思維導圖在冶金傳輸原理教學中的應用

王志英 劉坤

摘要：思維導圖作為一種可視化的思維工具，具有重點突出、層次感強等特點，有利于學生的自主學習和老師的課堂教學。本文利用思維導圖的層次感，結合冶金傳輸原理知識的分析、歸類、總結，引導學生靈活分析并掌握“三傳”的基本知識，探索“以理念為先導，以教師為主導，以學生為中心，以方法為指導”的教與學模式的改革與創新，提高了學生學習傳輸原理課程的興趣和效果，訓練了學生的創造性思維和激發了學生的創新潛能。

關鍵詞：思維導圖；傳輸原理；知識整體化；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）41-0169-02

冶金傳輸原理是冶金工程專業的主要專業基礎課之一，該課程理論性較強，同時又具有重要的工程實際應用價值，對以后的專業課學習和從事冶金實際生產都有重要的作用[1]。該課程包含動量傳輸、熱量傳輸和質量傳輸——即“三傳”三部分內容，涉及流體力學、傳熱學和傳質學的內容，課程內容廣泛，而且課程中有很多抽象的概念，基本公式多而煩瑣，基本定律多，學生學起來覺得特別枯燥。因此，學生對該課程的學習有很大的畏難心理，形成了學生難學、教師難教的局面，更無從談及讓學生用傳輸原理的基本知識解決冶金生產中遇到的實際工程問題。那么，“如何讓學生喜歡本課程并將本課程所學的知識與其他相關課程的內容融會貫通，形成知識的整體化，更好地服務于科研和生產”是高校教學面臨的一個問題。學生要將所學的知識點、具體內容以及抽象的公式與相關課程和實際生產應用有機地結合為一體，需要一定的邏輯思維能力和分析問題、總結規律的能力。思維導圖是一種有效組織思維的工具，具有重點突出、層次感強、聯想和發散思維、個體獨創性等特點，適用于學生的自主學習和教師的課堂教學[2]。將思維導圖引入傳輸原理的教學中，探索“以理念為先導，以教師為主導，以學生為中心，以方法為指導”的教與學模式的改革與創新[3]，利用思維導圖提高學生學習傳輸原理課程的興趣和效果，訓練學生的創造性思維和激發學生的創新潛能。

一、以理念為先導，設置學習任務，激發學習興趣

理念是行動的指針[3]。在傳輸原理教學之初，向學生提出了知識整體化的教學理念，介紹本課程要用到的高等數學和物理化學等相關基礎知識，并告訴學生后面冶金物理化學和專業課的學習也會用到傳輸原理的知識，這是一門承上啟下的課程；并向學生介紹思維導圖這項學習工具，介紹它的特點、繪制方法以及計算機繪制思維導圖的軟件。要求學生在學習過程中，用思維導圖的方法對相關章節的知識進行總結，繪制成思維導圖；并要求學生歸納總結本課程哪些地方用到了高等數學的知識點，待課程結束后，繪制傳輸原理與高等數學知識聯系的思維導圖。先設置學習任務和目標，從而激發學生用思維導圖方法學習知識的興趣。

二、以教師為主導，激發學生的自主性和創造性

在課堂教學中，教師講授了動量傳輸、熱量傳輸部分的一些基本概念、基本知識、基本理論以及求解動量、熱量傳輸問題的一些基本方法，講解了其中的重點、難點、關鍵點。教給學生解決物理量傳輸問題的思維方法，帶領學生繪制部分章節的思維導圖。這樣既發揮了教師在教學中的主導作用，不斷啟迪學生學習傳輸原理知識的興趣和志趣，又激發了學生的自主性和創造性，培養了學生獨立思考的習慣，利用思維導圖訓練了學生的邏輯思維能力。在學生自主繪制部分內容思維導圖的過程中塑造了學生的創造力、研究力和獨立人格，營造了可自由探索、勇于創新的良好學習氛圍，培養了學生的創新思維和綜合思維能力。

三、以學生為中心，增強學生的自主學習意識

在應用思維導圖進行傳輸原理教學時，首先，學生對每節課的內容要進行課前預習，將預習的內容手繪成思維導圖；然后帶著問題去聽課，課后學生對所學的知識點、重點、難點等進一步歸納、總結、整理，對手繪思維導圖進行修改、完善，完成思維導圖的最終繪制。在該過程中，學生積極主動地參與課程的教學，很好地調動了學生學習知識的主觀能動性，激發了學生自主學習的意識，教會了學生自主學習的方法，為學生在知識的海洋中遨游奠定了一定基礎。另外，在利用思維導圖學習傳輸原理課程的過程中，也提高了學生提出問題、分析問題、解決問題的能力。圖1為學生在教師指導下完成的動量傳輸部分流體流動分類的思維導圖。圖2為學生通過分組合作繪制的熱量傳輸部分熱輻射的主要知識點的思維導圖。

四、以方法為指導，提升學生主動思考的能力

傳輸原理課程內容繁多，但是課時有限，因此，將思維導圖方法用于傳輸原理教學后，改變了質量傳輸部分的教授方法。經過動量傳輸和熱量傳輸部分的學習，學生掌握了解決物理量傳輸問題的解題思路和方法，學生利用思維導圖，并以“三傳”之間的類似性為出發點，自學了質量傳輸部分的學習內容。結合啟發式、討論式、參與式教學方法，利用思維導圖，學生更好地理解了“三傳”之間內在的、本質的聯系，理解了質量傳輸是建立在動量傳輸和熱量傳輸基礎上，對傳輸原理的知識進行了很好的融會貫通。另外學生了解了各科知識之間的聯系與應用，樹立了學習知識時的整體化理念，獨立完成了課程之初設置的學習任務。

圖3為學生結束本課程學習后，對本課程與高等數學之間聯系的思維導圖。這更好地訓練了學生主動思考問題的能力、總結歸納問題的能力及邏輯思維能力。

將思維導圖應用到傳輸原理的教學中，很好地調動了學生的積極性和學習該課程的興趣。另外，學生在利用思維導圖進行自主學習的過程中，既訓練了學生良好的邏輯思維習慣，也加深了學生對所學內容的理解，對本課程的知識體系框架、前后知識的聯系及綜合應用有了更好的理解，取得了很好的綜合授課效果。

參考文獻：

[1]林萬明，王皓，陳津.《冶金傳輸原理》教學改革與實踐[J].科學之友：學術版，2006，（7）：75-76.

[2]黃海燕，孟慶民，俞英.思維導圖在相平衡教學過程的應用[J].教育教學論壇，2017，（3）：160-161.

[3]韓筠.創新教與學 推動新時期高校教學改革[J].中國大學教學，2017，（6）：11-14.