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摘要:创新是一个国家发展的生命力，TRIZ理论是当前国际上流行的创新设计理论和方法，是发明创造、解决技术难题时可以遵循的普适科学方法和法则。该文介绍了TRIZ理论的基本原理和分析解决问题的方法，并结合当前高校中Web程序设计教学的特点和存在的问题，重点讨论了TRIZ理论在Web程序设计教学中的一系列应用，在Web程序设计教学的改革创新方面做出了有益的探索，同时为TRIZ理论在其他学科教学中的应用提供了实践基础。
关键词:创新；TRIZ理论；Web程序设计；教学改革
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)23-5641-04
The Application of TRIZ in the Teaching of Web Programming
JIANG Min, HUA Li
(Taizhou Teachers College, Taizhou 225300, China)
Abstract: Innovation is vital for a country’s development, TRIZ theory is a popular innovation design theory and methodology in the world today. TRIZ is a universal scientific method and rules that can be followed in inventions and solving technical problems. This article has described the basic principles of TRIZ and the method to solve problems using TRIZ, combined with the characteristics and problems of Web programming teaching in current universities, discussed the applications of TRIZ in the teaching of Web programming. This article has made useful explorations in reform and innovation in Web programming teaching, as well as provided a practical basis for the applica? tion of TRIZ in the teaching of other subjects.
Key words: innovation; TRIZ; Web; Programming teaching reform
在当今经济全球化和全球科技高速发展的时代背景下，创新能力，已经成为一个国家在激烈的国际竞争中发展的生命力和原动力，也是一个民族长期兴旺发达、屹立于世界民族之林的关键因素。2006年1月9日在全国科技大会上，国家主席胡锦涛宣布了中国未来15年科技发展的目标：2020年建成创新型国家，使科技发展成为经济社会发展的有力支撑。同时，作为国家长期稳定发展的另一个重要因素，教育，也应该把培养具有创新能力的人才、创造性地改革教育方法，作为一项进紧迫的、重要的任务。
在人类发展的历史中，人们一直把创新看作是一门灵光一现的艺术，然而探索提高创新能力、启发创新思维的努力和尝试却从未停止。当然，前人的不懈努力也取得了一定的成果，一些创新方法，如头脑风暴法、6-3-5法、奥斯本检核表法等，给人们在创新活动中提供了一定的启发。但是，以上方法的效果并不是普适的，可以作为启发性的思路，而不是指导性的方法。究其原因，还是由于人们认为创新是一种不可预知的、“拍脑门”的活动，而以上方法大都是侥幸的、试错的和结果不可预知的。那么，有没有一种创新方法，它是具有指导性的、可预知的和普适的，即当人们在创造和创新的过程中，只要遵循它的理论和方法，就能有步骤地、能动地和可预期地实现新的创造和创新呢？发明问题的解决理论——TRIZ理论[1]很好地解决了这个问题。
TRIZ理论，即发明问题的解决理论，是前苏联发明和创造学家G.S.Altshuller在1946年创立的，“TRIZ”是其俄文单词（Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch）的首字母。从1946年开始，在Altshuller的带领下，动用了前苏联的1500多名专家，经过50多年对数百万的专利文献加以搜集、研究、整理、归纳、提炼和重组，发现了技术发展进化所遵循的规律，总结出了解决技术矛盾所遵循的创新原则，最终建立起了一整套实用的解决发明问题的理论和方法体系——TRIZ理论体系。
TRIZ理论体系是人类在解决技术难题、进行发明创造活动中所普遍遵循的科学规律，曾经被称作前苏联的“国术”和“点金术”，其理论体系中独特的技术系统进化法则被西方称之为“人类三大进化理论之一”，与达尔文的生物进化理论和马克思的人类社会进化理论相提并论。
1 TRIZ理论概述
1.1TRIZ理论的思想
本质上，创新的就是创造性地发现和解决问题的过程。TRIZ理论为人们创造性地发现问题和解决问题提供了的系统的方法论。TRIZ理论体系[2]主要包括以下几个方面：
1)问题分析与建模方法
在TRIZ理论中，提供了多种系统地分析问题的科学方法，例如多屏幕法等。对于复杂的问题，TRIZ理论则提供了对复杂问题的进行建模分析的方法——物质-场分析法，其原理为，一项创新或发明的任何一种功能都可分解成两种物质和一种场，这种分析方法是TRIZ理论的工具之一，它可以快速找到问题的核心，发现问题中的根本矛盾所在。
2)技术系统进化法则
TRIZ理论认为，无论是一项简单的发明，还是一个复杂的技术系统，其核心技术都是遵循着客观的规律在演变，即具有客观的进化规律和模式。这就是技术系统进化法则的思想，它被认为是TRIZ理论的核心，即技术系统一直处于不断的进化之中，而进化的推动力就是对矛盾冲突的解决。在对大量的专利进行了分析的基础上，TRIZ理论总结出了八个基本的技术系统进化法则，例如提高理想化法则、S曲线进化法则等。根据这些进化法则，可以分析得到当前问题的状态，并能够对问题的未来发展进行预测，从而实现对创新的效果进行预期和估计。
3)冲突解决原理
事实上，任何发明或创新问题，都可以抽象为更新的需求和不能满足这种需求的系统之间的矛盾、冲突。TRIZ理论认为，对上述这些各种矛盾和冲突的解决，即对不断更新的技术难题的解决，是技术系统进化的根本推动力。TRIZ理论将客观世界的冲突和矛盾抽象成了39条标准冲突。同时，TRIZ理论将不同的发明或创新遵循的相同规律归纳成40个创新原理，例如分割原则等。所以，针对具体的冲突和矛盾，可以现将问题抽象成冲突模型，然后根据创新原理去寻找具体的解决方案。
1.2TRIZ理论的创新方法
前面提到过，技术进化法则和冲突解决原理是TRIZ理论的核心，即冲突的解决推动了技术系统的不断进化。Altshuller研究了全球数以百万计的发明和专利，探索了解决冲突的方法，提出了解决冲突的原理，最终建立了包括发明原理、发明问题解决算法（TRIZ）和标准解在内基于知识的逻辑方法。
在利用TRIZ理论解决实际问题的过程中，首先可以将问题建模成TRIZ模型，然后利用TRIZ理论提供的方法和工具，例如发明原理等，找到出该问题的普适解，再根据实际的情况和环境，最终将普适解转化为领域解或特解。
图1 TRIZ理论解决实际问题的一般步骤
经过TRIZ理论的一系列步骤，得到的特解就是具体问题的解决方案，同时，经过这个过程，原有的技术系统或问题得到了进化，原有的冲突得到了解决，最终在原有问题的基础上产生了发明和创新。
1.3TRIZ理论的特点
TRIZ理论，与传统的创新思想相比，具有明显的优势。它力图分析系统进化的规律和原理，着眼于系统中存在的矛盾，其目标就是解决矛盾，得到符合技术进化原则的理想解，从而完成发明和创新。而传统的创新方法，例如头脑风暴法等，大都是有一定随机性的、试错的，即使得到创新的结果，也很难揭示事物发展的趋势、为事物的进一步创新提供指导性纲领，也就是说，它们不存在很强的普适性。
近年来国际上对TRIZ理论的广泛应用证明，使用TRIZ理论可以显著地提升人们创新和发明活动的速度，同时能够保证创新和发明产物的质量。TRIZ理论提供了系统地分析问题的方法论，可以快速地发现问题内部矛盾和冲突。同时，它提供了一系列解决矛盾的方法和理论依据，给人们提供了严谨的和系统的思维方式用于解决矛盾乃至产生创新的成果。另外，TRIZ理论的原理决定了它能够根据技术进化的规律、预测未来的发展趋势，从而为人们进一步的创新和发明指引方向。
2 Web程序设计教学概述
2.1 Web程序设计课程简介
随着互联网技术的迅猛发展，Web2.0时代悄然来到我们身边。同时，业界对Web开发人才的需求日益增大，掌握Web开发技术具有广阔的就业前景。为了适应当前IT技术的发展，绝大多数高校都开设了Web程序设计及其相关课程，其目标是培养学生基于Web的程序开发能力，巩固和融会数据库技术、网络技术、编程技术等先修课程，使学生具备初步的开发网络应用、架设网站和社区和设计网页界面的能力，从而适应当今Web2.0时代对计算机相关专业人员的要求。
Web程序设计技术[3]所涉及的内容广泛、丰富，而且相关技术发展、演变很快。编程语言基础，计算机网络原理、数据库技术以及面向对象的程序设计等，都是Web程序设计的先修课程，或者说是必备的基础。而Web程序设计课程本身，又涵盖了HTML语言、内置对象、脚本语言、J2EE、Asp.NET、PHP、数据库访问技术，甚至网络安全等教学内容。另一方面，由于Web技术的迅猛发展，P2P、HTML5、NoSQL等新技术也将在课程中被涉及到。所以，Web程序设计不再仅仅是一门程序设计课程，它要求一定的先修基础，涵盖的教学内容广泛且互相之间联系紧密，同时各种新技术也不断涌现。
2.2 Web程序设计教学中存在的问题
由于上节提到的Web程序设计的特点，结合当前高校课程教学的现状，总结得到Web程序设计教学中存在着这样几方面影响教学质量和效果的问题：
1)由于Web程序设计要求较多的先修课程或基础知识，同时其课程内容繁杂而不易理解，而学生自身的基础可能又会有所差异，学生在学习的过程中会遇到很多困难，可能会导致学习积极性不高。
2) Web程序设计作为一门程序开发类课程，它是要面向实践、贴近实战的，传统的以教师讲授为主课程教学方式不再适用。在重视理论基础知识的同时，要更加重视实验教学，并做到二者的相互促进和有机结合。
3)由于Web技术更新发展迅猛，新旧技术更替较快，学生在课程中学到的技术可能很快“过时”，为了切实提高学生的专业竞争力，在教学中应该特别注意培养学生的自主学习能力和创新设计能力。
3 TRIZ理论在Web程序设计教学中的应用
3.1课程内容的融会贯通
由于Web程序设计课程内容丰富且联系紧密，在教学中需要理清各个知识点以及先修基础的逻辑关系，形成知识“网”，即整体的知识体系，这样有助于学生对知识的融会贯通。可以根据TRIZ理论中对问题的系统分析和建模方法，例如九屏幕法，梳理Web技术的知识体系结构。
图3用九屏幕法分析Web程序设计技术举例
这样，通过使用TRIZ理论提供的系统的、科学的剖析问题的方法，可以帮助理清Web技术的知识体系结构，了解Web技术的发展历程以及它与其他技术的联系，可以形成紧密的、环环相扣的、有逻辑性的知识体系呈现给学生，同时便于根据学生的基础知识情况“因材施教”，灵活地、目的明确地开展教学，从而能够显著地提高学生的学习积极性，改善教学的效果。
3.2面向发展的教学方法
根据TRIZ理论的技术系统进化法则，我们知道，无论是一项简单的发明，还是一个复杂的技术系统，其核心技术都是遵循着客观的规律在演变，即具有客观的进化规律和模式。Web技术更新发展迅猛，新旧技术更替较快。在教学中，可以遵循技术系统进化法则，用进化的、发展的眼光来看待Web技术的教学。一方面，可以适当地关注前沿的Web技术，积极引导学生去了解前沿的技术，例如可以在课堂上开展“IT新闻板块”等活动，培养学生自主地关注前沿、与时俱进的习惯。另一方面，应注重培养学生的自学能力和创新能力，采取自主性的、开放性的教学计划，例如在讲授理论知识的课后可以布置发散性的作业，要求学生对本次课所学的理论进行发散思维，大胆地构想它们可能的应用，发掘和培养学生的创新意识，同时，在实践环节中也要注意鼓励学生创造性的设计思路。
结合技术系统进化的思想，通过上述方法，可以有效防止课堂所授内容的“过时”，提高学生的自主学习能力，真正达到“授之以渔”的效果，从而通过Web程序设计课程的训练，从根本上切实提高学生的专业竞争力。
3.3重视实战训练
TRIZ理论认为，对问题中存在的矛盾和冲突的解决，即对不断更新的技术难题的解决，是技术系统进化的根本推动力。Web程序设计作为一门程序设计类课程，其最终目标在于培养学生的程序开发能力，所以在Web程序设计课程中，所谓的“冲突”，就是如何培养学生实际项目的开发能力，提高实战能力。根据TRIZ理论，解决了这个冲突，就是完成了Web程序设计课程的改革和进化。
可以使用项目教学法[4]，在教学的不同阶段，用实际的项目或案例将知识点贯穿起来，从而真正实现理论知识为实践服务的目的。在教学进行到一定阶段时，可以让学生完成一个完整系统的开发，完成整个的开发流程，包括需求分析、设计、开发、测试等等，在项目巩固知识点，培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握Web开发的“真功夫”。同时，在实践的过程中，给学生足够的创新空间，在实际项目中培养和鼓励学生发散性的、创造性的设计，通过实战的过程提高学生的学习兴趣。
4结束语
TRIZ理论是一种指导发明和创新的科学的方法论，在国际上广为流行。该文结合Web程序设计课程的特点，应用TRIZ理论体系的思想和方法，在Web程序设计教学的改革中取得了良好的效果。TRIZ理论也将更多地应用于其他学科的教学中，提供解决其现存问题的思路和方法，在其他学科的教学改革中做出积极的探索。
参考文献：
[1]徐起贺.TRIZ理论的主要内容、特点及发展动向[J].河南机电高等专科学校学报,2007,15(3):1-2.
[2]阮汝祥.TRIZ理论与创新方法[K].北京:中华人民共和国工业和信息化部,2009.
[3]王蓝婧,田俊静.《Web程序设计》课程教学模式探讨[J].科技展望,2010(10):30-31.
[4]卢惠林.TRIZ创新理论在计算机程序设计教学中的应用[J].职教通讯,2007(12):54-55.