材料冶金學科教學創新理論應用研究

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摘要：材料與冶金學科是我國高等教育中一個傳統性優勢學科。文章使用TRIZ創新理論應用于傳統的課堂教學過程，以材料與冶金學科為例，從學科特點、TRIZ創新教學方法相比于傳統課堂教學的優勢、TRIZ創新理論在教學中的應用研究三個方面，予以闡述TRIZ創新理論的應用實踐，希望通過研究，為改進課堂教學效果，激發更多的教學產出做出貢獻。

關鍵詞：理論；材料；冶金；教學

冶金工程與材料加工工程是我國高等教育中開展較早的優勢學科，幾十年以來，為國家的現代化建設培養出數以萬計的復合型人才。在傳統的教學過程中，鋼鐵冶金專業涵蓋若干復雜的數學、物理學、化學等基本原理，尤其是實際的工程經驗更讓學生在課堂教學學習過程中感到吃力。為了更好地提升教學效果，作者所在的教學團隊通過引入TRIZ創新理論，通過混合式教學模式，不斷改善、改進教學方法，將復雜難懂的知識點，通過TRIZ系統地歸類和闡述，贏得了學生的普遍歡迎。本文從本專業的學科特點、TRIZ創新教學方法相比于傳統課堂教學的優勢、基于“點-線-面”的TRIZ創新理論在材料冶金專業課程教學中的應用研究三個方面予以論述，希望通過我們的研究，為TRIZ的進一步應用，為更好地提高課堂教學做出貢獻。

1材料與冶金學院的專業學科特征

1.1以數學、物理化學、無機化學等基礎自然科學為機理

鋼鐵冶金專業作為傳統的工科專業，相比于其他工科專業或者文科、理科專業，其原理性、系統性更強。比如對于鋼鐵冶煉過程中的物理和化學變化，就需要通過相對復雜的模型，通過若干學科的綜合講解，才能讓學生理解，從礦石到鋼鐵演變的全過程。作為一名材料與冶金專業教師，不僅要具有扎實的材料科學、冶金科學專業知識，更要熟知相關的數學、物理學和化學基本原理，這樣才能自己有一盆水，授人一碗水[1]。

1.2以鋼鐵冶金專業為主要課程和研究對象

幾十年來以鋼鐵冶金和材料科學為背景的產出層出不窮，從小小的螺絲釘，達到隱形飛機涂層，再到國產航母用鋼，再到港珠澳大橋建設，都凝結著鋼鐵冶金專業的學科貢獻。我們在教學過程中，主干課程是材料科學和鋼鐵冶金，輔助課程是機械設計、電工學、分析化學等，也包括一些創新創業課程和其他選修課程。

1.3重視生產實踐和技術經驗

鋼鐵冶金專業是理論性和實踐性相結合的一個學科。要求在教學過程中，不僅要介紹基本的原理、組成、構造等，更要將這些理論應用到具體的生產實踐中。因此，除了必要的課堂教學，實驗、實踐教學必不可少。也要求學生能夠走進企業和工廠進行生產實習，不斷增加閱歷，豐富技術經驗，為將來能夠服務社會做好前期準備工作。

2TRIZ創新教學方法相比于傳統課堂教學的優勢

2.1TRIZ理論的案例式教學能夠提供學生學習興趣，提升教學效果

TRIZ起源已經有幾十年時間，以TRIZ創新理論來申請的專利不計其數。在課堂教學過程中，將真實的、具體的應用案例，在課堂教學過程中對學生進行講授，所取得的教學效果是非常好的。面對著真實的情景式例子，學生在教師的引導下，激發了學習熱情，有的學生甚至課下加入了教師的課題組，在教師的指導下，通過使用TRIZ創新理論來申請了專利，再通過學生之間的相互介紹，就會營造非常好的學習氛圍，也會帶來巨大的科研產出[2]。

2.2TRIZ理論的邏輯性思維使學生更容易消化知識難點

材料與冶金專業教學過程中，有許多難理解的知識點，對于這部分講授，有的教師采用思維導圖等新方法，取得了不錯的教學效果。然而對于如何進一步將知識點予以分解，是許多一線教師面臨的難題。使用TRIZ邏輯思維方法，可以讓學生了解知識點的由來、構成及后續的學習方法，知其然，更知其所以然。

2.3TRIZ理論的互動性使師生之間密切了聯系，鍛煉了學生獨立思考能力

傳統的課堂教學是以教師為主的，課堂氣氛比較沉悶，同學更缺乏動手動腦鍛煉的機會。TRIZ案例式課堂，氣氛非常活躍，教師通過引導、啟發、解釋等手段，使學生能夠積極融入課堂教學全過程。同時緊張的師生關系也得到緩解，新型師生之間朋友關系也得到確立。

3基于“點-線-面”的TRIZ創新理論在材料冶金專業課程教學中的應用研究

筆者所在的教學團隊一直致力于將TRIZ創新理論應用于課堂教學中，通過近年取得的一些非常好的經驗，我們梳理后，概況為如下幾個方面：

3.1基于一個創新思維“靈感點”的TRIZ創新理論設計

在平時課堂教學過程中，我們善于啟發學生進行科學問題的思考，有的時候圍繞某一個知識點，經常讓學生進行發散式思維，同時借助于TRIZ理論中不同的模塊，將這些小想法、某個靈感點與模塊相對應，探究是否能帶來新的科學發現。對于平時不愿意動手動腦的同學，我們也積極鼓勵其進行模仿。如果遇到某個比較有創新性的想法時，我們會積極進行后續探討和驗證，爭取把想法變成現實，實現教學產出[3]。

3.2以若干條學習主線貫穿的TRIZ混合教學模式設計

在專業課教學過程中，教師是以一條教學主線來開展的。為了激發學生的創新性，在課堂教學之前，我們為每位同學分配了一定的學習任務，幾個同學同時又構成了學習訓練小組，小組以一條學習主線為引導，不同組間的學習任務存在一定不同，但相互間有著密切的聯系。通過學習互助、學習激勵、學習競爭等模式，激發了每位同學的學習積極性，同時也贏得了非常好的學習反饋和教學效果[2]。

3.3針對于學生學習特點，以擴展學生知識面為目標的綜合性創新設計

在教學過程中，教師發現每個同學的學習進度和學習能力是不盡相同的。針對于學習基礎差的同學，教師在課前為其布置了準備練習，使其上課的時候能夠跟上班級總體學習進度。對于學習能力強，有更多學習熱情的同學，在課后為其布置一定的擴展題目。同時在課下，專業教師也會結合自己的科研課題，對有意愿的學生進行輔導和培訓，通過多種多樣的創新設計，諸如創新創業項目、挑戰杯等國際國內比賽，同學們收獲了學習的樂趣，也為自己積累了更多的成績和閱歷。3.4對TRIZ創新理論應用與實踐的審視和反饋將TRIZ創新理論融入課堂教學過程，經過多年的教學實踐取得了非常好的效果。通過不斷地總結經驗，認為首先TRIZ創新理論非常好，但是要靈活使用，要與具體的教學情境相結合。同時重視對教學產出的總結和反饋，不斷提高對TRIZ創新理論的掌握程度和對課堂教學的掌控及對學生的后續幫扶。

4結語

做好人才培養不僅是高校的責任，更是一線教師的神圣義務。在教學過程中一定要多總結、勤思考，用更好的方法、最新的理論來提高課堂教學效果，為學生的成長成才，貢獻自己的一份力量，為社會的進步履行自己的使命和責任。

參考文獻

[1]周永清，丁永前，薛金林.應用TRIZ理論設計混合課堂教學[J].黑河學院學報，2019,(02)：7-9.

[2]牛犇，宋明皓.TRIZ在校企聯動創新培養中的優勢分析[J].海峽科學，2018，（4）:115-116.

[3]萬永彪.基于高校第一課堂與第二課堂有機融合的創新人才培養路徑探索[J].探索與實踐，2020,（1）：37-38.

作者：龐啟航 李維娟 劉坤 趙雪 郭菁 單位：遼寧科技大學材料與冶金學院