基于思維導圖的“液壓傳動”教與學

鄭淑娟　許蘭貴　姚林曉　吳林峰　韓林山

摘要：思維導圖是一種以可視化手段支持思維激發和思維整理的工具。“液壓傳動”課程內容抽象，知識點間關聯性強，該課程以一個液壓系統為中心，將構成系統的單一模塊逐一展開各成體系，形成整個課程框架，各章內的知識點既有聯系又有區別。通過探討思維導圖在教學過程中的應用，幫助學生整合新舊知識，建構知識框架，濃縮知識結構，進而從整體上把握學習內容，促進學生學習。

關鍵詞：思維導圖;液壓傳動;教學質量;自主學習

中圖分類號：G622

文獻標識碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.10.030

1 引言

隨著可視化工具的普及及其便捷性特點，大學課程的教學中也越來越多地開始使用一些知識可視化工具，以此加深學生的理解和記憶，激發學生的學習熱情，提升學生學習主動性，將學生的學習過程由被動學習引導為主動學習和自主學習，同時便于實施探究性和啟發性教學。針對教學中遇到的一些問題和學生學習中一些學習瓶頸點，結合“液壓傳動”課程的教學內容和特點，引入思維導圖這一可視化工具到“液壓傳動”這一抽象的專業基礎課的教學活動中是一個有意義的嘗試，有助于提高教學質量和提升學生學習效果。

2 思維導圖簡介

思維導圖（Mind Mapping和Mind Map）是為促進思維激發和思維整理的可視化、非線性思維工具，最初是20世紀60年代英國心理學家東尼-博贊（ Tony Buzan）發明的一種筆記方法，也是一種可視化思維方法。思維導圖作為一種“筆記方法”，是指將自己的思想激發并整理出來。從這個角度來看，思維導圖的最核心目的是激發并整理思考，采用的手段是“從中心向周圍發散的非線性筆記”。

制作一幅思維導圖一般包括四個步驟：①確定主題，即思維導圖的靈魂點;②選定次主題，作為主題的延伸;③羅列細節要點，并把它和最相關的次主題進行連接;④整理，將所有內容按邏輯關系串聯起來。

思維導圖是一種以可視化手段支持思維激發和思維整理的工具，但它并沒有提供“如何激發”和“如何整理”的思維框架。設計效果也會與概念本身以及個人的思維理解方式密切相關。不同的人使用思維導圖的效果不一樣，就是因為不同人的思維模式不同。

3 課程特點

“液壓傳動”課程以一個液壓系統為中心，將構成系統的單一模塊逐一展開各成體系，形成整個課程框架，各章內的知識點既有聯系又有區別。該課程正因為其整體的系統性，形成比較嚴謹的知識體系。由于其組成元件繁多，可縱橫雙向分析。從縱向來看，各組成模塊分立單一、層次感強;從橫向分析，同一模塊內的元件原理相通、聯系緊密，差異即是其特點。

根據建構主義學習理論，知識的構建和組織因遵循漸進分化原則和綜合貫通原則，首先組成一個有層次的結構，在此結構的頂端是最具概括性的觀念，接下來是范圍越小和越分化的具體知識和概念;其次是將學過的知識和所要學的知識間的相同點和不同點進行比較分析，加深對現有知識的理解。液壓傳動其知識的系統性也可說以一個完整液壓系統體現出來，整個系統的縱向性正適用于漸進分化原則，單一模塊的橫向性可適用于其綜合貫通原則。因此我們認為應用建構主義學習理論進行液壓傳動課程的學習方法是適當的，而思維導圖正是從中心概念出發的放射性思維與此學習理論相吻合，繪制思維導圖的過程正是構建主義理論的體現，因此很適合將思維導圖作為一種輔助教學工具。

在教學中，可用簡明扼要的形式把課程內容的主要框架和原理羅列出來，其層級組織結構體現了不同章節知識點的聯系，并能有效地標示學習內容的重點和難點。有助于引導學生對于知識的概念的整體理解，而不僅僅是復述學習內容，同時發散性思考方式是思維導圖的特色之一，有助于引導學生變被動與主動學習，喚起學生的學習需求，主動去探究深層次的知識點。同時，在“液壓傳動”的控制閥和基本回路中，內容紛繁，但可以說很多有異曲同工之處，比如速度控制閥中的調速閥和溢流節流閥，基本回路中這種例子更多，如要求的一種基本功能能夠以多種形式的回路實現。要使得學生巧妙掌握和深刻理解知識點，選擇好的學習方法就尤顯重要。學習過程其實就是信息加工的過程，如同計算機處理信息的過程，從外界接收信息，加工編碼、存儲，待需要時再進行提取并使用。為了增大存儲容量，可把散亂的信息進行整合處理。利用思維導圖將零散繁多的知識點合理布局，形成知識網絡，構成信息塊，不僅便于記憶，且有利于長時記憶，對于學生的自主學習也是很有幫助的。在思維導圖的繪制中，可只記錄關鍵詞，在復習時，只需要復習關鍵詞，可極大地提高學習效率。

4 思維導圖在教學中的具體應用

在教學過程中，可根據具體的教學設計方案和實時的教學情境選擇不同的使用方式，呈現思維導圖。下面介紹在“液壓傳動”教學中思維導圖這一可視化工具的具體應用實例。

在第一章介紹液壓系統的組成及基本工作原理時，可作為先行組織者呈現思維導圖，在課程開始時，將一個液壓系統的基本組成的整體圖呈現給學生，讓學生對該課程的學習有一個完整的心理預期。通過思維導圖的引導可以直觀清晰地了解課程每章的相關內容和知識點之間的聯系。

如在介紹液壓系統的空化、液壓沖擊、液壓卡緊三大問題時，可以按照“是什么”“為什么”“怎么辦”“會怎樣”等層進式框架來繪制思維導圖，開展思維訓練，這樣能在一定程度上幫助學生們激發思考、理清思維。

液壓控制閥是液壓傳動中重要的一章，閥的類型多，涉及的基本知識點多，但不同閥之間的基本工作原理的關聯性強，很適合使用思維導圖展現。將閥依據不同類型作為中心主題詞進行擴展，將各種閥的具體用途作為次主題，再根據各個次主題列出閥口開閉、閥芯運動情況、閥芯受力來源等細節要點，呈現出多樣的思維導圖。學生深入探討各種控制閥的本質，從而理清閥之間的異同及其各自特點，然后針對實踐過程中常遇到的問題進行探討，提升其學習效果。另外，可借助思維導圖作為新舊知識聯系的工具，如在學習換向閥時回顧之前所學的執行元件的內容，承上啟下為后續的基本回路作好鋪墊。

在液壓基本回路的教學過程中，先給出本節課的知識點和液壓控制閥等已學知識的思維導圖，并圍繞其引入展開本節課的教學內容。此時將思維導圖作為教學進程引導工具，隨著各個知識點的講解，可以不斷擴充和完善思維導圖，吸引學生的注意力。最后，通過思維導圖對整個回路所講述的內容以關鍵點的形式進行概括和總結，并引導學生的思維，將各個分散的知識點相互聯系起來，有助于學生深層次理解和加強記憶。為更好地體現學生的教學主體地位，也可將思維導圖作為討論交流的工具，思維導圖支持協同知識建構的進行。學生可自主選擇一種基本回路，分組制作思維導圖，在制作思維導圖的同時也是對所學知識的深層次加工，而且采用思維導圖的形式便于學生的討論交流，充分發揮了學生的能動性，同時也增強了團隊合作意識。

在學習分析液壓系統的章節時，可以讓學生自選一種液壓系統，進一步擴展制作成思維導圖。教師的主要作用是引導學生思考，由教師提出其設計的系統中可能遇到的典型問題，學生會從已學的單一知識點發散思維聯想到其他相關知識或創新點，將從單向的知識傳遞轉變為雙向的互動交流。探究的學習過程會驅使學生通過很多途徑找更多的學習資源，同時有助于拓寬知識視野。

5 結語

思維導圖作為一種可視化認知工具，合理運用它能提升教學效果，改善學生的學習方式。采用思維導圖便于學生整合新舊知識，建構知識框架，濃縮知識結構，進而從整體上把握學習內容，有助于促進學生進行有意義的學習，提高學生的自學能力、思維能力和自我反思能力，有助于學生積極開展自主協作探究性的學習。嘗試用思維導圖輔助教學，也有助于學生應用于自我學習中，作為自學的信息技術輔助工具，有效提高學習質量。

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