基于思維導圖的電子技術基礎教學法的研究

海軍大連艦艇學院基礎部 周 波 郭 姣 趙冬梅

電子技術基礎研究的是電子元器件及其構成的各種基本電路，以及由這些基本電路組成的具有特定功能的裝置或系統。其課程內容龐雜，學員很容易感到：知識零散、抽象、不連貫、無頭緒。究其原因，大多是由于學員對知識的掌握過于片面，缺乏系統性，從而造成“斷章取義”的錯誤結果。

如何通過簡潔明了的方式幫助學員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子技術基礎教學。借助思維導圖制作軟件與課件之間很好的超鏈接性，可輕松地實現各知識點的展示和回顧，使學員即見樹木又見森林，激發了學員的學習興趣，提高了教學效果，為后續課程及以后的工作打下良好的基礎。

1.思維導圖

思維導圖(Mind Mapping)是由英國心理學家、教育家Tony Buzen于二十世紀70年代初提出的一種可視化思維方法[1]。它在層級和分類信息組織的基礎上，從中心主題通過特定的關聯展開思維分支，再用相關關鍵詞或圖形來標識分支，并充分利用色彩和字體的變化將發散的思維過程和思維結果可視化。

思維導圖是一種革命性的思維工具，它的發明是基于對人腦的模擬，這種模擬突出了思維內容的重心和層次，強化了聯想功能。使用思維導圖可以把一長串枯燥的信息變成彩色的、容易記憶的、有高度組織性的圖畫，運用思維導圖能增強使用者記憶能力，增強使用者思維的層次性與聯想性以及使用者的總體規劃能力。

將思維導圖應用到教學之中，可以幫助教員建立完整的知識框架體系，對學習的課程進行有效的資源整合，使整個教學過程和流程設計更加的系統科學，幫助師生進一步加強對所學和所教內容的整體把握；可以更有效地促進師生間的交流與溝通，在運用思維導圖教學的過程中，通過教員積極正面的引導，更充分地發揮學員學習的主觀能動性。

目前流行的思維導圖繪制工具有MindMap和MindMannager等。但最具個性化、視覺最好的思維導圖還是以手工繪制的效果最佳。我們在教學中，靈活采用手繪、或MindMannager8軟件繪制思維導圖，提高教學效果。

2.思維導圖在《電子技術基礎》課程中的應用

2.1 構建知識網絡

電子技術基礎課程雖然具有器件的種類多，電路的花樣多，概念方法多的特點。但是有內在的規律可循，只要找準規律“對癥下藥”，就一定能“藥到病除”。所以，教員應站在高處，總攬整個課程，幫助學員對知識進行系統的梳理，找出各知識點之間內在的相互關系，并將這些知識點逐一連接起來，形成思維導圖。這樣，學員對所學的知識才能記得準而牢，學得懂而通，才不至于產生只知其一、不知其二的片面思維。例如，針對“二極管及其基本電路”的章節[2]小結時，其思維導圖可做如下設計(如圖1所示)。

圖1 “二極管及其基本電路”思維導圖

該思維導圖利用PPT制作，可以一步一動演示。在向學員介紹這個圖時，可作如下解釋：目前電子器件均由半導體制成，制造半導體器件用得最多的是硅、鍺和砷化鎵三種材料。純凈的本征半導體的導電能力是很弱的，利用半導體的摻雜特性，例如摻入微量的+3價和+5價的元素可分別制成P型和N型兩種雜質半導體。把P型半導體和N型半導體用特殊的工藝使其結合在一起，就會在交界處形成一個特殊薄層，該薄層稱為“PN結”。二極管實質上就是一個PN結。它的電路符號、伏安特性、主要參數及分析方法，在學習中是必須掌握的基礎知識。

教材當中任何一章的內容都能夠用類似這樣的思維導圖進行總結。學員通過思維導圖能更清楚地了解各部分內容及其相互關系，具有了全局觀，這樣學到的知識才是準確的、完整的、系統的。

2.2 實施研討式教學

在功率放大電路一章中學習了功放的一般問題、各種類型功放電路及工作原理。創建思維導圖的首先就是要將上述概念和基本原理有機聯系起來，由教員將需要繪制的概念要素引入，形成初步的思維導圖然后由學員討論完成要素間的聯系和層次關系，并用有向線段標識要素間聯系，說明其理論依據或提供簡要的理由，如圖2的I部分所示。

在建立控制系統穩定性的基本思維導圖后，進一步引導學員討論如何解決效率和失真間的矛盾。例如，在由“乙類互補對稱功放”導出“甲乙類互補對稱功放”時，首先通過Multisim，搭建乙類互補功放的電路，輸入信號入正弦波，讓學員討論如果應該在示波器上看到怎樣的波形？（實驗結果表明輸出波形出現了交越失真。）為什么？如何解決？然后將相關內容引入思維導圖。如圖2第II部分所示。

最后要學員思考如果進一步提高效率，怎么辦？引導學員進行發散性研討，補充思維導圖，如圖2第III部分。

圖2 “功率放大電路”的思維導圖

經過充分的研討，師生共同完成了“功率放大電路”的思維導圖。在繪制思維導圖過程中，學員對“功率放大電路”的內容有了更深刻的理解。

2.3 提高期末復習效率

由于復習時間有限，電子技術基礎復習課應具有容量大、效率高的特點，應用思維導圖復習總結可以明確知識的層次及各知識點的內在聯系，而后將它們有序地組織起來，建立知識體系。這樣做可以濃縮學過的知識，收到書越讀越薄的效果。可以切實有效提高復習課的效率。

圖3 電子技術期末總結

首先，充分發揮學員自主性，讓學員積極、主動參與復習全過程，特別是要讓學員參與歸納、整理的過程，不要用教員的歸納代替學員的整理。教學應充分體現知識讓學員疏理，規律讓學員尋找，錯誤讓學員判斷，從而充分調動學員學習的積極性和主動性，激發學員學習興趣。

其次，體現整門課內容的系統性原則。由于學員的基礎理論知識比較零散，知識間邏輯關系不清晰，沒有良好的認知結構，往往所做的思維導圖是各章思維導圖的簡單相加。因此教員要進行有效的引導，由電子技術基礎基礎課程的主題——放大電路出發，按專題進行，采用思維導圖對所學內容進行梳理，不要限于本章內容，而應突破章節界線，貫通教材前后，理清知識之間的內在聯系，如圖3所示。這樣通過框圖能向學員展現知識的聯系和知識的整體結構。如放大電路穩定靜態工作點問題，通過第四章學習，學員已知道一些方法，但沒有上升到理論上，而通過第七章負反饋的學習，掌握了直流負反饋可以穩定靜態工作點的理論。

再次，關注知識的遷移訓練。復習課不是簡單的重復，它最終目的在于培養和提高學員運用知識、解決問題的能力。在復習過程中，要加強知識的遷移訓練，培養學員舉一反三、觸類旁通、靈活運用所學知識解決問題的能力。

2.4 教學中應注意的問題

但將思維導圖引入教學的過程中發現存在一些問題。如限于投影的尺寸，在展示整幅導圖時，若圖比較大，則字體會被壓縮，后排學員看不清楚，如果部分展示，則需要移動畫面，操作不便。如果采用黑板手繪的方式，則需要在布局、色彩方面事先多次演習才能達到預期效果，且取決于教員個人的繪圖水平，不能隨心所欲。為此，采用PPT自制思維導圖與常用的思維導圖軟件結合的方法，課上用PPT演示，課下根據需要利用思維導圖軟件制作部分或完整的思維導圖提供給學員使用。教員與學員通過思維導圖進行交流與探討，能夠實現教學相長。在極具個性化的思維導圖創作過程中，學員可以發揮想象力，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，學習主動性和創造性得以充分發揮。借助思維導圖進行發散思維、捕捉靈感、提出問題，解決問題。使學習過程成為“快樂的運動”。

3.結束語

本文結合教學案例探討了思維導圖在“模擬電子技術”課程中的應用，通過思維導圖授課幫助學員梳理思路，統攬全局，準確把握知識點之間的聯系，達到觸類旁通的效果。通過布置思維導圖作業，督促學員主動參與重點、難點問題的思考。學員通過構圖、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。運用思維導圖進行小組討論，共同發現問題，便于交流。通過思維導圖的應用，使研討式教學、拋錨式教學、協作學習教學策略在課堂教學過程中表現得淋漓盡致，同時可大大改善傳統的單一傳授的教學模式。教員利用思維導圖把握教學全局，設計教學方法，優化教學手段，使學員能夠理清思路，減輕課堂教學的認知負荷，提高學習效率，加深記憶。學員的積極性被充分調動，學習興趣也很高，有的學員還應用到其他課程的學習中。由此可見思維導圖教學可以有效提高教學效果、激發學員學習興趣，值得進一步研究和推廣。

[1]Buzan Tony,Buzan Barry.The Mind Map Book[M].London:BBC Active,2006:3-25.

[2]康華光.電子技術基礎(模擬部分)(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006(1).