郭菁,遼寧科技大學材料與冶金學院,副教授,碩士生導師。遼寧科技大學2019年“移動式奪金課堂”優質課堂獎獲得者,在經過長達三年多的研究探索中,設計開發了一個新型教學戰場,讓學生在這里能夠最有效學習到知識以及將所學知識靈活的進行實際應用,采用“5G移動式奪金實踐教學模式”檢驗了課堂教學效果和教師教學水平的提高,同時具備了“5G”、“移動式”、“奪金”三大法寶。主持和培育的教學研究項目-基于五類創新實訓的“5G移動式奪金實踐教學模式的應用推廣研究”獲得2019年度校優秀教學成果獎。新工科背景下TRIZ創新理論的推廣和實踐應用者。
課程背景
1.時代要求:高等工程教育是高等教育的重要組成部分,其目標是培養高級工程技術人才,對我國經濟的發展起著重要的決定作用,高等工程教育是以“應用”為其辦學思想,它所培養的人才必須具備創新能力,而這恰恰是目前我國工程教育的主要欠缺。面對21世紀現代工程對具備創新能力人才的需求,如何在高等教育工程實施過程中培養出一批具備創新能力并能夠運用所學知識不斷發現問題、分析問題、解決問題的應用型創新人才是高等院校特別是高等工科院校急需研究解決的現實問題。
2.學生特性:我國工科人才培養的目標定位不清晰,工科教學理科化,對于通識教育與工程教育、實踐教育與實驗教學之間的關系和區別存在模糊認識,工程教育與行業企業實際脫節太大,工科學生存在綜合素質與知識結構方面的缺陷
3.學術發展:構建了“TRIZ理論創新方法+專業基礎知識+實際技術難題=創新的成果”的學生成才培養體系,形成了具有遼寧科技大學特色的卓越工程師培養體系。
4.獨特資源:這門課給大家講授新工科背景下TRIZ創新理論的實踐與應用,從現代工程教育理念出發,通過對傳統高等教育理念及教學方式在培養高質量工程技術人才過程中諸多弊端的深入剖析,以TRIZ創新理論為依托,結合我國“新工科”背景下高等工程教育特點,以自主學習能力培養為導向的“5G移動式奪金實踐教學模式”的推廣與實踐,修正工程教育的過度學科化傾向,力求著力培養工程實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型工程人才。
課程目標
課程作為直接作用于人的教學媒介,是人才培養的核心要素之一。目前我國高等工程教育課程體系無論在知識結構、課程設置、實踐教學環節上,還是在課堂教學的內容、方法和手段上,都存在著一些急需改革和完善的方面。而目前,多媒體及計算機技術的發展為教學過程提供了極大的幫助,特別是針對培養人才的創新思維及創新方法孕育而生的理論和計算機輔助設計,極大縮短了人們的創新過程并提高人們在解決實際問題過程中的創新效率。以專業知識和創新理論為基礎,與計算機輔助設計為工具,理論與實踐結合,課程內訓練與綜合實踐結合,構建符合現代工程人才培養的課程體系對于工程技術人才培養、增強國家科技競爭力、推動社會經濟發展具有重要意義。“新工科背景下TRIZ創新理論的應用與實踐”這一課程的設立及運行,就是為了高等工程教育中培養具有創新能力的綜合型人才的改革提供一定的理論及實踐依據。
課程設計原則
課程設計過程中針對“基于TRIZ理論的輔助設計與人才創新能力培養的探索”進行學生的授課與培養:
1.設計原則一:TRIZ理論與輔助設計。
計算機輔助技術(computer aided innovation,CAI)是工程與管理領域的有一個重要的計算機輔助技術,它得益于創新理論,方法的發展及其和計算機技術的不斷融合。本研究所指的計算機輔助主要指TRIZ專用計算機輔助。TRIZ的出現和不斷發展,促使了計算機輔助創新技術的誕生。CAI包括科學的問題分析與創新思維方法、問題轉換與矛盾解決發明原理,標準問題解法與發明問題解決算法等,相對于傳統的創新方法,具有很強的科學性和可操作性。另外,不斷成熟的本體論技術為創新思維擴展和基于專利的問題分析方法。專利分析。價值工程和項目管理等理論方法的融入,逐漸形成完善的計算機輔助創新技術,這些理論構成計算機輔助創新技術的理論基礎。
因此,可以說計算機輔助創新技術CAI是以TRIZ創新理論與方法為核心,包括基于創新思維的問題分析與矛盾發現,基于本體論的創新概念擴展、基于TRIZ發明原理的工程矛盾解決、基于專利的解決方案知識庫構建、基于價值工程的方案評價,以及專利分析與生成等幾個方面,它們為創新過程中創新主體能力的提升和創新問題的系統解決提供了強大的理論與方法基礎,構成了計算機輔助創新整體解決方案的理論框架。
2.設計原則2:創新能力。本課程所指的創新是在學科知識的基礎上,對學科知識的拓展、發揮和應用。
其含義并不是說創新能力的培養都必須由學校教育完成,并對各類創新思想及創新方法讓學生進行簡單機械的糅合,要求學生一并學習和不斷創新,而是要求我們教育者,充分認識創新能力和創新觀念價值取向和特點,并同教育對象的特質進行有機整合,在我們的教育教學中,樹立“創新觀”。“創新觀”是區別于以知識為中心進行的創新,著重培養學生綜合運用知識分析問題和解決問題的創新能力。這是當前科技進步和時代發展對教育提出的現實需要,也是當前的高等教育階段課程改革的重要目標。
“新工科背景下TRIZ創新理論的應用與實踐”課程的指導思想就是要求本科專業課教師樹立“創新觀”,這是當今時代和課程改革對高校專業課教師提出的迫切要求,是教育能否真正為社會建設和發展服務的關鍵問題,也是我們高校專業課教師必須正視的首要問題。課程的主要任務是構建符合現代工程人才培養的創新觀念和創新思想,創新能力的培養作為高校人才培養模式中的重要一環,直接關系到人才培養目標的實現和人才培養質量的高低。不同類型的人才培養模式需要建構與之相適應的創新培養計劃,方能更好地為社會培養出所需要的不同層次、不同類型的創新人才。課程的最終目標是培養一大批具有創新思維和創新觀念,并能綜合應用現代科學理論工具和技術手段,懂經濟、會管理,兼備人文社會科學知識的高素質工程技術創新人才,解決大學畢業生在實際工作的過程中,普遍存在的工程實踐能力和解決實際問題能力缺乏、創新能力欠缺,知識面狹窄的問題。