对教学系统性的再认识及“迁移”在教学中的应用
[内容提要]教学与教材的系统性并非是其固有的属性，它们顺应教学对象和教学目标的不同而不同。专业教学的关键是处理好重点，难点间的关系并恰当地应用“迁移”。某些“新”概念是必须的，问题在于如何使学生理解其思想核心。
[关键词] 教学系统性；教材系统性；“迁移”。
一般职业教育的教学计划往往将全部课程分为基础课和专业课两大类。当专业课程由于其自身发展过程中形成的系统性限制，难以完成专业教学目标之一：即引导学生在未来的工作中自觉地运用基础知识与基本技能去解决实际问题时，就需要通过另一些课程承前启后的桥梁作用才能较好地完成其全部教学任务。比如：汽车专业的制图，力学，电工，金工，机械基础，发动机原理与汽车理论等。这类课程有时另列入专业基础课类，或者分别列入基础课或专业课。至于每一门课程也都有各自的大纲，计划和教材前页的目录。如果将前者视为教学系统性，那么后者就是课程或教材的系统性了。这就是我任教多年之后对整个专业教学系统性的全部认识。
“工程热力学基础知识”是“发动机原理与汽车理论”教材的第一章。在十多年前大多安排10个学时，现在安排6个学时也显得奢侈了。正由于学时数的不断递减，对教学效果的不良反应也逐年增多。为适应这一新情况，我通过对教材内容进一步分析以后感到，原教材及现用教材对这一章某些内容的处理确有不妥之处。这主要表现在“内能” 和“可逆过程”两个重要概念的引入显得太突然了。“内能”是继物理热学之后的一个新的状态参数，主要应用于第一定律中的能量方程，而“可逆过程”是属于第二定律的内容。在原课时数较多时，也还可以将它们作为后续内容的引子在状态参数和热力过程中略加介绍。但在课时数紧张时却丧失了介绍的机会，学生感到难以接受就可以理解了。牵一髮而动全身，于是，我将这整章内容顺序作了相应的变动如下：
§1-1气体的热力性质
一、热力系统，工质
二、基本状态参数，状态图
三、理想气体状态方程
四、热力过程，热和功，示功图
五、工质的比热
§1-2热力学第一定律
一、热力循环
二、内能，能量方程
§1-3基本热力过程
一、典型热力过程
二、多变过程
§1-4热力学第二定律
一、可逆过程
二、自发过程与不可逆过程
三、热力学第二定律
四、卡诺定理
全部内容的主线是：状态（点），过程（线），循环（封闭曲线），重点是示功图。
经过这一修改，整章内容基本在三次课内一气呵成。自我感觉好多了，而学生仍然反应不易接受，普遍认为上课内容与教材不一致，增加了复习的难度。但从近年考试的结果来看，这一修改还算是比较成功的。最近，97级工机班开了相应原理课程遇到同样问题。我向学生公开说明了不按教材授课的原因后，学生很快都能理解，这倒是我没有预料到的。
通过对这一章教学内容的处理过程使我逐渐认识到：某一门课程或某一章节的系统性并非是其固有的属性而一成不变的。中专某些教材仅由相应的大专教材按学时数作简单的压缩也是不妥的，至少对难点比较集中的课程是这样。当教学目标和教学对象一旦确定之后，其系统性就已经由“教育学”所阐述的几个教学原则之一：循序渐进的原则自然地确定，即系统性总是依据一定的教学目标和教学对象而客观存在的一种属性。由此，反过来看我前面所作的修改，起初自己也感到：这样一来虽然可以使学生较好地理解“功”及“示功图”却只能牵强附会地理解“热”，因为我们不能进一步介绍“熵”和“温熵图”，仅仅能将“热”和“功”二者作一类比而已。为了能进一步弄清循序渐进原则的有关问题，曾经找过几种“教育学”教材都不得要领。后来在一本“心理学广播讲座”中的文章中看到了“迁移”的应用问题[注1]。于是，我也牵强附会，隐隐约约地感到我们所讲授的课程是由很多的知识点联结而成，其中包括了形形色色的重点和难点，对于接受能力差一点的学生难点分布密度大一点，对于接受能力强一点的学生难点分布密度小一点。我们的任务在于引导学生不断地从一个“点”迁移到另一个“点”。这实在非常形象地说明了教师是为学生攀登知识台阶的“人梯”。通过其它教材的启发，我将“功”和“热”的共性和个性分别作了一系列的对比，确有相当多的学生比较顺利地通过了这一“迁移”。热力学第二定律中两个看似互不关连的结论，第一个几乎路人皆知，而另一个却难倒了千万个企图否定它从而建树不朽功勋的勇士。有的教材却能够巧妙地应用“迁移”，即一种反证法使我们很容易地理解了一个简单而又朴素的自然规律，且懂得了这样的自然规律未必是与我们的直接感知相吻合的。这些内容现在几乎已成为了我在讲授“工程热力学基础知识”内容时的经典段落。通过这一应用使我更深刻地理解了“迁移”就是使学生从某一种已经理解了的概念发展到另一种暂时不理解的概念的过程，其方法一般可有对比、演绎、归纳或反证等，而使用频率最高的大概就是设立一个“前题”进行对比。一个好的众所周知的“前题”是实现快速迁移的关键。人为地促成学生这一过程的进行就是教师的工作和职责。近几年来关于“迁移”的理论又有了新的发展，甚至于有了“迁移”的测量方法[注2]。依靠对这一理论的学习，相信这于我们现在的教学改革是很有意义的。
汽车专业教学过程中如何在学生面前重复形象的结构、特别是一些动态过程往往使很多专业教师倍感困惑。尽管有一些挂图、实物或模型甚至是幻灯、教学电影起了不小的作用，但对一些影响因素多而且比较复杂的过程，特别是与我们的直接感知难以相吻合的规律和过程，怎样使学生在学习中实现顺利的“迁移”仅仅依靠原有的教学手段还是比较困难的，至少还要经历一段较长的学习过程。其原因在于原有的那些教学手段对于学生来说，基本上处于被动地位，而在教学技巧较差的教师面前学生们则完全处于被动的地位。近年来，随着计算机应用的普及，计算机辅助教学（CAI）则成为了可以让学生基本上主动选择环境条件进入虚拟实际试验的境界，因而也为学生实现顺利的“迁移”，为建立新的概念创造了良好的条件。笔者曾经于卄年前为汽车的基本制动性和转向性设计制作了一款辅助教学软件，并在小范围得到推广应用。
一门课程中的“点”相互关系只有一条线索的话，还算好办，有一些课程甚至于超出了两维，三维的关系就不太好办了。曾有一位同学在学习“提高转速是强化发动机的重要途径”时提问：怎样提高转速？这在刚学完发动机性能指标时对学生是很难解释清楚这个问题的，只能以“且听下回分解”暂停。看来，所谓“点”有它自己的属性，“点”与“点”之间的联系和差异也有它自己的属性，这些“点”和它们之间的联系亦即它们的系统性。对系统性的进一步理解使我感到：系统性非但不应成为教学改革的桎梏，相反地更使我们明确了改革的路径与方向，它带给我们的自由度与艰辛度并存，且几成正比。联系到近年来汽车专业的教学改革，在课程设置和教材编写方面都作过很多尝试。但无论采取何种形式，如果避开教学系统性，或者说避开“循序渐进”这一教学原则，就有可能陷入事倍功半的处境。有的专业教师对某些教学内容的难点花费很多精力独辟蹊径，如果能联系相关的基础概念，其实未必是一处难点。这是否可以从另一角度说明注意系统性的必要呢？按规定，中专学制已改成三年，且大多面临新生数量和接受能力全面下降的现实，为提高教学效率，我们是否还应该为摸索出一套更好，更精炼，更有效的教学系统而努力呢？由此，我们是否还可以认为全面地继承原有的系统性固然是不可取的，但在制定教学计划、编写教材、实施教学的过程中全然不顾系统性同样也是不可取的呢？
此后，我又承担了两个汽车班“汽车理论”的教学任务。新教材也确实较全面地反映了近年来汽车技术性能发展中的新概念，其中“液力自动变速器的动力性能”以全新面貌出现，“操纵稳定性”和“舒适性”则明显涉及了现代工程控制论和随机振动的基础概念。面对这其中的“迁移”量我倍感沉重。然而，随着现代汽车性能指标的发展，我们再也不能也不应该廻避这些概念，而是应该随同学生一起找到一条切实可行的“迁移”途径。对于汽车修理与维护专业的学生来说定量分析并不是我们的目标，他们在未来的工作中大量面临的问题是定性分析，因此我们有理由花费较多的学时数使学生掌握这些新概念的核心思想。这里，我不由联想起欧洲文艺复兴前后“日心说”“地心说”之争的历史，由于大众的认知能力和水平的限制，导致当时的政治斗争触目惊心。而现在连小学生都懂得地球绕着太阳转动的事实。由此我又增添了信心，并从一些有关的教材、书刊中寻找实例，甚至自行设计“前题”，使学生尽快地“迁移”某些新概念。比如：以从水井中提水时绳子的刚度对控制性能的影响说明测量系统的误差形成原理和对汽车转向时的瞬态响应问题的理解都收到了较好的效果。现代汽车早已成为逐渐进入千家万户的高新技术产品，并成为衡量一个国家整体经济和工业水平的支柱。随着产业结构的改变，在运输业内，过去那种大工业方式的修理，维护流水线已成为历史。即使是大运输公司内部，维护人员也都分布在若干个一样的班组里，每个人都是多面手，都一样面临从发动机到底盘，电气以至车身，附件等各种各样的问题。从经理到检测线的操作员，从采购到促销人员都是汽车专家。顶多有机械和电气的简单分工，而且其中包含了相当多互通的知识结构。这一切，与近几年来各种媒介不断宣传介绍的“知识经济”的运作方式何其相似乃耳。今后，也许这一行业能向社会提供的就业岗位不会多于以往。但是，它所要求的从业人员必定是专业人才，而且是能跟得上汽车技术发展的专业人才。展望这一切，我想我们的努力还是会有意义的。
[注1]“心理学广播讲座”──第十讲：在学习中如何运用迁移规律
交通部济南交通学校翻印 1980年5月
[注2]“教育心理学” 上海市教育委员会主编
上海教育出版社 1996年8月 第一版 2010年08月修改
