思維導(dǎo)圖在機(jī)械制造教學(xué)中的應(yīng)用

張樹(shù)玲?陳煒曄?張佃平

摘 要：筆者在教授機(jī)械學(xué)院“機(jī)械制造基礎(chǔ)”“工程材料及成形技術(shù)”等課程時(shí)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)思維導(dǎo)圖的方式，將教學(xué)內(nèi)容合理分類(lèi)、規(guī)劃，對(duì)課程進(jìn)行有效的資源整合，使整個(gè)教學(xué)過(guò)程和課件設(shè)計(jì)更加系統(tǒng)、科學(xué)，可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：思維導(dǎo)圖；機(jī)械制造；學(xué)習(xí)效率

機(jī)械工程類(lèi)本科生在學(xué)習(xí)過(guò)程中需要學(xué)習(xí)“機(jī)械制造基礎(chǔ)”“工程材料”這兩門(mén)理論性較強(qiáng)的課程?！皺C(jī)械制造基礎(chǔ)”主要包括材料成形及加工的主要方法，如鑄造、鍛壓、焊接以及切削加工等內(nèi)容，其中鑄造、鍛壓、焊接這些內(nèi)容對(duì)材料加工專(zhuān)業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)是重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，而且是獨(dú)立的專(zhuān)業(yè)。這些內(nèi)容作為幾個(gè)章節(jié)講述，涉及內(nèi)容繁雜，而機(jī)械類(lèi)學(xué)生沒(méi)有相關(guān)的專(zhuān)業(yè)背景知識(shí)，因此對(duì)機(jī)械類(lèi)學(xué)生而言“機(jī)械制造基礎(chǔ)”內(nèi)容比較難懂。“工程材料及成形技術(shù)”課程主要包括材料性能、結(jié)構(gòu)、凝固過(guò)程、變形與斷裂以及鐵碳相圖及其合金等知識(shí)，這部分內(nèi)容對(duì)材料類(lèi)學(xué)生來(lái)說(shuō)是專(zhuān)門(mén)的獨(dú)立課程講授，而機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生需要用40個(gè)左右的學(xué)時(shí)接受這個(gè)龐大的知識(shí)體系，對(duì)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，確實(shí)很難。比如，大部分本科機(jī)械類(lèi)學(xué)生在學(xué)習(xí)中不涉及“物理化學(xué)”，那么凝固動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)理解起來(lái)相當(dāng)不容易，也很難理解金屬材料固態(tài)相變的基本過(guò)程?，F(xiàn)在教學(xué)中即使采用了多媒體教學(xué)等豐富的教學(xué)手段，但由于課程體系的復(fù)雜性，筆者在給機(jī)械類(lèi)學(xué)生講授這兩門(mén)課程過(guò)程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)這兩門(mén)課程學(xué)習(xí)興趣低、花費(fèi)精力多，效果差。怎樣將材料類(lèi)基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容通過(guò)直觀、可視的方式融會(huì)貫通，有效提高機(jī)械類(lèi)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，這是筆者一直努力希望解決的問(wèn)題。

一、什么是思維導(dǎo)圖

思維導(dǎo)圖又叫思維地圖，同時(shí)又被譯為腦圖、心智圖、心靈圖，是英國(guó)學(xué)者東尼·博贊創(chuàng)造出來(lái)的一種思維工具或思考方式。思維導(dǎo)圖是一個(gè)簡(jiǎn)單、高效、放射性、形象化的思維工具，能夠全面調(diào)動(dòng)左腦的邏輯、順序、條例、文字、數(shù)字以及右腦的圖像、想象、顏色、空間、整體思維，使大腦潛能得到最充分的開(kāi)發(fā)，從而極大地激發(fā)人們的創(chuàng)造性思維能力。[1][2]而作為一種思維工具，思維導(dǎo)圖實(shí)質(zhì)上表現(xiàn)的是一個(gè)思維過(guò)程，學(xué)習(xí)者可以通過(guò)思維導(dǎo)圖理清思維的脈絡(luò)，并可供自己或他人回顧整個(gè)思維過(guò)程。[3]而作為一種表征知識(shí)的工具，思維導(dǎo)圖可以成為智能伙伴，讓學(xué)習(xí)者變得更加聰明，更有智慧。思維導(dǎo)圖作為一種有效的創(chuàng)新思維工具，已被歐美及港臺(tái)教師廣泛應(yīng)用在教學(xué)活動(dòng)中。通過(guò)思維導(dǎo)圖可以將原本復(fù)雜的知識(shí)結(jié)構(gòu)，通過(guò)一定的邏輯關(guān)系簡(jiǎn)化為一些知識(shí)節(jié)點(diǎn)，然后以圖說(shuō)明，使得知識(shí)系統(tǒng)更加直觀。[4]更重要的是通過(guò)思維導(dǎo)圖模式使教學(xué)過(guò)程中不僅達(dá)到傳授知識(shí)的目的，同時(shí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這種方法簡(jiǎn)單明了但讓人記憶深刻，在學(xué)習(xí)活動(dòng)中對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率有明顯作用，激發(fā)與保持學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力與求知興趣。本文以鑄造相關(guān)內(nèi)容為例說(shuō)明思維導(dǎo)圖的課件制作及特點(diǎn)。

二、思維導(dǎo)圖教學(xué)課件特點(diǎn)

首先，思維導(dǎo)圖可以有效地把不同專(zhuān)業(yè)課程根據(jù)邏輯思維聯(lián)系起來(lái)。如下思維導(dǎo)圖課件制作圖所示，對(duì)機(jī)械工程師來(lái)講，拿到零件發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，首先根據(jù)圖紙?zhí)峁┑摹懊骰蛘吡慵钡募夹g(shù)要求，選擇合適的加工方法，材料加工方法的選擇取決于工程要求和材料性能，也就是“工程材料及成形技術(shù)”這門(mén)課程的主要內(nèi)容，因此課程內(nèi)容之間緊密聯(lián)系。這樣在課程講述中可以有效地將不同課程之間聯(lián)系在一起，一方面讓學(xué)生了解每門(mén)課程的重要性和應(yīng)用，做到學(xué)以致用和有的放矢地學(xué)習(xí)；另一方面，使學(xué)習(xí)者充分發(fā)揮聯(lián)想力與想象力，在輕松把握知識(shí)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，更方便知識(shí)間的聯(lián)系。

思維導(dǎo)圖課件制作要求教師對(duì)課程內(nèi)容以及相關(guān)課程非常熟悉，并準(zhǔn)確把握教學(xué)大綱，教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)等，這樣在課件制作中才能做到精確布置，合理設(shè)計(jì)。機(jī)械零件制造若選擇了鑄造，意味著液態(tài)成形，材料凝固過(guò)程決定著機(jī)械零件的性能，需要講授鑄造成形相關(guān)內(nèi)容，這就涉及鑄造特點(diǎn)、合金鑄造特性，這樣自然就把課程內(nèi)容聯(lián)系在一起。這種聯(lián)系將鑄造、金屬凝固、材料性能等內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，即符合思維邏輯，也便于記憶和接受。

思維導(dǎo)圖提供清楚的課程內(nèi)容邏輯關(guān)系。在課件制作中，根據(jù)邏輯需要，對(duì)各級(jí)內(nèi)容關(guān)鍵字之間用不同顏色線(xiàn)條連接，這樣更清楚地展示了課程內(nèi)容間的關(guān)系。如圖所示，對(duì)于鑄造所涉及的內(nèi)容采用紫色線(xiàn)條連接，下一級(jí)主要內(nèi)容采用淺紫色線(xiàn)條連接，這樣層層減弱顏色，將課程內(nèi)容的大綱級(jí)別展示在課件中，一目了然，既可以提綱挈領(lǐng)、簡(jiǎn)明扼要地把需要重點(diǎn)掌握的知識(shí)內(nèi)容形象地呈現(xiàn)出來(lái)，也可以把知識(shí)的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來(lái)，幫助學(xué)生掌握知識(shí)框架，便于課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)和記憶。

思維導(dǎo)圖可以編輯備注、注釋、圖片、視頻等信息。如圖所示，合金鑄造特性這部分內(nèi)容是課程重點(diǎn)，可以在思維導(dǎo)圖中標(biāo)紅星突出重點(diǎn)，而且作為教師課程計(jì)劃，可以在相關(guān)標(biāo)題中插入時(shí)間。另外，思維導(dǎo)圖提供各種視頻、圖片的超鏈接功能，在課程講述過(guò)程中可以根據(jù)需要進(jìn)行視頻播放或者圖片分析，教師在制作課件時(shí)可以引入聲音、圖解和動(dòng)畫(huà)等，以此激發(fā)學(xué)生的興趣和積極性。因此，通過(guò)思維導(dǎo)圖的有效設(shè)計(jì)，可以將枯燥、復(fù)雜的課程內(nèi)容簡(jiǎn)單、明了、直觀、突出地表示出來(lái)。

而且，思維導(dǎo)圖可以作為有效的復(fù)習(xí)與總結(jié)工具。思維導(dǎo)圖課件涵蓋了課程的主要內(nèi)容，并在分支中對(duì)各模塊、章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行了高度的總結(jié)和概括，有利于師生對(duì)課程進(jìn)行整理與回憶，利用各次節(jié)點(diǎn)及線(xiàn)條上的關(guān)鍵詞把握主題內(nèi)容，從而讓知識(shí)形成體系；而且整張圖采用關(guān)鍵詞、圖形、顏色，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，增加視覺(jué)感受力，吸引注意力，有利于掌握記憶。

通過(guò)在在教學(xué)過(guò)程中采用思維導(dǎo)圖進(jìn)行課件設(shè)置，探討新的教學(xué)、學(xué)習(xí)模式，不但提高了教師本身對(duì)教學(xué)內(nèi)容的記憶和運(yùn)用，同時(shí)也要求教師熟練把握教學(xué)大綱，并建立系統(tǒng)完整的知識(shí)框架體系，能夠?qū)φn程進(jìn)行有效的資源整合，使整個(gè)教學(xué)過(guò)程和流程設(shè)計(jì)更加系統(tǒng)、科學(xué)、有效。圖文并茂的思維導(dǎo)圖不僅是一種知識(shí)可視化的教學(xué)工具，還是一種將人腦邏輯思考過(guò)程，整合到教學(xué)中，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更能激勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，促進(jìn)創(chuàng)造性思考，同時(shí)又能促進(jìn)師生交流，要求教師靈活發(fā)揮，促進(jìn)教師和學(xué)生的思維能力發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 楊 凌.概念圖、思維導(dǎo)圖的結(jié)合對(duì)教與學(xué)的輔助性研究[J].電化教育研究，2006（06）.

[4] 郭艷霞.基于思維導(dǎo)圖的教學(xué)模式研究[D].長(zhǎng)沙：湖南師范大學(xué)，2011.

（作者單位：張樹(shù)玲 張佃平 寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院；陳煒曄 北方民族大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院）