類比法導入在數(shù)控專業(yè)工學結(jié)合課程的應用

杜森青

[摘 要] 針對中職工學結(jié)合課程教學的現(xiàn)狀及分析，在數(shù)控專業(yè)工學結(jié)合課程導入環(huán)節(jié)，探索以類比法導入為主線的學習任務實施，提升教學效果，為中職專業(yè)教學改革提供參考。

[關(guān) 鍵 詞] 工學結(jié)合課程；類比法；課程導入；效果

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）21-0122-03

一、工學結(jié)合課程的教學現(xiàn)狀及分析

工學結(jié)合課程對中職學生而言，學習內(nèi)容與教學模式是全新的。課程打破了以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學科體系課程模式，汲取了建構(gòu)主義課程觀的合理性，以學生為中心，工作過程為線索，工作任務為載體，組織課程內(nèi)容和課程教學，讓學生在完成各項目具體工作任務的過程中構(gòu)建相關(guān)理論知識和各項職業(yè)技能，發(fā)展職業(yè)能力。建構(gòu)主義主張學習是將舊知識與新知識建立聯(lián)系并加以判斷、解釋，主動構(gòu)建的過程。工學結(jié)合課程新、舊知識聯(lián)系的建立成為課程實施的一個薄弱點。課程導入承擔著這個職責，發(fā)揮建立新、舊知識聯(lián)系的“橋梁”功能。當前工學結(jié)合課程的導入課，較多采用直接導入、簡單類比分析、提問式導入等方式，大家對課程導入關(guān)注度不高，導入成效并不理想。本文探索以類比法為主線學習任務的實施，通過實踐，取得較好的教育效果。

二、類比法的認識基礎(chǔ)與界定

（一）類比法的認識基礎(chǔ)

加涅認為學習是將外部輸入的信息轉(zhuǎn)換為記憶結(jié)構(gòu)并以人類作業(yè)為形式輸出的過程，要經(jīng)歷接受期望、選擇性知覺、編碼、檢索提取、遷移、作業(yè)、反饋及強化八個階段。學習受外部和內(nèi)部兩大類條件制約。外部條件主要是輸入刺激的結(jié)構(gòu)與形式，內(nèi)部條件是主體已習得的知識技能、動機和學習能力等。教育是學習的一種外部條件，其成功與否在于是否有效利用內(nèi)部條件。

課程導入是在教學中將外部條件與內(nèi)部條件進行有效連接，發(fā)揮“橋梁”的作用。導入的深度到達認知規(guī)律的不同階段，將取得不同的教學成效。在眾多的導入方法中，類比導入法更貼近人的認知心理規(guī)律，特別在學習編碼、檢索提取、遷移階段發(fā)揮巨大的作用。

（二）類比法的界定

類比法是指從原有經(jīng)驗（舊知）中尋找相似的關(guān)系，并且把這相似的關(guān)系轉(zhuǎn)換到新的問題（新知）的一種心理認知歷程。它的心理運作過程，可大致分為四個階段：

1.編碼

先要對新問題與原有經(jīng)驗進行編碼工作，編碼工作的恰當性，對信息的對應有很大的影響，越細致的編碼越利于類比推理的進行。

2.檢索

編碼階段完成后，面對新問題時，必須對原有經(jīng)驗信息進行檢索。如果沒有辦法順利地從原有經(jīng)驗檢索出與新問題相關(guān)的信息，那么類比推理將無法產(chǎn)生。信息檢索通常分為兩種：（1）檢索表面結(jié)構(gòu)的相似性：只是注意到原有經(jīng)驗與新問題表面形式的相似性。（2）檢索深層結(jié)構(gòu)的相似性：重視原有經(jīng)驗與新問題之間共同具備的抽象性原理原則。

3.對應

當我們將原有經(jīng)驗檢索后，就要在原有經(jīng)驗與新問題之間搭設一座橋，以便使原有經(jīng)驗中的相關(guān)信息借由這座橋順利遷移到新問題中。在遷移過程中，首先進行相似性對比工作，對應是一種復雜的心理運作活動，原有經(jīng)驗與新問題間的對應強調(diào)表面結(jié)構(gòu)的相似性，類比推理成功的幾率通常較低，相對來說，如果從深層結(jié)構(gòu)相似性去考量，則類比推理的幾率較高。

4.類比遷移

對應工作完成后，就進入最后階段，即類比遷移的階段。類比遷移是對原有經(jīng)驗形成解題基模，將解題基模由原有經(jīng)驗遷移到新問題中。

綜上所述，類比法的四個階段符合人的認知規(guī)律，在課程導入中合理運用類比法，將會起到更好的學習成效。

三、類比法在任務教學中的具體運用與成效

典型的類比根據(jù)檢索深度的不同，可分為兩個層次：（1）把兩個事物進行比較，屬于形式類比。（2）在比較的基礎(chǔ)上推理，即把其中某個對象有關(guān)的知識或結(jié)論推移到另一對象中去，屬于實質(zhì)類比。本文結(jié)合中職數(shù)控專業(yè)中的《機械零件數(shù)控銑削加工》工學結(jié)合課程，課前設計以類比法為主線，貫穿整個學習的認知任務《數(shù)控銑床寫毛筆字》，以此為例，分析類比法導入的應用方法。

毛筆書法是中華傳統(tǒng)文化，學生對毛筆寫字十分熟悉，本課類比法利用毛筆字書寫與數(shù)控加工在形式和實質(zhì)的相似度導入課程學習。

（一）類比法在數(shù)控設備及工具認知的運用

毛筆字的書寫所需的工具與零件數(shù)控加工的設備及工具進行類比。如表1所示。

以上是形式類比，但仍需學生對書寫毛筆字的經(jīng)驗進行分析，通過編碼、檢索、對應，最終完成知識的遷移。對數(shù)控設備及工具的認知學習更有成效，對新知識的儲備及記憶更加有效。

（二）類比法在數(shù)控加工過程認知與實施的運用

根據(jù)認知心理學的觀點，有效地學習必須基于學習者將原有經(jīng)驗與新問題作有意義的聯(lián)結(jié)。實質(zhì)類比就是將新問題與原有經(jīng)驗做比較，獲得彼此之間的共性。最終，將兩者整合成有系統(tǒng)有組織的知識體系。

完成形式類比后，根據(jù)人寫毛筆字的經(jīng)驗，遷移到數(shù)控銑床上寫毛筆字，設定一個《數(shù)控銑床寫毛筆字》的學習任務，將數(shù)控銑床上書寫毛筆字過程與真實零件數(shù)控加工過程進行實質(zhì)類比分析。兩者對應關(guān)系如表2所示。

讓學生在數(shù)控銑床上寫毛筆字“真實模擬”數(shù)控銑床零件加工的過程，通過實質(zhì)類比分析，體驗數(shù)控加工零件的步驟和注意事項，掌握零件數(shù)控加工的實質(zhì)，為真實任務的刀具、機床、數(shù)控編程、檢測等操作做好鋪墊，完成工學結(jié)合課程導入的學習。

類比法貫穿整個任務的教學，形式類比突出教學重點，實質(zhì)類比突破教學難點。從形式類比轉(zhuǎn)入實質(zhì)類比，從原有的經(jīng)驗遷移到新知識學習。

（三）傳統(tǒng)導入與類比導入的課程實施與特點分析

傳統(tǒng)的導入方法有直接導入、簡單類比分析、提問式導入等方式，但是導入的切入點和深度不同，效果并不明顯。而貼近生活實例的類比法導入，讓學生從生活實例中找到類似的經(jīng)驗和方法，轉(zhuǎn)化到解決新問題的辦法和途徑，成效更為明顯。兩者的分析如表3所示。

四、類比法實施后的成效分析

調(diào)查對象：某職業(yè)學校中職學校二年級學生

調(diào)查內(nèi)容：運用類比法導入與傳統(tǒng)導入課的成效分析

調(diào)查目的：對比工學結(jié)合課程中不同導入方法的調(diào)查問卷，傾聽學生最真實的感受。分析課前導入存在的問題，更好地對教學模式進行及時改進，探尋更加完善的課前導入教學模式。

調(diào)查方法：通過網(wǎng)絡問卷星APP，向數(shù)控專業(yè)兩個班級發(fā)放了76份問卷，收到76份，有效問卷72份，回收率96%。

從表4可以看出，采用類比導入的成效明顯。學生對導入課程產(chǎn)生興趣的比例接近89.4%（68.4%+21%）。傳統(tǒng)的導入未很好地調(diào)動學生學習興趣，有接近52.5%（47.3+5.2%）的學生并未對課程產(chǎn)生興趣。反映在課程實施后，對涉及課程的7個關(guān)鍵問題的調(diào)查結(jié)果柱狀圖（見上圖）中，十分明顯地反映出兩者課堂活躍程度，學習過程中學生投入程度不同?？梢园l(fā)現(xiàn)類比法課程導入對提升學生的學習熱情作用明顯，學生的主體作用得到充分發(fā)揮，自主的知識建構(gòu)得以實現(xiàn)。

五、類比法在工學結(jié)合課程實施過程的優(yōu)點及建議

（一）優(yōu)點

類比法課程導入在數(shù)控專業(yè)工學結(jié)合課程的實施，有2個主要優(yōu)點：

1.經(jīng)濟性高：工學結(jié)合課程要求學生在真實的情景中學習，未對實施成本進行考慮，教學導入期間學生出錯率高，需要投入成本相對較高，需要使用大量的耗材，造成較大浪費。仿真軟件可以保證安全，缺乏真實體驗，同時成本昂貴。通過上述采用類比法導入的學習任務，既能體驗真實加工的過程，高效進行教學的實施，也能降低教學成本。

2.安全性高：真實加工任務的課程導入，加工過程的操作存在一定的安全隱患。例如：安裝刀具，數(shù)控刀具的刀刃相對鋒利，操作不慎可能劃破手指；數(shù)控加工時，對刀輸入坐標失誤，將造成數(shù)控設備的安全事故等。類比法導入中的毛筆替代刀具，能有效預防或降低安全事故的發(fā)生。

（二）建議

1.類比需要創(chuàng)新性：面對低頭族，如果教學沒有創(chuàng)新，將難以吸引學生的注意力，課程實施打折扣。采用學生熟悉的日常生活中常見事物、現(xiàn)象，跟學生意識里“既有”的知識、事物、現(xiàn)象產(chǎn)生共鳴，才能激發(fā)學生的興趣。

2.類比需要普遍性：類比的事物貼近生活，甚至是學生骨子里的傳統(tǒng)文化，采用類比，需要教師備課時思考各學科之間，學科知識與日常事物、現(xiàn)象之間的接合點、相似點。為此，教師要豐富自己的知識面，積極思考學科知識與日常事物、現(xiàn)象之間的相似性。

3.類比需要層次性：類比分為形式類比和實質(zhì)類比，層次是遞進過程的，泛濫運用類比或較沒有層次性，學生將出現(xiàn)學習疲勞，不利于課程的深入。建議最多使用3次，而且需要有層次和啟發(fā)性，讓學生事物是存在相似性，善于找出并積極運用。

六、類比法導入對工學結(jié)合課程的積極意義

中職教育的工學結(jié)合課程打破以知識傳授為主的學科體系課程模式，切斷了知識與技能的邏輯線索，學生的課程學習適應存在難度。而采用類比法導入融入學習任務的教學模式，選擇合適的教學內(nèi)容，從學生原有經(jīng)驗出發(fā)，考慮到學生認知水平和情感因素的重要性，降低學生課程學習的臺階，激發(fā)學習興趣，克服工學結(jié)合課程的“萬事開頭難”的“難”，提升了中職工學結(jié)合課程的教學效果。

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