材料冶金學(xué)科教學(xué)創(chuàng)新理論應(yīng)用研究

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摘要：材料與冶金學(xué)科是我國高等教育中一個傳統(tǒng)性優(yōu)勢學(xué)科。文章使用TRIZ創(chuàng)新理論應(yīng)用于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)過程，以材料與冶金學(xué)科為例，從學(xué)科特點、TRIZ創(chuàng)新教學(xué)方法相比于傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢、TRIZ創(chuàng)新理論在教學(xué)中的應(yīng)用研究三個方面，予以闡述TRIZ創(chuàng)新理論的應(yīng)用實踐，希望通過研究，為改進課堂教學(xué)效果，激發(fā)更多的教學(xué)產(chǎn)出做出貢獻。

關(guān)鍵詞：理論；材料；冶金；教學(xué)

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(yōu)勢學(xué)科，幾十年以來，為國家的現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)出數(shù)以萬計的復(fù)合型人才。在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，鋼鐵冶金專業(yè)涵蓋若干復(fù)雜的數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等基本原理，尤其是實際的工程經(jīng)驗更讓學(xué)生在課堂教學(xué)學(xué)習(xí)過程中感到吃力。為了更好地提升教學(xué)效果，作者所在的教學(xué)團隊通過引入TRIZ創(chuàng)新理論，通過混合式教學(xué)模式，不斷改善、改進教學(xué)方法，將復(fù)雜難懂的知識點，通過TRIZ系統(tǒng)地歸類和闡述，贏得了學(xué)生的普遍歡迎。本文從本專業(yè)的學(xué)科特點、TRIZ創(chuàng)新教學(xué)方法相比于傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢、基于“點-線-面”的TRIZ創(chuàng)新理論在材料冶金專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)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(yīng)用，為更好地提高課堂教學(xué)做出貢獻。

1材料與冶金學(xué)院的專業(yè)學(xué)科特征

1.1以數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、無機化學(xué)等基礎(chǔ)自然科學(xué)為機理

鋼鐵冶金專業(yè)作為傳統(tǒng)的工科專業(yè)，相比于其他工科專業(yè)或者文科、理科專業(yè)，其原理性、系統(tǒng)性更強。比如對于鋼鐵冶煉過程中的物理和化學(xué)變化，就需要通過相對復(fù)雜的模型，通過若干學(xué)科的綜合講解，才能讓學(xué)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(yè)教師，不僅要具有扎實的材料科學(xué)、冶金科學(xué)專業(yè)知識，更要熟知相關(guān)的數(shù)學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)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(yè)為主要課程和研究對象

幾十年來以鋼鐵冶金和材料科學(xué)為背景的產(chǎn)出層出不窮，從小小的螺絲釘，達到隱形飛機涂層，再到國產(chǎn)航母用鋼，再到港珠澳大橋建設(shè)，都凝結(jié)著鋼鐵冶金專業(yè)的學(xué)科貢獻。我們在教學(xué)過程中，主干課程是材料科學(xué)和鋼鐵冶金，輔助課程是機械設(shè)計、電工學(xué)、分析化學(xué)等，也包括一些創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程和其他選修課程。

1.3重視生產(chǎn)實踐和技術(shù)經(jīng)驗

鋼鐵冶金專業(yè)是理論性和實踐性相結(jié)合的一個學(xué)科。要求在教學(xué)過程中，不僅要介紹基本的原理、組成、構(gòu)造等，更要將這些理論應(yīng)用到具體的生產(chǎn)實踐中。因此，除了必要的課堂教學(xué)，實驗、實踐教學(xué)必不可少。也要求學(xué)生能夠走進企業(yè)和工廠進行生產(chǎn)實習(xí)，不斷增加閱歷，豐富技術(shù)經(jīng)驗，為將來能夠服務(wù)社會做好前期準(zhǔn)備工作。

2TRIZ創(chuàng)新教學(xué)方法相比于傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢

2.1TRIZ理論的案例式教學(xué)能夠提供學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)效果

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

2.2TRIZ理論的邏輯性思維使學(xué)生更容易消化知識難點

材料與冶金專業(yè)教學(xué)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(dǎo)圖等新方法，取得了不錯的教學(xué)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(xué)生了解知識點的由來、構(gòu)成及后續(xù)的學(xué)習(xí)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(lián)系，鍛煉了學(xué)生獨立思考能力

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)是以教師為主的，課堂氣氛比較沉悶，同學(xué)更缺乏動手動腦鍛煉的機會。TRIZ案例式課堂，氣氛非?；钴S，教師通過引導(dǎo)、啟發(fā)、解釋等手段，使學(xué)生能夠積極融入課堂教學(xué)全過程。同時緊張的師生關(guān)系也得到緩解，新型師生之間朋友關(guān)系也得到確立。

3基于“點-線-面”的TRIZ創(chuàng)新理論在材料冶金專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

筆者所在的教學(xué)團隊一直致力于將TRIZ創(chuàng)新理論應(yīng)用于課堂教學(xué)中，通過近年取得的一些非常好的經(jīng)驗，我們梳理后，概況為如下幾個方面：

3.1基于一個創(chuàng)新思維“靈感點”的TRIZ創(chuàng)新理論設(shè)計

在平時課堂教學(xué)過程中，我們善于啟發(fā)學(xué)生進行科學(xué)問題的思考，有的時候圍繞某一個知識點，經(jīng)常讓學(xué)生進行發(fā)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(yīng)，探究是否能帶來新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。對于平時不愿意動手動腦的同學(xué)，我們也積極鼓勵其進行模仿。如果遇到某個比較有創(chuàng)新性的想法時，我們會積極進行后續(xù)探討和驗證，爭取把想法變成現(xiàn)實，實現(xiàn)教學(xué)產(chǎn)出[3]。

3.2以若干條學(xué)習(xí)主線貫穿的TRIZ混合教學(xué)模式設(shè)計

在專業(yè)課教學(xué)過程中，教師是以一條教學(xué)主線來開展的。為了激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性，在課堂教學(xué)之前，我們?yōu)槊课煌瑢W(xué)分配了一定的學(xué)習(xí)任務(wù)，幾個同學(xué)同時又構(gòu)成了學(xué)習(xí)訓(xùn)練小組，小組以一條學(xué)習(xí)主線為引導(dǎo)，不同組間的學(xué)習(xí)任務(wù)存在一定不同，但相互間有著密切的聯(lián)系。通過學(xué)習(xí)互助、學(xué)習(xí)激勵、學(xué)習(xí)競爭等模式，激發(fā)了每位同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性，同時也贏得了非常好的學(xué)習(xí)反饋和教學(xué)效果[2]。

3.3針對于學(xué)生學(xué)習(xí)特點，以擴展學(xué)生知識面為目標(biāo)的綜合性創(chuàng)新設(shè)計

在教學(xué)過程中，教師發(fā)現(xiàn)每個同學(xué)的學(xué)習(xí)進度和學(xué)習(xí)能力是不盡相同的。針對于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差的同學(xué)，教師在課前為其布置了準(zhǔn)備練習(xí)，使其上課的時候能夠跟上班級總體學(xué)習(xí)進度。對于學(xué)習(xí)能力強，有更多學(xué)習(xí)熱情的同學(xué)，在課后為其布置一定的擴展題目。同時在課下，專業(yè)教師也會結(jié)合自己的科研課題，對有意愿的學(xué)生進行輔導(dǎo)和培訓(xùn)，通過多種多樣的創(chuàng)新設(shè)計，諸如創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、挑戰(zhàn)杯等國際國內(nèi)比賽，同學(xué)們收獲了學(xué)習(xí)的樂趣，也為自己積累了更多的成績和閱歷。3.4對TRIZ創(chuàng)新理論應(yīng)用與實踐的審視和反饋將TRIZ創(chuàng)新理論融入課堂教學(xué)過程，經(jīng)過多年的教學(xué)實踐取得了非常好的效果。通過不斷地總結(jié)經(jīng)驗，認為首先TRIZ創(chuàng)新理論非常好，但是要靈活使用，要與具體的教學(xué)情境相結(jié)合。同時重視對教學(xué)產(chǎn)出的總結(jié)和反饋，不斷提高對TRIZ創(chuàng)新理論的掌握程度和對課堂教學(xué)的掌控及對學(xué)生的后續(xù)幫扶。

4結(jié)語

做好人才培養(yǎng)不僅是高校的責(zé)任，更是一線教師的神圣義務(wù)。在教學(xué)過程中一定要多總結(jié)、勤思考，用更好的方法、最新的理論來提高課堂教學(xué)效果，為學(xué)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(zé)任。

參考文獻

[1]周永清，丁永前，薛金林.應(yīng)用TRIZ理論設(shè)計混合課堂教學(xué)[J].黑河學(xué)院學(xué)報，2019,(02)：7-9.

[2]牛犇，宋明皓.TRIZ在校企聯(lián)動創(chuàng)新培養(yǎng)中的優(yōu)勢分析[J].海峽科學(xué)，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(chuàng)新人才培養(yǎng)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(xué)材料與冶金學(xué)院