学科的教学活动中，能够结合具体的知识应用案例，讲授专业知识，提高教学效果，在真实的情境知识和案例讲解中，学生的学习热情被激发，教师的引导下加入到了课题组，在教师的指导和引导下，学生们申请专利，相互沟通和交流，营造良好的学习氛围和发展环境，提高科研产出价值。TRIZ理论具有较强的逻辑性思维，能够帮助学生降低对知识点的理解难度，内化知识、消化知识，特别是材料与冶金专业的教学中，知识点繁多复杂，理解难度大，在讲解理论知识的过程中，运用思维导图法能够取得理想的教学目标，若是更进一步的分解知识点，则难以利用思维导图教学方法完成教育目标。引进TRIZ创新理论和逻辑思维方法，能够结合知识点的来源、知识点构成以及有效的学习方法，使学生理解知识、内化知识。TRIZ创新理论具有较强的互动性，能够拉近师生之间的距离，增进师生之间的紧密关联，给予学生更多的动手动脑锻炼机会，在活跃的TRIZ案例式课堂教学中，由教师引导、解释、启发，轻松的师生交流中提高学生的学习积极性[1]。

二、TRIZ创新理论在材料与冶金学科教学中的具体应用

（一）优化TRIZ创新理论设计

材料与冶金学科的日常课堂教学活动中，为了启发学生，激活学生对科学问题的自主思考，需要围绕着某一个知识点，激活学生的发散性思维，利用创新理论，其中可以划分出多个不同的模块，使某个灵感点对应到模块中进行探究，获取新的科学发现，有效激活了学生的动脑动手意识。在模仿操作中，激活学生的创新性思维，使学生能够积极主动的加入到后续的验证、探讨、实践活动中，致力于将想法转换为实际行动，提高教学产出的价值，在创新思维灵感点的基础之上，优化提案创新理论设计，强化学生的发散性思维能力。

（二）围绕若干条学习主线展开教学活动

TRIZ创新理论下，材料与冶金学科的教学活动中要构建其混合教学模式，优化教学模式的设计有效性，围绕着若干条学习主线，全过程贯穿TRIZ混合教学理念。落实到专业的材料与冶金学科教学活动中，教师要改变以一条教学主线为主的模式，调动起学生的学习积极性和创新意识，向学生分配合理的学习任务，由几个同学划分为不同的学习训练小组，每个学习小组在学习主线的引导下，展开探究活动不同，学习小组的学习任务是各有不同的。但是每个小组之间又体现了紧密的关联，在互相的激励、互助、竞争中，学生的学习积极性被激活，参与到学习小组的训练中来，提高学习效果，增强学习反馈，增加师生和生生之间的交流，在若干条学习主线的贯穿下，每个学习小组的学生都能够有所收获[2]。

（三）扩展学生知识面

学生是学习活动中的主体，TRIZ创新理论下材料与冶金学科的教学同样要将学生作为课堂上的主体，分析学生的学习特点，扩展学生知识面，提高综合性创新设计的有效性。学生的学习能力、学习进度、学习特点等各有不同，教师可以通过分层次的教学设计，优化整体的教学效果。以学习基础差的学生为例，教师可以在课前为此类学生布置准备练习的任务，使学生能够提前做好前期准备，在课堂上跟上学习进度。而学习能力强、学习态度热情的学生，则可以进行知识扩展，在课后由教師布置一定难度的扩展题目和任务，或是结合科研课题等辅导和培训有意愿的学生。在多样化的创新设计和引导中，使学生们能够有所收获，体会学习的乐趣，参与到创新创业项目，或是挑战杯等国际国内比赛实践中来，扩展知识面，积累阅历。

（四）强调审视和反馈

审视和反馈是TRIZ创新理论在材料与冶金学科教学中关键环节，在课堂教学中融入TRIZ创新理论，取得了显著的教学成效，在经验总结和实践探索中，应不断的进行对应用和实践效果的审视、反馈，灵活使用TRIZ创新理论。结合到具体的教学情境中，重视教学产出的总结、反馈与分析，提高对TRIZ创新理论的应用有效性和掌握程度。掌控课堂教学的进度、目标、内容等，做好对学生的后续扶持工作，在审视和反馈中优化教学效果[3]。

结论：

综上所述，高校是培养人才的关键载体，材料与冶金学科的教学中应用TRIZ创新理论仍旧还要进行不断的探究和实践。在教学活动中，教师要落实自身的职能作用，通过不断地总结、思考，优化教学方法，提高TRIZ创新理论的应用效果，真正为学生未来的成才与发展打下坚实的基础。不断提高教学水平，向社会发展提供充足的人才支持。

参考文献：

[1]焦连志.基于TRIZ理论的新工科大学生创新型人才培养[J].创新，2021，15（01）：107-116.

[2]胡智强，王骞.TRIZ创新方法在化工行业中的应用[J].内蒙古石油化工，2020，46（12）：5-8.

[3]庞启航，李维娟，等.TRIZ创新理论在材料冶金学科教学中的应用研究[J].农业技术与装备，2020（02）：142-143.

基金项目：

国家自然科学基金（52074149，U1860112）;辽宁科技大学教学改革研究项目（XJGTD202003，XJGGW202002）;辽宁科技大学研究生教育改革研究与实践项目（2020YJSCX02）;辽宁科技大学研究生课程思政示范课程建设项目（2020YJSCX18）

作者简介：

徐振（1987-），男（汉族），辽宁鞍山人，硕士，任职于辽宁科技大学 讲师，研究方向：金属材料加工。

（作者单位：辽宁科技大学 材料与冶金学院）