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摘要:材料與冶金學(xué)科是我國高等教育中一個(gè)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(diǎn)、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(gè)方面,予以闡述TRIZ創(chuàng)新理論的應(yīng)用實(shí)踐,希望通過研究,為改進(jìn)課堂教學(xué)效果,激發(fā)更多的教學(xué)產(chǎn)出做出貢獻(xiàn)。
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(jì)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(shí)際的工程經(jīng)驗(yàn)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(tuán)隊(duì)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(jìn)教學(xué)方法,將復(fù)雜難懂的知識點(diǎn),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(diǎn)、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(diǎn)-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(gè)方面予以論述,希望通過我們的研究,為TRIZ的進(jìn)一步應(yīng)用,為更好地提高課堂教學(xué)做出貢獻(xiàn)。
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(jī)化學(xué)等基礎(chǔ)自然科學(xué)為機(jī)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(qiáng)。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(shí)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(dá)到隱形飛機(jī)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(xiàn)。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(jī)械設(shè)計(jì)、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(shí)踐和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)
鋼鐵冶金專業(yè)是理論性和實(shí)踐性相結(jié)合的一個(gè)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(shí)踐中。因此,除了必要的課堂教學(xué),實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)必不可少。也要求學(xué)生能夠走進(jìn)企業(yè)和工廠進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí),不斷增加閱歷,豐富技術(shù)經(jīng)驗(yàn),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(shí)間,以TRIZ創(chuàng)新理論來申請的專利不計(jì)其數(shù)。在課堂教學(xué)過程中,將真實(shí)的、具體的應(yīng)用案例,在課堂教學(xué)過程中對學(xué)生進(jìn)行講授,所取得的教學(xué)效果是非常好的。面對著真實(shí)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(diǎn)
材料與冶金專業(yè)教學(xué)過程中,有許多難理解的知識點(diǎn),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(cuò)的教學(xué)效果。然而對于如何進(jìn)一步將知識點(diǎn)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(diǎn)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(dú)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(jī)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(shí)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(diǎn)-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(tuán)隊(duì)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(yàn),我們梳理后,概況為如下幾個(gè)方面:
3.1基于一個(gè)創(chuàng)新思維“靈感點(diǎn)”的TRIZ創(chuàng)新理論設(shè)計(jì)
在平時(shí)課堂教學(xué)過程中,我們善于啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)問題的思考,有的時(shí)候圍繞某一個(gè)知識點(diǎn),經(jīng)常讓學(xué)生進(jìn)行發(fā)散式思維,同時(shí)借助于TRIZ理論中不同的模塊,將這些小想法、某個(gè)靈感點(diǎn)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(shí)不愿意動手動腦的同學(xué),我們也積極鼓勵(lì)其進(jìn)行模仿。如果遇到某個(gè)比較有創(chuàng)新性的想法時(shí),我們會積極進(jìn)行后續(xù)探討和驗(yàn)證,爭取把想法變成現(xiàn)實(shí),實(shí)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(jì)
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(gè)同學(xué)同時(shí)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(lì)、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(shí)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(diǎn),以擴(kuò)展學(xué)生知識面為目標(biāo)的綜合性創(chuàng)新設(shè)計(jì)
在教學(xué)過程中,教師發(fā)現(xiàn)每個(gè)同學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)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(shí)候能夠跟上班級總體學(xué)習(xí)進(jìn)度。對于學(xué)習(xí)能力強(qiáng),有更多學(xué)習(xí)熱情的同學(xué),在課后為其布置一定的擴(kuò)展題目。同時(shí)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(jìn)行輔導(dǎo)和培訓(xùn),通過多種多樣的創(chuàng)新設(shè)計(jì),諸如創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)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(shí)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(shí)踐取得了非常好的效果。通過不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn),認(rèn)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(shí)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(xiàn)自己的一份力量,為社會的進(jìn)步履行自己的使命和責(zé)任。
參考文獻(xiàn)
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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