技术创新的方法范文
时间：2023-12-07 09:58:13
技术创新的方法篇1
关键词：
中图分类号：G726 文献标识码：A
教育培训与社会的诸多领域密切相关，科技发展对其影响更加显著。当今科技进步日新月异，使教育培训不断呈现新局面：教育培训理念与理论的发展创新，教育培训体系的建立完善，培训对象综合素质与培训需求快速提高，培训质量标准的不断提高，教育培训市场竞争日趋激烈等都包含着对培训方法与技术的创新。因此，在培训教育全球化的今天，教育培训方法与技术创新受到了各国教育培训界的广泛关注，成为热点。
一、培训方法与技术是培训项目的重要组成
培训属于成人终身教育的范畴，泛指组织对员工的培养与训练，即通过教学或实际操作等方法使员工的知识、技能、态度和行为有所改进，从而使其按照组织的要求更好地完成本职工作[1]。从培训的概念中提到了“通过教学或实际操作等方法”，就是指培训运用的方法与技术。
从狭义上讲，培训方法与培训技术的含义是不同的。培训方法是指将培训内容传授给受训者所采用的一种或多种形式，是培训的途径。培训技术是指在培训过程中使用的与培训内容没有直接关系的技术和手段，它是培训方法顺利实施的重要保障。实际应用中，培训方法与培训技术相互融合，密不可分，没有技术支持的方法，很难成为有效的方法。
广义上，可以把“方法”称为“技术”，视为同一事物。为此，将“培训方法与技术”作为一个整体，是培训项目的重要组成。因此，可以概括地认为，培训方法与技术是培训内容实施的方式和途径，是联系、整合培训项目各要素的媒介与载体，成为实现培训项目效果最优的重要手段。
完整的培训项目主要包括以下几个要素：培训目标、培训需求、培训对象、培训内容设计与实施、培训方法与技术、培训评估、培训师资、学习辅导资料、培训场所及配套设施、后勤服务、培训费用的支配等。其中，培训方法与技术对其他各要素都有直接或间接的关联。
培训目标的确立，明确了培训的主题与类别，可以初步设计适宜的培训方法。例如，对技能操作人员的上岗培训，培训目标就是使受训者掌握操作技能，达到上岗要求。因此，根据培训主旨和培训类别，可以设计选用讲授、实操演练与考核相结合的培训方法。
在培训需求调研中，无论采用问卷调查还是访谈等方法，都应该将培训方法与技术作为调查项，从而收集到学员较为欢迎的培训方法，更好地了解培训需求。
培训对象不同，培训方法与技术也有所不同。选用适合培训对象年龄、资历、学历、工作环境、性格、学习习惯等多方面要求的方法与技术，有利于激发学员参与的积极性，营造轻松愉快的培训氛围。
培训内容设计与实施是培训项目的核心，培训内容是培训方法与技术选用的主要依据，“内容决定形式，形式服务于内容”充分体现了两者关系。培训内容一般由多个培训模块构成，每一个模块包含若干课程。根据模块和课程的要求与特点，选用最恰当的培训方法与技术，作为途径和媒介实施培训活动，使培训内容得到有效传授与获取。并且，培训方法与技术的运用贯穿于培训实施的全过程，成为培训实施的重要表现形式。
培训评估与培训项目运行是互为嵌套的双循环，在培训项目运行全程都有评估活动的参与。因此，培训过程中采用的方法与技术其有效性、科学性及其对培训效果的影响都是评估的重要内容。
培训师资的构成与培训技能水平决定着培训方法与技术的选取与应用。反之，培训方法与技术也影响师资的构成。具体说，如果从事培训项目开发和授课的教师具有较高的培训技能，能够掌握多种培训方法与技术，这样在培训方法与技术的选择上就更丰富、更具有科学性和先进性。当然，培训方法与技术越丰富、越先进，对师资的能力水平要求越高。
因为不同培训方法与技术要求的学习辅助资料、培训配套设施和培训环境都是不同的。例如，利用网络进行教学，课件等学习资料都是放在网络平台上、场所是在网络畅通的计算机教室。如果采用面授法，课件等辅助学习资料就多是纸质的，而且学员应该集中在教室上课。
后勤服务以及培训费用也与培训方法与技术有关。对于集中面授式的培训，培训机构要为大量的受训者提供食宿，食宿费和学员的差旅费占据了培训费用的很大比重。现在，远程培训等现代培训技术的逐步应用，在增加技术装备投入的同时也会减少后勤服务以及差旅费用的支出，缓解了工学矛盾。
二、创新培训方法与技术促进培训发展的持续变革
创新培训方法与技术是提高继续教育质量的重要途径，培训方法与技术的采用直接关系到培训的结果。事物发展都有其内因和外因，培训方法与技术创新的外因是科技进步与继续教育快速发展等外部环境对其影响的必然结果，大量的现代新技术被运用到教育培训中，不断产生新的培训方法与技术。创新的内因源于培训方法与技术对培训目标提高、培训对象高层次化以及培训内容复杂化、难度大等多方面的适应，并且遵循自身发展规律，必须进行变革与创新，才能满足培训质量不断提高的要求。
培训方法与技术创新主要有两方面的内涵。一是指现代新技术在培训中的应用，创新出先进的培训方法与技术；二是指多种培训方法与技术的组合创新，为增强培训效果而将不同的培训方法与技术有机结合，创新性地形成混合式的培训方法与技术。
由于培训方法与技术是培训项目中重要的组成要素，对培训结果有直接影响，因此，培训方法与技术的创新推动了培训项目诸要素的变革，使培训得到全面发展。
长期以来，企业组织的培训多采用集中授课为主的形式。虽然讲授式有形式简单、易于操作、成本较低、传输信息量大等优势，但因为传输单向、形式枯燥等不足也确实影响了信息的吸收和学习成果的转化。
创新培训方法，将多媒体、网络以及信息技术等应用到教学活动中，运用能够激发受训者积极主动性的互动性的教学方法，例如将研讨式、案例式、情景模拟式等多种方法合并使用，使培训内容的输入形式丰富多样，不仅进一步增强培训效果，而且使受训者感受到培训好比是生动活泼、收效显著、轻松愉快的旅程。
培训方法与技术的创新要求培训项目开发及授课的教师树立创新意识，具有较高的学习力和创新力。教育培训的师资水平及施教技能水平的高低直接影响到培训方法与技术的应用和创新。培训教师要努力掌握信息技术等现代科技，提高现代科技与课程整合的能力，具备科学选用有效的方法与技术并将其熟练应用于培训实施的能力。所以，方法与技术创新的过程就是培训教师不断提高业务能力的过程，促进师资水平的提高。所以，现代培训的授课教师不仅要提高授课水平，还要掌握电子课件的制作、多媒体教学、网络及现代信息技术在培训中的应用等多领域知识和技能。
近年来，随着培训形式与方法从单一到多样化的转变，受训学员的学习方式也发生了改变。例如，学员通过多种互动式教学方法更能全身心投入，增强学习效果，实现“机械学习”到“灵活学习”的转变；利用网络参加远程培训，可以不必脱岗进行“按需学习”，减少因出差培训产生的大量费用支出等等。形式多样的培训方法与技术的混合使用，改变了学员学习方式单调、积极性不高、学习效果欠佳、工学矛盾的不良状况。学员由“被动学习”转变成“主动求知”，并能在培训后自主地开展 “按需求知”、“学以致用”的持续学习，真正使培训成为工作中的一项任务和提高工作绩效的有效手段，而不是孤立于岗位工作的附加负担。
为了能够适应培训方法与技术创新的要求，培训机构必须要对培训环境及配套设施进行不断更新与完善，从而促进培训机构的硬件建设。很多企业的培训中心在教室改造、设备更新等方面不断投入，加快了培训中心的现代化进程。例如，教室配有多媒体电教设备，在容纳空间、内部设计、特殊功能等方面具有多样性，充分满足多种培训方法与技术的应用条件；拥有足够的网络畅通计算机教室；具有完备的远程培训系统并设有远程培训教室和视频会议室。可见，先进的培训环境及设施是培训方法与技术创新的重要保障，也是现代培训发展的必然要求。
培训方法与技术的创新、学员的学习方式及培训效果表现形式呈现多样性，对培训的控制与管理也必须随之应变。对学员的管理，不能只是简单的考勤与考核，而应把激发学习热情和主动性，引导学员参与多种培训方法，及时发现并解决学员在培训过程中遇到的困难，帮助其提升绩效作为管理宗旨。对培训运行的管理要在保证配套设施正常运行的前提下，关注培训方法与技术的应用过程及效果，出现问题时，根据实际情况对培训方法与技术进行完善或更新。因此要求培训管理过程化。由只追求培训结果向“全程跟进式”、“参与式”转变，变被动为主动。
三、培训方法与技术创新的探索与实践
培训新技术是现代科技在培训中应用的新产物，随着新培训方法与技术的不断产生，培训不再是孤立单一的领域，而成为多领域复合的开放性产业，而且带动了培训及相关产业的系列变革。目前，多媒体技术、计算机网络技术、信息技术、虚拟现实技术、云计算在培训中的应用，不仅孕育了新的培训方法与技术而且使现代培训发生了巨大变革。
爱尔兰教育技术专家Keegan根据学习的形式与手段的不同，把远程学习分为以下三个阶段。
D-Learning（Distance Learning）特点是已经实现了教师与学生的时空分离，教与学的活动不再是同步的，为学生开发学习材料和提供学习支助服务的远程学习系统起到了举足轻重的作用。
E-Learning（Electronic Learning）是实现了远程的面授教学，补偿了D-Learning的一些不足。主要使用卫星电视、视频会议系统、多媒体通信网、计算机网络等技术，进行远距离教学的集语音、图像、数据、档案资料、程序、教学软件、兴趣讨论组、新闻组于一体的交互式学习模式[2]。E-learning在世界上取得了令人瞩目的成就，早在80-90年代，英国的开放大学、中国的电视大学，就采用了这些技术，并取得了很好的教学效果。现在，全球500强中大多数企业也都以E-Learning作为教育培训的重要方法。
M-Learning（Mobile Learning）是远程教育发展的新阶段。是指在终身学习的思想指导下，利用现代通讯终端，如手机、PDA等设备进行远程学习。
从M-Learning诞生至今，相关的研究项目已经有很多。不仅有英国的和德国的开放大学，NKI等远程教育机构，还有Ericsson、Nokia等通讯巨头，都在开展研究。在ASTD 2011年国际会议会展上M-Learning 学习（培训）技术成为会议会展最热门的主题之一，全球各大网站和IT公司都在做这些方面的技术服务和支持，也吸引了大量的课件制作商和服务商开发大量的通用课件，并提供开发和定制等多项服务。可见，M-Learning的产生不仅促进培训产业的变革，而且为相关的系列产业创造了丰富商机。
现代远程教育的发展对“大学”的概念以及教育培训理念形成了巨大冲击。从住宿、集中式的学习到非住宿、分散式的主动学习，学员能够在单位、在家中、甚至旅途中都可以接受教育培训。
虚拟现实（Virtual Reality，VR）是以计算机为核心，结合相关科学技术，生成与一定范围真实环境。在视、听、触感等方面高度近似的数字化环境下，用户借助必要的设备与数字化环境中的对象进行互作用、相互影响，可以产生亲临对应真实环境的感受和体验。
将VR技术应用于培训教育，能够起到不可估量的作用。学员置身于虚拟培训环境中时，虚拟环境中的仿真设备使得学员具有多种感知，可以与虚拟环境中的物体相互作用或参与到虚拟事件中，如同真实环境中参与真实培训。在接受虚拟培训时学员的自主性大大提高，自主选择虚拟培训环境、培训内容，自主控制培训学习的速度和进程，使学员处于培训学习的主导。VR技术尤其适用于高风险、高危险、技术密集型行业的技术培训，运用多媒体技术和VR技术建立远程虚拟培训系统，可以形象直观、无危险、方便有效地开展形式丰富的培训，相对传统的培训教育显示出突出的优势。与发达国家相比，我国VR技术还有一定差距，尤其在教育培训中的应用更是相对落后。
云计算是由分布式计算、并行处理、网格计算发展而来。云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算能力、存储空间和各种软件服务。从2008年，我国的云计算开始发展，目前尚未形成规模，但在教育中的应用已经活跃，许多IT公司相继推出了教育培训相关的各种云服务。Google创先启动了在中国大陆的云计算学术合作计划，通过与各大高校建立合作项目，共同推动云计算在中国教育培训领域的普及。
云计算在教育培训中的应用主要有：建立共享教育资源库、构建新型图书馆、创建网络学习新平台、打造高校及培训机构的教学科研云、实现网络协作办公等。它将对教育信息化发展的未来带来巨大影响。
云计算辅助教学是指利用“云计算”提供的服务，构建个性化教学的信息化环境，支持教学与学习活动。它对教育培训发展的优势主要有以下几点：
一是学校及培训机构利用云计算提供的信息技术社会化服务，节省经费、人力和服务器设备等固定资产成本的投入，教师信息技术培训的成本和门槛更低，教育信息化管理更方便、安全。
二是可以帮助教师轻松构建自己的个性化教学环境，支持教师有效教学和学生的主动协作学习。
三是促进形成了自主式学习和协作交流式教学，前者是指学生根据需要订制学习计划和学习资源，利用课堂时间借助多媒体学习和掌握新知识；后者是指为教师成长带来空间，使其向研究型教师转化。教师和学员可以在云计算虚拟技术的环境下直接通过画面进行交流，促进学员积极主动地进行探索式学习。
当前，教育培训已经从简单式向混合式教育培训模式发展，混合式教育培训的发展与培训方法与技术的创新互为依托，互为促进。
混合式教育培训就是混合应用多种培训模式与方法的培训，融合了多种培训方式的优势，在教学过程中采用不同的媒体与信息传统方式，获得知识、解决问题。
因此，混合式培训要求培训方法与技术有机整合上的创新，将应用成熟的与新兴的多种培训方法与技术融合，优势互补，增强培训效果。国内外一些高校通过Google协作平台，构建基于云计算的网络学习环境，同时结合行动学习、教练技术、以及虚拟现实技术等多种培训方法与技术开展形式多样、内容丰富的教育培训，收效显著，使混合式教育培训不断取得新进展，同时培训方法与技术的应用得到不断的创新与提高。
四、结语
技术创新的方法篇2
【关键词】高中信息技术 创新 教学方法
中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2017.10.032
随着当今科学技术的发展和社会的进步，以多媒体和互联网为核心的信息技术在高中教学中所受重视程度越来越大，信息技术作为一种较为新兴的学科，其教学方法不能只是延续传统的教学方法，更应加入网络技术等新型教学元素，根据其特点创新教学方法。通过对信息技术这门课程的学习，学生们的获取、处理和应用信息的能力将得到增强，除了能学习到丰富的信息技术知识和技能，更能把信息技术作为支持学习和生活的手段。信息技术的教学方式多式多样，教师应“因材施教”，根据当堂课的内容选择最佳的教学方案，注重学生的应用、实践与创新能力。为使信息技术的知识和能力更好的传递给学生，提高教学效率，创新信息技术的教学方法是关键。本人根据对高中信息技术的教学实践进行研讨、分析和总结的基础上，提出了以下几点建议。
一、清晰教学流程，精心设计课堂
（一）明确教学目标，做好课前准备
高中的信息技术教育的主要目标是使学生在信息的获取、处理与运用的过程中，学习信息技术知识，掌握信息技术，感受信息文化，增强信息意识和素质。
信息技术的教学有一定的开放性，但课前的准备工作必不可少，这关系到一堂课的完整性和充实性，能很大程度上影响教师的教学进程。在做备课工作时，教师必须对当堂课的教学目标和课程任务有深刻的认识，认真学习课程标准、钻研教材、翻阅教学参考资料等，并根据不同学习能力层次的学生的学习特点准备不同的课堂作业等。教师还需考虑到知识的重难点等因素，做好时间的分配工作。
（二）有效组织教学
兴趣是学生最好的老师，对信息技术的学习兴趣是学生学好这门课程的重要因素，而激发学生学习兴趣的一个有效的方法就是营造和谐而有吸引力的课堂氛围，调动学生探索知识的积极性和主动性。在正式行课前，教师可借助现代多媒体技术引入当堂内容，例如：讲到Excel的学习和运用时，可先向同学们展示一些利用Excel表格做出的精美数据统计、信息比对等，使同学们了解到Excel在现实生活中运用的普遍性和重要性。
传授信息技术知识和能力时，作为信息技术这门课的教师，更应熟练掌握多媒体技术，通过制作精美的教学PPT、Flas等现代教学手段吸引同学们课堂注意力，加深对知识的印象，提高课堂效率。
教师还可采用任务驱动的形式使教学更加完整，以Excel表格的教学为例，教师讲授了表格的基本制作流程和各个工具的使用方法后，可趁热打铁的为同学们布置一个或多个制作表格的练习，要求同学们在确保表格内容准确性的前提上，自行设计表格的外观、配色等，使学生们在学习知识的同时感受到创造的乐趣。又或者，在一个小练习的基础上，教师继续讲解下一个更高层次一点的内容，循序渐进，使知识更易接受和记忆。
一个知识点过后，教师还应给出相应的时间用于学生的提问，及对问题的解答，这不仅是一个梳理疑难问题的方法，也是再次帮助学生巩固知识的过程。
（三）勤于课后总结和反思
教学反思，是教学后的回顾和总结，是一种通过提高教师自我觉察水平来促进教学水平和能力能力发展，提升教师专业素质的重要手段和途径。教师反思的途径很多，但终究要围绕教师和学生两个中心，一堂课后，通过审查学生们的作业，教师可以从中发现同学们存在的问题，及时总结出共同问题，查明原因，分析学生心理的同时更要反思自己在教学上的问题，并寻求改进的对策，为自己积累丰富的教学经验教学理论，从而有助自己形成具有个人特色的教学风格。
二、重视和发挥多媒体网络在信息技术教学中的作用
（一）丰富教师教学形式
当今的教育越来越偏向网络教育，高中阶段的学生和教师对网络教学的需求也越来越大，要求也更高。信息技术的学习更是和多媒体网络分不开。创新高中信息技术的教学方法，多媒体网络可以起到的作用不可小觑。通过网络教学的方式，教师能将教材中的信息技术知识和技术更加生动形象、直观易懂地展现出来，也能确保和拓展信息的来源。
（二）提高学生动手和实践能力
任何课程的学习都需要学生们参与实践，网络为学生提供了相对自由的学习空间，也为学生完成信息技术作业提供了便捷，网络为学生提供了更多丰富的素材，在找寻素材和完成作业的过程中，可以一定程度上启发同学的探索能力和创造力，激发学生学习信息技术的主动性，也锻炼了学生的动手能力。
（三）拓展了信息技术的适用范围
有效的使用网络，不仅可以促进信息技术和其他学科的学习，也能拓展学生的视野和知识面，激发学生的创造潜力，当学生们需要完成一些需要自己制作PPT之类的作业时，就可利用上所学的信息技术知识，寻找网络上的图片、音乐、视频等，使自己制作的PPT更加美观、丰富和实用。
网络在信息技术和其他教育领域的使用，顺应了当下的教学标准和规律，能够有效提高教学效率，也能有效加强学生对于学校知识与生活的联系。网络作为一种极为便捷和突破了时空限制的工具，应受到每位教师的重视和学习应用，帮助学生学习的同时，也增强自己的教学自信和经验。
三、结束语
技术创新的方法篇3
关键词：技术创新；煤矿采掘；工艺方法
引言
经济快速发展增长以工业的生产发展为支撑，这就使得我国不可再生资源消耗加快，长此以往便有可能面临资源过度开采、不可再生资源枯竭等问题。因此，我国制定了可持续发展战略，对能源消耗利用提出了进一步要求，相关工作人员必须要进行技术创新，尤其是消耗占比较大、污染较为严重的煤矿采掘行业，更要努力提升采掘工艺方法水平，积极响应国家号召。
1露天煤矿采掘工艺基本原则
1.1安全性原则
安全性原则是煤矿采掘工艺方法的首要原则，也是最基本的原则。在进行露天煤矿采掘工作时，无论以什么工艺方法进行采掘作业，保障工作人员的人身安全都必须始终摆在第一位，这也是任何工作开展进行的必要前提。如果工作人员的人身安全不能得到切实的保障，那么煤矿采掘生产作业便不能开展，否则可能会出现一些重大安全事故，危及到工作人员的人身安全。
1.2合理性原则
煤矿采掘还必须要遵守科学合理性原则，有计划、有目标地进行煤矿的采掘工作，合理采掘长久利用，积极响应我国可持续发展战略的号召，减少不可再生资源的浪费和消耗。在进行煤矿采掘作业过程中，相关管理部门要结合煤矿当地的实际情况，根据具体的采掘工作水平和地质环境条件制定科学合理的采掘方案计划，尽可能降低煤矿采掘的难度、减少煤矿采掘过程中的问题，杜绝重大事故的发生[1]。
1.3环保性原则
现阶段环境友好型的生产发展模式还要求煤矿采掘工作要始终秉持环保性原则，尽可能减少采掘工程中对周围生态环境造成的破坏。煤矿采掘工作会产生粉尘污染、噪声污染、空气污染以及废料污染等，除了要对相关采掘工作人员采取必要的保护措施，还需要积极寻求更为环保的施工材料技术、更为科学新颖的施工工艺方法，最大限度地遵循环保性原则，为国家环境友好型模式的发展建设做出贡献[2]。
2现阶段我国露天煤矿采掘工艺特点
露天煤矿开采工艺的发展与煤层赋存条件及设备制造能力有直接关系。自20世纪80年代至今，我国的大型露天煤矿开采工艺在发展过程中主要体现出以下5个特点：（1）剥离工作通常以单斗汽车工艺为主要采掘工艺，包括安太堡、元宝山、伊敏河、霍林河及黑岱沟在内的五大露天煤矿均以此工艺进行剥离作业，而后续建成的露天煤矿也纷纷效仿，运用单斗汽车工艺进行剥离作业[3]。（2）在各方面条件合适的情况下，针对表土剥离作业会采用连续工艺系统，这一工艺的应用以元宝山、布沼坝、黑岱沟及哈尔乌素较为著名，在该工艺的应用上较其他露天煤矿有更丰富的应用经验及更完善的处理方法。（3）半连续开采工艺系统的应用具有普遍性，以当前我国露天煤矿开采工艺的应用现状来看，即使是开采深度深入地下超过100m、生产能力达百万吨级以上的露天煤矿，同样广泛应用了半连续开采工艺。（4）大型矿山在开采工艺上的选择具有综合性特点，即应用了综合开采工艺系统。综合开采工艺系统是指单个矿山应用的开采工艺数量达两个及以上且拥有不通开采工艺同时运行的特点。（5）一些生产规模更大、生产条件更好且经济效益更高的矿山在开采运输设备的应用上逐渐显露出大型化的趋势，安太堡与黑岱沟分别于2006年和2007年引入了斗容达50m3以上的单斗挖掘机，这与之前应用的斗容只有3~4m3的单斗挖掘机不可同日而语，运输汽车载重也从20~32t提升到最高可达近200t的水平，在拉斗铲倒堆工艺方面也体现了大型化的发展趋势。综合而言，即使开采设备及开采工艺系统有所发展，我国露天煤矿年采煤量在全国煤矿年采煤量中所占的比重依然不多，造成这一现象的原因有很多。首先是受地质条件的影响，我国煤层赋存条件相对复杂，可以露天开采的煤矿在全国煤矿赋存情况中占比相对较少。其次，我国在生产制造能力方面也受到了一定限制，这主要体现在开采生产设备的制造能力方面，当前我国露天煤矿应用的大型开采设备中，国家自主研发生产的开采设备并不多，多数还是从国外引入的设备。最后则是开采相关决策方面受到的限制。受之前计划经济时代的影响，我国在煤矿开采政策上对露天煤矿开采的重视度明显不足，决策缺少相应的科学化及民主化。关于决策这方面的缺陷也有过实际案例：改革开放初期我国中部某煤田各方面条件均满足露天开采需求，但由于露天开采不受重视，该煤田被划归为地下开采，最后导致煤田资源被大量浪费。由此可见，开采决策的科学化水平也是影响我国露天煤矿开采的关键因素。通过对我国煤矿赋存实际情况的调查来看，已探明适用于露天开采的煤矿储量已达400亿吨以上。为使这部分资源得到充分利用，提升我国煤矿资源的利用率，露天煤矿开采的重视程度及建设速度理应得到加强，尤其是在我国人口基数众多、人均资源占有量远低于世界平均水平的国情下，露天煤矿的建设对提升我国的综合国力更有至关重要的意义[4]。
3基于技术创新的露天煤矿采掘工艺
露天煤矿尤其是大型露天煤矿，年煤矿开采量需要达到一个极高的水准，然而煤矿开采的同时也会开挖出数千万立方米的土石方，对土石方的开挖势必会占用煤矿生产的时间，从而导致煤矿开采效率下降。因此，露天煤矿采掘工艺必然需要进行技术创新，同时还要合理安排采矿作业、衔接好工程之间的关系，并确保采矿计划及方案的合理性，以切实提升露天煤矿的开采效率。近年来随着露天煤矿企业的发展，在采掘工艺上的技术革新也获得了一定成效，主要体现在以下3个方面。
3.1运用组合台阶开采工艺
组合台阶开采工艺的创新与运用，是在连续工艺系统的基础上被开发出来的。该技术的优势之一在于有效增加了轮斗挖掘机的采掘量，在开挖露天煤矿上部覆盖的黄土时就用到了轮斗挖掘机，并辅以胶带运输机形成挖掘—输送的连续工艺。这种工艺在运用到剥离作业中之后取得了较为显著的效果，原本煤矿上方土层采用的是单斗—卡车的剥离工艺，而该工艺在施工过程中具有间断性，且近年来煤矿上方土层受煤炭销售情况、采场推进速度的影响，整体数量并不多，如果以电铲采掘上方土层，不仅需要重新架设运输道路，其作业成本也更高，在经济方面会为采场造成严重负担[5]。因此，矿场提出以轮斗直接剥离上方土层的构想，并配备了两台皮带车，从而实现了组合台阶开采，由轮斗挖掘机采掘上方土层的组合台阶开采方式，不仅有效提升了轮斗的开采量，还减小了单斗剥离的负担。在此基础上，还可根据实际情况增减胶带移设步距，从而提升生产效率。
3.2进一步优化采排关系
采排关系的优化是露天煤矿采掘工艺技术创新的又一个方向。要优化采排关系，通常需要考虑到不同阶段采掘剥离量的综合调整，以及排土运距的长短。排土运距越长，露天矿的剥离成本就越高；不同阶段剥离量的差异越大，则施工难度及工作量就越大。采排关系优化的关键是不能拘泥于原有的设计原则，应根据采掘深度的增加重新调整排土机的下排高度，使之能够符合生产及作业需求，但需要建立在技术及安全性能够得到可靠保障的前提下[6]。运距是指采场到排土场的运输距离，作为优化采排关系中的重要内容，运距的合理调整能够有效节省剥离运输成本，还能缩短运输时间，从而提升生产效率。原则上运距的数值越短，生产成本的控制及生产效率的提升效果就越明显，但随着露天矿场开采量的增加，剥离量也会逐渐上升，因此采场与排土场的运距应有一个尽量详细的设置及控制，保证排土场不会影响采场的开采，而运距的控制也要在此基础上进行。
3.3以抛掷爆破技术结合吊斗铲倒堆工艺改扩建露天矿
抛掷爆破技术是指形成抛掷漏斗的爆破，也有扬弃爆破的说法。在进行爆破时，被破碎的岩石因爆破造成位移从而爆破漏斗，该技术是由国外引进的，在与吊斗铲倒堆工艺进行结合后能将大量的剥离物填入采空区，这就可以大幅削减剥离量，从而实现剥离成本的大幅下降。此外，抛掷爆破技术具有大幅缩短工期的优势，因而能够加快工程进度。在对露天矿进行改扩建时有效应用该技术，能使露天矿改扩建的成本大幅降低，如1956年甘肃白银场露天矿利用1.5万吨炸药进行的大爆破，就属于抛掷爆破技术的应用典范。在应用抛掷爆破技术时需要控制炮制方向、爆堆形状、大小、密集程度及抛掷块度组成等因素，对施工技术有很高要求。而且抛掷爆破技术属于爆破技术的一种，具有较高程度的危险性，因此需要进行详细设计，并做好相应的安全保护措施。一旦抛掷爆破技术应用得当，再加上与吊斗铲倒堆技术的配合，就能够大幅提升露天矿的采掘量。
4露天煤矿采掘工艺技术创新的方向
结合上述内容及国内露天煤矿实际生产情况来看，露天煤矿采掘技术的创新应明确创新的方向，而方向的确定具体包括以下3方面的内容。
4.1圈定开采程度
开采程度的圈定是技术创新的理念基础。对于煤矿而言，其赋存条件、开采深度应作为圈定开采程度的主要参考依据，有的煤田很可能存在部分储量适合露天开采，另一部分储量适合井下开采的情况（不满足露天开采条件的一般都适用井下开采），因而需要对煤矿赋存成分进行划分。当前普遍认为露天开采在技术要求、开采成本及安全系数上均优于井下开采，因此在圈定开采程度时，应优先进行露天开采程度的确定。然而开采程度的圈定并不是一成不变的，如果开采的深入及市场的变化使得露天煤矿部分开采成本下降，那么就可以按照比例扩大露天开采的程度，为给后期开采程度的提升创造基础条件，对地面设施及排土场的布置应将露天采掘程度扩大的可能性作为考虑条件之一[7]。
4.2深入研究采掘工艺
露天矿的采掘工艺主要包含剥离、采煤两方面，因此采掘工艺的研究也需针对这两方面进行。露天矿采掘工艺会在很大程度上影响到煤矿企业的经济效益，所以对采掘工艺的研究与优化应当引起企业的重视。通常对采掘工艺的研究主要围绕以下几点开展：工艺与煤层赋存条件是否匹配；工艺技术难度；主要开采设备的动力支持；运输系统能否充分优化；开采、运输、排土设备的选型；主要设备与气候之间的适应性及新工艺所带来的性价比等。这些特点最终将体现在矿场的运营费用及总成本方面。采掘工艺应当具有灵活性，能够随露天煤矿的开采而加以调整，以适应不同开采阶段的不同要求。
4.3运输系统的调整
运输系统的调整及优化需要在确定采掘工艺之后进行，不同运输系统具有不同的特点及适应性，如单斗—汽车的间断式运输系统就具有较强的适应性与可塑性，但在效率上并不是最突出的；而运用运输胶带机系统效率更高，但是否选用又取决于运输距离、移设的方便程度（随着采掘深入，采场剥离作业运输地点也会发生变化）。总之，需要根据露天矿场实际需求及经济性等因素，综合考量运输系统的选用，使之在保证生产效率的同时尽可能降低矿场整体运营成本。
5提高露天煤矿采掘工艺方法的建议
5.1加强煤矿开采技术创新
科技是第一发展力，在以后的煤矿采掘工作中，相关技术研发人员要积极努力进行新工艺方法的创新，有针对性地解决煤矿采掘工作中遇到的难题，不断提高我国煤矿采掘行业的效率和水平，从而减少不可再生能源在开采过程中由工艺技术原因造成的损耗和浪费，促进我国煤矿能源行业稳定长久的发展。
5.2提升工作人员综合素质
相关煤矿采掘工作人员作为主要采掘工作的执行者，其综合素质的高低直接决定着煤矿采掘效率的快慢。因此，必须加强煤矿采掘工作人员的培训，提升其综合素质和专业能力，使采掘工作人员掌握相应的知识和技法，快速高效地进行煤矿挖掘工作。同时，提升煤矿采掘人员的综合素质，有助于使其在具体工作过程中规范作业、安全生产，减少问题的出现，杜绝事故的发生。
5.3进行合理有效的施工监管
此外，在实际的劳动生产过程中，煤矿采掘工作强度较大、工作内容机械重复，很容易会使煤矿采掘相关工作人员滋生反感厌工情绪，也会有些自制力不强的工作人员偷懒懈怠，不进行安全规范的生产作业。这时候就需要相关管理部门进行合理有效的施工监管，一方面要严格遵守煤矿采掘生产工作原则，坚决不能松懈偷懒，严格规范作业，杜绝安全事故的发生；另一方面，管理人员也需要站在煤矿采掘工作者的角度看待问题，尽可能科学合理地安排工作时常和工作内容，使相关采掘工作人员能够劳逸结合，始终以饱满的工作状态投入工作生产中。
6结语
技术创新的方法篇4
关键词：TRIZ理论；创新方法；战略性新兴产业；技术创新
中图分类号：F124.6 文献标识码：A 文章编号：1003-3890（2014）06-0065-07
目前，我国战略性新兴产业已经取得较为迅速的发展，部分技术领域取得了重要突破，然而与国外同类产业相比，我国战略性新兴产业的层级仍然偏低，产业技术自主创新能力较弱，其发明专利、关键技术与核心技术拥有量较少，国际竞争力并不强[1]。面对这种状况，在战略性新兴产业发展中如果继续采取传统模式，将会落入“引进―落后―再引进―再落后”的恶性循环陷阱，技术依赖的羁绊将难以摆脱。因此，技术创新是培育发展新兴产业的核心条件和根本要求[2]。
技术创新是技术在创新过程中产业化的过程，是一项复杂的系统工程，传统的创新方法以心智经验为基础开展大量试验，适用于解决简单、随机的问题，对于战略性新兴产业而言，由于其具有高技术性、高风险性、复杂性、不确定性高等特征，实践中缺乏一种能够提供系统的思维方式、规范的问题解决程序的创新方法与工具，因此，本文将TRIZ创新思维与战略性新兴产业的技术创新方法研究结合起来，把TRIZ分析解决问题的方式嵌入到产业技术创新系统过程中，从制约技术创新的瓶颈、路径分析、创新方案确立等方面探索战略性新兴产业技术创新问题，为我国战略性新兴产业创新资源的配置提供更高层级的思路。
一、文献综述
TRIZ是俄文Teoriya Resheniya Izobreatatel-skikh Zadatch的缩写，意即发明问题解决理论，是1946年由前苏联发明家Genrich Altshuller创立的一套完整的由解决技术问题和实现创新的各种方法、算法组成的综合理论体系。目前国内外学者对于TRIZ理论的研究大致分为以下几个方面。（1）TRIZ理论体系研究。Petrov[3]、Fey和Rivin[4]、Domb[5]等对TRIZ理论进行了深入的研究，先后发展出技术进化理论、技术进化引导理论、定向进化理论、技术进化定律等新兴TRIZ技术进化理论，来研究技术系统创新问题。就研究模式而言主要有四种：III（Ideal Inter nation Inc）模式、IMC（Invention Machine Corp）模式、SIT（Systematic Inventive Thinking）模式、RLI（Renaissance Leadership Institute）模式[6]。郑称德[7]、龚益鸣和丁明芳[8]、熊开封和张华等[9]系统归纳了TRIZ 的产生与发展、理论基础、基本原理和常用工具，着重阐述了TRIZ理论的应用与发展、不足与完善。（2）TRIZ理论应用方法研究。Bergek、Jacobsson和Carlsson等[10]基于TRIZ原理，介绍了一个反映创新系统的特征和动力、影响创新技术开发、传播和应用过程的推动力的技术创新框架；Cavallucci和Weill[11]、Mann[12]则认为，TRIZ理论提供了独特的系统化的创新方法，大部分的TRIZ工具、方法可以直接或稍加修改应用于非技术领域；李萌[13] 、邵云飞等[14]部分学者提出将TRIZ和QFD、CPS、DEA等其他方法集成产品设计方法和创新问题解决流程；易加斌、董丛文[15]运用TRIZ理论创新性的复杂技术问题解决模式，构建起由管理创新原理、管理创新标准解和管理创新效果库构成的基于TRIZ的企业管理创新理论与方法体系。（3）TRIZ理论与技术创新方法推广的研究。Zhang，etc.[16]、Chan[17]利用TRIZ理论讨论了切割技术的进化问题，并将TRIZ技术进化理论引入到技术创新过程中；林艳、王宏起[18]将TRIZ理论推广到高新技术企业创新管理方法中，设计了基于TRIZ理论的链式创新管理方法；王克奇、于江涛等[19]将TRIZ理论中的一些先进原理和方法应用于现有的专利检索系统当中，提出基于TRIZ理论的专利检索系统模型。
通过对现有文献梳理可以发现，关于TRIZ系统化理论研究体系较为完善，主要集中于TRIZ理论方法推广战略研究及微观层面企业应用TRIZ 理论取得技术成果介绍[20]，但缺乏将TRIZ应用于产业技术创新层面的方法与机制研究。
二、TRIZ理论――创新工具及创新流程
（一）创新工具
作为一种新的创新工具，TRIZ已经形成了一套成熟的创新理论与方法体系。它以技术系统进化论作为理论基础，以矛盾矩物-场分析、ARIZ发明问题解决算法、冲突分析和功能分析等作为分析工具，将矛盾矩阵、标准解决方法等作为知识数据库，解决发明、创新问题[21]。
TRIZ运用知识工具来分析问题，TRIZ知识库工具包含40条创新原理，76个标准解和科学效应库。在解决问题的过程中，知识工具指出系统转换的方式，而分析工具用于改变问题陈述[22]。40条创新原理用于指导TRIZ使用者找出有效的用于创新的解决方案。每一种解决方案都是一条建议，应用该建议可以使系统产生特定的变化以消除技术冲突。76个标准解用于解决基于技术系统进化模式的标准问题。效应知识库是TRIZ中最容易使用的一种工具[23]。
（二）创新流程
在利用TRIZ解决问题的过程中，首先将待设计的产品表达成为TRIZ问题，然后利用TRIZ中的工具，如发明原理、标准解等，求出该TRIZ问题的模拟解（Analogous solution）；最后设计者再把该解转化为某领域的解或特解。图1为TRIZ解决问题流程。
如图1所示，TRIZ理论在进行创新问题研究时，遵循的思路为：首先需要将实际问题表达成为TRIZ标准问题，如技术矛盾、物理矛盾等；其次，需要利用如矛盾矩阵、分离方法等相关工具和方法求解不同类型问题，以获得TRIZ标准解决方案；最后，结合实际情况，将TRIZ标准解转化为领域解，从而获得创新问题的实际解决方案。
三、产业技术创新的TRIZ理论分析
（一）产业技术创新系统S曲线
TRIZ中的技术系统进化理论是TRIZ理论的基础，也是其核心[24]。Altshuller认为，技术的性能随着时间变化的规律呈现S曲线，进化过程依靠创新推动，新技术的引入使其不断沿着某些方向进化。TRIZ将“S”曲线简化为分段线性曲线。图2（a）为技术进化过程中单周期S曲线，其中横轴代表时间，纵轴代表技术系统的某个重要性能参数。图2（b）为技术进化过程中的多周期S曲线。当一个技术系统计划到一定程度，出现衰退以后，将会有另一个新的系统替代它。新的系统在各个方面都将优于前面的系统，即会有一条更高阶段的S曲线产生，使得技术系统不断演变和进化，最终形成S曲线的跃迁。
S曲线描述了一个技术系统的完整生命周期和技术系统各项重要性能参数的发展变化规律。技术系统与生物系统一样要经以下四个阶段，每个阶段呈现出不同特点：
当系统处于婴儿期，尽管可以提供新功能和性能新的改进，但由于各种问题和矛盾众多，系统性能难以得到本质的提高，存在着效率低、可靠性能差或者一些尚未解决的问题等不确定的风险。处于成长期，由于关键矛盾被解决，效率和产品的可靠性能得到较大程度的提升，其价值和发展潜力开始显现，从而吸引了大量的人力、物力和财力，大量资金的投入推进技术系统的高速发展，此阶段系统性能开始快速增加，经济收益加速上升并凸显出来。在大量资源的推动下，系统很快进入第三阶段，即成熟期。处于成熟期的系统性能达到最优，系统已经趋于完善，产品已经进入大批量生产，并获得了巨额的利益，这时会产生大量的专利，但专利级别更低，利润也呈现出下降趋势。当技术系统发展达到一定极限，很难有新的突破时，进入第四个阶段：即衰退期。该系统因为不再有需求的支撑而面临市场的淘汰。此阶段的系统性能参数、专利等级、专利数量、经济收益均呈现出快速下降的趋势[25]。
（二）产业技术创新成熟度预测
技术成熟度预测是TRIZ技术进化理论的重要研究内容，通过判断产品在S曲线上所处的位置来判断产品技术的发展程度。TRIZ技术进化理论采用“时间与性能参数”、“时间与利润”、“时间与产品专利数”、“时间与专利级别”四组曲线，综合评价产品的发展规律和在进化过程中所处的位置。四个指标随着技术进化而变化的曲线形状如图3所示。在开始阶段，专利数量较少，但专利级别较高，产业的利润和性能都处于较低水平；当进入成长阶段以后，专利数量出现拐点后上升，而专利级别处于不断下降中，产业的利润和性能继续保持上升；而进入成熟期后，专利数量大幅度上升，专利级别继续较快下滑，产业的利润上升到最高点开始出现下滑，产业性能继续上升速度减慢；当发展到衰退期后，技术的性能已经达到极限，成本也达到极限，表明该产业将会被新的更高技术层次的产业代替。
正确预测技术发展方向和程度是进行产业技术创新的基础，其原理是通过产品四个方面的数据所建立曲线的形状与图3中四条曲线的形状比较，即可确定当前产品的技术成熟度。技术成熟度预测后可以产生两种结果，如果产品处于婴儿期或者成长期，则需要对产品进行持续创新和优化，改善已有的S曲线；反之，如果产品有突破性的创新，产生新的核心技术，则技术创新实现跃进式的发展，将会产生新的S曲线，进入到新的更高一级的创新阶段[26]。技术成熟度预测运用到产业技术创新中，可以减少在技术系统进化过程中解决问题时“试错”带来的资源浪费，从而大大提高技术创新的效率。
四、基于TRIZ理论的战略性新兴产业技术创新方法设计
将TRIZ分析解决问题的方式嵌入到产业技术创新方法过程中，可以对战略性新兴产业的技术瓶颈、技术轨道以及技术创新方案进行全新的设计[27]。其研究思路为：首先，根据TRIZ的问题和矛盾分析原理，用TRIZ语言描述战略性新兴产业技术创新过程中出现的瓶颈问题；其次，选择合理的技术进化定律，确定技术进化方向；最后，运用TRIZ基本原理、方法、分析工具和知识库，制定出合理的创新方案，以提高技术创新效率。
（一）创新问题的分析与描述
科学定义创新问题是战略性新兴产业应用TRIZ理论开展创新的首要工作，在创新过程中任何环节出现问题，都会影响创新效果，甚至导致创新的失败。因此，战略性新兴产业在技术创新中应加强创新的过程管理，抓住创新过程控制的关键点，并采取适宜的创新管理方法加以解决或控制[28]。战略性新兴产业在创新之初和创新过程中不断出现新技术问题，可以概括为：（1）技术范式不确定，核心技术和关键技术较欠缺；（2）知识产权及科研管理机制不健全；（3）资源配置机制不合理。上述问题用TRIZ语言可以描述为技术冲突、管理冲突、资源冲突，将特定的语言体系与TRIZ原理和方法相结合，可以形成理想或满意的解决方案来解决创新过程中出现的问题。
1. 技术冲突。技术冲突涉及系统的两个基本参数，通常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。从整体上来看，战略性新兴产业缺乏核心技术和关键技术，很多技术创新以模仿为主，缺乏技术创新。现有产业技术创新系统研究，究竟能够为技术创新研究的发展带来何种具体的战略范式，产业技术创新战略应该如何实施，这些问题还不清晰[29]。因此在发展过程中应利用TRIZ提供的解决问题的程序和方法，针对产业最核心的技术环节，整合多方力量突破技术瓶颈。
2. 管理冲突。TRIZ所提供的工具不能直接求解管理冲突，但却提供了多种有效分析问题的方法，通过对问题的分析，有可能获得问题的矛盾，从而解决问题。针对战略性新兴产业知识产权及科研管理机制不健全的问题，在创新解集中寻找对应问题的解，解决知识产权管理系统与子系统之间不协调的矛盾，完善科研成果管理机制，提高创新产出的效率和效益。
3. 资源冲突。TRIZ理论认为任何未达到理想状态的系统都应该具有改善产品系统的可用资源，设计中的可利用资源对创新起着重要的作用，问题的解越接近理想解，系统资源就越重要。从我国战略性新兴产业空间分布可以看出，由于缺乏总体设计与统筹安排，各省市在战略性新兴产业发展方向的选择上，出现产业同构和重复建设现象，部分产业甚至出现严重的产能过剩问题，造成严重的资源浪费。结合TRIZ理论可将战略性新兴产业资源分为内部资源和外部资源，对应不同的矛盾体系，设计合理的资源配置结构，提高资源利用的效率和效益。
（二）产业技术创新系统设计
TRIZ提供了多种进化模式，多种进化模式可同时选择，在此我们选择第一种模式与第三种模式，即S曲线法则与不均衡法则[30]。将战略性新兴产业的技术系统分为萌芽阶段、成长阶段、成熟阶段、衰退阶段，根据不同的发展阶段采取相应的措施，避免在产业发展初期的资源投入不足，以及在成熟期和衰退期的过度投入。由于系统的每个组成元件和每个子系统都有自身的S曲线，且发展存在不均衡，因此可以结合战略性新兴产业子系统所处的发展阶段设计出不同的技术路线，并对每个不均衡的单系统进行调节，最终达到整个系统的协调。图4中，给出了多条进化路线方法，任何一种技术进化路线都是从状态1开始到状态4结束，四个状态分别为萌芽状态、成长状态、成熟状态、衰退状态。按照该进化路线分析产业的技术进化水平，如果发展处于萌芽状态，则此状态为当前状态，后面三种状态则为潜在的理想状态。
技术进化路线指出了技术系统从一种核心技术移动到另一种核心技术的思路。在选择进化路线时，要根据其技术结构特点，对比所有进化路线，确定最合理性的路线。图4中，结合战略性新兴产业发展的阶段特点及不均衡性，设计了四条典型的技术进化路径：
路径1：产业升级。利用传统产业较好的要素优势，将传统产业的内涵拓展外延拉伸，利用高新技术产业的生产技术、管理模式代替原有落后的生产方式，通过工艺升级、产品升级、技术升级的多种形式，实现产业的升级调整，转型成为高技术产业，经过不断发展后最终转型为战略性新兴产业。
路径2：产业重组。部分劳动密集型和资源消耗型产业，无法适应新兴产业的发展模式，依据国家政策“有序退出”落后的产业领域，通过对人力、资金、物资等生产要素的重新调整实现了“要素重组”，重新组合成为新兴产业，在经过不断调整发展后，演变为战略性新兴产业[31]。
路径3：产业集聚。高新技术产业拥有较高的技术水平和发展潜力，经过不断技术溢出、演化发展、集聚发展，完善产业链建设、配套设施建设、人才培育、制度、创新网络等创新体系，使相关企业和部门共享集群内市场、基础设施和研发机构，带来规模经济收益，最终形成信息产业、生物产业、海洋产业等战略性新兴产业。
路径4：产业关联。一些主导产业和支柱产业，例如石油、煤炭、能源、机械等产业与战略性新兴产业之间存在着较强的关联度。主导产业或支柱产业可以利用关联优势向战略性新兴产业过渡，例如能源产业可以结合国家相关政策支持，开发出水能、风能、核能等战略性新兴产业。
（三）产业创新方案设计
由于战略性新兴产业的发展阶段与发展水平的差异，形成了并非单一的创新模式，结合TRIZ资源、问题的分析与描述，以及潜在的理想状态，针对战略性新兴产业技术创新过程中存在的矛盾冲突可以设计出合理的创新方案。
1. 萌芽期：政府干预发展方案。在战略性新兴产业产生的初期，出现较多的新技术突破或者新材料应用的产业，这些产业中大部分存在着高风险和产业发展的不确定，无明确的主导设计，各种技术路线并存，直接影响到产业的未来发展方向。此时政府是推动战略性产业发展的主要力量，政府应结合战略性新兴产业发展的内在属性和发展规律，及萌芽阶段的特殊性，根据不同的产业基础和技术条件做好相应的规划，重点开展应用研究和实验开发，知识产权保护等引导市场的发展，选择正确的主导设计方向，来降低战略性新兴产业发展的不确定性。新能源、生物产业、物联网等产业基本处于萌芽初步发展阶段，其产业技术体系已经初步形成，但主导设计还不明确，专利级别较高，而专利数量较少。在此阶段，政府应发挥主导作用，加大财政资金投入力度和研发的支持力度，积极引导产业明确主导设计方向。
2. 成长期：产、学、研相结合方案。战略性新兴产业在关键核心技术以及产业创新水平不断提高的推动下，逐渐进入成长期，此时产业技术路线基本确立，主导设计明确。但由于产业投资大、风险高、市场的不确定性高，且产业链不完善，产品没有形成规模经济，产业发展程度不高。该阶段，市场的调节作用居于主要位置，政府的主要作用在于做好规划，营造良好的发展环境，协调大学、科研院所与产业的合作，将教育、科技和经济有机结合，降低企业的交易成本，完善产业配套体系建设。新材料、节能环保、高端装备制造、新能源汽车等产业处于成长期阶段，进入技术研发向产业化的转化，要注重在主导设计选择、培育经济规模、构建产业环境等方面努力。
3. 成熟期：政府引导和市场主导方案。在战略性新兴产业经过不断发展进入成熟期后，主导产品和技术相对成熟，产业结构较为完善，产业布局较为合理，基本形成完整的产业链。产业间的竞争已经基本定型，进入市场竞争阶段。产业发展的重点在于提高技术、降低成本、寻找新材料，在原有技术创新的基础之上实现产业跃进式的发展。此阶段，政府应充分发挥引领作用，为产业的转化升级及向更高层次的创新做好保障，市场在该阶段逐步过渡为主导地位，充分发挥资源配置和提高效率的作用[32]。新一代信息技术产业已经发展到了较高的水平，产业体系较为完善，产业链完整，此时应避免在科技、资金等方面的过度投入，建立良好的产业环境，积极构建产业生态系统，为产业向更高层次的升级转化提供发展空间。
五、结论
TRIZ技术进化系统理论为战略性新兴产业的技术创新提供了一种有效的模式和方法。本文将TRIZ理论引入到战略性新兴产业技术创新研究中，根据TRIZ的问题和矛盾分析原理，对战略性新兴产业技术创新过程中出现的问题进行分析，设计出适合战略性新兴产业发展的技术创新系统，并运用TRIZ基本原理、方法、分析工具和知识库，制定出合理的创新方案。
此外，TRIZ理论还可以应用到战略新兴产业技术创新的很多方面：（1）产生新的市场需求。TRIZ的技术系统进化法可以从进化趋势判断产业的未来发展路径，抢占未来市场。（2）合理的专利申请。技术系统的进化法可以有效确定未来的技术系统走势，对于当前还没有确定的市场需求的技术，在产业发展的不同阶段合理安排专利层次与数量的申请。（3）选择产业发展战略制定的最佳时期。S曲线法则对于战略性新兴产业发展战略制定时机的确定具有积极的指导意义，当产业依据现有发展战略进入成熟期后，要及时调整发展战略，避免直接进入衰退期，积极促使产业顺利进入下一个S曲线阶段，实现产业跃进式的发展。
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Technology Innovation Method Research of Strategic Emerging Industry Based on the TRIZ Theory
Huang Haixia
（School of International Business， Shaanxi Normal University， Xi'an 710062， China）
Abstract： Strategic emerging industries are the deeply integration of technology breakthrough and mercerization of innovative products， and technology innovation is particularly important to the development of strategic emerging industries. The TRIZ theory can effectively solve the main problems existing in technology innovation in strategic emerging industry， considering it is recognized as one of the important innovative methods internationally. This paper introduces TRIZ in research of technology innovation in strategic emerging industries， in order to solve the existing problems of the technology paradigm's uncertainty， mechanism of intellectual property rights and scientific research management unsound and resource allocation mechanism unreasonable in the development process of strategic emerging industries. Then from the bottlenecks， the path of technological innovation analysis and innovation scheme established ways of strategic emerging industry technology method， designing a strategic emerging industry innovation problem analyzing path， meanwhile， formulates a reasonable solution for innovation.
技术创新的方法篇5
[关键词]技术创新能力；企业；神经网络
一、企业技术创新能力评价指标体系的构建
目前，企业技术创新能力评价已引起了国内外有关学者的广泛关注。然而，由于技术创新能力涉及的因素众多，其评价理论和方法尚处在探索之中。国内外有不少学者提出用层次分析法、密切值法、灰色系统理论等方法进行多指标评价，但这些方法还存在计算量大、评价指标的确定准确度较低且无法进行大规模评价的缺陷。为此，笔者将神经网络模型引入到企业技术创新能力评价中。
根据系统论的思想与企业技术创新的内涵，将其逐级分解，形成各有侧重，又相互联系，能系统、综合反映企业技术创新活动的评价指标体系[4-6]，作为评价和优化企业技术创新活动的依据，根据企业技术创新活动所包括的主要内容，遵循指标体系设计原则，提出包括企业技术创新管理能力、投入能力、研发能力、创新能力和实施能力5个方面，共20个评价指标的评价指标体系(详见表1)。
二、基于神经网络的企业技术创新能力评价方法
综合评价的方法有很多种，每种方法都基于一定的模型假设和数据结构，都有其适用范围和优缺点。鉴于上述企业技术创新能力评价指标体系是一个多层次多目标的复杂系统，同时也为了提高综合评价结果的有效性和可靠性，减少单一方法可能造成的偏差，避免主观随意性，笔者选用人工神经网络方法对企业的科技创新能力进行综合评价和分析。因为这种方法适用于多层次的数据结构，同时能客观地确定各个指标的权重且信息损失较少[7-10]。
(一)人工神经网络方法
人工神经网络是对人脑功能作某种简化、抽象和模拟，是—个高度复杂、非线性动力学系统，它具有学习、记忆、联想、归纳、概括和抽取、容错以及自学自适应的能力。BP网络是—种单向传播的多层前项网络，具有三层或三层以上的神经网络，包括输入层、中间层(隐层)和输出层。上下层之间实现全连接，而每层神经元之间无连接。BP网络的学习过程是由正向传播和反向传播两部分组成的，其算法描述如下：
第一步：设置初始参数ψ和θ，(ψ为初始权重，θ为临界值，均随机设为较小的数)。
第二步：将训练样本集和相应的目标样本集进行预处理，然后随机选取一组输入和目标样本加到网络上。
第三步：根据输入样本，利用下式算出它们的输出值。Yyj
第五步：随机选取下一个学习样本提供给网络，返回第三步，直到m个训练样本训练完毕；
第六步：重新从m个学习样本中随机选取一组输入和目标样本，返回第三步，直到网络全局误差小于预先设定的一个极小值，即网络收敛。
(二)评价指标的归一化
由于评价指标体系中，既有定性指标，，又有定量指标，为了使各指标在整个系统中具有可比性，必须对各指标进行归一化处理，处理后的指标值才能作为神经网络的学习样本。因此，对于评价指标体系中的定量指标，在综合评价前必须把指标的实测值按某种隶属度函数将其归一化到某一无量纲区间。对于定性指标，可采用评价等级隶属度的方法确定，如1，0．75，0．5，0．25，0，分别对应很好，好，一般，较差，差。
从上述转换可以看出，对于效益型指标来说．当实测值Xij大于平均值时，转换后其隶属度函数值大于0，实测值越大，隶属度函数值越大，当原始值达到一定数值时，隶属度函数值接近“饱和”。这样处理是为了防止某一指标隶属度函数值过大，从而影响整个综合指标。对于成本型指标，当Xii，越大，隶属度函数值反而越小，取负值；Xii越小，其隶属度函数值越大，取正值。
(三)BP神经网络模型评价程序
1．企业技术创新能力评价模型网络构建。基于BP神经网络的评价模型由数据预处理器和BP网组成。数据预处理器将评价指标体系中各个指标的实测值，按—定规则进行归一化。BP网的输入层单元数量由数据预处理器产生的向量维数决定，这里就是指标的个数；输出层单元一个，即评价结果；隐含层的神经元数目选择是一个十分复杂的问题，往往需要根据设计者的经验和多次实验来确定，因而不存在一个理想的解析式来表示。隐单元的数目与问题的要求、输入／输出单元的数目都有着直接关系。隐单元数目太多会导致学习时间过长、误差不一定最佳，也会导致容错性差、不能识别以前没有看到的样本，因此一定存在一个最佳的隐单元数，可以用下列公式作为选择最佳的隐单元数的参考公式：
n1=log2n (11)
式11中，n为输入单元个数；n1隐含层单元个数。
2．对企业技术创新能力进行评价的步骤。(1)根据以上构建的BP网络模型进行网络学习。即选取—定数量的样本(不同企业的指标值)，进行归一化处理，输入网络，选用适当的学习算法，对网络进行训练、验证，确定出各指标隐含在网络中的权重。(2)对需要评价企业指标值进行归—化处理。(3)将处理过的指标值输入训练好的网络，网络会给出—个合理的输出。
(4)根据输出对企业技术创新能力作出客观的评价。
三、实例验证
笔者以洛阳市的8家国有大型企业进行实例验证(过程略)。用检验样本仿真评价结果与专家对企业技术创新能力评价结果相比，结果基本相同。该应用实例表明，该网络具有较强的泛化能力，能够通过样本学习掌握专家知识，可用于对其他待评价的企业进行技术创新能力的评价。
四、结论
企业技术创新能力是企业发展的根本动力，能有效地评价企业的技术创新能力，可以为企业的发展提供依据。由于企业技术创新能力涉及的因素较多，评价中存在较多的主观性和模糊性。笔者在建立企业技术创新能力评价指标体系的基础上，提出基于神经网络的综合评价方法，并通过仿真试验，取得了较为满意的结果。神经网络不仅可以模拟专家对技术创新能力进行定量评价，而且避免了评价过程中的人为失误。
[参考文献]
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技术创新的方法篇6
关键词：高中课程 信息技术 创新 教学模式 教学方法
中图分类号： G633.67 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）05-0194-01
随着我国社会的发展逐渐和世界接轨，对我国的高中课堂提出了新的要求，中国开设高中信息课堂的目的就是为了提升高中生的信息素养，也是贯彻落实我国素质教育的一个重要途径。通过优化高中信息技术以及相关课程，可以提高高中生的自我意识，对于提高高中生信息的获得、信息的传递、信息的加工都有着很大帮助。但是在很多的高中校园里，信息技术教学的方式并不规范，需要进行创新有关技术方法才能使其发挥更大的作用。
一、创新信息技术观念意识
对于高中信息技术，教师应该更新自身的观念意识，站在科学的高度为学生普及信息技术知识。一般情况下，很多高中教师对信息技术方面的知识并不了解，这就导致了课堂的低效率。老师应该在教授信息技术的基本知识、操作方法的基础上指出我国乃至世界的科学发展趋势，让学生看到信息技术的未来发展前景。通过信息技术的学习，让很多学生能够掌握正确处理信息技术的方式方法，以一种“创造性”的手段来处理信息时代的各种问题。最重要的是，可以通过学生学习信息技术来增加对其他学科的预测判断，将信息技术分析方法应用到其他的学科当中。如果教师可以从自身做起，更新自己对于信息技术的观念意识，提高学生的积极性和激情，从而增强对信息技术的了解和把握[1]。
二、提高高中生的学习积极性
在很多高中之所以信息技术教学难以创新，是因为学生的积极性不高。如果学生没有积极性和热情，那么不管老师做出什么创新活动，都难以奏效。最好的方法是通过一些趣味性的活动提高高中生对于信息技术学习的积极性。可以采取让同学自己实践、操作的方法，让他们在不断练习的过程中找到自己感兴趣的方面，例如，在学习ppt的制作后，组织高中生去机房自己制作不同主题的ppt，这样可以提高学生动手能力，并且带动整个高中生的信息技术学习热情。
三、创新课堂实践
很多学校认为高中生的学业繁忙，所以不开展实践活动，事实证明，这种做法是非常错误的。没有时间的课堂会效率低下，并且长时间后的学习学生会觉得枯燥乏味，难以认真听讲。尤其是对信息技术而言，是一门操作性很强的课堂，如果仅仅局限在课堂上，很难得到锻炼的机会。而创新课堂实践就是为了使得信息技术更容易让高中生接受，有的时候，换种方式反而能得到不同的效果。增加课堂实践的次数，可以让学生成为课堂的主人，能从容的应对信息技术的各种知识，并且将所学知识应用到日常生活中[2]。
四、创新信息技术教学模式
首先，在教学过程中，教师应该准确定位本节课的主要任务，这也是著名的“目标驱动法”。有了目标之后，在课堂上就可以建立相应的环节，当然，任何教师都不能忽视教学目标这条教学主脉络，适当的结合不同层次的学生掌握情况进行任务分配，在有目的的教学下，常常能提高整个课堂的学习效率。
其次，创新信息技术教学的关键是做好备课工作。很多老师认为信息技术课程的内容简单，但是在讲述过程中经常会遇到各种问题。备课工作是老师必不可少的“前奏”，只有加强了备课，才能认真梳理书本上的知识。如果老师对信息技术的知识不了解，在上课过程中，常常“简单化”处理一些问题，从而使得学生不能全面的把握课本知识，达不到预期的课堂效果。
最后，教师应该进行“情感教学”，这也是很多老师缺乏的一个职业素质。很多老师，不能做到“一碗水端平”，常常是偏向成绩好的学生，而对于那些理解较慢的学生“冷眼相待”，这种现象就直接导致了课堂的倾斜。如果一个老师缺乏了应有的亲和力和爱屋及乌的精神，那么很难创新现有的教学模式，只能固步自封，既不利于学生获得知识，也不利于信息技术等新型知识的传播和沿袭。同时，老师应该采取“因人而异”的教学方法，因为不同学生的接受能力和水平都是有限的，老师只有不断的总结，不断的发展不同学生的亮点，才能促进学生对信息技术知识的了解和学习。并且老师需要在教学过程中对表现好的学生加以鼓励，才能在渐进的过程中提高学生的学习积极性[3]。
五、结语
高中的信息技术课程应该被更多的人所关注，在高中课堂中，老师应该积极的创新教学模式和方法，在信息技术课程的教学过程中传递自己的真实情感，逐渐建立高中生对信息技术的准确认识。
参考文献
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[2]陈艾华. 新时期高中信息技术课创新教学的研究[J]. 计算机光盘软件与应用，2013，06：86-87.
技术创新的方法篇7
关键词：信息技术；教学模式；创新方法
一、小学信息技术教学概述
小学信息技术课程具有较强的实践性，它不仅是一门应用型的课程，更是一门综合型的课程，其教学目的在于引导学生对计算机形成初步的认识，了解并掌握计算机基础知识，激发学生学习计算机的兴趣，培养学生的信息素养与创新能力。更加符合学生认知过程的建构主义学习理论是小学信息技术教学的理论基础，教师在教学过程中除需对学生珍贵的生活经验表示尊重外，同时还需引导学生树立正确的信息观念，帮助学生将所学知识灵活运用于实际生活。大量的教学实例表明，传统的教学观念和教学模式明显已不利于信息技术课程的实施，这一现状对广大信息技术教师提出了教学创新的要求。小学信息技术的教学创新离不开正确的课程评价。在具体实施时，教师可将教学过程与教学效果评价放在一起，也可将日常评价和期末总评结合在一起，一味以考试成绩评定学生学习成果与教师教学效果的传统教学模式显然是不正确的。本文列举了以下几种教学评价方式，如学完输入法后组织学生进行打字比赛，绘图软件课程结束后安排学生用绘图软件完成一幅画作等。这样的教学评价方式更能激发学生学习信息技术课程的积极性与主动性，而自主学习的探究模式对学生将来深入学习计算机信息技术十分有利。
二、小W信息技术教学模式
小学信息技术课程的教学模式可分为五个步骤，即营造生动有趣的教学氛围、师生合作与学生自主探究学习、实践操作与知识巩固、学生作品展示以及课堂内容的整理与总结。具体分析如下：
1.设置合理的教学情境，营造生动有趣的教学氛围
生动有趣的教学氛围有助于激发学生的学习兴趣与积极性，而营造这一氛围的关键在于合理教学情境的设置。以绘图软件的教学为例，教师可通过一些绘图软件绘制的画作引入本章节的学习，并让学生对画作进行评价，以活跃课堂气氛，吸引学生注意力。
2.师生合作与学生自主探究学习
在教学过程中，教师应将学生置于课堂主体地位，并将自己定位为起辅助作用的角色。在课堂中积极与学生展开交流与沟通，更重要的是在于引导学生自主探究与学习，培养学生独立学习与实践能力。
3.实践操作与知识巩固
在一节课快要结束时，教师往往会对本章节的学习内容进行整合，此时可采用小组讨论的形式，让学生在实践操作中理清学习思路并对知识体系进行重新构建。
4.学生作品展示
教学结束后大多数教师都会及时布置一定的作品任务，因此，教师需安排一定的时间来展示学生的作品。在评价学生作品时可综合采用学生自评、学生互评以及教师评价这三种评价方式，以帮助学生获得更多的经验。教师在评价学生作品时除需给予肯定外，还需将学生的自尊心和自信心保护好，让学生感受到成功的快乐与进步的喜悦。
5.课堂内容的整理与总结
课程结束后教师与学生需一起对所学内容进行整理总结，同时还要进行适当的课外延伸，指导学生主动进行课外探索与研究，推动学生发散性思维的形成。
三、小学信息技术创新方法
1.课程导语创新设计
新课伊始，教师的引入有利于吸引学生的注意力，因此，在对小学信息技术教学模式进行创新时首先需关注课程导语创新设计。小学生处于求知欲极其旺盛的年龄阶段，他们对一切新鲜事物都有好奇心，教师可充分利用这一点进行课程导语设计，并吸引学生以更加积极主动的态度参与信息技术的课堂教学。以小学信息技术课程中“文字编辑”章节的教学为例，大部分学生都认为文字编辑只要会打字就行了，因此在学习过程中并不认真。还有些学生在遇到不会的地方时就会放弃，久而久之也就逐渐失去了学习新知识的兴趣与热情。对此教师可多以日常生活中随处可见的事物为例，让信息技术不再蒙着神秘的面纱，并让学生更加了解信息技术在日常生活中的应用，充分激发学生学习的兴趣。
2.增加课堂中师生之间、生生之间的互动
尽管小学生的求知欲极其旺盛，但他们却很难坚持到底。正是由于学生这一特点，教师持续讲解与管制的教学方式必然会使学生逐渐对信息技术学习产生厌倦感。因此，教师需要及时进行教学方式的创新，在课堂上要启发、辅助学生学习，在进行教学设计时还需多多站在学生的角度出发。在信心技术课堂上教师不仅需要积极与学生互动，同时还需要给予学生之间互动的机会。当学生对所学知识产生疑问时，教师应将学生的疑问重新抛给所有学生，让大家分组进行讨论与交流。学生将交流结果反馈给教师后再在教师指导下利用计算机来解决问题。在这一过程中学生的互助合作精神以及交流沟通能力将得到进一步提升，同学之间还可以取长补短、互相进步。
综上所述，小学阶段的孩子在面对新鲜事物时极具好奇心，且拥有极强的可塑性，信息技术教师在创新教学模式时需牢牢抓住学生这一特点，以充分调动学生对信息技术学习的积极性，培养学生信息素养与创新能力。
参考文献：
[1]丁俭.浅析如何上好小学信息技术课[J].考试周刊，2010.
[2]薛荣粉，施英.小学信息技术课教学探讨[J].中国科教创新导刊，2011.
技术创新的方法篇8
一、引言
社会的信息化发展，改变了我们生存的社会环境。信息技术已深入到社会的各个领域，对教育、生活、工作产生着深刻的影响。未来学生生活在信息化社会环境中，将面临的是知识爆炸的社会，要学会生存，必须以一种新的人机结合的思维方式来认知世界，信息技术作为认知工具，将扩展人的感觉频谱，使人脑与外脑（智能工具）合二为一。人大附中西山分校的校长舒大军曾说“今天的教育和老师不生活在未来，未来的学生将生活在过去。”[1]面对未来学生，作为未来教师的师范生该如何培养？这是教育信息化背景下教师教育的重要课题，也是高师院校职前教师教育面临的挑战。
2010年7月颁布的《我国国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》的第十九章“加快教育信息化进程”中清楚地阐明信息技术对教育发展具有革命性的影响，必须予以高度重视，同时把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略，超前布署教育信息网络。强调要加强优质教育资源开发与应用，强化信息技术应用，提高教师应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果。要使技术与教育整合，教师是关键因素，教师必须具备整合技术的学科教学知识。整合技术的学科教学知识（TPACK）是近年来国外（尤其是美国）对“信息技术与课程整合”途径与方法研究的最新发展，强调教师是课堂教学设计者、实施者，教学过程的引导者、监控者。TPACK整合模式坚持Blended Learning为标志的教育思想，兼取“传递—接受”和“自主—探究”二者之所长，形成了强调“有意义的传递和教师主导下的自主探究相结合”的教与学教学活动的新教学理念[2]。
我校是一所培养合格中小学教师的高等师范院校，计算机专业的师范生都开设了信息技术教学论的课程，这门课程是该专业师范生必修的学科教学知识学习课程，主要是培养从事中小学信息技术教学的教师。计算机专业的学生，通过学科专业课程的学习，已具备了一定的技术素养，形成了一定信息技术能力，在信息技术教学论课程教学中我们在TPACK整合模式启发下进行了教学改革尝试，以期探索提升师范生TPACK水平的有效途径。
二、TPACK的内涵与特征
密歇根州立大学的Punya Mishra和Matthew J.Koehler，从教师知识的角度出发，对技术与教学整合进行了研究，提出了将技术整合到教师专业知识之内的新框架——整合技术的学科教学知识（TPACK）。TPACK框架如图l所示，包含三个核心知识元素：学科内容CK（Content Knowledge）、教学法PK（Pedagogical Knowledge），技术TK（Technological Knowledge），该框架建立在Shulman的学科教学知识（PCK）基础之上，增加了技术元素（包括了传统技术和数字技术），在技术使用时注重学科内容和教学法的角色，以及考虑技术对它们产生的反作用，同时强调了三个核心元素的平等性和统一性，克服了以往把技术作为孤立、外在的中立元素来思考整合技术的教学的局限。Punya Mishra和Matthew J.Koehler强调教学过程中关注三个核心元素交互形成的新知识形态，即图1中的学科教学法知识PCK（Pedagogical Content Knowledge）、整合技术的学科内容知识TCK（Technological Content Knowledge）、技术教学知识TPK（Technological Pedagogical Knowledge）、技术教学内容知识TPACK（Technological Pedagogical Content Knowledge），还有知识应用的情境脉络Contexts。[3] Mishra和Koehler认为，TPACK是在具体学科内容的教学策略以及具体主题之表征的情境脉络中，技术、教学法、学科内容三者之间交互的知识，它需要教师具备对使用技术表征概念的认识；具备以建构主义的方式使用技术教授内容的教学技术；需要知道什么使概念难学或易学，而又如何借助技术调整学生面对的问题；需要知道学生已有的知识和认识论，以及如何使用技术在已有知识的基础上发展新的认识论或者强化已有的认识论。[4]
TPACK作为一种独特的教师知识，具备以下特征：[2][4][5]
第一，TPACK是教师应当具备且必须具备的全新知识，具有实践性和动态发展性。它强调教师必须积极参与信息化教学改革，亲自参与设计技术解决教学问题的过程，教师是课堂教学过程的设计者、实施者、监控者。教师经过不断学习与反思，随着信息化教学实践经验的丰富和对自己及他人实践的系统化总结，就会获得并持续增长TPACK新知识。
第二，TPACK是学科内容知识、教学法知识、技术知识、关于学习者的知识和关于学习情境的知识的融合体，不是这几种知识的简单组合，具有知识融合性。TPACK中技术与教学是合二为一的整体，一旦把技术剥离出来，教学质量会受到损害。对TPACK的学习、应用，不能只强调技术，而是更多关注信息化环境下应具有的教学信念、知识观、教学观、教与学的理论方法。
第三，TPACK具有境脉性，是一种“结构不良”（ILL-Structured）知识，不仅包含具体的教学情境知识，而且不能脱离具体情景而孤立地被应用。TPACK要解决的问题属于“劣性问题”（Wicked Problem）。劣性问题的解决方案只能依赖教师的认知灵活性在学科内容知识、教学法知识、技术知识的结合与交叉中去解决。
由TPACK的内涵和特征可知，这种信息化教育系统下教师应该具备的知识形态所依托的学习理论不同于传统良构知识的学习理论，学习过程中应以学习者为中心，学习者在实践中自主建构理论与实践的桥梁，感知、领悟和发展TPACK复杂知识。教师作为教学活动设计者，在课堂上起主导作用，同时在教学中为学生进行信息化教学示范。
信息技术教学论作为教学论课程，应该给未来的信息技术教师提供进行中学信息技术教学的教学方法与教学决策依据，同时应该让学生在学习该课程时就能以本课程所提倡的学习方式进行学习，以期学生对所学知识有真正的感知和领悟。所以，如何结合专业特点发展师范生们的TPACK知识形态，是我们进行信息技术教学论课程教学设计时考虑的核心问题。
三、TPACK视阈下信息技术教学论教学设计
根据教学设计理论，我们从学习者分析、课 程内容、课程教学方法、课程学习评价几方面，以课程设计和实践设计为两条主线来对信息技术教学论的教学进行设计。在进行信息技术教学论课程教学改革尝试中，以课程设计和实践设计为两条主线来展开教学设计。
1.学习者分析
在我校，信息技术教学论是针对中小学信息技术课程教学设置的具体学科教学法，是计算机专业的师范生在大三后半学年开设的必修课程，主要是培养从事中小学信息技术教学的教师。计算机专业的师范生，具备了一定的技术素养和信息素养，而且已经能够运用信息技术工具来进行学习。
从TPACK知识形态来分析，计算机专业的师范生具备了一定技术知识（TK）和学科内容知识（CK），这两部分知识有许多重叠交叉。但在学习教学论课程之前，师范生对教学的认识，局限在多年的学生经历上，这种经历可以看作未来教师的“学徒观察”。师范生经过长期的“学徒观察”容易对教学产生单纯的理解，只看到教师的外部行为，而没有对行为的思考和对理论的理解建构。我们把这种受师范生各自成长历史影响而形成的教学知识加上引号（图2中学前初始状态所示的“PK”），用来代表教学论学习前形成的“前概念”或“先前信念”。
计算机专业师范生TPACK发展历程如图2所示，从下到上的箭头方向代表TPACK各要素和综合知识形态的发展方向，粗黑色波折箭头线表示IT-TPACK从无到有的发展过程，①②③④⑤分别代表对TPACK的认知、理解、探索、应用和提升阶段。①认知：师范生认识到将技术和教学内容相结合的可行性和必要性，但还不了解如何将技术和教学有效整合；②理解：师范生能够理解适当使用技术的原则和方法，对技术与教学有效整合有了理性的认识；③探索：师范生参与教学活动设计，探索如何在教与学中使用适当的技术，并在模拟教学中开始探索实践TPACK知识；④应用：师范生积极地在真实的教学实习环境中实践并发展自己的TPACK知识；⑤提升：师范生具有一定的对TPACK教学进行分析和评价的能力。
根据TPACK要素在学习教学论前的初始状态可以看到IT-TK与IT-CK内容大部分是重叠的，但这部分内容是师范生学习形成的大学成人知识结构，还需要进行知识转换以适应基础教育的教学内容。另外，PK知识相对缺乏，几乎没有与其它要素有融合部分。通过信息技术教学论的理论学习过程、课程设计实践和学生在真实教学情境中的实践，师范生应逐步学会对一般教学法、学科内容、学生特征和学习情境等知识的综合理解和具备一定的教学理论与实践结合的经验，最终将建构一定的IT-TPACK知识，可以直接胜任一定的教学工作。
2.信息技术教学论课程内容设计
信息技术教学论的课程目标是培养中小学信息技术教师，课程内容必须围绕培养目标，遵循教与学基本原理来设计，从单一的总结性理论阐述扩充为具有丰富案例支撑的技能体系与方法体系，注意将IT-TK学习渗透于课程内容的学习任务中，逐步使师范生形成TPACK各种要素动态融合的知识。
课程内容主要包括对信息技术学科的认识和理论基础、信息技术基础教育课程标准、基础教育课程教材分析方法、基础教育课程教学方法、基础教育课程教学方案设计等几大部分，如图3所示。“对学科的认识和理论基础”的学习是基础知识学习，师范生应该了解学科的背景知识，学科产生的信息时代对人的信息素养的要求，国内外学科发展状况和趋势。师范生应从信息技术课程价值和新课程教学理念出发，认识到课程的知识价值——人的生存意义；认识到课程的能力价值——人的发展意义；认识到课程的和谐价值——人的全面发展意义。引导师范生从信息社会的文化变革中，感悟到信息技术课程所承载的信息文化教育意义、文化传承的载体意义、信息伦理道德建设意义，[6]进而激发师范生对信息技术教师职业的热爱和从业的激情，修正对学科的模糊或错误认识。教与学理论学习将为师范生在后期学习中提供理论依据，学习内容包括多元智能理论、行为主义教学设计理论、认知主义教学设计理论、建构主义教学设计理论等。
中小学信息技术教师教学以信息技术基础教育课程标准为准绳来开展各项教学工作。计算机专业师范生应熟悉课程标准并关注标准的发展，要熟悉基础教育阶段信息技术的课程目标、课程开设要求、课程内容整体知识框架，不同学段对课程的不同目标要求及不同学段间如何衔接等内容。基础教育阶段信息技术课程的总目标是培养和提升学生的信息素养。信息素养的培养是一个持续提升的过程。在不同学段，学生学习信息技术的内容各不相同，在信息素养的培养水平上各有侧重。[7] 信息技术课程设计的目标体系由“知识与技能、过程与方法、情感态度价值观”三维构成。知识与技能代表了学习的知识内容，过程与方法代表了学习知识的认知过程，情感态度与价值观代表了学习知识的动力机制。三维目标反映知识不同方面，相互作用，共同构成整体学习目标。信息素养在课程目标的不同维度均有体现。[7] 师范生应掌握从整体知识观角度去理解“知识与技能、过程与方法、情感态度价值观”三维目标，掌握从三维目标角度去分析课程目标的方法及从“科学——技术——社会”（science-technology-society，STS）角度来分析信息技术课程知识结构。
教材分析能力是师范生必须具备的基本能力，主要是让师范生学会教材分析方法、学科知识向教学内容知识的转换方法，重点在于根据多元智能理论对知识进行多元化的表征以适应不同教学对象的需要。根据基础教育课程标准，分小学、初中、高中学段选取当地学校使用的教材分析，明确教学目标、内容知识点、难点、重点等。聘请优秀教师作教材分析的示范，并指导师范生具体进行教材分析。
信息技术课程教学方法是让师范生对本学科教学方法进行较全面的认识。这些方法是在对传统和现代教学方法合理扬弃的基础上，联系学科教学实际总结出来的，包括讲授法、讨论法、任务驱动教学法、WebQuest教学法、基于问题的学习、范例教学法、计算机游戏教学法等。每种方法的学习都有不同学段的案例分析。[8]
教学方案设计是让师范生学习课程教学设计。根据教学设计原理，师范生结合前期学 习的教与学理论、教学方法和教材分析方法以及教材分析成果进行教学设计，学会编写教案和学案。
信息技术的课堂教学技能是教师能力的一个重要部分，是教师专业化的标志。我们把教学技能理解为教师在具体教学情境中表现出来的一系列操作步骤，是具体的教学行为方式，是教师创设适当和适合的教育情境的复杂技能，是一种灵活、开放、具有创造性的高级技能。从当前教育研究领域公认的教学技能中选取提炼出9种课堂教学技能，即课堂导入技能、提问技能、讲解技能、演示技能、活动变化技能、课堂组织调控技能、反馈强化技能、板书技能、结束技能。[9]另外，教学媒体的运用也是教师的教学技能，我们把该技能渗透在教学各个环节中去学习，有意识地放在教学情境中去实际演练，没有单独列出。
3.信息技术教学论课程教学方法
教学方法围绕教学目标和课程内容来设计，从单一的传统讲授转变为多样的信息化教学方法。信息化教学方法是根据课程内容的特点而灵活选取的并设计有相应的实践活动。教学主要采用传统课堂与E-learning相结合的混合学习模式。为支撑教学方法的运用，教学环境从传统的普通教室改变为多媒体可无线上网教室或多媒体网络教室，课堂教学技能学习设在多媒体微格教室。师范生每4到5人组成一个协作学习小组，每组基本保证至少一台笔记本电脑，可进行网上学习，如进入学习网站获取学习资源，上传作业、与教师同步或异步交流等。
课程首先学习的内容是“对学科的认识和教与学理论基础”，主要运用讲授法、讨论法、案例分析法及自主学习等教学法，通过视频、典型案例让师范生感悟信息技术教师的职业素养和教育责任，领悟教与学的基本理论。师范生的实践活动有：师范生注册进入信息技术教学论学习网站，以学号姓名建立电子学档，用来记录、组织和管理平时的学习及成果；建立学习协作小组，每组要设计本组的LOGO和特色名称，制作演示文稿介绍本组及组员特点，在课堂上要作介绍演讲；每位师范生以教育叙事方式描述对信息技术教师职业的认识和愿景、自己学生经历中有深刻印象的教学事件，并发到网上交流空间；每位师范生都必须写对教与学理论的学习心得，叙写自己学生经历中对应于教学理论的课堂教学事件，并以协作小组为单位交流，形成学习报告或学习概念图，记录进学习档案。
第二部分内容是对“信息技术基础教育课程标准”的学习，目的是让计算机专业师范生熟悉基础教育阶段信息技术的课程理念、课程目标、课程开设要求、课程整体知识结构。教师提供有关课程标准的学习资源及中小学信息技术教学研究网站。师范生主要通过协作探究方式学习，首先阅读课程标准，找出其中理解的关键词，对关键词的选定与理解要进行小组讨论交流、全班协商，形成信息技术课程关键词表；然后根据教师设计的学习专题进行分任务学习，例如从教学三维目标出发分析知识模块，写出教学目标与内容的双向细目表，各小组选取一个学段一个模块进行，并在全班展示学习成果。
基础教育教材分析方法、教学方法、教学方案设计、课堂教学技能等内容实践性很强，我们在教学过程中注重合理利用文本、光盘、网络精品课程等各种资源，注重校内学习、演练与校外实习基地见习、教育实践相结合，让学生“做中学”，亲身体验教材分析方法、教学方法、教学方案设计、课堂教学技能的运用，让学生在“实践——反思——再实践——再反思”的学习过程中不断积累TPACK，提高信息化教学能力。第一阶段，根据小学、初中、高中不同学段，参考当地中小学使用教材选取一套教材内容作为信息技术教材内容，指导师范生进行教材分析，教学方法和教学方案设计，积累和建构自己的TPACK知识，从个人、小组、全班不同层次来交流反思TPACK知识结构学习过程，每人都要形成TPACK学习电子档案。伴随认知、实践过程出现的问题，汇集成学习问题集记录在学习问题档案里，问题可通过师范生协作学习、通过混合学习方式相互交流来解决，解决方案也记录进学习问题档案里。第二阶段，聘请优秀中小学教师作课堂示范，示范内容包括对教材的分析、教学方法的研讨、教学方案设计、课堂教学技能运用技巧等；组织师范生分批进入当地中小学实验基地进行观摩听课；组织师范生对比反思专家教师与自己在课堂教学技能、教学方法、教材处理等各方面的不同，建构TPACK知识学习的提升档案。第三阶段，师范生要在信息化微格教室进行模拟课堂教学训练，课堂教学过程有录像，可用来进行自我评价，同伴评价，教师评价和交流，不断促进学生改进自己的教学。另外，计算机专业师范生还将有半年时间在中小学教学实践，他们将以真正的教师身份参与所在学校的教学工作，全程体验和实践教学过程，这将进一步提升师范生的教学能力。
4.信息技术教学论课程学习评价
评价是为了更好地改进学习与教学。对信息技术教学论课程的学习评价从评价主体单一的总结性考试评价改进为评价主体多元化、过程性学习评价和总结性考评相结合的综合评价体系。
以往的信息技术教学论期末笔试注重理论知识的学习测试，学生考前死记硬背理论，考后能回忆的知识所剩无几，不利于学生在平时对理论知识的认真学习。鉴于这种情况，我们在笔试中加入主观分析和理论应用的题目，如给出一节基础教育信息技术课的原始教材内容，让学生根据课程标准进行教材分析，写出这节内容的教学活动与学生活动的设计并阐明设计的教与学理论依据。这样，将客观题和主观题结合起来，不让学生的学习停留在概念原理的记忆上，而注重对其灵活运用。
过程性评价是教改中探索的一个重点。过程性评价在整个课程学习过程中应起到引导、督促、指导的作用。引导学习者形成正确的学习方法和良好的习惯；督促和激励学习者按照要求完成学业。同时，借助计算机技术进行评价数据处理的方法，也给师范生起到示范作用，让他们学会过程性评价的运用。课程学习之初就建立了学生学习档案，包括纸质档案和电子档案。纸质档案放有学生手工制作的教具、教学绘画等学习作品，电子档案中汇集学习活动的各种数字化成果及对这些成果的评价，评价主体有学生本人、学习同伴、中小学教师、大学教学论教师等。课程学习中每次学习活动 都有具体的要求任务，学生完成的时间、完成的情况、完成的作品等都将记录进学习档案。每次学习活动结束时，学生需要填写一份TPACK量表，并得到一个综合评价分，到课程结束时，我们将这些分数进行加权处理，获得一个过程性评价综合成绩。
另外，信息技术课堂教学技能测评，我们采用的办法是让每位学生先准备三份教案和学案；然后聘请基础教育一线优秀教师作评委，当场抽取一份教案和学案，学生依据抽取的教案和学案进行20分钟课堂教学，一线教师进行现场打分，取平均分作为最终成绩。
我们本着重视学生学习过程和学生实践能力的原则，整个信息技术教学论课程学业成绩按照下列公式计算：信息技术教学论成绩＝（过程性评价综合成绩×60%+期末考试成绩×40%）×70%＋课堂教学技能测评成绩×30%。这个公式的合理性还有待我们继续在教学中改进。
结束语
学界对学科教学知识的研究大致经历了三个阶段，第一阶段以20世纪80年代教师知识的专业化转向为特征，第二阶段以20世纪90年代学科教学知识的动态提升为特征，第三阶段以20世纪末至今的多元化、学科化研究为特征。[10] TPACK的核心是学科教学知识，当技术被广泛接受而逐步淡出为一种背景时，TPACK也将变成PCK。高校计算机专业师范生信息技术教学论课程的教学改革，是一门课程改革，但触动了教学系统的各个环节。教师和学生各自工作和学习方式的信息化，教学资源从纸质文本教材演变为以文本、光盘和网络课件为资源的信息化立体教材；教学内容从抽象的理论阐述扩充为具有丰富案例支撑的实践技能与方法体系；教学方法从单一传统讲授转变为现代教与学理念指导下的多样的信息化教学方法；教学环境转变为现代信息技术装备的信息化教学环境；教学评价从单一的终结性评价变为过程性学习档案和终结性考评相结合、评价主体多元化的综合评价体系。这些需要教学团队持续的共同努力和学校信息化建设的大力支持。我们期望通过探索计算机专业师范生TPACK发展的有效途径，为未来教师培养提供新的参考思路。
参考文献：
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