基于思維導圖和移動學習的《高等鋼結構理論》學習方法探討

戴素娟，侯世謹，辛忠欣

（山東科技大學土木工程與建筑學院，山東 青島 266590）

1 引言

隨著鋼結構產業的不斷發展，國家對鋼結構專業技術人員的需求日益增多。結構工程研究生的培養質量關系到鋼結構高級技術人才的水平。《高等鋼結構理論》是大部分結構工程研究生需要學習的一門重要的綜合性和應用性較強的課程。該課程內容繁雜、學時有限，學習時容易出現知識點混淆和理解不到位等問題；尤其是一些與工程實際密切相關的內容，不容易掌握精髓。針對《高等鋼結構理論》學習中存在的問題，本文提出了基于思維導圖和移動學習（Mobile-learning）的學習方法。借助思維導圖方便、有效地歸納整理《高等鋼結構理論》的知識；只需一部手機在當今信息技術迅猛發展、資源共享的時代，就能實現移動學習；通過隨時隨地學習，深化《高等鋼結構理論》的學習內容、提高學習效果。

2 基于思維導圖進行高等鋼結構理論學習

《高等鋼結構理論》的知識點大致分為概念簡述類和設計計算類。借助思維導圖整理和歸納知識點，可以直觀清晰地理解、掌握所學內容。思維導圖是一種通過圖形、文字、數字等途徑，協助人們在邏輯與想象之間達到平衡的圖形思維工具。它運用圖文并重的技巧將各級主題的關系與層級表現出來，有助于大腦對知識的理解及思考。近年來，隨著計算機技術的發展，思維導圖制作軟件（如Visio、MindMaster等）應運而生，利用制作軟件通過添加備注、插入圖片、自定義顏色等多種功能可方便地制作思維導圖。在《高等鋼結構理論》學習中，利用軟件中提供的模板，根據課程知識點，可制作內容豐富、圖形美觀的思維導圖，理清了學習思路、有效提高了學習興趣和學習效果。下面結合課程學習中的概念簡述類知識點和設計計算類知識點說明思維導圖的應用與制作思路。

2.1 基于思維導圖學習概念簡述類知識點

眾所周知，學習新知識要有先整體再具體的意識，即在深入學習前對整個知識體系有一個總體認識，從而為后續學習理清思路、明確方向。如學習該課程中的“多高層鋼結構”時，首先對這部分內容有一個簡單的整體把握。這種整體把握可通過多高層鋼結構的特點、多高層鋼結構的結構荷載、多高層鋼結構的結構體系和多高層鋼結構的結構設計等概念簡述類知識點來引出。教材[1]中對上述知識點作了詳細的文字表述，學習時可從教材中提煉出重點內容，利用軟件Visio制作出圖1示的思維導圖。

無論是多高層鋼結構的特點、結構荷載還是多高層鋼結構的結構體系、結構設計，其主體都是多高層鋼結構，所以在圖1思維導圖中，將“多高層鋼結構”作為基本主題，“多高層鋼結構”下再分出“特點”、“結構荷載”、“結構體系”、“結構設計”4個子主題；然后將這4個主題的具體內容按條目通過邏輯關系分別作為這4個主題的子主題填充進去，這就是圖1思維導圖的制作思路。

思維導圖的制作，首先需要初步理解各知識點，然后再通過知識點間的邏輯關系進行下一步操作。在思維導圖的制作過程中，加深對各知識點的理解和掌握；同時這種由點及線到面的發散性思維，能進一步產生啟發聯想，讓大腦更有活力。與單純的文字表述相比，思維導圖對知識的梳理更直觀生動，各個主題及各主題之間的關系和層次被一種系統性的歸納方式囊括其中，有利于對知識點的整體把握。此外，由于人天生對圖形比較敏感，用思維導圖梳理各知識點，讓學習的過程更具趣味性。

圖1 “多高層鋼結構”思維導圖

圖2 “軸心受壓鋼柱設計計算”思維導圖

2.2 基于思維導圖學習設計計算類知識點

《高等鋼結構理論》偏重鋼結構設計，其主要內容涉及到大量計算公式。繁雜的計算公式和設計步驟常讓學習變得焦頭爛額、費時費力不得要領。借助思維導圖可使學習過程變得簡便、輕松。

柱是鋼框架建筑物中的主要承重構件，軸心受壓柱最為常見。按構造不同軸心受壓柱分為實腹式和格構式兩類。軸壓實腹柱和格構柱的設計步驟相似，但內容存在差異，學習中容易搞混。利用思維導圖（圖2）將兩類軸心受壓鋼柱設計計算相同的步驟進行整合、有差異的步驟分開；通過歸納對比，形成整體概念和清晰的思路，有助于這部分內容的掌握。對本課程中的其他易混淆、公式繁雜的設計計算內容，亦可采用思維導圖來整理分析，使復雜問題清晰明了，從而達到事半功倍的目的。

利用思維導圖不僅可以在學習中整理歸納、幫助理解知識，也可在復習時查缺補漏、強化所學內容。尤其是對學得不扎實的內容，在復習時利用思維導圖，以關鍵詞為抓手，查缺補漏；在二次制作過程中，回憶知識點、加深記憶，鞏固所學知識。由于思維導圖對思維的整理與聯想具有明顯優勢，在整個教學過程中，適時利用這種優勢，通過邏輯思維，將知識點圖形化、邏輯化，將零散的知識點整合到一起，有效提高了《高等鋼結構理論》的學習效果。

3 利用移動學習法進行高等鋼結構理論學習

3.1 高等鋼結構理論與移動學習的結合

當今時代信息技術迅猛發展、信息共享，移動學習[2]（Mobile-learning）應運而生。移動學習技術是一種能夠在移動計算設備幫助下實現在任何時間、任何地點開展學習的技術。移動學習是依賴于便攜式移動設備和無線網絡進行交互式學習的模式。基于移動設備和無線網絡，實現學習內容的呈現和傳遞，進行強大的搜索并提供教師與研究生之間的雙向交流。

利用移動學習法學習《高等鋼結構理論》能有效擴展研究生的視野和知識面。通過智能手機，就能全方位的獲取鋼結構的相關信息，能在頂尖的課堂上學習，能接觸到工程設計實例，還能了解行業現狀，獲取技術人員的從業經驗……讓學習者直接從課堂走向實踐，從學校走向社會，補充和拓展課堂理論教學，提高學習效果。運用移動學習法時，面對互聯網上的海量信息，如何快速獲取與本課程相關的有效信息是需要認真解決的關鍵問題。

3.2 移動學習法中獲取學習資源的途徑

從2003年起，我國先后啟動了“國家精品課程建設”項目和“國家精品開放課程”項目，鼓勵學生利用信息技術手段主動、自主地學習。教育部建設了國家精品資源網，各高校的官網上都有供教師和研究生方便使用的精品課程的鏈接。精品課程包含了一流的教師、一流的教學內容和一流的教學方法。在不同精品課程課堂上學習，能獲得不一樣的思路。此外，網上還有一些收費的鋼結構培訓網課，可提供有針對性的課堂資源。

除了精品課程資源外，還可從一些網上論壇如“小木蟲”這種多種學科兼有的學術論壇、土木類的“中華鋼結構論壇”、“土木在線”等獲取有效的學習資源，大家可在論壇上分享經驗或求助解決工程問題；可以在“土木工程網”這類專業網站上，下載各類專業資源如規范、圖集等；還可以通過微博和微信公眾號隨時隨地獲取學習資源。通過網上交流，更廣泛地接觸鋼結構發展的前沿問題和工程實際問題，擴展了研究生的視野，拉近了與實踐的距離，提高了學習效率。

4 結論

借助思維導圖學習《高等鋼結構理論》，對其中繁瑣的內容進行整理歸納，整合、區分了易混淆的零散知識點，理清了學習思路；利用移動學習法，研究生借助資源共享時代互聯網上海量的信息資源，走出了課堂，拓展了視野，實現了將理論知識與實際工程良好結合。思維導圖和移動學習作為課堂教學的延展，有效提高了《高等鋼結構理論》的學習效果。