基于思維導圖的混合式教學模式探究
——以《液壓與氣壓傳動》課程為例

呂會敏 魏紅梅

（山東華宇工學院 山東 德州 253034）

液壓與氣動技術以其優越的性能，被普遍應用于工程機械、冶金、軍工、農機、汽車、機床等行業。《液壓與氣壓傳動》課程是機械類專業的一門專業基礎課程，為學生以后從事機電設備的安裝、調試、維護、保養提供重要的理論支撐[1]。目前，《液壓與氣壓傳動》課程課堂教學以教師講授為主，學生被動接受，難以調動學生學習積極性，教學效果差。近年來，隨著網絡技術的普及和發展，高等院校積極實施教學改革推出了大規模的在線開放課用于學生課下自主學習。為了便于學生利用碎片化的時間進行線上學習，線上教學視頻大多設置為以一個知識點為單位，學生在學習時無法將零散的知識聯系起來形成系統，學習質量難以達到預期要求。

鑒于此，本文提出以思維導圖的形式將傳統課堂與網絡在線教學結合，構建基于思維導圖的線上線下混合式教學模式。混合式教學不僅突破了教學時空的限制，同時將思維導圖貫穿在學習的全過程，幫助學生梳理知識脈絡，構建課程知識體系，充分體現了“以生為本”的教學理念。

一、混合式教學模式運用思維導圖的必要性

思維導圖（Mind mapping）是英國著名心理學家Tony Buzan于20世紀60年代發明和使用的一種具有創新性的思維工具[2]。思維導圖可充分體現人類大腦的放射性思維過程，以圖解的形式和網狀的結構存儲、組織、優化和輸出信息，以提高效率。

在《液壓與氣壓傳動》課程中，將思維導圖作為一種教學工具融入線上線下混合式教學全過程，可以使學生通過圖文結合的表現方式構建本課程的知識框架，形成一個層次清晰、覆蓋全面的“知識脈絡圖”，促進學生對知識進行深刻理解，發現其內在聯系，不僅培養學生創造性和發散性的思維能力，激發大腦潛能，也促進了學生的交流協作能力。[3-4]

二、教學內容設計

傳統的課程知識點分散，缺乏系統性。為了更加符合學生的認知規律，基于思維導圖理念，將《液壓與氣壓傳動》這門課程內容進行了重新架構，以實際任務為思維中心，關聯與任務相關的知識點，細化教學內容，重構課程結構。具體分為液壓傳動和氣壓傳動兩部分，共五大項目十個任務，其中本課程大綱要求掌握的所有知識都整合到這十個任務中。具體內容如表1所示。

三、基于思維導圖的線上線下教學過程的實施

課題組將該教學模式應用與山東華宇工學院2017級本科機制專業液壓與氣壓傳動課程教學中，思維導圖貫穿于課前、課中、課后全程，具體實施過程如下：

（一）課前準備

1.思維導圖相關內容的培訓

目前國內的思維導圖繪制軟件很多，經過綜合考慮，推薦同學們選用MindMaster。課前為確保每位學生都會運用軟件繪制思維導圖，提前向同學們推送軟件安裝包，通過教學視頻對學生進行思維導圖入門級培訓，使學生初步掌握思維導圖制作方法。此款軟件布局智能化、展示模式多樣化、設計元素符合現代審美要求，且預置了多種主題樣式。制作完成的思維導圖，可以多種格式的文件導出，其中包括Word、Excel、PPT及MindManager等。關鍵是該軟件操作簡單，容易上手，能夠滿足零基礎同學快速入門的需要。

2.線上教學平臺搭建

本課程線上教學部分在超星學習通平臺上展開。課程開始之前，首先在學習通上創建課程并添加班級，然后上傳建課資源，其中主要包括每個任務的學生任務書、相應的思維導圖、教學視頻、自測題庫及課件、教案等。在建設課程內容時，將教學視頻、思維導圖及課件設置為任務點。學生在課前預習相關任務點，學習通平臺將自動統計學生登錄學習通平臺的頻次、任務點完成個數、學習時長及自測分數等數據，教師可以通過學習通的統計功能獲得相應數據，作為平時考核成績的一部分，同時對學生起到一定的督促作用。

表1 重構后的《液壓與氣壓傳動》課程知識體系

3.學生分組

在課程開始前，對學生進行分組。以“學生自由組合，教師適當調整”為原則，根據班級人數確定每組4—5人，每個小組均含優、中、差三類學生。該小組形成后一直持續到課程結束，學生將以小組合作的形式完成課上和課下任務。

（二）教學過程

1.課前預習

目前采用線上線下混合式教學模式，教師提前將與課程相關的思維導圖與課件一起通過線上教學平臺推送給學生供其課前預習。圖1為教師在講授流體力學基礎知識時為學生提供的思維導圖，學生結合該思維導圖完成知識點學習的同時也明確了知識點之間的相互聯系，各知識點在整個流體力學基礎中的地位和作用。預習完成后，學生需要完成網絡教學平臺上的相關測試題，測試成績計入平時成績考核。教師課前分析測試結果，有針對性地備課，并在課上進行輔導。

2.課上學習

首先，教師對預習情況進行總結分析，對課前預習過程中學生遇到的問題進行講解。其次，在思維導圖理念的指導下，教師在課上引導學生完成思維導圖的繪制。學生可根據教師下發的任務書，小組協作繪制思維導圖，形成任務報告。繪制過程中學生可以充分發揮自己的想象力，按照自己對知識的理解和認知，進行思維導圖個性化設計，實現自身對本部分知識體系的構建，圖2為學生所繪制的起重機液壓支腿回路分析思維導圖。該任務報告作為整門課程過程性考核的一部分。

圖1 流體力學基礎思維導圖

圖2 起重機液壓支腿回路分析思維導圖

3.課后復習

期末總復習時，可以引導學生通過關鍵詞將整門課程的知識點串聯起來。比如，教師給出一個典型液壓系統原理圖，關鍵詞為組成該典型液壓系統的基本回路，如換向回路、鎖緊回路、壓力控制回路、調速回路等。學生根據每一個基本回路都可以關聯出下一級的關鍵詞，比如由如何組建方向控制回路關聯出關鍵元件方向控制閥，進而關聯“單向閥”“換向閥”，由“換向閥”關聯出與換向閥相關的結構、分類、職能符號、特點及應用等。通過這種總結性的思維導圖，學生可以由點及面，非常容易理清思路，快速有效系統地掌握本課程重點內容，極大提高了復習效率。

（三）課程考核

傳統的考核方式是30%的平時成績，70%的期末考試成績；課程改革后，加強教學過程性考核，變成50%的平時成績，50%的期末考試成績。其中平時考核成績的構成如表2所示。通過全方位的教學過程性評價，消除學生等、靠的懶惰思想，提高學習主動性。

表2 平時成績考核方案

（四）教學效果評價

1.有助于形成信息化教學新常態

運用線上線下混合式教學模式，使教學不再局限于固定的時間和地點，滿足了學生隨時隨地個性化學習的需求，逐漸形成了教學中“課堂用、經常用、普遍用”的信息化教學新常態。同時依托學習通教學平臺，師生通過即時消息、話題討論、投票、問答等活動隨時進行交流與互動，教與學都更靈活。

2.有助于學生形成知識網絡

思維導圖可以通過聯想構建將新、舊知識的內在邏輯聯系，這有助于學生對課程知識框架的把握。在不斷加入新知識的同時快速完善舊知識，不斷補充、完善，直至構建起更加完整的知識框架。學生在制作思維導圖的過程中，不斷將新舊知識融合內化，然后以圖文形式展現出來，有助于學生形成長期記憶。

3.有助于提高學習自信心，培養團隊意識

運用小組合作的形式完成基于思維導圖的任務報告，更能突出學生的主體地位，培養學生主動參與的意識。合理的分組可以使每個同學在完成報告的過程中各司其職，在此過程中學生感受到在團隊中的自身價值，提高學習主動性和自信心。共同完成任務的過程中學生的溝通能力和團隊合作意識也將大幅提高。