TRIZ理论在汽车电子技术课程教学中的应用.doc

TRIZ理论在汽车电子技术课程教学中的应用江帆，王一军，刘晓初，游思坤，庾在海广州大学信息与机电工程学院机电系，广东广州，510006摘要：学生创新能力的培养是现代教育教学中的重要任务。TRIZ理论是创新能力的体系理论，本文将TRIZ理论应用汽车电子技术的教学中，探讨汽车电子技术课程创新教学的要点，并结合教学实际进行了实践，取得了较好的效果。关键词：创新能力，TRIZ理论，汽车电子技术1 创新理论的发展与TRIZ理论现在是知识经济时代，创新是经济发展的强劲动力，创新能力的高低，是一个人、 一个企业、 一所学校、一个国家竞争力强弱的重要标志。创新能力的培养成为人才培养机构关注重点。创新来源于创新能力和创新思维，探索提高和培养创新能力的努力从来就没有停止过，并已经取得了许多可喜的成果，如头脑风暴法、635法、奥斯本检核表法等等，但是，以上方法在实际表现中并没有预期想像的好。造成这种现象的一个重要原因就是：人们一直将创新视为一门不可预知的艺术形式。迄今为止，人们在发明创新中所使用的手段大多是手工的、无正式方法可言的和不协调的，如头脑风暴法，不容质疑，使用这样的手段可以有效地借用跨专业的知识、思维导向和集体的智慧，然而，该手段实质上是一种最好的试错法，它所提供的管理模式也是一种不能确保成功的方法，它所产生的效果不可避免地要受到团队成员个性和环境的影响。是否存在一种更加有效的创新方法，即当人们进行发明创造、解决技术难题时，只需要遵循一定的科学方法和法则，就能迅速地实现新的发明创造或解决技术1，这时，创新原理系统体系TRIZ理论应运而生。TRIZ是“发明问题解决理论” 的俄文简称，它是前苏联G. S. Ahshuller及其同事们在分析研究了世界上近250万件高水平发明专利，综合多个学科领域原理、法则的基础上提出的创新方法理论体系。主要目的是研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则，它是一种建立在技术系统进化规律基础上的问题解决系统2，同时也是一个创新能力培养体系理论。目前，世界范围内的经济，军事及科技的激烈竞争，实质上就是知识创新和技术创新的竞争，从根本上说是创新人才的竞争。开展创新教育已成为目前我国教育改革的主旋律，如何使高校学生具有创新意识和创新能力，适应经济时代的要求，在企业的生产和经营实际中担当技术方面的组织者和带头人，是教学改革的根本目标，贯穿于教育的全过程1，而培养学生的创新能力需要系统的理论体系指导，TRIZ是本文将TRIZ理论与学生创新能力培养相结合，进行汽车电子技术课程创新性教学的实践，为TRIZ理论在创新性教学中应用提供参考。2 TRIZ理论的创新性原理及在教学中的应用2.1 TRIZ理论的创新性原理G. S. Ahshuller通过对上百万件发明专利的分析研究，抽出了40个发明创造所遵循的原理，它们成为TRIZ解决技术矛盾的关键。这些原理是分割、组合、嵌套、部分改变、动作预置、自助机能等。这40个原理本身较为抽象，作为解决具体技术和矛盾对立的指导方针，还需要进一步转化为具体的解决对策。同时还抽象出了产生系统矛盾对立的典型技术特性39项，这些典型技术特性是速度、形状、强度、温度、可靠性、制造性等。并发现虽然技术系统和发明创造问题涉及方方面面，但典型的系统矛盾对立只有大约1250个左右，而且这些典型的系统对立均可用40个发明创造原理中的方法来解决。2.2 TRIZ理论在汽车服务工程教学中的应用TRIZ理论的发展与完善带动了TRIZ的应用，目前TRIZ在创新设计、创新教学、创新科研等方面得到应用，取得了可喜的成果，本文根据对TRIZ理论的理解，将其应用到汽车服务工程的创新性人才培养中，为汽车服务工程的创新性人才培养提供一条途径。（1）改革教学内容，强化创新意识的培养汽车服务工程专业课程较多，如汽车构造、发动机原理、汽车电子技术、汽车故障检测等，其中一些课程的设计性、实践性较强，有必要改革教学内容，强化学生的创新意识。实质上，各课程基础理论的灵活运用就是创新，所以在讲授这些课程时，要积极启发学生思维，引导学生思维发散，即一个原理或一个方法举出不同的应用实例，甚至相反的例子，使学生的思维更活跃些。例如，在介绍电动汽油泵的基本概念时，可简单地介绍各种结构形式的应用情况和优缺点，以及性能改善的要点。讲述电子巡航中应用的磁阻式转速传感器时，可让学生回忆前面学过的转速传感器的各种形式，并进行比较，找出它们之间的共性。改革教学内容的关键是与学生的实际情况相关，并与实践相结合。汽车服务工程是实践性很强的学科，整堂灌输书本理论，比较抽象，使学生产生畏惧心理，并对这些课程学习失去信心。加大教学的实践性，是学生在视觉、感性认识得到充分利用，激发他们的创新激情。如在进行发动机构造的教学，采用发动机实物，讲述它的运动过程及结构不同形式，鼓励学生对现有的发动机产品进行改进，特别是控制系统的改进，达到经济、功率、环保的统一。（2）改进教学方法与手段，实施对学生的创新思维的训练课程教学通过教学方法和手段实现，实施对学生的创新思维训练就需要积极改进教学方法和教学手段。制作并合理运用电子课件，特别是将CAI技术引入到汽车服务工程学科教学中去。随着计算机技术的飞速发展，特别是计算机多媒体技术和网络技术的日臻完善与成熟CAI技术（computer Assisted Instruction） 以其互动和直观的效果特征，在课堂教学中发挥着越来越大的作用。计算机具有真实、准确、快捷和新意无穷的高超能力。将其运用到机械教学中。可以让师生双方都充分感受到教学成功的欢乐，有利于培养和激发学生勇于探索、不断创新的精神。在汽车服务工程教学中要充分利用CAI，采用三维、动画的形象描述方式，加深学生对知识的印象，引导他们对汽车服务工程类课程的学习兴趣，特别是汽车构造、汽车电器这些课程，要加多视频，让学生直观看到这些装置的运动过程，有助于学生对基本原理、结构等理解。采用论文作业引导学生的创新思维。在讲授各课程基础理论的课后布置一个论文作业，要求他们对基础理论进行发散思维，指出他们想象中的应用，激活他们的创新意识。进行创新思维技法和思维方法的训练。每讲完一个基础理论，可以采用TRIZ理论中40个发明创造原理中的一个方法，让学生相互启发，激发他们的联想思维、想象思维、灵感思维，进而得到创新的成果。（3）重视实践环节，提高学生实践创新能力课程设计的改革。汽车服务工程学科中有许多课程有课程设计，如汽车构造、汽车维修工程、汽车电器及电子控制技术、汽车保险理赔等，这个实践环节对培养学生的创新能力有着重要作用。这些实践课程采用兴趣组合、团队合作、相互帮助和启发的方式，使学生在实践过程中激发对汽车服务工程学科的兴趣，对现有的问题提出创新性解决方案。实验内容的改革。我们将实验课程分为验证性、综合性、设计性等几类，加强综合性和设计性实验的开设，这些实验不再是书本知识的简单重复，而是加入自己的创新思维，才能完成实验内容。实验过程中要放手让学生去做，并寻找尽可能多的工厂实际问题的设计性实验让学生们去做。如发动机的拆装、蓄电池的拆装、汽车美容等实际动手实验，强化学生的动手能力的同时，使他们能在实践中发现原来装备的不足，并提出改进意见。（4）积极开设第二课堂，鼓励学生参与创新活动积极创造条件和环境，构建第二课堂，鼓励学生参与创新活动。结合我们系的教学优势，我们成立汽车维护、汽车美容创新实验室、汽车电子创新设计实验室等开放实验室，供学生在课余进行创新活动。积极鼓励学生参加各级挑战杯的竞赛活动，并组织本院的汽车服务模式创新设计竞赛，通过这些第二课堂活动，在丰富学生生活的同时，激发他们的实际创新能力。3 TRIZ理论在汽车电子技术中的创新教学实践汽车电子技术是汽车服务工程学科的重要基础课，在教学中培养学生的创新思维具有重要的意义。作为教师，在教学过程努力创造一切有利条件，为学生提供创新思维的空间，激发他们的创新意识和创新行为。采用三维、动画的CAI课件。汽车电子技术对于一个没有接触过汽车的学生来说比较难，因为该课程涉及电子技术、汽车构造、控制技术、液压传动等，内容比较复杂，而且许多学生没有见到过，所以采用三维、动画的CAI课件有助于学生理解。应用TRIZ理论进行进行发明式教学，启迪学生的创新思维和求异思维。汽车电子技术主要讲授电子技术对汽车的控制技术，比较抽象，不容易理解。针对这种情况，在汽车电子技术教学中采用发明式教学，将本课程分为几个关键点，对关键点鼓励学生自己思考，并对他们的思考结果给予鼓励，培养他们思考的成就感，进而激发他们的创新思维和求异思维，使得课堂教学效果很好。积极强化实验教学，课程教学中穿插7个模块的实验教学，让学生动手验证书本的知识，并对现有控制方式进行改进，发挥学生的创新意识。在以后教学中还将开设综合实验和设计性实验，如发动机点火提前角控制方法的设计实验、车高传感器的重设计实验等。通过强化教学实践中对学生创新能力的培养，学生的学习兴趣浓厚、创新意识比较强，在课堂上非常活跃，积极发表自己的见解。4 结束语创新是我们民族的灵魂，国家兴旺发达的不竭动力，高校作为人才培养的基地，在教育教学活动中进行创新教育，提高学生的创新能力，关系我们民族和我们国家的未来发展，因此，积极改善教学，加大创新能力的培养是今后是高等学校的重要任务。本文结合对TRIZ理论的理解，应用到汽车电子技术课程教学中，为其他课程改革及其他学科的教学改革提供参考。参考文献：1 李俊华. 改革机械设计基础实验教学，提高学生的创新能力. 中国科技信息，2005.17：2002012 徐起贺，吴昌林. 基于TRIZ理论的机械产品创新设计研究. 机床与液压，2004.7：32333 张志远，何川，张荀. TRIZ理论研究综述. 重庆工商大学学报，2004，21（1）：1001044 王汝豹. CAI与机械制图创新教学. 科学中国人，2005.3：605 张美麟，张有慎，张莉彦等. 机械类创新型人才培养模式的研究. 机械类课程报告论坛2006文集，2006.12：1581606 侯圣智，牛占文. TR