電氣課程體驗(yàn)式教學(xué)對學(xué)習(xí)遷移的影響

劉芳 任婷婷 李美芳

摘? ?要：高校電氣專業(yè)課程存在內(nèi)容抽象復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)機(jī)會少、內(nèi)容陳舊等問題，影響學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的遷移效率。文章以體驗(yàn)式教學(xué)在“電能質(zhì)量控制與分析”課程中電壓偏差教學(xué)的應(yīng)用為例，闡述體驗(yàn)式教學(xué)的實(shí)施程序與注意事項(xiàng)，并從遷移學(xué)習(xí)的影響因素角度對教學(xué)效果進(jìn)行分析，這種體驗(yàn)式教學(xué)有助于提高學(xué)生的遷移學(xué)習(xí)效率與認(rèn)知能力，可以輔助教師進(jìn)行教學(xué)效果測試。

關(guān)鍵詞：體驗(yàn)式教學(xué);學(xué)習(xí)遷移;電氣;高校

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2020）04-0018-02

高校中電氣專業(yè)課程的特點(diǎn)有：（1）包含較深層次的數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)學(xué)科理論，導(dǎo)致課程內(nèi)容枯燥、繁瑣、抽象;（2）同一門課程中包含電氣、通信、控制、建筑等多學(xué)科的知識，導(dǎo)致課程內(nèi)容復(fù)雜，學(xué)習(xí)時易出現(xiàn)顧此失彼的弊端;（3）專業(yè)設(shè)備、工具等硬件設(shè)施由于教室場地、環(huán)境、供電等條件所限不便將原物攜帶至課堂呈現(xiàn)，導(dǎo)致鮮有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的大學(xué)生難以形成全面的直觀感知[1]。因此，大學(xué)生在此類課程的學(xué)習(xí)行為會在遷移學(xué)習(xí)階段遇到很多問題。學(xué)習(xí)遷移是學(xué)習(xí)行為中一個必經(jīng)階段，即從一種學(xué)習(xí)中收獲的經(jīng)驗(yàn)對其他學(xué)習(xí)的影響[2]，學(xué)習(xí)遷移可使已獲得的經(jīng)驗(yàn)概括化、系統(tǒng)化，從而更好地調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)者的行為，并能動地作用于客觀世界。而上述課程特點(diǎn)易使得大學(xué)生在舊知識還未完全掌握的前提下，建立不完全甚至錯誤的新舊知識內(nèi)

部要素之間的聯(lián)系和關(guān)系，造成遷移學(xué)習(xí)效率低下，學(xué)習(xí)行為得不到有效反饋的惡性循環(huán)。因此，必須探索出一種能夠既幫助學(xué)生評價舊知識是否掌握到位，又快速準(zhǔn)確地建立起新舊知識的聯(lián)系并切實(shí)可行的教學(xué)方法勢在必行。1971年體驗(yàn)式學(xué)習(xí)理論被美國心理學(xué)家戴維·庫伯（David Colb）提出后[3]，經(jīng)過多年推廣實(shí)驗(yàn)形成了現(xiàn)在的體驗(yàn)式教學(xué)法，這個方法可以在一定程度上解決電氣專業(yè)大學(xué)生在學(xué)習(xí)遷移中遇到的困難。

一、體驗(yàn)式教學(xué)的實(shí)施程序及注意事項(xiàng)

體驗(yàn)式教學(xué)法是指在教學(xué)過程中為了達(dá)到既定的教學(xué)目的，從教學(xué)需要出發(fā)，引入、創(chuàng)造和創(chuàng)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的具體場景或氛圍，以引起學(xué)生的情感體驗(yàn)，幫助學(xué)生迅速而正確地理解教學(xué)內(nèi)容，促使他們的心理機(jī)能全面和諧發(fā)展的一種教學(xué)方法。體驗(yàn)式教學(xué)法有實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)法、角色體驗(yàn)法、演示體驗(yàn)法等多種形式，可以根據(jù)課程內(nèi)容的特點(diǎn)靈活選擇。

實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)法適用于可通過實(shí)驗(yàn)工具、設(shè)備直接觀察、感知自然現(xiàn)象的課程，已達(dá)到通過學(xué)生親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程來評判舊知識的掌握程度，通過學(xué)生自己觀察自然現(xiàn)象來對抽象概念形成正確直觀的認(rèn)識，通過教師講解建立新舊知識之間的聯(lián)系的目的。電氣專業(yè)的“電能質(zhì)量控制與分析”課程以介紹電壓偏差、頻率偏差、電壓暫降、電壓波動等多種電力系統(tǒng)中常見電能質(zhì)量現(xiàn)象的產(chǎn)生原因、危害和抑制技術(shù)為主要內(nèi)容。授課的難點(diǎn)在于讓學(xué)生在未獲得相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的前提下僅通過文字描述快速理解每一類電能質(zhì)量現(xiàn)象。如電壓偏差的概念是供配電系統(tǒng)中各點(diǎn)的實(shí)際電壓與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓之差，這個文字描述包含了供配電系統(tǒng)、電壓監(jiān)測點(diǎn)、實(shí)際電壓、標(biāo)稱電壓四個專業(yè)術(shù)語，學(xué)習(xí)時需要在大腦中將這四個術(shù)語轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的概念，然后再將四個概念重組和再加工，最后才能形成電壓偏差的認(rèn)知。以上認(rèn)知過程既受到每位學(xué)生對專業(yè)術(shù)語理解程度不同的影響，又受到學(xué)習(xí)者在概念重組再加工的方法、效率不同的影響，使得電能質(zhì)量現(xiàn)象定義的講解非常困難。而應(yīng)用實(shí)驗(yàn)式教學(xué)法教授此類課程可達(dá)到較好效果。

電壓偏差作為供電系統(tǒng)中一類客觀存在的自然現(xiàn)象，使用測量儀表可以人為觀察其特征，講授內(nèi)容符合實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)法的適用范圍。下面討論電壓偏差的測量是否適合在教室中進(jìn)行。教室中裝設(shè)有低壓220V供電系統(tǒng)，即符合供配電系統(tǒng)的操作條件;220V供電系統(tǒng)電壓檢測儀表是萬用表，這個設(shè)備攜帶方便、操作安全，符合由學(xué)生自己操作的設(shè)備條件;使用萬用表測量電壓的操作技巧已在之前的電路課程中習(xí)得，符合操作條件，綜上所述，電壓偏差的測量實(shí)驗(yàn)可以在教室內(nèi)進(jìn)行，即可以使用實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)法講解電壓偏差現(xiàn)象。

電壓偏差測量實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施過程是：（1）介紹電壓偏差現(xiàn)象對社會生產(chǎn)和人民生活的影響;（2）詳細(xì)介紹萬用表的測量原理，由于萬用表測量電壓的實(shí)驗(yàn)為學(xué)生已經(jīng)掌握的專業(yè)技能，故可略去;（3）介紹測量步驟和注意事項(xiàng)，由于萬用表測量電壓的實(shí)驗(yàn)為學(xué)生已經(jīng)掌握的專業(yè)技能，即舊知識。此過程即為與新知識相關(guān)的舊知識的歸納、總結(jié)、聯(lián)系過程。另外，應(yīng)以現(xiàn)實(shí)中生產(chǎn)實(shí)踐的操作規(guī)程為標(biāo)準(zhǔn)來要求學(xué)生;（4）請兩位學(xué)生按照電壓偏差測量步驟相互配合完成實(shí)驗(yàn)，其余學(xué)生觀看電壓偏差測量過程，觀察電壓偏差現(xiàn)象，思考電壓偏差現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、電壓偏差的影響、如何描述、量化、控制電壓偏差現(xiàn)象;（5）教師對電壓偏差測量過程進(jìn)行簡要評價后詢問學(xué)生實(shí)際電壓與實(shí)驗(yàn)前學(xué)生心理預(yù)期的測量點(diǎn)電壓有何不同，針對學(xué)生認(rèn)為不同的地方詳細(xì)講解。

使用實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)法時應(yīng)當(dāng)注意：（1）實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)用具應(yīng)為學(xué)生已掌握的專業(yè)技能和設(shè)備;（2）實(shí)驗(yàn)盡可能少的人數(shù)參與演示，讓多數(shù)學(xué)生進(jìn)行觀察和思考。這樣一方面有助于教師控制實(shí)驗(yàn)過程，另一方面有助于學(xué)生進(jìn)行知識遷移;（3）實(shí)驗(yàn)不能由教師完全代替，必須要求學(xué)生參與其中。這樣教師才能判斷學(xué)生舊知識或已學(xué)技能的掌握程度是否達(dá)到要求，便于教師教授新知識時選擇合適的教學(xué)方法;（4）實(shí)驗(yàn)后教師在講述中必須強(qiáng)調(diào)新知識與舊知識內(nèi)部要素之間的本質(zhì)聯(lián)系，以促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行復(fù)雜知識的理解。

二、體驗(yàn)式教學(xué)在學(xué)習(xí)遷移中的作用

這里僅以“電能質(zhì)量控制與分析”課程中電壓偏差概念的教學(xué)方法為例，研究實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)式教學(xué)法在學(xué)生知識遷移過程中的作用。電壓偏差現(xiàn)象是自然界中的客觀存在，可以通過專業(yè)設(shè)備測量后計(jì)算得出數(shù)值，電壓的概念和電壓測量的技能為學(xué)生已掌握的知識，電壓偏差的概念和計(jì)算方法為新知識，課程內(nèi)容符合實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)教學(xué)法的要求。實(shí)施效果通過一個118人組成的班級在受教前和受教后答題的正確率來體現(xiàn)。

在未開始測量實(shí)際電壓值時，有60位學(xué)生認(rèn)為教室的實(shí)際供電電壓為220V，即不存在電壓偏差現(xiàn)象;經(jīng)過測量，儀器顯示教室的實(shí)際供電電壓為242V，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后72位學(xué)生認(rèn)識到電壓偏差現(xiàn)象的客觀存在;經(jīng)過教師講解電壓偏差現(xiàn)象出現(xiàn)的原因后，112位學(xué)生理解了額定電壓與實(shí)際供電電壓的內(nèi)在聯(lián)系，即電壓偏差現(xiàn)象。

三、體驗(yàn)式教學(xué)對教學(xué)效果的影響

遷移學(xué)習(xí)效率受制于一些因素，如已有經(jīng)驗(yàn)的概括水平、學(xué)習(xí)對象的共同因素、認(rèn)知策略的影響[4]。下面僅從這三方面來分析體驗(yàn)式教學(xué)法對授課效果的影響。

1.已有經(jīng)驗(yàn)的概括水平。60位學(xué)生認(rèn)為不存在電壓偏差現(xiàn)象說明51%的學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)起到了負(fù)遷移作用，即舊知識干擾和阻礙了新知識的獲取[5]。因此，在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注意查找學(xué)生未完全掌握的舊知識，并及時糾正和補(bǔ)充。體驗(yàn)式教學(xué)法可通過觀察學(xué)生體驗(yàn)過程是否順利來判斷原有知識結(jié)構(gòu)是否完善，即無需加入專門測試環(huán)節(jié)，能夠起到提高學(xué)習(xí)效率、簡化課程設(shè)計(jì)的作用。

2.學(xué)習(xí)對象的共同因素。學(xué)習(xí)對象在客觀上與原有知識有某些共同點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)遷移的必要條件，而這些共同點(diǎn)不是顯而易見的，而是需要學(xué)習(xí)者經(jīng)過信息處理后再加工才能發(fā)現(xiàn)的。案例中有39%的學(xué)生在教師未講解前只停留在額定電壓與實(shí)際電壓的共同點(diǎn)都是電壓的表層認(rèn)識中，在教師將兩者的內(nèi)在聯(lián)系講解后，95%的學(xué)生完全掌握了電壓偏差的概念。這一現(xiàn)象說明在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生的體驗(yàn)與思考常停留在新舊知識的表象聯(lián)系層面，因此教師需要對新舊知識的內(nèi)在聯(lián)系加以講解，達(dá)到遷移學(xué)習(xí)的目的。

3.認(rèn)知策略的影響。個體性差異使得學(xué)生在新舊知識編碼、加工、組織、復(fù)述的過程因人而異，如案例中61%的學(xué)生在教師未講解時已建立好新舊知識的內(nèi)在聯(lián)系，而34%的學(xué)生需要教師幫助才能完成遷移學(xué)習(xí)。因此，在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注重認(rèn)知策略的培養(yǎng)。體驗(yàn)式教學(xué)法可通過講解教師自己加工處理新知識的方法來引導(dǎo)學(xué)生，達(dá)到提高學(xué)習(xí)者認(rèn)知策略能力的目的。

經(jīng)過實(shí)踐教學(xué)案例驗(yàn)證，高校中電氣專業(yè)課程的部分內(nèi)容可適當(dāng)選擇體驗(yàn)式教學(xué)法進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。這種方法不但避免了電氣學(xué)科中儀器笨重、占地面積大、電壓等級高等不利于教室授課的弊端，還能夠提高學(xué)

生的遷移學(xué)習(xí)效率和認(rèn)知策略能力，同時能夠輔助教師進(jìn)行教學(xué)效果的測試，是一種一舉多得的教學(xué)方法。但是，在實(shí)施前應(yīng)仔細(xì)考慮課程內(nèi)容是否適合采用體驗(yàn)式教學(xué)法，教室條件和設(shè)備條件是否符合實(shí)驗(yàn)需求，學(xué)生的認(rèn)知水平和操作技術(shù)是否能達(dá)到實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，同時，在實(shí)施過程中必須嚴(yán)格遵守注意事項(xiàng)和操作規(guī)程。

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