學科思維導圖滲透數學知識和思維的教學模式的重要意義
——針對職業中專理工類專業學習

2021-08-19 08:56:58張昱林

讀與寫 2021年25期

張昱林

(福州建筑工程職業中專學校福建福州 350000)

1.概述

理工類學科是現代社會各方面迅猛發展的重要支撐力量，而他們的建立與發展離不開數學理論的支撐。“學科思維導圖”是一種按學科本身的結構、規律、特點來繪制的結構化的思維導圖。將數學知識和思維滲透進理工學科思維導圖中，就得到了“滲透數學知識和思維的學科思維導圖”，并建立教學模式，應用于職業中專理工類專業學習的教學實踐。

2.思維導圖理論依據

“思維導圖”又稱為腦圖，最早是由英國人東尼·博贊提出的，又稱為“博贊思維導圖”。當醫學上對大腦細胞較成熟的研究之后，發現大腦神經元細胞存在著是一種枝狀的軸突或樹突，并且與相鄰的神經元互相聯系著。東尼·博贊根據這個現象，大膽猜測大腦的思維方式具有發散性的思維，因此創造了“思維導圖”。

這種思維工具以圖像的形式，使用一個或若干個中央關鍵詞來建立某個知識主題，然后再向四周輻射延伸出多個枝狀結構，連接相關的知識或其他想法。“思維導圖”創造之初，正貼合了大腦發散性的思維規律，對于知識的淺層記憶、語言詞匯之間的聯系、幫助學生學習和思考上都起到了積極的作用，效果也不錯。

3.理工類學科與學科思維導圖

3.1 理工類學科的邏輯性與關聯性。理工類學科概念、公式之間有很強的邏輯性與關聯性，概念與概念之間有非常清晰明確的邏輯關系。

以電工學中簡單直流電路為例，以部分電路歐姆定律為中心，可以發散推演出大量的知識點與概念。

這些概念與公式互相交叉、關聯，推演過程有很強的邏輯性，如果單按傳統的逐個知識點逐條呈現的方式，對于職業中專的學生來說常常前無法引用到后，后無法關聯到前，常常引起混亂。

3.2 學科思維導圖。博贊原創的思維導圖側重于“淺層快速記憶”，以及鼓勵人們“自由聯想”到盡可能多的內容。而對于幾乎所有的自然科學的知識，已經得到了大量的事實驗證，其內在的邏輯十分嚴謹，知識結構很固定，特別是理工類學科，需要對概念深刻的理解，對知識結構組成清晰。隨著學生學齡的增長，所學的知識越來越抽象和復雜，學科知識之間的聯系也越多，越要注重理解性記憶，而不是死記硬背。

“學科思維導圖”是由“博贊思維導圖”發展、改進而來的，它的繪制更尊重學科本身的知識結構、規律和特點。繪制更嚴謹規范，強調概念與概念、公式與公式之間的清晰明確邏輯關系，有聯系的才能用引導線連接起來，并且思路的引導具有方向性，有時方向相反會有完全不同的結果。

目前許多學科已將“學科思維導圖”合理應用，一定程度上使得“思維可視化”，本文正是采用“學科思維導圖”構建教學模式。

3.3 滲透數學的學科思維導圖模式——應用于物理類專業教學。數學思維，是指在學習數學知識的過程中思考問題和解決問題的思維活動形式，包括各種方式、手段、途徑等。常見的數學思維有數形結合思維、分類討論思維、轉化思維、類比聯想思維和整體思維[1]。

簡單地說：數形結合思維是借助圖形的性質將抽象的概念和復雜的關系直觀、形象、簡單化；分類討論思維是根據問題的共同性和差異性分別進行研究討論；轉化思維是指在一定條件下，將研究的問題轉化成另一種簡單的或者已經研究過的問題；類比聯想思維是指將新問題、新概念映射到平時熟悉的有共同特征的其他事物，用熟悉事物的特征聯想新問題的特征；整體思維是指在分類、細化的問題研究之后，再從總體上研究問題，類似俯瞰問題全貌的感覺。

這些這些思維方法不但在學習數學的過程中起到至關重要的作用，其他學科的學習中也是十分有用的，包括電工基礎、電子技術和土木工程力學等物理類專業學科。它與數學的關系尤其密切，在整個近代物理數學知識是解決物理問題的工具，數學思維是分析物理問題的方式。我們的電學、力學在中職學生的教學中，大量理論的推導、新概念的傳授，遇到強大的阻力。講授新課后，學生概念模糊、混淆，關系推導前后銜接不上。不但有學生基礎知識不扎實的原因，也因為學生數學知識和思維的欠缺。

面對職業中專的學生，我們的課題在教學中引進數學知識和思維的同時，將思路結構轉化成學科思維導圖，以圖片、動畫、微課的形式展現，構建“學科思維導圖滲透數學知識和思維的教學模式”。

將數學知識與思維整合到學科思維導圖中，建立教學模式，在電工基礎的教學實踐中獲得了良好的效果。

3.學科思維導圖滲透數學知識和思維的教學模式的重要意義

3.1 數學知識的應用和鞏固。數學知識如函數、弧度、向量、三角函數等的概念、性質，在電工學中有大量的應用需求，如伏安特性曲線要用到函數的概念、正弦交流電要用到正弦函數的性質和三角函數反三角函數的性質等。通過電工課上的數學應用演算，鞏固數學知識。

3.2 數學思維得到訓練。思維導圖中應用了類比聯想思維、數形結合思維、分類討論思維、整體思維等數學思維，在教學過程中訓練了學生的數學思維，增強了學生遇到問題、解決問題和分析問題的能力，增強了理論聯系生活和實際的能力。知識的遷移從課本內延伸到課本外。

3.3 學科思維導圖促進了專業教學。課本上需要幾頁紙闡述的知識點，甚至有的跨度很遠出現在不同的章節中，但他們之間卻有密切的聯系，平時學生學習或復習時前后頁地翻，理不清思路。現在可以全部展現在一張圖上，先局部放大展示，利用方向箭頭指向下一步的推理，最后再一總呈現。學生能從思維導圖上看清聯系，掌握知識。

3.4 數學學科的學習得到促進。數學知識的應用通過思維導圖融入了物理知識，使得學生在思維導圖上直觀地看到了物理問題的數學化，數學知識的實戰化。因此能夠感受到數學知識的重要性，從而不再堅持數學無用論，認真努力地去學習數學。

3.5 初步懂得應用學科思維導圖輔助學習。通過思維導圖的教學，學生也初步了解了什么是學科思維導圖，認識到思維導圖是一種幫助理解、記憶和解題的工具。初步學習了思維導圖的繪制，嘗試了利用思維導圖解題。

3.6 深切領會知識之間的邏輯性與關聯性。思維導圖將互相之間有明確邏輯關系的知識用箭頭、連接線聯系起來，使得學生在學習或復習一個知識點的同時，清楚關聯學習了相關的知識。在展示理論推導的思維導圖中，學生能從思維導圖上清晰明了地理清推導的邏輯步驟。在章節內部內容能夠互相關聯，在章節與章節之間有關內容也能關聯進來。整個課程知識點整合得系統化，不零散。

3.7 數學建模的初步認識。通過相關知識的學習，認識了物理問題數學建模的一般步驟：首先分析物理問題，借助學科思維導圖聯想試用的數學模型，然后運用數學的方法進行求解或論證，最后再將數學結論回歸到物理問題中進行驗證，完成物理問題的求解。

4.總結

中專的學生本身的知識水平、學習能力等都遜于普通高中學生。在他們的腦海里，學習數學和專業課是互相獨立的，他們并不曉得數學是專業的課的工具，學習積極性不高，總有數學學了沒有用的想法。因此數學的教學效果不好。當遇到專業學習時，應用到了大量數學知識，又沒有印象，使得專業學習的數學應用演算難以進行，進而又阻礙了專業的學習。記憶能力較差，處理問題的邏輯思維能力不足，學過的知識并不能掌握良好，新知識與舊知識有關聯時，在思維里無法建立起聯系。