基于迁移学习的学科交叉教学探究

方清化

（集美工业学校，福建 厦门 361022）

1 引言

经济社会的发展急需大量应用型技术人才，各级各类技术应用型职业院校在现代规格人才的培养中做了许多有益的尝试，也取得了可喜的成效。尤其是2019年以来，我国职业教育进入高质量发展的新时期，职业教育的教师、教材、教法的“三教”改革在各级各类职业院校中如火如荼地进行。“三教”改革是落实“职教20条”根本要求，也是争创“发展试验区”的核心要务，是职教“高质量发展”的重要支撑，各院校都在积极“赋能”教师以提升素养能力，“升级”教材以推动革新，“激活”教法以推动改革。

本文所介绍的几个典型教学案例，注重培养学生学以致用，是作者在多年职业教学中形成的特有风格，取名为“学科交叉教学法”，展示了职业院校教师在“三教”改革的具体实践，也是当前各级各类学校大力提升学生学业水平测试成绩的一条途径。笔者经多年教学总结，证明这是一种容易掌握、行之有效，提高教学实效的方法。

2 相关论据

迁移是一种学习对另一种学习的影响。迁移是习得的经验得以概括化、系统化的有效途径[1]。对于教师而言，掌握迁移规律，可以提高教育、教学工作的效率[2]。迁移学习在电磁目标学习[3]和图像识别应用[4]等方面都有广泛的应用。在教学中，合理编排教学内容，既要防止教材各要素之间的相互割裂，又要防止相互干扰或机械重复[5]。实施的教学程序是有效地使教材发挥功效最直接的环节，处理好教学与学习的先后次序是非常必要的[6]。

3 教学实例

3.1 数学定理在“自动成分分析仪表”教学中的应用

“自动成分分析仪表”课程在谈到光电比色计中滤光片可以提高仪表灵敏度的作用，用了光密的概念。

对于一定波长λ（有滤光片）的光密度为：

其中：Dλ——一定波长λ的光密度；Iλ——入射光强；IOλ——出射光强。

运用数学定理帮助学生理解“自动成分分析仪表”课程中一些仪表的工作原理，起到了事半功倍的效果。总之，凡是“原理”性的，都可以用数学的方法加以证明，从而起到言简意赅的作用。

3.2 电工学概念在教学中的应用

例如，在“气动仪表”课程中，求取节流盲室（见图1）特性曲线时，如果能将气容C比作电工学中的电容，而将气阻R比作电阻，就可直接给出学生所熟悉的RC电路充放电动态方程式（仪表自动化专业学生既有系统的理论推导又有实验观测）：

图1 节流盲室

特性曲线如图2所示。

同样有 T=RC

其中：阻力系数R=推动力/流量；容量系数C=物料量或能量的变化/输出变量的变化。

特别说明这里是将气压比作电压，气阻比作电阻，气容比作电容的，P2是输出参数，P1是输入参数（相当于电源），充气过程可以看作充电过程，放气过程可以比作放电过程。反过来，上述实例也可以在数学教学中作为相关应用题进行证明，让枯燥无味的数学运算变得鲜活起来，展现出数学应有的魅力。

3.3 物理学定律在教学中的应用

例如，求图3所示流过气阻R的气流q。

图3 求流过气阻R的气流q

图4 求流过液阻R的流量q

我们注意到这里L1、L2都具有压力的属性。一般地，过程的压力有气压、液压（液柱高度）、温压（温度）等。具有压力—阻力特性的对象都可以用“欧姆定律”加以套用。

在“过程控制原理”课程教学中还有类似的应用例子，例如要求取图5所示液位L的动态特性。

图5 求取上图所示液位L的动态特性

液位L是输出参数，具有压力的属性；Fout随着液位L的变化而变化，Fin是输入参数，都具有流量的属性；贮槽的横截面积为A具有容量的属性；容积V相对应于电荷量Q；出口阀门R具有阻力的属性，套用RC电路充放电动态方程式，即有：

这就是液位对象的动态特性，与⑶式具有相同的形式。

总之，过程的阻力有气阻、液阻、热阻等，过程的容量有气容、液容、热容等。一般来说，具有阻容特性的对象，都可以应用RC电路的动态方程式加以套用，这样做既可以让学生复习学过的知识，又很自然地启发了学生把“电工学”的知识应用到其他专业课程的学习中，其最主要的是避免了人为地把学科间本来就是相互渗透的知识隔开的错误做法，并且可以省去重新推导那些具有相同属性的对象数学模型的时间。

以上仅以笔者教学中应用一般迁移和正迁移的几个实例来说明“基于迁移学习的学科交叉教学”的教法，诸如此类的做法，各位读者可以不断总结，广泛采用。

4 总结

学科交叉教学也是一种教学方法，在“三教”改革大背景下，对教材、教法改革，提升教师素养能力，起抛砖引玉、示范作用。基于迁移学习的学科交叉教学，通过运用基础学科中的定理或定律来解释仪表及自动化专业课中的工作原理、数学模型等，不仅有利于促进教师不断扩大自己的知识面，做到教学相长，而且有利于学生复习、巩固旧知识，学好新知识，并做到学以致用，提高学生综合应用知识的能力。同时，基于迁移学习的学科交叉教学方法可以让教师在教学过程中，省去许多重复性的教学时间，起到事半功倍的良好效果，是一种行之有效，浅显易懂的教学方法，符合现代技术教育教学规律。值得注意的是基于迁移学习的学科交叉教学要求教师必须有丰富而扎实的基础学科知识，否则容易误导学生。