电气课程体验式教学对学习迁移的影响

    刘芳 任婷婷 李美芳

    摘? ?要：高校电气专业课程存在内容抽象复杂，实验机会少、内容陈旧等问题，影响学生学习新知识的迁移效率。文章以体验式教学在“电能质量控制与分析”课程中电压偏差教学的应用为例，阐述体验式教学的实施程序与注意事项，并从迁移学习的影响因素角度对教学效果进行分析，这种体验式教学有助于提高学生的迁移学习效率与认知能力，可以辅助教师进行教学效果测试。

    关键词：体验式教学;学习迁移;电气;高校

    中图分类号：G642.0? ? ? ? ? 文献标识码：A? ? ? ? ? ?文章编号：1002-4107（2020）04-0018-02

    高校中电气专业课程的特点有：（1）包含较深层次的数学、物理等基础学科理论，导致课程内容枯燥、繁琐、抽象;（2）同一门课程中包含电气、通信、控制、建筑等多学科的知识，导致课程内容复杂，学习时易出现顾此失彼的弊端;（3）专业设备、工具等硬件设施由于教室场地、环境、供电等条件所限不便将原物携带至课堂呈现，导致鲜有生产经验的大学生难以形成全面的直观感知[1]。因此，大学生在此类课程的学习行为会在迁移学习阶段遇到很多问题。学习迁移是学习行为中一个必经阶段，即从一种学习中收获的经验对其他学习的影响[2]，学习迁移可使已获得的经验概括化、系统化，从而更好地调节学习者的行为，并能动地作用于客观世界。而上述课程特点易使得大学生在旧知识还未完全掌握的前提下，建立不完全甚至错误的新旧知识内

    部要素之间的联系和关系，造成迁移学习效率低下，学习行为得不到有效反馈的恶性循环。因此，必须探索出一种能够既帮助学生评价旧知识是否掌握到位，又快速准确地建立起新旧知识的联系并切实可行的教学方法势在必行。1971年体验式学习理论被美国心理学家戴维·库伯（David Colb）提出后[3]，经过多年推广实验形成了现在的体验式教学法，这个方法可以在一定程度上解决电气专业大学生在学习迁移中遇到的困难。

    一、体验式教学的实施程序及注意事项

    体验式教学法是指在教学过程中为了达到既定的教学目的，从教学需要出发，引入、创造和创设与教学内容相适应的具体场景或氛围，以引起学生的情感体验，帮助学生迅速而正确地理解教学内容，促使他们的心理机能全面和谐发展的一种教学方法。体验式教学法有实验体验法、角色体验法、演示体验法等多种形式，可以根据课程内容的特点灵活选择。

    实验体验法适用于可通过实验工具、设备直接观察、感知自然现象的课程，已达到通过学生亲身体验实验过程来评判旧知识的掌握程度，通过学生自己观察自然现象来对抽象概念形成正确直观的认识，通过教师讲解建立新旧知识之间的联系的目的。电气专业的“电能质量控制与分析”课程以介绍电压偏差、频率偏差、电压暂降、电压波动等多种电力系统中常见电能质量现象的产生原因、危害和抑制技术为主要内容。授课的难点在于让学生在未获得相关经验的前提下仅通过文字描述快速理解每一类电能质量现象。如电压偏差的概念是供配电系统中各点的实际电压与系统标称电压之差，这个文字描述包含了供配电系统、电压监测点、实际电压、标称电压四个专业术语，学习时需要在大脑中将这四个术语转换为与之对应的概念，然后再将四个概念重组和再加工，最后才能形成电压偏差的认知。以上认知过程既受到每位学生对专业术语理解程度不同的影响，又受到学习者在概念重组再加工的方法、效率不同的影响，使得电能质量现象定义的讲解非常困难。而应用实验式教学法教授此类课程可达到较好效果。

    电压偏差作为供电系统中一类客观存在的自然现象，使用测量仪表可以人为观察其特征，讲授内容符合实验体验法的适用范围。下面讨论电压偏差的测量是否适合在教室中进行。教室中装设有低压220V供电系统，即符合供配电系统的操作条件;220V供电系统电压检测仪表是万用表，这个设备携带方便、操作安全，符合由学生自己操作的设备条件;使用万用表测量电压的操作技巧已在之前的电路课程中习得，符合操作条件，综上所述，电压偏差的测量实验可以在教室内进行，即可以使用实验体验法讲解电压偏差现象。

    电压偏差测量实验体验教学的实施过程是：（1）介绍电压偏差现象对社会生产和人民生活的影响;（2）详细介绍万用表的测量原理，由于万用表测量电压的实验为学生已经掌握的专业技能，故可略去;（3）介绍测量步骤和注意事项，由于万用表测量电压的实验为学生已经掌握的专业技能，即旧知识。此过程即为与新知识相关的旧知识的归纳、总结、联系过程。另外，应以现实中生产实践的操作规程为标准来要求学生;（4）请两位学生按照电压偏差测量步骤相互配合完成实验，其余学生观看电压偏差测量过程，观察电压偏差现象，思考电压偏差现象产生的原因、电压偏差的影响、如何描述、量化、控制电压偏差现象;（5）教师对电压偏差测量过程进行简要评价后询问学生实际电压与实验前学生心理预期的测量点电压有何不同，针对学生认为不同的地方详细讲解。

    使用实验体验法时应当注意：（1）实验步骤和实验用具应为学生已掌握的专业技能和设备;（2）实验尽可能少的人数参与演示，让多数学生进行观察和思考。这样一方面有助于教师控制实验过程，另一方面有助于学生进行知识迁移;（3）实验不能由教师完全代替，必须要求学生参与其中。这样教师才能判断学生旧知识或已学技能的掌握程度是否达到要求，便于教师教授新知识时选择合适的教学方法;（4）实验后教师在讲述中必须强调新知识与旧知识内部要素之间的本质联系，以促进学生进行复杂知识的理解。

    二、体验式教学在学习迁移中的作用

    这里仅以“电能质量控制与分析”课程中电压偏差概念的教学方法为例，研究实验体验式教学法在学生知识迁移过程中的作用。电压偏差现象是自然界中的客观存在，可以通过专业设备测量后计算得出数值，电压的概念和电压测量的技能为学生已掌握的知识，电压偏差的概念和计算方法为新知识，课程内容符合实验体驗教学法的要求。实施效果通过一个118人组成的班级在受教前和受教后答题的正确率来体现。

    在未开始测量实际电压值时，有60位学生认为教室的实际供电电压为220V，即不存在电压偏差现象;经过测量，仪器显示教室的实际供电电压为242V，实验结束后72位学生认识到电压偏差现象的客观存在;经过教师讲解电压偏差现象出现的原因后，112位学生理解了额定电压与实际供电电压的内在联系，即电压偏差现象。

    三、体验式教学对教学效果的影响

    迁移学习效率受制于一些因素，如已有经验的概括水平、学习对象的共同因素、认知策略的影响[4]。下面仅从这三方面来分析体验式教学法对授课效果的影响。

    1.已有经验的概括水平。60位学生认为不存在电压偏差现象说明51%的学生的已有经验起到了负迁移作用，即旧知识干扰和阻碍了新知识的获取[5]。因此，在实际教学中应当注意查找学生未完全掌握的旧知识，并及时纠正和补充。体验式教学法可通过观察学生体验过程是否顺利来判断原有知识结构是否完善，即无需加入专门测试环节，能够起到提高学习效率、简化课程设计的作用。

    2.学习对象的共同因素。学习对象在客观上与原有知识有某些共同点是实现迁移的必要条件，而这些共同点不是显而易见的，而是需要学习者经过信息处理后再加工才能发现的。案例中有39%的学生在教师未讲解前只停留在额定电压与实际电压的共同点都是电压的表层认识中，在教师将两者的内在联系讲解后，95%的学生完全掌握了電压偏差的概念。这一现象说明在实际教学中，学生的体验与思考常停留在新旧知识的表象联系层面，因此教师需要对新旧知识的内在联系加以讲解，达到迁移学习的目的。

    3.认知策略的影响。个体性差异使得学生在新旧知识编码、加工、组织、复述的过程因人而异，如案例中61%的学生在教师未讲解时已建立好新旧知识的内在联系，而34%的学生需要教师帮助才能完成迁移学习。因此，在实际教学中应当注重认知策略的培养。体验式教学法可通过讲解教师自己加工处理新知识的方法来引导学生，达到提高学习者认知策略能力的目的。

    经过实践教学案例验证，高校中电气专业课程的部分内容可适当选择体验式教学法进行课程设计。这种方法不但避免了电气学科中仪器笨重、占地面积大、电压等级高等不利于教室授课的弊端，还能够提高学

    生的迁移学习效率和认知策略能力，同时能够辅助教师进行教学效果的测试，是一种一举多得的教学方法。但是，在实施前应仔细考虑课程内容是否适合采用体验式教学法，教室条件和设备条件是否符合实验需求，学生的认知水平和操作技术是否能达到实验标准，同时，在实施过程中必须严格遵守注意事项和操作规程。

    参考文献：

    [1]魏坤霞，魏伟，杜庆柏，等.工科专业课课堂教学改革实践初探[J].当代教育理论与实践，2014，（5）.

    [2]伍新春.高等教育心理学[M].北京：高等教育出版社，2005：138.

    [3]成华，袁志钟.体验式教学法在教学实践中的应用[J].中国电力教育，2012，（35）.

    [4]刘伟，戚万学，宋守君.致力于知识迁移的深度学习探究[J].现代教育技术，2019，（3）.

    [5]刘灿昌，刚宪约，许英姿，等.知识迁移能力在《材料力学》课程学习中的培养[J].教育教学论坛，2018，（50）.