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技术课程教学的四种境界论文

发布时间:2019-11-27 17:03:23 文章来源:SCI论文网 我要评论














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摘要:应用型高等教育面向经济社会发展培养从事某一领域实际工作的专业技术人才,辅之以技术教育,传授偏重应用的基础理论,培养学生的实践技能、实际工作能力。应用型高等教育要求技术课程教师课程教学达到四种境界:善于回顾,准确找到基石,借助常识学新知;依托生活,勤于发现,根据实践想当然;适时总结提炼生产经验,由此及彼猜可能;注意观察,就地选取有用素材,使说理通俗来化解难点。结合生产生活实践讲授课程,使复杂问题简单化、抽象知识通俗化、枯燥技术应用化。

关键词:应用型人才培养;技术课程教学;四种境界

本文引用格式:蔡明山,等.技术课程教学的四种境界[J].教育现代化,2019,6(13):127-129.

       教学是一门艺术,永远不可能完美,永远不能令自己满意,也就经常使自己感到遗憾,于是,学习、改进、提高,永远在路上。高等教育是培养高级专门人才、促进科学技术发展、为社会服务的系统[1]。现代社会,专业更加细分,职业更加具体,于是分化出应用型高等教育,面向经济社会发展培养从事某一领域实际工作的专业技术人才,这就要辅之以技术教育,传授技术基础理论,偏重理论应用和实践技能、实际工作能力的培养[1]。这也就要求技术课程教师是“双师型”-是教师也是工程师,有专业知识、实践经验与动手能力,又有教学知识、教学能力,这样才能适时结合生产生活实践把一堂堂课讲得生动有趣,使复杂的问题简单化、抽象的知识通俗化、枯燥的技术应用化。

        知识不是教学的目的,方法的获得、能力的提升才是教学的首要任务[2]。教学的根本是依托专业知识、技术教授他人学习与思维的方法、解决问题的能力与技巧。因此,优秀的教师,其课程教学应该达到四种境界,并通过自己的教学实践潜移默化,达到“教是为了不教”,最终使学生也能够以这四种境界去学习:(1)善于回顾,准确找到基石,借助常识学新知;(2)依托生活,勤于发现,根据实践想当然(推知);(3)适时总结提炼生产经验,由此及彼猜可能;(4)注意观察,就地选取有用素材,使说理通俗来化解难点。以下用一些实例来说明。

一 常识化:善于回顾,立足常识学新知

       常识,即,普通知识,就是一般人所应具备且能了解的基本知识,包括基础的自然科学以及人文社会科学知识、生存技能(生活自理能力)、基本劳作技能等。学生在初中及以前所学习掌握的知识,特别是自然科学知识,如,物理、化学、地理等学科的,是基础的,简单的,并且是熟知的、牢固的,这对于理工科专业的大学生,就是常识,可以信手拈来。借助已有的常识性知识学习新的知识,如同建筑物立足于牢固的地基上,然后“照此办理”,层层递进。例,基于“水库”理解“电容”:常识告诉我们,水库的容积V就是水库可以容纳水的体积(水量)-必然与对应不同水位高度(水深H)的截面积(即,水库的容积系数S-是个变量)有关,同时还与水位高度H(是个变量)有关,并且,容纳的水量就是截面积S与水位高度H的乘积的积分∫S·Hdh,(简化,或理想化,V=S·H)。水库中的水具有重力势能Ep=mgh(m为质量,g为重力加速度),是因为其“居高临下”-存在对关系点的“地位”-高度差h而形成的,而其中相关的水的质量m又与释放势能的这部分(即,某个具体问题所涉及的)水的量-即水库中的容积变化-也就是水库中水位高度(深度)的变化△h有关。由此,考虑发生作用的一定量的水的重力势能就与两个高度-与质量相关的水位高度变化△h和相对高度h(落差)有关。

       借用这个常识来理解电容就直观而明了:电容因为两个极板形成一个“库”-可以储存电荷Q(对应水库储存水量V),随着电荷的积累,其两极板间形成电压差U(对应水库水的深度H),其储存的电荷量Q-必然与电容的容积系数(即,能力大小)C有关,同时还与电压差U有关:Q=CU。电容因储存了电荷(有电压差U-“站得高”,可以“居高临下”)而具有势能,当然,既与电荷量Q=CU有关,也与其两端电压差U有关,也就是与两个高度差-电压差U有关:Ef=1/2*CU2。

         能量是不能突变的。水库储存了水,水位高度H不会发生突变,需要放出或灌入水,水量变化的积累才会逐渐改变其水位高度。类似的推及:电容是一个储能元件,由于其中积累了电荷,其两极板间的电压差U就不会突变,需要有电流流入或流出,改变其中储存的电荷量,才会逐步改变其电压差。

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二 生活化:勤于发现,依托生活想当然

         马克思认为,教育与生产劳动相结合是提高生产,造就全面发展人的唯一方法[3]。教育为社会生产和社会生活服务[3]。教育离不开实践,因为实践是人类在具体的、现实的世界中有目的的活动,也是人类能动地改造自然和社会的全部活动。社会生活在本质上是实践的。实践是认识的基础、是认识发展的源泉和检验真理的标准[3]。教育服务生活也离不开生活,反过来,从生活中提炼可资借鉴的类同点,又会有助于教育教学。“生活化”常常是相对于“概念化”而言的。概念具有其特殊的规定性,这是由它的科学性要求的,因而难免抽象、生硬,不便于理解。基于生活,采取生活化的教学方法,就会立竿见影,非常有效。

         例,锅炉控制中有关知识点的理解:控制对初学者有些陌生,不知从哪里着手。事实上,锅炉用煤、气、油燃烧来把水加热成蒸汽,与乡下柴火灶的工作是一样的道理,需要考虑同样的因素,只不过因为锅炉耗能多、产能多,因此对它的要求更高、控制更复杂、精准而已。借助柴火灶认识锅炉,只不过是简单的扩展:(1)柴火灶中,烧柴要能完全燃烧,须有足够的空气,但如果空气过多,排出的过多烟气就会带走过多热量而浪费,因此,柴火灶的烟囱出口不能太大,需要调节,以保证灶内的负压合适(能使烟气经烟囱顺利向上走),这可以从灶内火苗大致对准锅底(这时候是合适的)判断。而没有负压时,灶内火苗会从灶门跑出来,既不安全,也是浪费。同时,灶内烧柴太多,空气不足,就没有或极少有火焰,烟囱就会冒黑烟,这是没有完全燃烧。参考可见,锅炉就有:①燃油
(或气、煤粉)--空气比例控制,②进风量(或出风量)及其压力控制(负压控制),③烟气含氧量控制(检验是否完全燃烧)。(2)炒菜或烧水时,要求大火,也就是需要增加产能而加烧柴。由此,锅炉就有:④根据汽鼓中蒸汽的压力与目标压力的差值判断需求蒸汽量而控制燃料量(实际也是根据放出的蒸汽流量来控制)。(3)柴火灶烟囱与锅之间,在烟道路上会内置一个(甚至多个)水罐,就是利用烟气的余热,减少浪费。同理,⑤锅炉中会用烟道高温烟气的余热再次对蒸汽进行加热,最后还对生活用水或锅炉待用的水和空气进行预热。(4)另外,家里做饭点火时,引火(如火柴、打火机)热量较少,就要挡住风,否则点不燃。由此,锅炉控制就会:⑥点火时减小进油量,关小燃烧用风门,等光敏二极管检测到已经点燃再逐步按比例加大供油与供风。(5)家里利用煤气灶做饭时,煤气和风开得太大,特别是风有些过量时,火会被吹到离开燃烧嘴(油嘴),造成脱火失控。由此:⑦锅炉燃烧就要进行风压、燃油压力控制。(6)家里利用煤气烧火做饭,停火关炉时须先关炉火,然后关气罐阀门,否则会因负压而使回火进入连接灶的管子或气罐造成爆炸危险。同理,⑧锅炉也要进行避免回火的控制。当然,锅炉还有⑨水位控制,⑩燃烧程序控制,安全保护等,都是可以联系生活进行理解的。

三 经验化:由此及彼,参照经验猜可能

        经验就是经历过事而形成的印象,包括直接经验和间接经验。直接经验是人们参加变革现实所获得的知识;间接经验是从书本或别人那里得来的知识[3]。英国教育家、哲学家洛克(John Locke)认为,“我们的一切知识都是建立在经验之上的,而且归根结底是来源于经验”[3]。法国哲学家、“社会学之父”孔德(Auguste Comte)主张以注重经验的科学方法观察、研究事物,探求事实的本原和变化的现象;透过直接或间接的感觉推知或体认经验,并在学习过程中进一步推论还没有经验过的知识[3]。教育原本就是传递社会生活经验并培养人的社会活动[4]。技术课程中的很多控制思想、框架流程,都可以从经验提炼、扩展、完善、升级而来。

         例,温室大棚控制系统设计:现代中国,我们的物质丰富了,连新鲜蔬菜也不必依赖冷藏,也不必等到“时令”-这就是反季节蔬菜的存在-它们是依赖温室大棚的。事实上,我们也常常会感到,大棚蔬菜终究不如时令蔬菜,那是为什么呢?或者说,如何才能使大棚蔬菜更加接近于时令蔬菜?这就是控制的水平了。一般的温室大棚,主要就是温度、湿度控制,这是远远不够的-这也就是大棚蔬菜不好吃的根本原因-控制还远没有达到“时令”蔬菜生长的真正的适宜季节的气候、环境。看看水稻的生长过程及其相关因素,就有很多值得关注、可以借鉴的节点:(1)水稻生长过程中会有多次过水、浸漫、沥水、晒田透气的控水循环。太干了,会枯死;阴雨天久了或水泡久了,禾苗会萎焉、变黄,根系会烂腐。(2)光照时间、强度,气温,根系浸水时间,空气湿度,都会直接关系到病虫害。(3)水稻扬花的季节不可有太多雨水,否则,一影响开花,二影响传粉,风太大也会把粉吹落。北方的大米好吃,因为其阳光相对温和,生长期长,米饭软而营养。等等。另外,适宜的气候环境直接关系到农产品的质量,如,淀粉、糖分等,人人都有的明显体会:雨水多了,瓜果不甜。

        参考以上经验,就可以想当然-设计一个完整、科学的蔬菜大棚控制系统就要考虑方方面面的因素:

         (1)棚内温度。通过加热/降温控制系统实现。(2)空气湿度。采取空气喷雾加湿或除湿干燥。(3)水土湿度。控制根系喷水量,以空气湿度控制辅助。(4)光照。控制遮阳板翻盖。(5)有毒气体含量。检测棚内有毒气体成分,控制换气。(6)空气新鲜度。检测棚内空气含氧量,控制换气。(7)病虫害。考虑病虫害发生与环境温度、湿度、空气含氧量、光照时间等各种因素及植物生长不同阶段需要的相关控制量关系曲线。(8)考虑不同植物品种在不同生长阶段对光照强度、温度、湿度的需求不一样,不同季节太阳照射强度不一样及一天中不同时间段的光照强度不一样。相关参数取来自学科专家的经验值。

四 通俗化:就地取材,说理通俗难化简

        “通俗”,意为浅显易懂,易被大众理解和接受,其同义词是“普通”,反义词是“深奥”、“晦涩”。捷克教育家夸美纽斯(Comenius)提出,教育学中有 一条教学原则-直观性原则[4]196,即,在可能范围内,尽量把事物放到感官的跟前,使学生获得感性认识。反映了从感性到理性的认识发展规律,能促使具体形象与抽象概念相结合,减少理解抽象概念的困难;激发学习兴趣和热情;有助于发展学生的观察能力、形象思维能力,促进对知识的理解巩固。通俗化,就是用身边随处可见的、具体的、直观的实例来协助理解抽象的概念、原理、过程,使之浅显易懂。例,晶闸管的功能特点理解:

        晶闸管作为常用的半控型电力电子器件(可控硅),它有一个阳极、一个阴极和一个控制极(也叫门极)。加阳极为正、阴极为负的正向电压,是(单向)导通的基本条件,何时导通则须听从门极指挥-在门极与阴极间加上门极为正、阴极为负的控制信号,可控硅导通-此后,即便撤除门极控制信号或施加反向控制信号,可控硅仍将保持导通,直到主回路电流降低到0(电流断流或电压反向),可控硅才恢复关断。即,(1)可控硅只能在阳极为正、阴极为负的正向电压下单向导通,(2)起始导通时刻受门极控制(由门极控制信号打开),导通后门极控制作用失效。参照房间关门、开门,可简单化地深入理解:一扇具有回力弹簧的门只能朝一个方向开(单向)-对应可控硅单向通流,且受锁扣控制-对应可控硅控制极。有风(对应可控硅正向电流)吹来,门受力,何时打开锁扣,门自动打开,门的开度由风的大小确定,但一旦打开,锁扣就失去控制作用。风停下(对应可控硅断电-断流)或者有反向风吹来(对应可控硅阳极-阴极接反向电压),门被回力弹簧拉回或被风吹回,门锁扣死,门关掉。

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参考文献

[1]顾明远主编.教育大词典-第3卷-高等教育、职业技术教育[M].上海:上海教育出版社,1991.
[2]陈德良,边霞.一流大学建设视角下本科教学问题的思考[J].中国大学教学,2017(7):13-17.
[3]顾明远.主编.教育大词典-第6卷-教育哲学[M].上海:上海教育出版社,1992.
[4]顾明远.主编.教育大词典-第1卷-教育学[M].上海:上海教育出版社,1990.

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