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秦全德 李丽 唐岩平
（管理学院管理科学系）
【摘要】作为解决技术问题和实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系，TRIZ理论成功揭示了创造发明的内在规律和原理。本文针对目前高校管理类通识教育课程的特点，以“运筹学”课程为载体，应用TRIZ创新理论的基本原理优化课程结构、创新教学模式、改善考核方法，进而促进学生创新思维的开发和创新能力的培养，为管理类专业创新人才的培养提供新的思路。
【关键词】TRIZ理论 运筹学 实践教学
随着计算机科学的形成和发展，运筹学被广泛应用于复杂系统的运行控制和对未来世界的预测。传统的运筹学教学模式过于注重理论的传授，缺乏实践教学，难以开发学生的应用能力与创新能力。结合学生创新创业教育体系和管理类专业背景，如何有效改革当前运筹学的实践教学模式、提升学生的创新能力，已成为当前教学改革的热点问题。
TRIZ理论是新型创新方法，具有鲜明的特点和优势，可以成功揭示创造发明的内在规律和原理。针对目前深圳大学管理类专业通识教育课程的特点，以“运筹学”课程为载体，应用TRIZ创新理论的基本原理优化课程结构、创新教学模式、改善考核方法，进而构建具有创新活力的运筹学实践教学模式。实践表明，基于TRIZ理论的实践教学能很好地体现“教为主导，学为主体”的教学理念，有利于学生创新思维的开发和创新能力的培养，为学校创新人才的培养提供新的思路。
TRIZ是俄文中发明问题解决理论（英文音译Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch）的词头，该理论是由苏联发明家阿利赫舒列尔（G.S.Altshuller）创立的。1946年，Altshuller开始了发明问题解决理论的研究工作。当时他在苏联里海海军的专利局工作，在处理世界各国著名的发明专利过程中，发现任何领域的产品改进及技术的变革、创新和生物系统一样，都存在产生、生长、成熟、衰老和灭亡的过程，是有规律可循的。人们如果掌握了这些规律，就能能动地进行产品设计并能预测产品的未来趋势。此后数十年中，Altshuller穷其毕生的精力致力于TRIZ理论的研究和完善。在他的领导下，苏联的研究机构、大学、企业组成了TRIZ的研究团体，分析了世界近250万份高水平的发明专利，总结出各种技术发展进化遵循的规律模式，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则，建立一个由解决技术，实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系，并综合多学科领域的原理和法则，建立起TRIZ理论体系（如下图所示）。
TRIZ理论体系的基本结构
TRIZ理论在我国已得到学术界的重视。目前已有基于TRIZ的计算机辅助设计软件Tech Optimizer的介绍；利用TRIZ中的ARIZ算法，分析产品设计中的创新过程；将TRIZ中的物质场分析法用于解决我国企业中的一个实际问题等。分析TRIZ理论在教学中的应用，建立面向技术创新的课程体系，采用分割原理、局部质量原理、合并原理和反馈原理优化教学体系。
分割原理：将完整的课程体系分割成基础课、专业基础课、专业课、专业课程设计、毕业设计、创新实验等模块。模块化教学有利于学生获取不同层面的知识，便于目标教学工作的开展。
局部质量原理：根据专业特性，结合培养目标，有针对性地强化某些模块课程或某项技能训练，使学生毕业时有一技之长，满足其就业需要。
合并原理：针对学时有限的现状，利用合并原理，对相近课程进行合并，使有限的课时得到充分利用，同时强化综合能力的训练与培养。
反馈原理：利用反馈原理，对市场要求进行反馈，修订教学大纲，调整教学目标，完善教学实践环节。
1.师资力量有待加强
管理科学专业有着较强的实践性，师资队伍建设是保证人才培养质量的基础。目前，深圳大学运筹学专业方向的任课教师，特别是中青年教师较缺乏现实中运筹学应用的背景知识，影响了授课质量和研究水平提升。
2.教学手段不科学
在课堂教学方式上，仍以传统课堂理论教学为主，忽视实验实习等教学实践环节的辅助作用，并且没有考虑到将该门课程紧密联系其在工程管理专业领域的应用。学生在学习过程中，仅仅接受了该门课程的轮廓和数学算法，没有将该门课程与教研室的研究课题相结合，以致其理论不能为实践服务。
3.讲授案例不足
在课程的讲授过程中，教师仅把该门课程的基础理论和模型进行了机械式的描述，并没有结合更多更好的案例加强学生对课程的印象和掌握，并且忽略了专业软件的学习应用。
4.考核方式落后
在以往的考核中，该门课程仅仅以闭卷考试的形式来检测学生的掌握程度，但这只能考察学生对公式和概念的机械记忆能力，并没有达到检测学生对该门课程知识的应用能力的目的。建议在后续的课程中加大对CPLEX等专业应用软件的教学。
5.教与学的反馈不及时，师生互动不强
在传统教学中，教师讲授的时间太长，相应留给学生思考的时间太短。学生可能有问题也没有时间解决，并且教师除授课外，与学生的联系很少；学生在课后自学和做课后练习中随时会可能遇到各种问题，但因无法及时与老师交流而使问题堆积，使得后续内容学习愈加困难。
6.教学内容的选择标准不明确
“运筹学”课程包括若干分支，而教学课时有限，“运筹学”课堂教学不可能涉及各个分支，并且不同层次、不同专业、不同类型的人才培养目标不尽相同，学生素质及知识结构也存在差异，因而要求“运筹学”课程在教学内容的选择、难度的掌控、教学侧重点等一系列问题上应做到因材施教。但目前在运筹学的教学中，教学内容的选择带有一定的随意性和盲目性，甚至存在着教学内容因人而设或因教材而设的现象。
1.优化课程结构
传统的“运筹学”课程内容单一，不能满足不同专业学生的个性需求，也不利于学生创新思维的开发以及创新能力的培养。本文将其分为理论教学和实践教学两部分，应用TRIZ理论的分割原理，将理论课程体系分割为规划论、库存论、图论、决策论、对策论、排队论、博弈论、可靠性理论等内容。实践教学的内容针对不同专业学科背景的特点设计路径规划、库存控制、决策分析等多个实用性和应用性较强的案例供学生选择，这种利用分割原理形成的模块化教学，有利于学生对不同技能及知识点集群的集中学习和掌握，同时便于目标教学工作的开展。
“运筹学”课程面向全校所有的学科和专业开放，每个学期班级中都有来自不同专业和学科的学生。学生的专业素质、专业背景不同，因此，他们选择本课程的目的也各有不同。依据TRIZ理论的局部质量原理，根据不同专业学生的特点结合培养目标的要求，有针对性地强化某些模块课程的教学训练。另外，针对课时有限的问题，应用TRIZ理论的合并原理，将相近内容进行合并。一方面充分利用了课时，另一方面强化了综合能力的训练与培养，使有限的课时最有效地发挥实际作用。
2.创新教学模式
“运筹学”课程主要采用研究性教学，它是有别于传统的教学方式的一种新的教学观或教学方法。在课程教学过程中由教师创设一种类似科学研究的情境和途径，指导学生通过类似科学研究的方式主动地获取知识、应用知识并解决问题，从而完成相关的课程学习。在教学过程中，通过优化课程结构建立一种基于研究探索的学习模式，在教学科研结合的氛围中使师生互动。TRIZ理论提供创新的解决方案，研究性教学以培养学生自主学习、发现问题和解决问题的能力为目的，各个方面都涉及创新能力的培养，因此，TRIZ理论能在研究性教学进行的过程中为学生和教师提出解决问题的思路。
研究性教学方法的首要任务是创设问题情境，给学生思考的引子；建立待求题目后，根据TRIZ理论，进行程式化描述，解决冲突，获得合适的情境设计。问题创设过程是以教师为主，师生共同参与的过程。在创设问题情境阶段所面临的课程的子课题划分、待求的题目获得等问题，都需要采用TRIZ理论进行解决，进而对师生的创新思维进行开发。
研究性教学过程重点是帮助学生对提出的问题进行求解，安排好学生的讨论、成果交流和总结环节，使研究性教学有序地进行，达到传授专业知识和激发学生创新能力的目标。在这一过程中，需要研讨探究和验证假设，即学生对自己提出的问题进行研究求解，并给出结果。TRIZ理论给出问题的解的多种方案，解决问题求解过程中的各种矛盾，给出较佳的方案。针对实际问题，TRIZ理论指导学生进行创新性解决，首先通过问题分析和定义把这些实际问题转换为TRIZ问题模型，然后利用TRIZ的分析工具得到问题通解，最后得到特定解。
3.改善考核方式
实践教学评价是重视过程的评价，而非结果评价，侧重关注学生在研究性学习过程中投入的程度和取得的阶段成果。采用TRIZ理论对评价学生的学习情况进行描述、分析、解决冲突、求解，获得了一套“全程式—多元化”的考核方法。课程考核模式通过学生自主选题、课题式设计、撰写报告和论文等完成全程式考核。考核成绩评定主要包括六部分内容：平时成绩（出勤率+学习态度）、课题设计、实践模块考核、报告、课题成果和论文。具体实施方法和计分方法如下：考核成绩（100%）=平时成绩（15%）+课题设计（2%）+实践模块考核（40%）+报告（3%）+课题成果（30%）+论文（10%）。
应用TRIZ工具对学生学习情况的各种因素的权重进行计算而得出的结果是，既重视考试分数，又重视平时表现；既重视理论知识，又重视实践操作能力；既重视基础，又重视创新；既注重结果，又注重过程；既兼顾集体，又突出个人。
4.完善教学实践环节
教学实践环节主要包括课堂实践、模拟竞赛、课外专题讨论三种形式，充分利用学生的实践机会，给学生提供良好的实践学习环境。课堂实践以上机实验或案例分析形式为主，给学生布置一个接近生活的案例，或学生在生活中寻找案例，让学生讨论并解决问题。诸如护士值班问题、学校排课问题、学校电梯运行问题、考试安排问题、食堂窗口租赁问题、学费评价问题等。
在开展理论学习以及课堂案例分析的同时，还要鼓励学生积极组织参与各种数学建模竞赛。通过组织学生参加各种竞赛，达到培养学生的驾驭知识能力以及运用和处理实际问题的能力。
课外专题讨论的内容可以是多样化的，选择内容的原则是对教学方法有用的、对教学内容有帮助的、学生感兴趣的，如教学信息反馈、学习情况反馈、数学建模问题讨论、学习总结等。针对数学与应用数学专业的学生，还可以倡导学生思考、讨论、交流各种算法的改进。针对信息与计算科学专业的学生可以倡导学生讨论沟通各种软件使用时的方法以及优劣。学生在讨论中起到主动作用，促进了学生间的沟通，真正体现了“以学生为本”的教学理念。
分析和总结当前“运筹学”课程实践教学中存在的问题，以提高课程教学效果、培养学生的创新能力为目标，应用TRIZ理论优化课程结构，创新教学模式，改善考核方法。实践证明，TRIZ理论对于管理类专业学生的实践教学有着极大的帮助，基于TRIZ理论的实践教学改革有着极其重要的实用价值和应用前景，为创新性人才的培养提供了更好的途径。
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