基于TRIZ和可拓学理论的小学创客课程开发

基于TRIZ和可拓学理论的小学创客课程

开发

摘要：本文探讨了基于国际创新理论TRIZ（萃智）和中国可拓学创新方法这

两个创新思维方法论的小学创客课程开发。通过分析创新思维理论TRIZ（萃智）

和可拓学的创新方法论与当代小学生创客创新教育发展的需求，研究设计了一套

适合小学生的创客课程，基于TRIZ（萃智）和可拓学理论的小学创客课程能够激

发和培养小学生的创新性，提高学生解决问题的能力。

关键词：TRIZ创新方法；可拓学；小学创客；创新能力

一、引言

随着社会的不断发展和竞争的加剧，创新能力已经成为一个人才竞争的重要

因素。近几年，国内外创客教育也得到了迅速发展。然而，在小学阶段的创客教

育中，仍然存在一些问题，例如，创客教育中对创新方法与工具的教学与引导缺

乏实用性与系统性等。因此，如何开发一套适合小学生的创客课程，培养他们的

创新能力，成为了一个急需解决的问题。本文通过介绍国际创新理论TRIZ（萃智）和中国创新理论可拓学这两种创新思维方法论，根据小学生的认知特点和发展需求，结合实践设计了一套适合小学生的创客教育课程。

二、TRIZ和可拓学理论

（一）TRIZ理论

TRIZ（萃智）译为发明问题的解决理论。TRIZ理论是前苏联发明家、教育家

根里奇·阿奇舒勒和他的研究团队，通过分析大量专利和创新案例总结出来的，

于1946年创立的理论学说，它成功地揭示了创造发明的内在规律和原理。TRIZ

理论建立初的基础理论有：发明原理、矛盾矩阵、进化法则、物场模型、标准解、

ARIZ 等。研究者们不断进行理论创新，在TRIZ中引入了大量分析问题的工具，

如功能模型分析法、裁剪法和因果链分析法等，形成了现代TRIZ理论[1]。

（二）可拓学理论

可拓学是一门由蔡文教授为首的中国学者开创的原创性横断学科，横跨哲学、数学和工程学，它是一门将一般问题进行形式化建模，并以模型为基础研究事物

发展的可能性和创新的规律[2]。其中，可拓创新方法是可拓学的重要组成部分。

可拓创新方法是可拓论应用于实际的桥梁。在可拓学理论中，提出了发明创新的

四步法：建模→拓展→变换→选择[3]。

三、基于TRIZ和可拓学理论的小学创客课程教学目标设计

通过创客课程的学习，培养小学生的创新思维能力和动手实践能力，引导学

生从问题中寻找机会，发现矛盾，通过TRIZ（萃智）和可拓学理论中学习的创新

思维和工具方法提出创新解决方案。因此，本研究设计了基于TRIZ和可拓学理

论的小学创客课程六个年级的课程教学目标。如下表所示。

表1 基于TRIZ和可拓学理论的小学创客课程教学目标

课程教学目标的设定为课程设计和评价提供依据，为课程实施和管理提供指导，体现基于TRIZ和可拓学理论的小学创客课程的层次性和连贯性。课程教学

目标为课程内容和教学策略的选择提供参考，为课程活动和作品展示提供灵感，

体现基于TRIZ和可拓学理论的小学创客课程的创新性和实践性。

四、基于TRIZ和可拓学理论的小学创客课程内容开发与设计

以课程教学目标为基础，设计基于TRIZ和可拓学理论的小学创客课程内容。

根据可拓学理论提及的创新四步法“建模→拓展→变换→选择”作为课程知

识建构体系大框架中的四大板块。

将可拓学中对于发明创意问题的描述、TRIZ理论中对于产品功能问题的描述

等知识作为“建模——创意模型建设”这一板块的内容；

将可拓学中的相关网、基于需求及缺点的拓展思维，TRIZ理论中的技术进化

规律、超系统思维、技术矛盾、矛盾矩阵、小人法、金鱼法、九屏幕法等知识作

为“拓展——创意拓展方法”这一板块的知识内容；

将可拓学中的变换方法复制、置换、增删、扩缩、分合，TRIZ理论中的40

个发明原理等知识作为“变换——创意变换技巧”这一板块的知识内容；

将可拓学中的优度评价表，专利授权评价的创造性、新颖性、实用性等知识

作为“拓展——创意评价方式”这一板块的知识内容。

因此，本研究设计了基于TRIZ和可拓学理论的小学创客课程六个年级的课

程内容。如下表所示。

表2 基于TRIZ和可拓学理论的小学创客课程各年级课程内容设计

通过“建模——创意模型建设”这一板块，旨在让小学生学会对发明创意问

题进行描述和分析，掌握创意模型的构建方法，提高他们的问题意识和分析能力。

通过“拓展——创意拓展方法”这一板块，旨在让小学生学会运用相关网、

超系统思维、技术矛盾等方法进行创意拓展，扩大他们的想象空间和视野范围，

提高他们的联想能力和创造力。

通过“变换——创意变换技巧”这一板块，旨在让小学生学会运用复制、置换、增删、扩缩、分合等变换方法以及40个发明原理对创意进行变换优化，增

加他们的解决方案的多样性和有效性，提高他们的逻辑能力和实践能力。

通过“选择——创意评价方式”这一板块，旨在让小学生学会运用优度评价表、专利授权评价等方式对自己或他人的创意进行评价选择，培养他们的批判性

思维能力和评价能力。

本课程内容的设计以可拓学理论提及的创新四步法“建模→拓展→变换→选择”作为课程知识建构体系大框架，框架中的具体课程内容以TRIZ（萃智）创新

方法论中的发明原理、矛盾矩阵、进化法则、物场模型、标准解、ARIZ等方法工

具为学习内容，形成一套从小学一年级到六年级的由浅入深的基于TRIZ和可拓

学理论的系统性的创客教育课程内容。

五、结论

本文探讨了基于TRIZ和可拓学理论的小学创客课程开发与设计研究，结合

实践设计了一套适合小学生的创客课程。在设计小学创客课程时，需要充分考虑

小学生的认知特点和发展需求，注重基本工具的训练，采用游戏化的形式，增加

学生的参与度和乐趣感。通过该课程的实践，学生将能够了解创新的基本理念和

方法，掌握各种创新工具和理论，同时培养自己的创新能力和解决问题的能力。

在今天的社会，创新能力已成为了人才竞争的重要因素。因此，基于TRIZ和可

拓学理论的小学创客课程的开发和实施具有重要意义，具有很大的推广价值和发

展前景。未来，我们将继续改进基于TRIZ和可拓学理论的小学创客课程的设计，提高其可持续性和适应性，以更好地培养小学生的创新能力，为未来的社会发展

做出贡献。

参考文献