創建思維導圖在教師備課中的應用

李建莉

摘要：在教學中，追求最佳教學效果一直是教師孜孜不倦的追求，固然有學情的原因，但是有效備課是實現高效課堂的前提和保障。如何提高教師備課效率也是對教師的基本要求，如何避免備課過程中的隨意性、盲目性、片面性？本文中將以《常用機構與零件設計》課程中的知識點“圓軸扭轉分析”為例介紹利用思維導圖在教師備課過程中的應用。

關鍵詞：思維導圖;備課;圓軸扭轉分析

思維導圖是由英國人托尼·博贊發明的，由標有關鍵詞的中心圖和分支構成（類似于樹狀結構圖），以發散的圖形和其上的關鍵詞或圖標來表達思維過程和結果，是一種高效的圖式思維工具。研究發現，創建思維導圖，能有助于進一步弄清“教什么”、“為什么教”、“怎么教”等問題，是實現有效備課的一條有效途徑。作者將以《常用機構與零件設計》中的“圓軸扭轉強度”為例，談一談如何創建思維導圖，實現有效備課。

一、閱讀教材內容，理清知識結構，創建思維導圖

教材作為教師、學生實現教學目標的重要載體，也是教師在備課過程中的重要資源。備課時要深入鉆研教材、在反復閱讀、全面領悟基礎上，對教材進行整體把握，使教學內容形成結構清晰、層次分明的體系，弄清任務之間的知識脈絡，發掘內在聯系、不同之處。首先，通讀教材理清主干知識。《圓軸扭轉強度》任務中旨在解決在工程實際中圓軸扭轉變形的扭矩大小計算方法、危險截面判斷、扭轉強度和剛度校核的問題。歸納起來，涵蓋扭矩計算、扭矩圖繪制、強度和剛度的校核四大問題。其次，精讀教材理清知識點間的關系。弄清在教材過程中編者如何傳遞內容概念、規律、特點，使得知識點之間如何形成遞進關系，形成由簡到繁的過程。

本任務中教材以傳動軸為載體，引入圓軸扭轉過程中受力特點，進而分析變形特點，總結了圓軸扭轉變形概念。探究了扭矩計算方法，在計算過程中引入了外力偶矩的定義、關于力偶矩的計算方法在前面任務中進行詳細的介紹，但在本任務中計算方法有別于前面的方法，不同的原因在于給定物理參量不同，從物理參量定義、單位、物理意義介紹了外力偶矩計算方法，而扭矩數值等于某段中所有外力偶矩代數和，方向依據右手螺旋法則。基于扭矩的計算結果畫出扭矩圖確定危險截面。最后以實心、空心圓軸為案例，導入橫截面扭矩、極慣性矩、抗扭截面模量物理參量，歸納了圓軸扭轉強度校核;引入切變模量的物理量完成扭轉角的剛度校核。通過知識層次遞進、環環相扣理清知識點結構。然后，反復閱讀教材中的旁引、任務實施、拓展知識，領悟教材蘊含的內容，在本任務教材處理時以任務為載體，計算方法為過程，校核為能力編排教材知識脈絡，思維導圖如圖1所示。在教學過程中，應用直角坐標系截面法、微元法等數學思想，以及電學中右手螺旋法則物理思想，由此可見本課程作為機械類專業基礎課涵蓋思想基于數學、物理基礎課內容。

二、研讀課程標準、研究學情、創建思維導圖

課程標準是進行備課的依據，是對學習結果的基本要求。課程標準對《圓軸扭轉分析》提出了三個教學目標：知識目標、能力目標、態度目標三個維度。知識與能力目標分為三個層次：理解、掌握、運用。理解要求學生能運用所學知識進行分析、比較、歸納、總結，對知識的內在聯系和外部條件有一個完整的區分度，如軸扭轉的受力特點達到這一要求。掌握是指將所學知識點進行綜合分析和推理，能內化知識形成過程中的基本思想和基本方法。如本任務中力偶矩、扭矩的計算;扭矩圖的繪制;軸扭轉時的強度和剛度的計算屬于這一要求。運用是對知識點理解和掌握基礎上，形成分析問題、解決問題實際能力。如能夠利用軸扭轉的強度和剛度條件解決工程實際問題。態度目標不完全等同于思想教育目標，與知識目標、能力目標并不是孤立的遞進關系，是學習過程中培養一種職業精神。在學習圓軸扭轉分析過程中形成情感態度價值觀將影響到學生以后職業生涯。

為了實現教學目標不得不考慮學生的學情，本課程開設時間是大一第2學期，學生已經在大學度過1個學期，已經基本適應大學生活、以及大學講課和中學時代不同，但是在上課中不難發現學生基礎非常薄弱，而本節任務中運用到大量物理學知識，如右手螺旋法則在物理學領域運用在判斷電流方向，在本學科中主要判斷扭矩方向，那么在講解中區分新舊知識之間的聯系，結合學生的認知規律，尋求學生的最近發展區。在進行扭矩計算時運用方法和思維方式可以和先前課程軸力計算進行類比學習，通過比較軸力和扭矩的計算方法加深對扭矩分析理解。

基于課程標準和學情雙重分析，創建思維導圖：以教學目標為主題，以知識、能力、態度目標為次主題，再以不同的能級要求為次級主題的子主題，然后將各知識點附在其后。選擇關聯工具，將不同目標的相同知識點串起來，如圖2所示。知識點的教學目標變得可視化、顯性化，利于代課老師之間的交流，為教師集體備課提供一種思路。

三、基于思維導圖優化教學語言

教學語言是教師傳遞教學信息重要來源，教師語言設計的如何直接決定本節課教學效果，在備課中教師可以基于已創建思維導圖設計自己語言，一般包括：導課語、設問語、過渡語、講解語、總結語。如本節課可以運用動畫演示圓軸扭轉作為導課方式，旨在啟發學生求知、探究。借此提出問題：圓軸扭轉過程中具有怎樣受力特點規律？學生思維受到啟發，帶著問題進行聽課，教師利用講解語進行知識點綜合性講解，在講解過程中對于每個知識點的連貫運用過渡語進行自然過渡，在講解完成后設計好總結語對本節課進行畫龍點睛。教師還要注意設計自己的教態語言，使之成為傳遞教學語言的一種有效的輔助力量。

四、結論

“工欲善其事，必先利其器”。教師備課，如同程序員編寫腳本代碼，事前功夫的優劣，直接決定著具體操作中的成敗。教學怎么改革最終目的，都需要教師傳遞知識有效性，建立高效課堂。備課作為教師重要環節不容忽視。課堂需要教師臨場發揮能力，但同樣需要有效的預設。所以，教師要重視修煉備課這一教學基本功，關于備課的方法與技巧，每個教師都會有不同心得體會，不應千篇一律，無論以呈現教案形式或者教材自身作為教案，都是備課方式，本文中提供以思維導圖來進行有效備課為教師提供一種借鑒和思路，努力提升備課的境界。

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