思維導圖在電機學課程中的應用先

董霞

摘? 要 為了使教師能夠更有效地組織教學內(nèi)容，實施教學過程，評價教學效果，同時為了使學生增強學習信心，提高學習興趣，激發(fā)學習潛能，分析思維導圖在電機學課程中的應用與實踐，證明該方法對于增強教學效果，指導學生從整體上建立該課程的知識結(jié)構(gòu)體系起到積極作用。

關(guān)鍵詞 思維導圖;電機學;知識結(jié)構(gòu)

中圖分類號：G642.3? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）18-0088-03

1 引言

20世紀60年代，英國教育學家Tony Buzan發(fā)明了一種多用途的可視化工具——思維導圖（Mind Map）[1]。它采用關(guān)鍵詞、圖像、顏色、符號、線條，從中心主題發(fā)起，向四周發(fā)射多個主題、子主題而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，主題上的關(guān)鍵詞或圖像承載著特定的記憶。思維導圖充分運用左右腦的機能，實現(xiàn)抽象知識的圖形化、思維過程的可視化、零散知識的結(jié)構(gòu)化[2]。

電機學是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門核心課程，既具有較強的理論性，又有一定的工程性，涉及面較廣，綜合了電學、磁學、力學、熱學和機械學等多個學科知識，因此是一門難教、難學的課程。電機學課程具有較強的理論性和實踐性[3]，以各種電機（變壓器、直流電機、感應電機、同步電機、控制電機）為研究對象，分析其工作原理和運行特性，其中不但涉及電壓、電流隨時間的變化，而且涉及磁動勢和磁場在空間的分布和變化;不但涉及繞組間的電磁耦合關(guān)系和機電關(guān)系，而且涉及轉(zhuǎn)子與原動機或機械負載之間的動力學關(guān)系。這種需要進行時空轉(zhuǎn)換、多學科交叉的特點，使得本課程難教、難學。

為了解決這一難題，筆者將思維導圖法應用到電機學課程的教學中。通過實踐，此方法提高了教學質(zhì)量和效率，激發(fā)了學生的學習積極性和主動性，提高了學生的記憶力和創(chuàng)造性思維能力，改善了學生的學習方式。

2 思維導圖在電機學課程教學中的應用

首先，思維導圖可以輔助教學，幫助教師和學生梳理課程的主要內(nèi)容和重點[4]。教學中最重要的環(huán)節(jié)就是課堂授課。能夠準確而簡練地把握課程內(nèi)容，突出重點，是一名優(yōu)秀教師必須具備的職業(yè)素質(zhì)，更是學生進行有效學習的關(guān)鍵所在。授課時利用思維導圖，能夠迅速準確地找到課程的重點，形象化地展示教學內(nèi)容，從而提高授課質(zhì)量，同時有效地引導學生的學習方向，確定學習目標，提高學習效率。

如在電機學課程的第一堂課教學中，用圖1所示思維導圖展示課程的主要內(nèi)容和重點，即主要學習變壓器、直流電機、感應電機和同步電機等四種經(jīng)典電機，每種電機都涉及其結(jié)構(gòu)、原理、性能和應用分析。通過思維導圖，學生一目了然，明確了本課程的學習內(nèi)容和學習重點，從整體上把握了本課程的知識框架。

其次，思維導圖可以幫助學生進行階段性復習[5]，對之前學習的內(nèi)容進行總結(jié)與歸納，便于學生將頭腦中零散的知識碎片整體化，從而形成良好的知識體系或框架。通過思維導圖，學生能夠更深刻地理解所學的知識，更清晰地理解各知識點或概念之間的關(guān)系，全面地把握整個知識領(lǐng)域。因此，思維導圖能夠使學生對所學知識達到應有的理解的廣度、深度和跨度。

圖2是學生在學習完感應電機之后，畫出的有關(guān)三相異步電動機內(nèi)容的思維導圖。每一章都要求學生利用思維導圖進行總結(jié)與歸納，使學生及時復習學習過的內(nèi)容，同時為下一章的學習打下基礎(chǔ)，因為每一種電機的分析方法都是類似的，學生可以觸類旁通，遷移到對新知識的學習。

最后，利用思維導圖可以評價學生的學習效果。一方面，學生可以進行自我評價，通過思維導圖，及時了解自身學習的不足和缺陷，自覺地進行思考與復習，有針對性地加強學習，彌補不足，不斷完善自己頭腦中的知識結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)個性化的學習;另一方面，教師可以對學生做出正確的評價，通過觀察每一名學生的思維導圖，準確判斷學生對課程知識的掌握情況。此外，學生所畫的思維導圖也可以作為教師課堂授課的一個反饋，對今后的教學起到指導作用。作為教學評價工具，思維導圖形象化地反映出學生的知識結(jié)構(gòu)，而不是簡單抽象的分數(shù)，所以屬于一種過程評價，能更真實地反映學生的學習情況。

3 思維導圖的應用原則

思維導圖的繪制原則? 提前告知學生什么是思維導圖，其對于學習有什么優(yōu)勢，以及怎樣才能更好地繪制思維導圖，這是有效利用思維導圖的前提。思維導圖的繪制需要利用顏色、線條、符號、關(guān)鍵詞和圖像，遵循簡單易懂的規(guī)則，從中心開始繪制，然后進行發(fā)散;可以采用計算機繪制，也可以手繪。繪制思維導圖能夠非常清晰、形象地展示出學生的思路，而且如果真正投入用心地完成一幅思維導圖，還能給學生帶來很大的成就感。繪制思維導圖時需要遵循以下幾個原則。

首先，學生先要明確繪制的主題，而且應熟悉與主題相關(guān)的內(nèi)容，精煉出知識的重難點。在電機學課程的每一堂授課中，教師都會告知學生本堂課的重點和難點，在教學完一章的內(nèi)容之后，讓學生利用思維導圖繪制本章的知識內(nèi)容，將教師平常講過的重點和難點知識進行連貫、串接和進一步提煉，這樣有利于學生將平時學到的零散的重點知識實現(xiàn)整體化。

其次，繪制思維導圖之前，先在頭腦中勾勒出與主題對應的圖形，粗略地形成思維導圖的整體結(jié)構(gòu)，然后從紙張的中心位置開始，向四周畫出一級主題，再發(fā)散地畫出二級主題等。這樣，思維導圖的整體結(jié)構(gòu)就完成了。通過這個過程，學生把抽象的思維過程形象化地展現(xiàn)在紙上，有利于對于抽象知識的理解和吸收。

最后，各主題之間的連接分支一般采用平滑、分叉的曲線，就像大樹的枝丫。當然，學生也可以創(chuàng)新，繪制出自己喜歡的形狀。繪制時需采用最能表達主題且簡單的關(guān)鍵詞，盡量不用句子或文字說明，多采用圖形、公式、符號代替。

對于圖2中學生繪制的關(guān)于三相異步電動機的思維導圖，基本遵循了以上原則，而且能夠較準確地表達出知識的重難點，只是色彩有些多，但效果還是不錯的。

自主參與的原則? 在利用思維導圖進行輔助教學時，應遵循“以教師為主導，學生為主體”的理念，讓學生真正參與。同時應充分地發(fā)揮學生的創(chuàng)造性，挖掘?qū)W生的潛能，切實做到“知識讓學生來梳理，規(guī)律讓學生來尋找，錯誤讓學生來判斷”，這樣學生便從學習的被動者變?yōu)閷W習的主動者。實踐證明，通過在電機學課程教學中引入思維導圖，學生的學習熱情更加高漲，學習態(tài)度更加認真，學習效率和學習成績得到明顯提高。

比較與拓展的原則? 復習不是簡單地重復以前所學的知識，而是對知識的提煉與升華。因此，在電機學課程教學中，通過讓學生繪制思維導圖，主動思考各種電機的共性，還可通過比較，找出每一種電機的個性。如學生在繪制完變壓器和三相異步電動機的思維導圖之后，自己會主動總結(jié)出兩者在結(jié)構(gòu)和原理上的共同點與不同點，進而展開聯(lián)想，進行知識的遷移和拓展，從而更加深刻地理解這兩種電機。

合作與創(chuàng)新原則? 為了更好地繪制思維導圖，充分發(fā)揮它的有效性，可以將學生進行分組，小組內(nèi)的每一名成員都要闡明自己的觀點，成員之間加強交流與合作，共同構(gòu)建思維導圖。通過交流，學生可以將頭腦中對知識的理解表達出來，可能會與其他學生產(chǎn)生共鳴，碰撞出火花或發(fā)現(xiàn)問題，然后一起解決問題，再共同繪制思維導圖。這樣一來，每名學生相當于通過表述和繪圖將知識復習了兩遍，加強了知識的牢固性和關(guān)聯(lián)性。通過團隊合作，每一個小組都繪制出具有創(chuàng)新性和鮮明個性的思維導圖。這個過程，教師需要深入到學生中去，及時地給予適當?shù)闹笇А?/p>

繪制完思維導圖后，每個小組的組長進行匯報，陳述繪制的思路、結(jié)論以及獨特之處，同時對其他小組成員的質(zhì)疑和提問進行解釋和回答。這是非常重要的一個環(huán)節(jié)，通過這個環(huán)節(jié)，學生集思廣益，各抒己見，取長補短，既肯定其他學生的成果，又提出自己的觀點和建議，實現(xiàn)知識的共享和交流。此時，教師應進行適當點評，給予適當?shù)难a充和啟發(fā)，鼓勵學生進行創(chuàng)新性思維。

通過小組之間的探討和交流，以及教師的引導和點評，各小組再進一步優(yōu)化思維導圖。這樣一來，學生的知識結(jié)構(gòu)體系不斷趨于完善和嚴謹。

4 結(jié)語

思維導圖給電機學課堂帶來新鮮和活力，學生充分地發(fā)揮了主動性，積極參與教學，形成輕松、愉快、互動的課堂教學氛圍，體現(xiàn)了師生的平等;通過思維導圖，學生能夠?qū)⒘闵⒌闹R點主動地構(gòu)建成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，不斷提高發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。因此，將思維導圖應用到電機學課程教學中是非常有效的。當然，這對教師無疑也是一種挑戰(zhàn)，要求教師適度地加以引導，適當?shù)丶右渣c評，既給學生提出建設(shè)性意見，又注意不打擊學生的積極性，不斷提高課堂駕馭能力等。

總之，思維導圖使得抽象知識形象化、思維過程可視化、零碎知識整體化，教師的授課、學生的學習更輕松，條理性更強。學生不斷補充、整合新舊知識，不斷修復和建立更完整的知識框架，從而實現(xiàn)個性化的知識管理。思維導圖結(jié)合其他教學手段，大大緩解了電機學課程難教、難學的局面，以往學生覺得枯燥、煩瑣的公式、字符和數(shù)字，現(xiàn)在通過圖文并茂的思維導圖形象化地展現(xiàn)在眼前，增強了學習的趣味性，加強了記憶的牢固性。實踐證明，學生改變了對電機學課程的學習態(tài)度，成績有了明顯提高，知識的掌握更加持久、牢固。

參考文獻

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