思維導圖在機械制造教學中的應用

張樹玲?陳煒曄?張佃平

摘 要：筆者在教授機械學院“機械制造基礎”“工程材料及成形技術”等課程時發現，通過思維導圖的方式，將教學內容合理分類、規劃，對課程進行有效的資源整合，使整個教學過程和課件設計更加系統、科學，可以有效提高學生的學習興趣，并提高教學質量。

關鍵詞：思維導圖；機械制造；學習效率

機械工程類本科生在學習過程中需要學習“機械制造基礎”“工程材料”這兩門理論性較強的課程。“機械制造基礎”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容，其中鑄造、鍛壓、焊接這些內容對材料加工專業學生來說是重要的專業基礎課程，而且是獨立的專業。這些內容作為幾個章節講述，涉及內容繁雜，而機械類學生沒有相關的專業背景知識，因此對機械類學生而言“機械制造基礎”內容比較難懂。“工程材料及成形技術”課程主要包括材料性能、結構、凝固過程、變形與斷裂以及鐵碳相圖及其合金等知識，這部分內容對材料類學生來說是專門的獨立課程講授，而機械工程專業學生需要用40個左右的學時接受這個龐大的知識體系，對機械工程專業學生來說，確實很難。比如，大部分本科機械類學生在學習中不涉及“物理化學”，那么凝固動力學、熱力學理解起來相當不容易，也很難理解金屬材料固態相變的基本過程。現在教學中即使采用了多媒體教學等豐富的教學手段，但由于課程體系的復雜性，筆者在給機械類學生講授這兩門課程過程中發現學生對這兩門課程學習興趣低、花費精力多，效果差。怎樣將材料類基礎知識內容通過直觀、可視的方式融會貫通，有效提高機械類學生學習效果，這是筆者一直努力希望解決的問題。

一、什么是思維導圖

思維導圖又叫思維地圖，同時又被譯為腦圖、心智圖、心靈圖，是英國學者東尼·博贊創造出來的一種思維工具或思考方式。思維導圖是一個簡單、高效、放射性、形象化的思維工具，能夠全面調動左腦的邏輯、順序、條例、文字、數字以及右腦的圖像、想象、顏色、空間、整體思維，使大腦潛能得到最充分的開發，從而極大地激發人們的創造性思維能力。[1][2]而作為一種思維工具，思維導圖實質上表現的是一個思維過程，學習者可以通過思維導圖理清思維的脈絡，并可供自己或他人回顧整個思維過程。[3]而作為一種表征知識的工具，思維導圖可以成為智能伙伴，讓學習者變得更加聰明，更有智慧。思維導圖作為一種有效的創新思維工具，已被歐美及港臺教師廣泛應用在教學活動中。通過思維導圖可以將原本復雜的知識結構，通過一定的邏輯關系簡化為一些知識節點，然后以圖說明，使得知識系統更加直觀。[4]更重要的是通過思維導圖模式使教學過程中不僅達到傳授知識的目的，同時提高了學生的學習能力，激發學生的學習興趣，這種方法簡單明了但讓人記憶深刻，在學習活動中對提高學生學習效率有明顯作用，激發與保持學生的學習動力與求知興趣。本文以鑄造相關內容為例說明思維導圖的課件制作及特點。

二、思維導圖教學課件特點

首先，思維導圖可以有效地把不同專業課程根據邏輯思維聯系起來。如下思維導圖課件制作圖所示，對機械工程師來講，拿到零件發動機缸體，首先根據圖紙提供的“毛坯或者零件”的技術要求，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”這門課程的主要內容，因此課程內容之間緊密聯系。這樣在課程講述中可以有效地將不同課程之間聯系在一起，一方面讓學生了解每門課程的重要性和應用，做到學以致用和有的放矢地學習；另一方面，使學習者充分發揮聯想力與想象力，在輕松把握知識結構的同時，更方便知識間的聯系。

思維導圖課件制作要求教師對課程內容以及相關課程非常熟悉，并準確把握教學大綱，教學重點、難點等，這樣在課件制作中才能做到精確布置，合理設計。機械零件制造若選擇了鑄造，意味著液態成形，材料凝固過程決定著機械零件的性能，需要講授鑄造成形相關內容，這就涉及鑄造特點、合金鑄造特性，這樣自然就把課程內容聯系在一起。這種聯系將鑄造、金屬凝固、材料性能等內容有機地結合起來，即符合思維邏輯，也便于記憶和接受。

思維導圖提供清楚的課程內容邏輯關系。在課件制作中，根據邏輯需要，對各級內容關鍵字之間用不同顏色線條連接，這樣更清楚地展示了課程內容間的關系。如圖所示，對于鑄造所涉及的內容采用紫色線條連接，下一級主要內容采用淺紫色線條連接，這樣層層減弱顏色，將課程內容的大綱級別展示在課件中，一目了然，既可以提綱挈領、簡明扼要地把需要重點掌握的知識內容形象地呈現出來，也可以把知識的結構表現出來，幫助學生掌握知識框架，便于課程內容的學習和記憶。

思維導圖可以編輯備注、注釋、圖片、視頻等信息。如圖所示，合金鑄造特性這部分內容是課程重點，可以在思維導圖中標紅星突出重點，而且作為教師課程計劃，可以在相關標題中插入時間。另外，思維導圖提供各種視頻、圖片的超鏈接功能，在課程講述過程中可以根據需要進行視頻播放或者圖片分析，教師在制作課件時可以引入聲音、圖解和動畫等，以此激發學生的興趣和積極性。因此，通過思維導圖的有效設計，可以將枯燥、復雜的課程內容簡單、明了、直觀、突出地表示出來。

而且，思維導圖可以作為有效的復習與總結工具。思維導圖課件涵蓋了課程的主要內容，并在分支中對各模塊、章節內容進行了高度的總結和概括，有利于師生對課程進行整理與回憶，利用各次節點及線條上的關鍵詞把握主題內容，從而讓知識形成體系；而且整張圖采用關鍵詞、圖形、顏色，強調重點，增加視覺感受力，吸引注意力，有利于掌握記憶。

通過在在教學過程中采用思維導圖進行課件設置，探討新的教學、學習模式，不但提高了教師本身對教學內容的記憶和運用，同時也要求教師熟練把握教學大綱，并建立系統完整的知識框架體系，能夠對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系統、科學、有效。圖文并茂的思維導圖不僅是一種知識可視化的教學工具，還是一種將人腦邏輯思考過程，整合到教學中，不僅能激發學生的學習興趣，更能激勵學生發散思維，促進創造性思考，同時又能促進師生交流，要求教師靈活發揮，促進教師和學生的思維能力發展。

參考文獻：

[1] 鄭金秋.思維導圖在教學中的應用初探[J].中國教育技術裝備，2010（01）.

[2] 趙國慶.概念圖、思維導圖教學應用若干重要問題的探討[J].電化教育研究，2012（05）.

[3] 楊 凌.概念圖、思維導圖的結合對教與學的輔助性研究[J].電化教育研究，2006（06）.

[4] 郭艷霞.基于思維導圖的教學模式研究[D].長沙：湖南師范大學，2011.

（作者單位：張樹玲 張佃平 寧夏大學機械工程學院；陳煒曄 北方民族大學材料科學與工程學院）