類比教學(xué)法在中職《汽車機械基礎(chǔ)》教學(xué)中的應(yīng)用研究

杭州市交通職業(yè)高級中學(xué) 侯義芳

《汽車機械基礎(chǔ)》是中職汽車運用與維修專業(yè)的一門基礎(chǔ)性課程，該課程以汽車結(jié)構(gòu)為主線，針對中職教育的特點，緊貼汽車行業(yè)的實際要求，整合了工程材料、工程力學(xué)、機械零件、機械原理、金屬工藝學(xué)及液（氣）壓傳動等多門課程的內(nèi)容，涉及面廣，許多概念非常抽象，專業(yè)術(shù)語較難理解，對學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力要求較高，對初涉汽車專業(yè)的中職學(xué)生來說學(xué)習(xí)難度很大，因此這是一門讓教師和學(xué)生都心生畏懼的課程。

1 運用類比教學(xué)法的可行性分析

1.1 類比教學(xué)法的含義

類比教學(xué)法是解決陌生問題的一種常用策略。它讓我們充分開拓思路，運用已有的知識、經(jīng)驗將不熟悉的問題與已經(jīng)解決了的熟悉的問題或其他相似事物進行類比，從而創(chuàng)造性地解決問題。類比教學(xué)法被廣泛應(yīng)用于各學(xué)科中，有著科學(xué)的依據(jù)和堅實的理論基礎(chǔ)，尤其是符合建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和類比遷移理論。

（1）類比思維是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的應(yīng)用體現(xiàn)。當(dāng)代建構(gòu)主義者認(rèn)為：在學(xué)習(xí)的過程中，教師不是簡單地把知識傳遞給學(xué)生，而是由學(xué)生主動地建構(gòu)知識的體系，這種建構(gòu)只能由本人建構(gòu)，任何人都不能替代。學(xué)習(xí)過程同時包含兩個方面的建構(gòu)：一方面是對頭腦里原有經(jīng)驗的改造和重組；另一方面是對新信息的意義的建構(gòu)。建構(gòu)主義者更重視第一種建構(gòu)，強調(diào)學(xué)習(xí)者在對概念的理解遇到陌生的情景時，能夠靈活地構(gòu)建有豐富經(jīng)驗的背景來指導(dǎo)大腦的活動。因此，任何學(xué)科的學(xué)習(xí)和理解都不能被動，而應(yīng)主動地根據(jù)自己的經(jīng)驗對外部的信息進行篩選、處理，從而使新舊知識和經(jīng)驗不斷地相互作用。

學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中看到陌生概念和規(guī)律時，總是主動地不斷在大腦搜索與此相關(guān)的信息，再根據(jù)相關(guān)信息進行篩選和處理。當(dāng)發(fā)現(xiàn)新問題與舊知識有相似點時，會進行比較和推測，使用類比法正是遵循這個過程。當(dāng)發(fā)現(xiàn)兩個對象在某個方面有相似點時，總是會主動思考兩個對象在其他方面的聯(lián)系。

（2）遷移理論是類比教學(xué)法的理論源泉。當(dāng)人們遇到第一次出現(xiàn)的問題時，總是會將自己曾解決過其他問題的方法再次拿來解決問題，這種策略稱為類比遷移。我們把第一次出現(xiàn)的問題稱為靶問題，把過去已經(jīng)想辦法解決的問題稱為源問題。根據(jù)類比的定義知道，源問題和靶問題就是類比的對象，進行類比時，本質(zhì)上就是進行類比遷移，所以有時我們把類比法稱為類比遷移。研究表明，類比遷移是學(xué)習(xí)新技能、科學(xué)知識，進行科學(xué)發(fā)現(xiàn)和探索，培養(yǎng)創(chuàng)造性的一個重要途徑。一次成功的學(xué)習(xí)應(yīng)該要靠大腦中的舊知識舊情景，并且要以此為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)新知識和構(gòu)造新情景，即類比遷移。

1.2 類比教學(xué)法契合中職學(xué)生的學(xué)習(xí)特征

進入中職教育階段后，學(xué)習(xí)仍然是中職學(xué)生的主要任務(wù)。中職教育階段的學(xué)習(xí)與中學(xué)階段的學(xué)習(xí)相比，在學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法等方面都發(fā)生了較大的變化，如學(xué)習(xí)內(nèi)容具有專業(yè)性、學(xué)習(xí)途徑具有多樣性、學(xué)習(xí)方法具有自主性等。這些變化對于文化基礎(chǔ)比較薄弱，缺乏學(xué)習(xí)興趣，沒有良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的中職學(xué)生來說要求過高。教師如果想在教學(xué)中調(diào)動學(xué)生的積極性，就必須改變現(xiàn)有的教學(xué)方法。

而類比思維正是契合了上述學(xué)習(xí)特點，充分利用學(xué)生的所見所聞所學(xué)，要求學(xué)生學(xué)會動腦，從而掌握知識。久而久之，學(xué)生就能掌握科學(xué)的、專業(yè)的思維方法，積極主動地參與學(xué)習(xí)。

1.3 類比教學(xué)法在《汽車機械基礎(chǔ)》教學(xué)中的可操作性

在探索和改進《汽車機械基礎(chǔ)》教學(xué)的過程中，筆者經(jīng)常運用類比教學(xué)法，化繁為簡，化抽象為具體，幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)知識，明顯地提升了教學(xué)成效。后來筆者查閱相關(guān)資料文獻，發(fā)現(xiàn)類比教學(xué)法在一些普遍認(rèn)為比較難的科目教學(xué)中也得到廣泛應(yīng)用，如類比教學(xué)法在物理學(xué)中應(yīng)用、在C語言中的應(yīng)用、在操作系統(tǒng)教學(xué)中的應(yīng)用、在組織學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用等，都取得了良好的教學(xué)效果。于是筆者更加堅信，把類比思維應(yīng)用到《汽車機械基礎(chǔ)》的教學(xué)中是切實可行的。

2 類比教學(xué)法在《汽車機械基礎(chǔ)》教學(xué)中的應(yīng)用

我校采用的是崔振民、張讓莘主編的高教版《汽車機械基礎(chǔ)》教材。筆者按照概念講解、公式理解、規(guī)律描述等步驟對教材進行梳理，同時采用多樣化的類比源，從學(xué)生的生活經(jīng)驗和切身體驗出發(fā)，或從已學(xué)知識開始，將多個概念公式進行比較分析，創(chuàng)設(shè)多元化教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。

2.1 運用類比教學(xué)法講解概念

在講解一些較難的概念時，恰當(dāng)使用類比教學(xué)法進行教學(xué)，既有利于新概念的講解，又有利于舊概念的復(fù)習(xí)。如在講解“轉(zhuǎn)動慣量”時，學(xué)生剛一接觸到這個概念感到非常茫然，筆者在教學(xué)中將其與“質(zhì)量”進行類比。運動的物體具有慣性，質(zhì)量是衡量其慣性大小的物理量；轉(zhuǎn)動的剛體具有轉(zhuǎn)動慣性，轉(zhuǎn)動慣量是衡量剛體轉(zhuǎn)動慣性大小的物理量。通過這一類比，學(xué)生就容易理解了。《汽車機械基礎(chǔ)》中類似的概念還有很多，具體見表1所列。

2.2 運用類比法理解公式

（1）類比已學(xué)知識。在教學(xué)中，利用類比思維的比較分析進行公式推導(dǎo)，可提高教學(xué)效果。例如在講解剛體定軸轉(zhuǎn)動時，涉及到角速度、角加速度、剛體繞定軸轉(zhuǎn)動定律、轉(zhuǎn)矩的功率等很多概念及其計算公式，如果采用傳統(tǒng)的講法，學(xué)生很難理解。此時筆者將剛體的轉(zhuǎn)動和物體的平動進行類比講解，起到事半功倍的效果，具體比較見表2所列。

（2）多概念類比。學(xué)生普遍反映第七章《材料力學(xué)基礎(chǔ)》概念公式多，理解難，記不住，不會用。筆者發(fā)現(xiàn)通過概念、公式、定理的相似性進行類比教學(xué)，可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。以研究桿件的4種基本變形為例，即軸向拉伸與壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)和彎曲，分析其內(nèi)力、應(yīng)力及強度條件等方面的運用，具體比較見表3所列。

表1 運用類比教學(xué)法講解概念舉例

表2 剛體定軸轉(zhuǎn)動與物體的平動的類比

表3 4種基本變形形式內(nèi)力、應(yīng)力和強度條件的對應(yīng)關(guān)系

2.3 運用類比教學(xué)法描述規(guī)律

（1）類比切身體驗。在講解某些機械原理、傳動規(guī)律時，恰當(dāng)運用類比教學(xué)法會卓有成效。如在講解剛體定軸轉(zhuǎn)動中角速度和線速度的關(guān)系時，教材中這樣描述：“作定軸轉(zhuǎn)動的剛體，其上所有各點角速度相同，但任意點的運動快慢卻不一定一致，因此用線速度來表示轉(zhuǎn)動物體上任意一點運動快慢的程度?！鄙贁?shù)悟性好的同學(xué)并不難理解，但大部分同學(xué)對角速度和線速度卻感到困惑了，這時筆者就用同學(xué)們熟悉的旋轉(zhuǎn)木馬為例進行講解。旋轉(zhuǎn)木馬有內(nèi)圈外圈，當(dāng)木馬旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)圈和外圈所轉(zhuǎn)的圈數(shù)是相同的，但是坐在外圈的人會感覺到更快。通過以上的類比方法講清了作定軸轉(zhuǎn)動的剛體角速度和線速度的概念及其關(guān)系，學(xué)生們聽得津津有味。

（2）多概念類比?！镀嚈C械基礎(chǔ)》中許多概念是屬于同一范疇的，此時將這些概念進行類比講解，可以避免學(xué)生彼此混淆。如常見的機械傳動有鏈傳動、帶傳動和齒輪傳動，在講解它們傳動比的特點時，都是既有瞬時傳動比，又有平均傳動比。一會兒恒定，一會兒變化，學(xué)生常常是糊里糊涂，張冠李戴。筆者用類比的方法把各種傳動的傳動比一起講解，并用相應(yīng)的英語單詞進行備注，學(xué)生們一目了然，輕松掌握，具體比較見表4所列。

（3）常識性類比。在講解齒輪傳動的傳動比時，教材中的描述是：“齒數(shù)相同的齒輪嚙合傳動，速度不變；小齒輪驅(qū)動大齒輪時，轉(zhuǎn)速降低；大齒輪驅(qū)動小齒輪時，轉(zhuǎn)速升高。”為了讓學(xué)生更好地理解這段文字，筆者在實際教學(xué)中采用了常識性類比：一個成人和一個兒童一起走路，若想保持路程一致，大人跨一步，小孩則需要跨兩步或更多步，通過這么一個通俗易懂的類比，學(xué)生們很快理解了齒輪傳動比的含義。

表4 常見的機械傳動傳動比的類比

3 教學(xué)效果分析

（1）學(xué)生成績得到提高。筆者在運用類比教學(xué)法的過程中，設(shè)置了一個試點班和一個對照班：試點班為汽修1603班，全班40人；對照班為汽修1602班，全班41人。課程均采用相同大綱、相同課時和相同教材。試點班采用“類比教學(xué)法”進行教學(xué)，而對照班則按照傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式進行教學(xué)。經(jīng)過一學(xué)期的學(xué)習(xí)，從最終考試成績來看，試點班全班學(xué)生考試成績均為及格，90分以上的高分段明顯高于對照班，平均分也高，這說明“類比教學(xué)法”對改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有很大的幫助。

（2）改善了課堂生態(tài)。在教學(xué)實踐中運用類比教學(xué)法，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，班級的學(xué)習(xí)氛圍也得到了改善。同時也提高了教師的職業(yè)成就感，所謂教學(xué)相長，在這樣積極良好的課堂氛圍下，也很好地改善了師生間的關(guān)系。

（3）增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。所謂授之以魚不如授之以漁，在《汽車機械基礎(chǔ)》的教學(xué)中，筆者系統(tǒng)地、巧妙地運用了類比教學(xué)法，讓學(xué)生從實例或體驗探究中類比、感悟和領(lǐng)會，不僅真正掌握了知識，而且積累了豐富的生活經(jīng)驗，有利于發(fā)展學(xué)生的邏輯推理素養(yǎng)，激發(fā)其創(chuàng)新思維。

4 結(jié)語

類比教學(xué)法是將未知待學(xué)習(xí)的研究對象和學(xué)生已熟知事物或?qū)ο筮M行類比，從而達到解決新問題與發(fā)現(xiàn)新結(jié)論的一種有效的教學(xué)方法，大大提高課堂教學(xué)效果。在《汽車機械基礎(chǔ)》的教學(xué)中，還有一些概念筆者暫時沒想好如何進行類比，因此在未來的教學(xué)過程中，筆者將不斷進行探索，以期不斷提高教學(xué)質(zhì)量。