思維導圖在《化工設計概論》教學中的應用

顧美娟

（南京科技職業學院，江蘇南京 210048）

化工設計是將一個系統（如一個工廠、一個車間或一套裝置等）的技術方案、工藝過程、生產裝備等轉化為工程語言的過程，是一門綜合性很強的科學。化工設計知識是化工工程技術人員、管理人員的必備知識，化工設計課程已成為高等學校化工及相關專業的一門必修課程。《化工設計概論》這門課程不同于其他專業理論課程，其主要是面向實際、面向應用、面向當代。本文探索運用思維導圖將課程知識體系結構化，建立知識與知識之間，知識與實踐應用之間深度聯系的教學方法。

1 思維導圖概述

思維導圖是“世界大腦先生”東尼· 博贊首創的思維工具，用圖表表現的發散性思維。通過捕捉和表達發散性思維，思維導圖將大腦內部的過程進行外部呈現。本質上思維導圖是在重復和模仿發散性思維，反過來又放大類大腦的本能，讓大腦更加強大有力。思維導圖是一種可視圖表，一種整體思維工具，可應用到所有認知功能領域，尤其是記憶、創造、學習和各種形式的思考，被描述為“大腦的瑞士軍刀”。

1.1 思維導圖的特征

（1）思維導圖的中心圖像用來捕捉主要內容，比如使用思維導圖籌劃一本書，那么可能在中央放上這本書的圖畫。

（2）分支從這幅圖畫向四周散射。首先被分成各大主題，附在中央圖畫上，然后次主題也以分支形式表現出來，附在上一層分支上。

（3）分支由一個關鍵圖像或者印在相關線條上的關鍵詞構成。

1.2 思維導圖的秘訣

制作思維導圖時，越有新意越好，可以通過添加顏色、圖片或者維度來豐富；可以通過添加特殊代碼或者各種特征讓它個性化；還可以賦予不同的顏色增加視覺沖擊力。思維導圖中多使用有關聽覺、視覺、觸覺、味覺、動覺的詞或者圖像，同時字體、線條、圖像的大小盡量多一些變化。

2 思維導圖在《化工設計概論》教學中的應用案例

通過對《化工設計概論》教材的教學內容進行分析。在首堂課中，教師就應當展示這張思維導圖，讓學生對本門課程的主要內容、重點難點有一個系統的宏觀的認識。同時傳授學生如何通過手動以及計算機軟件制作思維導圖，講解運用思維導圖學習的實際意義，并在學期末時，讓學生自制一個思維導圖，將本學期的所學內容展示出來，在梳理本課程知識點的同時，正好作為期末考前復習，同時該思維導圖也可作為期末成績的一部分。化工設計概論這門課的重點是“三圖一衡算一選型”。“三圖”即指化工設計中的工藝流程圖、設備布置圖和管道布置圖，“一衡算”指物料衡算和能量衡算，“一選型”指的是設備選型。當一個化學工程項目概念設計完成后，首先需要完成工藝流程圖設計，從方框流程圖到工藝流程草圖、再到物料流程圖，最后到帶控制點的管道及儀表流程圖的完成，這個過程主要是完成“三圖”中的工藝流程圖；工藝流程圖定下來之后，緊接著要給項目選址，也就是說將該化工項目具體建在哪個地方，每一個具體車間怎么建設，具體到每一個設備怎么安裝，這完成的就是“三圖”中的設備布置圖；設備布置圖定下來以后要考慮的就是設備與設備之間怎么連接，解決這個問題的就是“三圖”中的管道布置圖。但是當帶控制點的設備及管道儀表流程圖定下來以后，如何從工藝流程圖到設備布置圖呢，這里就需要確定到底選什么材質的設備、什么型號的設備、什么特殊功能的設備，也就是需要進行設備選型，即“一選型”。如何進行設備選型，這就必須進行物料衡算和能量衡算，只有對化工過程進行一個完整單元的物料衡算和能量衡算，才能根據衡算結果進行設備選型。設備選型完成后可以根據選型結果繪制設備布置圖，然后根據定稿的設備布置圖再繪制連接設備的管道布置圖，當工藝流程圖、設備布置圖、管道布置圖均完成后，結合車間布置圖，就可以進行現場施工了。

3 思維導圖在教學中的優勢

3.1 有助于構建課程整體框架

化工設計概論這門課知識點比較瑣碎，除涉及到工程的知識比較多，還涉及到安全、環保等法律法規，除涉及化學工程專業，還涉及到土建、儀表、電氣、環保、安全等專業，涉及到的知識面很廣很雜，但是因該課程課時有限，一周一次課，因此也沒有時間給學生普及方方面面的知識，更沒有時間給學生真正實踐操作的機會，只能通過課堂教學給學生一些宏觀認識性的理解。但因為課時少，內容多，學生一學期學下來往往已經忘了學了什么，因此這時候利用思維導圖來幫助學生進行系統歸納和回顧已學內容，往往事半功倍。

3.2 有助于提高課堂效率

利用思維導圖進行教學一方面有助于教師將知識點系統化的梳理，教學時心里能高屋建瓴，特別是開學第一節課時將本課程的思維導圖呈現給學生，讓學生對本課程的整體框架和課程重點要多把握，也對學完本課程能掌握的本領有所把握；另一方面有利于提高學生的學習興趣，在每一章結束后，教師可以改變過去自己回顧本章學習內容的形式，改為由學生將本章知識點化成思維導圖，利用畫圖的機會讓學生真正花時間花心思去復習已學知識，而且在繪圖過程中，可以激發學生的創新精神。

3.3 有助于發揮學生主體作用

繪制思維導圖的基礎是對本課程的授課內容有一定的掌握和理解，如果對本課程的知識點以及相互之間的關系沒有理解的話就根本無法繪制思維導圖；同時因為每位學生對課程知識點的掌握程度不一樣，對重點難點的把握也不一樣，畫出來的思維導圖肯定都是獨一無二的，這時老師也可以組織一個思維導圖繪制評比，在評比的過程中增加老師與學生的互動，同時增加學生之間的互動，改變過去由老師單一授課的模式，發揮學生的主體作用，增強對課程知識點的理解。

3.4 有助于老師因材施教

因為每個學生對課程知識的掌握程度不同，理解認識也不一樣，畫出來的思維導圖就存在差異，教師在通過學生畫出的思維導圖可以一眼看出學生在學習本門課程中存在的問題，有利于老師幫助學生查漏補缺，更有利于老師因材施教，有針對性地幫助學生進行提升，在這個過程中還有利于增加學生與老師的溝通，同時有利于老師在今后教學過程中的改進和重難點把握。

3.5 有助于幫助學生復習

繪制思維導圖有助于幫助學生復習，一方面教師在本課程結束后，可以利用思維導圖幫助學生對本課程進行回顧和復習，通過思維導圖可以看出本課程的重點和知識點之間的關聯；另一方面學生通過思維導圖可以看出自己的學習情況，并進行查漏補缺，當學生通過思維導圖可以很好地對本課程知識點進行理解時也就說明該學生達到本課程的教學目標了。

4 結束語

思維導圖作為21世紀全球革命性思維工具和學習工具，全面升級了思維方式，提升了大腦綜合競爭力，不管是教學中還是學習中都非常有利于理清思路，看清問題。特別是針對內容瑣碎、枯燥的《化工設計概論》課程教學，利用思維導圖建立課程體系，有利于增加學生的學習興趣、增加師生間的交流與互動，提高課堂效率。