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[摘要]以学习迁移理论为指导,结合“电机与拖动基础”课程中教学实例的运用,从采取相关递变与类化变换的教学策略、巧用逆向迁移、运用比较概括三个方面论述了如何促进学生学习有意义的正向迁移,力戒负迁移,从而提高课堂教学质量,培养学生的学习能力。
[关键词]迁移理论教学策略认知结构学习能力
[作者简介]刘传玺(1962- ),男,山东东平人,山东科技大学泰安校区,副教授,主要从事自动控制方面的教学与科研工作;王进野(1964- ),男,安徽安庆人,山东科技大学泰安校区,教授,主要从事自动控制方面的教学与科研工作。(山东泰安271019)
[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2009)30-0078-02
迁移理论是教育心理学研究的一种重要理论。学习迁移是指一种学习对另一种学习的影响,即学生将已获得的知识经验、认知结构、动作技能、学习态度、策略和方法等,与新知识、新技能的学习之间发生影响。“电机与拖动基础”课程理论性和实践性都比较强,概念、公式、内容又多,学生普遍反映该课程难以理解、记忆与掌握。鉴于这种情况,课程改革课题组在教学中以学习迁移理论为指导,注重迁移规律的应用,努力培养学生触类旁通、举一反三的能力,取得了较好的教学效果。
一、采取有效的教学策略,促进正向迁移
美国著名教育心理学家奥苏伯尔认为:如果学生在某一领域的认知结构清晰度、稳定性、概括性和包容性高,迁移发生的可能性就大。“电机与拖动基础”课同“电路原理”等先导课程联系非常密切,要用到已学过的电磁基本定律及很多概念和分析方法,在课堂教学中,如何利用先前的学习对后续学习的影响(顺向迁移),充分发挥其作用,达到正向迁移的目的,必须采取相关的迁移教学策略。
(一)相关递变策略
学生学习新知识要依托已有知识,并根据已有知识经验辨认当前的教学内容。特别是基础知识越丰富、越系统,则结合新知识、新技能的能力就越强,对新知识的认识、理解、掌握就越快,越深刻。因此,教师提供给学生的知识必须与其以前学的基础知识保持一定的相关性和连续性。如在讲授直流电动机和异步电动机的工作原理与结构时,首先要着重讲清普通电动机通电后之所以旋转是因为有电磁转矩,要形成电磁转矩必须有电磁力,而电磁力是通过载流导体与磁场的相互作用产生的。根据这一要求,再对电机的实际结构进行深入分析,学生易于接受,教学效果就好。因此,教师在备课中必须明确相关课程及本教材中前后、新旧知识间的内在联系,找到旧知识的延伸点和新知识的生长点。科学合理地设计教学内容,可有针对性地采用课后思考题、课前复习或课中穿插讲解等来复习旧知识,以促进对新知识的掌握。
(二)类化变换策略
学习的基本过程是通过分析和概括新旧知识经验的共同本质而实现的。学习迁移由已有概括经验的具体化与新课题的类化而产生,已有经验的概括水平,必然影响迁移的发生。因此,教师在设计教学内容时,应创造条件使学生对本质有一个正确认识,促使知识的类化变换,形成正迁移。例如,在讲授变压器并联运行前,向学生布置一道思考题:利用电工理论分析两个容量相同直流电源并联的理想条件。大多数学生在课后基本都能归纳出三点:电动势相等(否则会出现环流),正负极性连接相同(否则形成短路),电源的内阻相等(否则会形成电流分配不均)。在此基础上,分析两个容量相同交流电源并联的理想条件,通过类比,学生基本能定性归纳出三个相似结论,在教师的指导下形成严格的表述,然后进行定量分析,最后得出工程上实际要求的条件。这样处理讲解,学生对电源并联运行的条件理解得要深要牢。又如,在讲授直流发电机、变压器的外特性时,可从直流电压源的外特性导入新课;在讲授异步机时,由于异步电动机可看成旋转的变压器,应注意从变压器相关知识导入新课。
二、巧用逆向迁移,加强知识的内化
对迁移的研究是不断发展和完善的,后续学习也会对先前学习产生影响,这种影响,称为逆向迁移,即后续学习引起先前学习中所形成的认知结构的变化。由于对逆向迁移理论认识较迟,对其重视也不够,所以在教学上的应用远不如顺向迁移广泛。学习不是一次就能完成的,学生对概念、性质、定律的认识、理解、运用需要有一个多次反复的过程,才能达到认识全面,理解深刻。再者,从认知结构看,学生的新、旧知识结构之间具有相关性和互为性。因此,在设计教学内容时,要注重借助后续的教学过程和综合案例解决先前教学中存在的问题。在该课程的教学中,了解有不少学生对电路课的一些重要基本概念如功率因数等理解得不深、不牢,因此可结合变压器、异步电动机、同步电动机的功率因数分析应用再进行强化,并就提高工矿企业功率因数的方法展开讨论,答案不再是电容补偿,还有要解决大马拉小车、大功率负载优先采用同步电动机拖动等问题。在变压器一相等值电路的分析中,最后得到变压器的简化等值电路为理想电压源与短路阻抗串联,学生往往不太理解,实际上对单相变压器来讲,从负载两端看变压器就是一有源二端口网络,根据戴维南定理,可将其等效成一电压源。这样一讲不但学生易于理解,且拓宽并加深了对戴维南定律的应用。
三、运用比较概括,力戒负迁移
一种学习对另一种学习起干扰或阻碍作用,称为负迁移。C.H.贾德认为,能否发生正向迁移效应,关键在于学习主体对已有知识经验的概括,概括力高,正向迁移效应就大,反之就小。可见,概括是迁移的核心。因此,在教学过程中,教师不仅要善于通过比较、分类、抽象、归纳达到对所教知识的概括,而且要善于指导学生进行比较概括。比较就是对照各种事物,寻找它们的异同点,从而深入地分析和确定事物的特殊属性和一般属性。参与比较的事物在性质上应该是有联系的,否则就难以比较。运用比较概括的方法,可以帮助学生全面、精确、深刻地分析不同情景中事物的异同,使所学知识系统化、条理化,增强学生的分辨力,既可避免新、旧知识之间的干扰,又有利于促进新、旧知识之间的积极迁移。电机是能量转换和讯号变换的电磁机构,具有相同的电磁本质。因此,在讲完直流电机、变压器、异步电机、同步电机等内容后,应从结构、原理、平衡方程式、等值电路、启动、制动、调速等方面作一比较总结,找出它们之间的相同点和不同点。如各电机都有各自的电压平衡方程式,对电动机都可以归结为:电源电压=反电势+内阻压降;对发电机都可以归结为:输出电压=感应电势-内阻压降。又如直流与异步电动机调速性能的比较,调速的本质是控制电动机的电磁转矩,两电动机的电磁转矩都是由于载流导体在磁场中受到电磁力而产生。比较一下两者电磁转矩的物理表达式。由于直流电动机的磁通和电枢电流可分别调节,转矩控制方法简单,因此其调速性能好;而异步电动机则不然,当异步电动机的磁通一定时,其电磁转矩正比于转子电流与转子功率因数的乘积,而转子电流、转子功率因数都是转差率的函数,转矩控制复杂,因此调速性能不好。要提高异步电动机的调速性能,可模仿直流电动机的控制策略,将一台三相异步电机等效为直流电机来控制,如采用矢量控制方式将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制,从而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。通过这样的分析、对比、概括,使学生精细而深入地认识电机拖动课的本质,防止了各章节知识互相干扰,引起混乱,造成负迁移。
四、为迁移而教,培养学习能力
“为迁移而教”应成为教师的一种教学思路和教学观念,在教学中要根据学习迁移理论规律及其影响因素来科学规划教材结构并组织教学内容,研究教法,创设有利于积极迁移的条件和契机,促进有意义积极迁移的发生。如果教师在教学中,具有较高正迁移的水平和克服负迁移的经验,学生在学习中一些规律性的错误将会得到克服。这是教学技术中的一个重要部分,也是衡量教学效能的重要指标。总之,只要把握住迁移,教学就可做到“教有条理”“学有头绪”,使学生收到举一反三、触类旁通的良好学习效果。从而构建学生良好的认知结构,提高课堂教学质量,促进学生持续发展。
[参考文献]
[1]陈琦,刘儒德.当代教育心理学[M].北京:北京师范大学出版社,1999.
[2]顾援.迁移与课堂教学[J].教育理论与实践,2000(10).
[3]何敏,刘电芝,阳泽.近年来国内学习迁移研究的成果、问题与建议[J].西华师范大学学报(哲学社会科学版),2006(2).
[4]程芬,宫衍香,张敏.运用迁移理论提高热学的教学效率[J].高等教育与学术研究,2008(5).
[关键词]迁移理论教学策略认知结构学习能力
[作者简介]刘传玺(1962- ),男,山东东平人,山东科技大学泰安校区,副教授,主要从事自动控制方面的教学与科研工作;王进野(1964- ),男,安徽安庆人,山东科技大学泰安校区,教授,主要从事自动控制方面的教学与科研工作。(山东泰安271019)
[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2009)30-0078-02
迁移理论是教育心理学研究的一种重要理论。学习迁移是指一种学习对另一种学习的影响,即学生将已获得的知识经验、认知结构、动作技能、学习态度、策略和方法等,与新知识、新技能的学习之间发生影响。“电机与拖动基础”课程理论性和实践性都比较强,概念、公式、内容又多,学生普遍反映该课程难以理解、记忆与掌握。鉴于这种情况,课程改革课题组在教学中以学习迁移理论为指导,注重迁移规律的应用,努力培养学生触类旁通、举一反三的能力,取得了较好的教学效果。
一、采取有效的教学策略,促进正向迁移
美国著名教育心理学家奥苏伯尔认为:如果学生在某一领域的认知结构清晰度、稳定性、概括性和包容性高,迁移发生的可能性就大。“电机与拖动基础”课同“电路原理”等先导课程联系非常密切,要用到已学过的电磁基本定律及很多概念和分析方法,在课堂教学中,如何利用先前的学习对后续学习的影响(顺向迁移),充分发挥其作用,达到正向迁移的目的,必须采取相关的迁移教学策略。
(一)相关递变策略
学生学习新知识要依托已有知识,并根据已有知识经验辨认当前的教学内容。特别是基础知识越丰富、越系统,则结合新知识、新技能的能力就越强,对新知识的认识、理解、掌握就越快,越深刻。因此,教师提供给学生的知识必须与其以前学的基础知识保持一定的相关性和连续性。如在讲授直流电动机和异步电动机的工作原理与结构时,首先要着重讲清普通电动机通电后之所以旋转是因为有电磁转矩,要形成电磁转矩必须有电磁力,而电磁力是通过载流导体与磁场的相互作用产生的。根据这一要求,再对电机的实际结构进行深入分析,学生易于接受,教学效果就好。因此,教师在备课中必须明确相关课程及本教材中前后、新旧知识间的内在联系,找到旧知识的延伸点和新知识的生长点。科学合理地设计教学内容,可有针对性地采用课后思考题、课前复习或课中穿插讲解等来复习旧知识,以促进对新知识的掌握。
(二)类化变换策略
学习的基本过程是通过分析和概括新旧知识经验的共同本质而实现的。学习迁移由已有概括经验的具体化与新课题的类化而产生,已有经验的概括水平,必然影响迁移的发生。因此,教师在设计教学内容时,应创造条件使学生对本质有一个正确认识,促使知识的类化变换,形成正迁移。例如,在讲授变压器并联运行前,向学生布置一道思考题:利用电工理论分析两个容量相同直流电源并联的理想条件。大多数学生在课后基本都能归纳出三点:电动势相等(否则会出现环流),正负极性连接相同(否则形成短路),电源的内阻相等(否则会形成电流分配不均)。在此基础上,分析两个容量相同交流电源并联的理想条件,通过类比,学生基本能定性归纳出三个相似结论,在教师的指导下形成严格的表述,然后进行定量分析,最后得出工程上实际要求的条件。这样处理讲解,学生对电源并联运行的条件理解得要深要牢。又如,在讲授直流发电机、变压器的外特性时,可从直流电压源的外特性导入新课;在讲授异步机时,由于异步电动机可看成旋转的变压器,应注意从变压器相关知识导入新课。
二、巧用逆向迁移,加强知识的内化
对迁移的研究是不断发展和完善的,后续学习也会对先前学习产生影响,这种影响,称为逆向迁移,即后续学习引起先前学习中所形成的认知结构的变化。由于对逆向迁移理论认识较迟,对其重视也不够,所以在教学上的应用远不如顺向迁移广泛。学习不是一次就能完成的,学生对概念、性质、定律的认识、理解、运用需要有一个多次反复的过程,才能达到认识全面,理解深刻。再者,从认知结构看,学生的新、旧知识结构之间具有相关性和互为性。因此,在设计教学内容时,要注重借助后续的教学过程和综合案例解决先前教学中存在的问题。在该课程的教学中,了解有不少学生对电路课的一些重要基本概念如功率因数等理解得不深、不牢,因此可结合变压器、异步电动机、同步电动机的功率因数分析应用再进行强化,并就提高工矿企业功率因数的方法展开讨论,答案不再是电容补偿,还有要解决大马拉小车、大功率负载优先采用同步电动机拖动等问题。在变压器一相等值电路的分析中,最后得到变压器的简化等值电路为理想电压源与短路阻抗串联,学生往往不太理解,实际上对单相变压器来讲,从负载两端看变压器就是一有源二端口网络,根据戴维南定理,可将其等效成一电压源。这样一讲不但学生易于理解,且拓宽并加深了对戴维南定律的应用。
三、运用比较概括,力戒负迁移
一种学习对另一种学习起干扰或阻碍作用,称为负迁移。C.H.贾德认为,能否发生正向迁移效应,关键在于学习主体对已有知识经验的概括,概括力高,正向迁移效应就大,反之就小。可见,概括是迁移的核心。因此,在教学过程中,教师不仅要善于通过比较、分类、抽象、归纳达到对所教知识的概括,而且要善于指导学生进行比较概括。比较就是对照各种事物,寻找它们的异同点,从而深入地分析和确定事物的特殊属性和一般属性。参与比较的事物在性质上应该是有联系的,否则就难以比较。运用比较概括的方法,可以帮助学生全面、精确、深刻地分析不同情景中事物的异同,使所学知识系统化、条理化,增强学生的分辨力,既可避免新、旧知识之间的干扰,又有利于促进新、旧知识之间的积极迁移。电机是能量转换和讯号变换的电磁机构,具有相同的电磁本质。因此,在讲完直流电机、变压器、异步电机、同步电机等内容后,应从结构、原理、平衡方程式、等值电路、启动、制动、调速等方面作一比较总结,找出它们之间的相同点和不同点。如各电机都有各自的电压平衡方程式,对电动机都可以归结为:电源电压=反电势+内阻压降;对发电机都可以归结为:输出电压=感应电势-内阻压降。又如直流与异步电动机调速性能的比较,调速的本质是控制电动机的电磁转矩,两电动机的电磁转矩都是由于载流导体在磁场中受到电磁力而产生。比较一下两者电磁转矩的物理表达式。由于直流电动机的磁通和电枢电流可分别调节,转矩控制方法简单,因此其调速性能好;而异步电动机则不然,当异步电动机的磁通一定时,其电磁转矩正比于转子电流与转子功率因数的乘积,而转子电流、转子功率因数都是转差率的函数,转矩控制复杂,因此调速性能不好。要提高异步电动机的调速性能,可模仿直流电动机的控制策略,将一台三相异步电机等效为直流电机来控制,如采用矢量控制方式将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制,从而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。通过这样的分析、对比、概括,使学生精细而深入地认识电机拖动课的本质,防止了各章节知识互相干扰,引起混乱,造成负迁移。
四、为迁移而教,培养学习能力
“为迁移而教”应成为教师的一种教学思路和教学观念,在教学中要根据学习迁移理论规律及其影响因素来科学规划教材结构并组织教学内容,研究教法,创设有利于积极迁移的条件和契机,促进有意义积极迁移的发生。如果教师在教学中,具有较高正迁移的水平和克服负迁移的经验,学生在学习中一些规律性的错误将会得到克服。这是教学技术中的一个重要部分,也是衡量教学效能的重要指标。总之,只要把握住迁移,教学就可做到“教有条理”“学有头绪”,使学生收到举一反三、触类旁通的良好学习效果。从而构建学生良好的认知结构,提高课堂教学质量,促进学生持续发展。
[参考文献]
[1]陈琦,刘儒德.当代教育心理学[M].北京:北京师范大学出版社,1999.
[2]顾援.迁移与课堂教学[J].教育理论与实践,2000(10).
[3]何敏,刘电芝,阳泽.近年来国内学习迁移研究的成果、问题与建议[J].西华师范大学学报(哲学社会科学版),2006(2).
[4]程芬,宫衍香,张敏.运用迁移理论提高热学的教学效率[J].高等教育与学术研究,2008(5).