方清化

（集美工業(yè)學(xué)校，福建 廈門 361022）

1 引言

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展急需大量應(yīng)用型技術(shù)人才，各級(jí)各類技術(shù)應(yīng)用型職業(yè)院校在現(xiàn)代規(guī)格人才的培養(yǎng)中做了許多有益的嘗試，也取得了可喜的成效。尤其是2019年以來，我國(guó)職業(yè)教育進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的新時(shí)期，職業(yè)教育的教師、教材、教法的“三教”改革在各級(jí)各類職業(yè)院校中如火如荼地進(jìn)行?！叭獭备母锸锹鋵?shí)“職教20條”根本要求，也是爭(zhēng)創(chuàng)“發(fā)展試驗(yàn)區(qū)”的核心要?jiǎng)?wù)，是職教“高質(zhì)量發(fā)展”的重要支撐，各院校都在積極“賦能”教師以提升素養(yǎng)能力，“升級(jí)”教材以推動(dòng)革新，“激活”教法以推動(dòng)改革。

本文所介紹的幾個(gè)典型教學(xué)案例，注重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用，是作者在多年職業(yè)教學(xué)中形成的特有風(fēng)格，取名為“學(xué)科交叉教學(xué)法”，展示了職業(yè)院校教師在“三教”改革的具體實(shí)踐，也是當(dāng)前各級(jí)各類學(xué)校大力提升學(xué)生學(xué)業(yè)水平測(cè)試成績(jī)的一條途徑。筆者經(jīng)多年教學(xué)總結(jié)，證明這是一種容易掌握、行之有效，提高教學(xué)實(shí)效的方法。

2 相關(guān)論據(jù)

遷移是一種學(xué)習(xí)對(duì)另一種學(xué)習(xí)的影響。遷移是習(xí)得的經(jīng)驗(yàn)得以概括化、系統(tǒng)化的有效途徑[1]。對(duì)于教師而言，掌握遷移規(guī)律，可以提高教育、教學(xué)工作的效率[2]。遷移學(xué)習(xí)在電磁目標(biāo)學(xué)習(xí)[3]和圖像識(shí)別應(yīng)用[4]等方面都有廣泛的應(yīng)用。在教學(xué)中，合理編排教學(xué)內(nèi)容，既要防止教材各要素之間的相互割裂，又要防止相互干擾或機(jī)械重復(fù)[5]。實(shí)施的教學(xué)程序是有效地使教材發(fā)揮功效最直接的環(huán)節(jié)，處理好教學(xué)與學(xué)習(xí)的先后次序是非常必要的[6]。

3 教學(xué)實(shí)例

3.1 數(shù)學(xué)定理在“自動(dòng)成分分析儀表”教學(xué)中的應(yīng)用

“自動(dòng)成分分析儀表”課程在談到光電比色計(jì)中濾光片可以提高儀表靈敏度的作用，用了光密的概念。

對(duì)于一定波長(zhǎng)λ（有濾光片）的光密度為：

其中：Dλ——一定波長(zhǎng)λ的光密度；Iλ——入射光強(qiáng)；IOλ——出射光強(qiáng)。

運(yùn)用數(shù)學(xué)定理幫助學(xué)生理解“自動(dòng)成分分析儀表”課程中一些儀表的工作原理，起到了事半功倍的效果?？傊?，凡是“原理”性的，都可以用數(shù)學(xué)的方法加以證明，從而起到言簡(jiǎn)意賅的作用。

3.2 電工學(xué)概念在教學(xué)中的應(yīng)用

例如，在“氣動(dòng)儀表”課程中，求取節(jié)流盲室（見圖1）特性曲線時(shí)，如果能將氣容C比作電工學(xué)中的電容，而將氣阻R比作電阻，就可直接給出學(xué)生所熟悉的RC電路充放電動(dòng)態(tài)方程式（儀表自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生既有系統(tǒng)的理論推導(dǎo)又有實(shí)驗(yàn)觀測(cè)）：

圖1 節(jié)流盲室

特性曲線如圖2所示。

同樣有 T=RC

其中：阻力系數(shù)R=推動(dòng)力/流量；容量系數(shù)C=物料量或能量的變化/輸出變量的變化。

特別說明這里是將氣壓比作電壓，氣阻比作電阻，氣容比作電容的，P2是輸出參數(shù)，P1是輸入?yún)?shù)（相當(dāng)于電源），充氣過程可以看作充電過程，放氣過程可以比作放電過程。反過來，上述實(shí)例也可以在數(shù)學(xué)教學(xué)中作為相關(guān)應(yīng)用題進(jìn)行證明，讓枯燥無味的數(shù)學(xué)運(yùn)算變得鮮活起來，展現(xiàn)出數(shù)學(xué)應(yīng)有的魅力。

3.3 物理學(xué)定律在教學(xué)中的應(yīng)用

例如，求圖3所示流過氣阻R的氣流q。

圖3 求流過氣阻R的氣流q

圖4 求流過液阻R的流量q

我們注意到這里L(fēng)1、L2都具有壓力的屬性。一般地，過程的壓力有氣壓、液壓（液柱高度）、溫壓（溫度）等。具有壓力—阻力特性的對(duì)象都可以用“歐姆定律”加以套用。

在“過程控制原理”課程教學(xué)中還有類似的應(yīng)用例子，例如要求取圖5所示液位L的動(dòng)態(tài)特性。

圖5 求取上圖所示液位L的動(dòng)態(tài)特性

液位L是輸出參數(shù)，具有壓力的屬性；Fout隨著液位L的變化而變化，F(xiàn)in是輸入?yún)?shù)，都具有流量的屬性；貯槽的橫截面積為A具有容量的屬性；容積V相對(duì)應(yīng)于電荷量Q；出口閥門R具有阻力的屬性，套用RC電路充放電動(dòng)態(tài)方程式，即有：

這就是液位對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性，與⑶式具有相同的形式。

總之，過程的阻力有氣阻、液阻、熱阻等，過程的容量有氣容、液容、熱容等。一般來說，具有阻容特性的對(duì)象，都可以應(yīng)用RC電路的動(dòng)態(tài)方程式加以套用，這樣做既可以讓學(xué)生復(fù)習(xí)學(xué)過的知識(shí)，又很自然地啟發(fā)了學(xué)生把“電工學(xué)”的知識(shí)應(yīng)用到其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中，其最主要的是避免了人為地把學(xué)科間本來就是相互滲透的知識(shí)隔開的錯(cuò)誤做法，并且可以省去重新推導(dǎo)那些具有相同屬性的對(duì)象數(shù)學(xué)模型的時(shí)間。

以上僅以筆者教學(xué)中應(yīng)用一般遷移和正遷移的幾個(gè)實(shí)例來說明“基于遷移學(xué)習(xí)的學(xué)科交叉教學(xué)”的教法，諸如此類的做法，各位讀者可以不斷總結(jié)，廣泛采用。

4 總結(jié)

學(xué)科交叉教學(xué)也是一種教學(xué)方法，在“三教”改革大背景下，對(duì)教材、教法改革，提升教師素養(yǎng)能力，起拋磚引玉、示范作用?；谶w移學(xué)習(xí)的學(xué)科交叉教學(xué)，通過運(yùn)用基礎(chǔ)學(xué)科中的定理或定律來解釋儀表及自動(dòng)化專業(yè)課中的工作原理、數(shù)學(xué)模型等，不僅有利于促進(jìn)教師不斷擴(kuò)大自己的知識(shí)面，做到教學(xué)相長(zhǎng)，而且有利于學(xué)生復(fù)習(xí)、鞏固舊知識(shí)，學(xué)好新知識(shí)，并做到學(xué)以致用，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。同時(shí)，基于遷移學(xué)習(xí)的學(xué)科交叉教學(xué)方法可以讓教師在教學(xué)過程中，省去許多重復(fù)性的教學(xué)時(shí)間，起到事半功倍的良好效果，是一種行之有效，淺顯易懂的教學(xué)方法，符合現(xiàn)代技術(shù)教育教學(xué)規(guī)律。值得注意的是基于遷移學(xué)習(xí)的學(xué)科交叉教學(xué)要求教師必須有豐富而扎實(shí)的基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)，否則容易誤導(dǎo)學(xué)生。