思維導圖在電路分析基礎多媒體教學中的應用

王海燕

（吉林大學 通信工程學院，吉林 長春 130012）

思維導圖在電路分析基礎多媒體教學中的應用

王海燕

（吉林大學 通信工程學院，吉林 長春 130012）

通過多媒體將軟件制作的思維導圖引入電路分析基礎課程教學，通過直觀概括的圖示方式使教學思路更加清晰。教師借助思維導圖組織材料，進行教學設計，引導學習方向，幫助學生理清學習思路、把握課程的整體框架。學生可用其增強記憶并及時有效地復習，并在思維導圖的制作和修改過程中逐步建立和完善課程學習框架。

思維導圖；電路分析基礎；多媒體教學

電路分析基礎是高校工科電類專業(yè)本科生在學習高等數(shù)學、物理等基礎課程后接觸較早的一門專業(yè)基礎課。電路分析基礎的教學對象是大學一年級學生，他們剛剛接觸高等數(shù)學、線性代數(shù)等課程。新的數(shù)學工具在學生原有的知識結構上有了很大的跨越，會導致學生不愿或不知道如何正確使用新的數(shù)學知識來解決新問題。而在接踵而來的電路分析教學中，理論推導要涉及較多的數(shù)學計算，這就造成學生的畏學心理。

如何通過簡潔明了的方式幫助學生在學習過程中理清思路并且形成長期記憶是教學中需要思考的問題。多媒體教學的廣泛展開，使得圖的演示過程更為方便，本文將由英國學者Tony Buzan于20世紀60年代提出的思維導圖的方法用于電路分析基礎教學。借助思維導圖制作軟件與課件之間很好的超鏈接性，可輕松地實現(xiàn)各知識點的展示和回顧。

一、思維導圖

思維導圖原為訓練有學習障礙的孩子所創(chuàng)，后逐漸成為引導放射性思考的理論。圖解方式可以對基于語言文字的理解提供輔助和補充，并降低依賴語言通道的認知負荷，加速思維的發(fā)生。[1]Buzan指出，思維導圖是放射性思維的表達，因此也是人類思維的自然功能。它將抽象的事物或過程變成圖形圖像表示出來，將思維過程可視化，形成能夠直接作用于人的感官的知識的外在表現(xiàn)形式，將各主題間的邏輯關系清晰呈現(xiàn)，使思維過程更系統(tǒng)。思維導圖可以應用于生活的各個方面，其改進后的學習能力和清晰的思維方式會改善人的行為表現(xiàn)。[2]

思維導圖在國外的應用較為常見，而且也有學校專門開設教授思維導圖的課程。而國內(nèi)的應用較多出現(xiàn)在商業(yè)領域中，如項目策劃開發(fā)，企業(yè)培訓等。在中學教學中，尤其是在總復習階段的應用相對而言應用較多。在師范類高校中有專門開設思維導圖的課程，而其他綜合性高校的教學中則鮮為人知。

二、思維導圖在教學中的作用

思維導圖用于教學活動中，可以使學習者提高發(fā)散思維能力，理清思維脈絡，并可供自己或他人回顧整個思維過程。[2]通過充分調(diào)動繪圖者的發(fā)散思維，可激發(fā)創(chuàng)作性、增強記憶，特別是有利于調(diào)用信息。[3]

1.教師方面

思維導圖在備課過程中幫助教師組織、分析信息，制定教學計劃；課堂授課時可以用來展示、分析教學內(nèi)容，實現(xiàn)快速、有效地傳授知識。

（1）清楚把握教學內(nèi)容，采取更適當?shù)慕虒W方法和手段，使教學內(nèi)容更豐富，知識結構更合理。在課堂上積極引導學生，使學生清楚教學內(nèi)容的作用、重點及難點。

（2）自動激發(fā)學生的學習興趣，易于接受。

（3）課堂講授更具創(chuàng)造性，令人樂享其中。

（4）及時糾正問題。教師可以通過學生自繪的思維導圖發(fā)現(xiàn)共性問題，及時作出提醒與糾正。

（5）完善教學方案。教師可通過師生交流，不斷修改和充實教案。并且可以使其更有彈性，及時補充材料，避免僵化。

2.學生方面

思維導圖可以幫助學生概覽全局，展示與核心內(nèi)容有關聯(lián)的知識點及各層次間的聯(lián)系，快速系統(tǒng)地整合知識，加深記憶。

（1）掌握教學內(nèi)容。學生不是孤立學習某個內(nèi)容，而是將中心內(nèi)容以放射狀發(fā)散開來，將各知識點有組織地進行排列、分層，使學習更加容易。在頭腦中形成清晰的知識網(wǎng)絡圖，便于記憶。

（2）改變筆記形式，提高課堂效率。改變以往的線性筆記方式，避免課堂上忙于抄筆記，而沒有充裕的時間對所學內(nèi)容進行理解，幫助學生輕松、快速、有效地學習。

（3）整理知識結構。思維導圖用節(jié)點將完整的知識結構聯(lián)系起來，由點到線，由線到面，形成網(wǎng)狀或樹狀的知識結構圖。學生通過思維導圖建立自己的知識框架，在制作、修改、反思的過程中完成自我導向的學習。

（4）知識鞏固、復習考試。思維導圖只把相關的材料以非常清晰和容易記憶的形式呈現(xiàn)出來，學生可利用早期繪制的思維導圖進行復習，檢查是否已掌握了全部知識點；通過重新繪制思維導圖對所學知識進行提取，可以發(fā)現(xiàn)自己在對本課程的掌握中還有哪些不足，有助于在考試中獲取得好成績。

（5）激發(fā)創(chuàng)造性。通過不斷的積累，將課堂上由教師通過文字、公式、圖表等表述出來的客觀存在的顯性知識內(nèi)化為個體化的隱形知識，進行多角度的思考，使其成為可創(chuàng)造價值、進行創(chuàng)新的基礎和源泉。

三、思維導圖的制作

1.基本框架的建立

初期的思維導圖采用的是手繪方式，而目前較為常見的繪制方式是使用軟件，本文選用MindManager 9.0版完成思維導圖的制作。該軟件可與Microsoft軟件無縫集成，快速將數(shù)據(jù)導入或導出到MicrosoftWord、PowerPoint、Excel、Outlook、Project和Visio中，便于操作。

首先建立空圖，可以從軟件中的模板中選擇合適的形式，或者采用空白模式，在圖1所示的“Central Topic”框中輸入中心主題；在“Main Topic”框中輸入主題內(nèi)容；在 “Subtopic”框中輸入子主題。未加任何修飾后的效果如圖1所示。具體的鍵盤操作簡單總結如下：選中某一主題（或子主題），若增加同級主題，則按回車鍵；若增加子主題，按Insert鍵插入即可。各級主題可以采用文字、圖形、圖片、符號、公式等恰當?shù)男问絹砻枋觥?/p>

2.美化修飾

思維導圖提倡使用顏色、圖形圖案來增強視覺效果。通過色彩、圖畫、代碼和多維度的修飾，使其更美觀，更有特性，能讓作者和他人都更有興趣進行分享。

在導圖基本框架構建完成后，就可按照作者的審美情趣對細節(jié)加以修飾，增強美感和可視性。MindMap中常用的功能如下：

（1）平衡分布：選擇菜單欄中的“視圖”——“平衡圖表”，可使各級主題平衡分布。

（2）主題樣式：“主功能”——“主題樣式”和“主題形狀”可改變字體、字號、顏色、邊框等?；蛳冗x中某級主題，單擊鼠標右鍵，在“格式化主題”中修改該級主題的樣式。

輸入各級主題并經(jīng)過修飾的思維導圖整體效果如圖2所示。其中，理論基礎中的分析方法之一——網(wǎng)孔分析法部分如圖3所示。

（3）主題注釋：先選中主題，單擊鼠標右鍵，選擇“便箋”，輸入內(nèi)容，關閉主題便箋對話框，便會在主題旁邊出現(xiàn)便箋紙的圖標，如圖3所示。

由于課程內(nèi)容較多，因此不便使用為增強效果而添加的圖形或圖案，那樣會顯得過于雜亂。然而，不同的作圖者會對此有不同的理解，在不限篇幅時選圖合適也會增強效果，這種多樣性也正體現(xiàn)了其個性化。

3.各主題間聯(lián)系及超鏈接

（1）關聯(lián)：菜單欄中“主功能”——“關聯(lián)”——依次單擊需要關聯(lián)的兩主題。如圖4中的虛線所示。

（2）超鏈接：單擊某一主題，在彈出菜單中選擇“添加超鏈接”，可將主題連接至其他文件。

4.保存

為保護多媒體教室的系統(tǒng)安全，學校的計算機常設有安全防護，禁止安裝教師自帶的軟件，這在一定程度上限制了導圖的使用。如果要在不便安裝MindMap軟件的計算機上演示已完成的思維導圖，那么就需要將思維導圖保存為可查看的格式，如：文件——導出——Export as Mind Manager Viewer（SWF），將文件保存為＊.swf格式。該文件可鏈接到PPT中，或是在IE上單獨播放，而且可以如同在MindManager上一樣進行逐層展開的操作。

四、電路分析基礎思維導圖的具體應用

1.引導學習方向

合理地設計思維導圖，將直線式的提綱變?yōu)橹庇^的圖示，直接描述各層內(nèi)容之間的聯(lián)系，呈現(xiàn)完整的知識結構。因此能夠承上啟下，讓學生能夠在一個完整的體系中清楚所學內(nèi)容的目的和作用，避免學“新”忘“舊”。

將電路分析的教學內(nèi)容整體呈現(xiàn)，可以讓學生概覽全局；而知識點的局部呈現(xiàn)則便于課堂上對前述知識的復習和課后對已學知識點的回顧總結。

制作時可按照教材的章節(jié)順序或知識的整體框架進行設計，考慮到學生對教學內(nèi)容的接受順序和記憶過程，盡量二者兼顧。圖2所示的整體效果圖中按照課程中涉及的基本元件、理論基礎和具體電路進行劃分，需要講解或復習的部分，將其展開即可。

基本元件中列出了本課程所涉及的所有電路元件，在授課過程中啟發(fā)學生產(chǎn)生好奇，進而發(fā)散思考元件的定義、符號、作用，既便于記憶，又能激發(fā)學習的主動性。認識基本元件后，需要進一步闡述電路分析的理論基礎。這可以從學生已有的知識結構出發(fā)，基于學生原有的對電路的認識，給出分析中所用的電路變量，即電流、電壓、功率等物理量。接下來就用基本元件構成電路，運用電路分析的原理和方法對電路進行分析。從最簡單的直流電阻電路開始，逐一闡述電路的等效變換、獨立變量分析法、電路定理。在簡單電路分析的基礎上，增加一個動態(tài)元件，則需采用三要素法進行直流一階電路分析；再將直流源變?yōu)檎医涣麟娫?，使用相量法分析正弦穩(wěn)態(tài)電路。

經(jīng)過這樣的概述，學生能夠明白這是一個由簡單到復雜的學習和分析過程，對將要學習的課程框架已了然于心，有助于克服畏難心理，從而不至于盲人摸象般孤立地學習某一部分的知識。

2.拓寬解題思路

解決電路分析問題時，通過思維導圖進行一題多解和一理多用，可充分調(diào)動學生學習的主動性，進行發(fā)散思維。

（1）一題多解：課堂上時間有限，可以利用思維導圖指導學生對某一例題進行多角度的分析。討論在各種條件下的每種方法是否可行。如圖5所示一個含多個直流源的電阻電路的例題，在教學進行到電路定理部分最后一個定理時，引導學生思考以前學過的各種分析方法（如網(wǎng)孔法、節(jié)點法、疊加定理）是否適用，以及能否通過對電路進行等效變換的方法簡化電路結構再進行分析。這樣學生就需要考慮各種方法的適用條件、解題步驟、注意事項等問題，既可以對所學知識進行復習，實現(xiàn)記憶的提取，又能讓學生開闊思路，嘗試用從不同角度面對、思考、解決問題。

（2）一理多用：對電路分析中的定理、定律，在其適用范圍內(nèi)，可以舉出不同電路作為示例，呈現(xiàn)給學生。這方面的應用宜在復習時體現(xiàn)。

五、總結

教師與學生通過思維導圖進行交流與探討，能夠實現(xiàn)教學相長。教師利用思維導圖把握教學全局，設計教學方法，優(yōu)化教學手段，使學生能夠理清思路，減輕課堂教學的認知負荷，提高學習效率，加深記憶。在課堂上使用教師制作的思維導圖之余，引導學生構建自己的思維導圖。學生通過構圖、思考，制圖的熟練程度逐漸加深，不僅可以對本課程內(nèi)的知識進行整合與鞏固，進而可以將任何一門所學課程進行整理、記憶，從而理解知識點間的關系，鍛煉思考能力，提高自學能力。

在極具個性化的思維導圖創(chuàng)作過程中，學生可以發(fā)揮想象力，按照自己喜愛的方式完成對知識的吸收，構建并充實自己的知識結構，學習主動性和創(chuàng)造性得以充分發(fā)揮。借助思維導圖進行發(fā)散思維、捕捉靈感、提出問題，解決問題。不要使學習過程成為“受迫運動”，而是在自發(fā)的態(tài)度下進行學習。☉

[1]陳欣.概念圖、思維導圖和生物圖表的辨析[J].生物學通報,2008,4(3)：38-40．

[2]（英）巴贊著,李斯譯.思維導圖：放射性思維[M].北京：作家出版社,1998．

[3]趙國慶,陸志堅．“概念圖”與“思維導圖”辨析[J].中國電化教育,2004(8)：42-45．

（編輯：楊馥紅）

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1673-8454(2012)11-0076-03