思维导图在电路分析基础多媒体教学中的应用

王海燕

（吉林大学 通信工程学院，吉林 长春 130012）

思维导图在电路分析基础多媒体教学中的应用

王海燕

（吉林大学 通信工程学院，吉林 长春 130012）

通过多媒体将软件制作的思维导图引入电路分析基础课程教学，通过直观概括的图示方式使教学思路更加清晰。教师借助思维导图组织材料，进行教学设计，引导学习方向，帮助学生理清学习思路、把握课程的整体框架。学生可用其增强记忆并及时有效地复习，并在思维导图的制作和修改过程中逐步建立和完善课程学习框架。

思维导图；电路分析基础；多媒体教学

电路分析基础是高校工科电类专业本科生在学习高等数学、物理等基础课程后接触较早的一门专业基础课。电路分析基础的教学对象是大学一年级学生，他们刚刚接触高等数学、线性代数等课程。新的数学工具在学生原有的知识结构上有了很大的跨越，会导致学生不愿或不知道如何正确使用新的数学知识来解决新问题。而在接踵而来的电路分析教学中，理论推导要涉及较多的数学计算，这就造成学生的畏学心理。

如何通过简洁明了的方式帮助学生在学习过程中理清思路并且形成长期记忆是教学中需要思考的问题。多媒体教学的广泛展开，使得图的演示过程更为方便，本文将由英国学者Tony Buzan于20世纪60年代提出的思维导图的方法用于电路分析基础教学。借助思维导图制作软件与课件之间很好的超链接性，可轻松地实现各知识点的展示和回顾。

一、思维导图

思维导图原为训练有学习障碍的孩子所创，后逐渐成为引导放射性思考的理论。图解方式可以对基于语言文字的理解提供辅助和补充，并降低依赖语言通道的认知负荷，加速思维的发生。[1]Buzan指出，思维导图是放射性思维的表达，因此也是人类思维的自然功能。它将抽象的事物或过程变成图形图像表示出来，将思维过程可视化，形成能够直接作用于人的感官的知识的外在表现形式，将各主题间的逻辑关系清晰呈现，使思维过程更系统。思维导图可以应用于生活的各个方面，其改进后的学习能力和清晰的思维方式会改善人的行为表现。[2]

思维导图在国外的应用较为常见，而且也有学校专门开设教授思维导图的课程。而国内的应用较多出现在商业领域中，如项目策划开发，企业培训等。在中学教学中，尤其是在总复习阶段的应用相对而言应用较多。在师范类高校中有专门开设思维导图的课程，而其他综合性高校的教学中则鲜为人知。

二、思维导图在教学中的作用

思维导图用于教学活动中，可以使学习者提高发散思维能力，理清思维脉络，并可供自己或他人回顾整个思维过程。[2]通过充分调动绘图者的发散思维，可激发创作性、增强记忆，特别是有利于调用信息。[3]

1.教师方面

思维导图在备课过程中帮助教师组织、分析信息，制定教学计划；课堂授课时可以用来展示、分析教学内容，实现快速、有效地传授知识。

（1）清楚把握教学内容，采取更适当的教学方法和手段，使教学内容更丰富，知识结构更合理。在课堂上积极引导学生，使学生清楚教学内容的作用、重点及难点。

（2）自动激发学生的学习兴趣，易于接受。

（3）课堂讲授更具创造性，令人乐享其中。

（4）及时纠正问题。教师可以通过学生自绘的思维导图发现共性问题，及时作出提醒与纠正。

（5）完善教学方案。教师可通过师生交流，不断修改和充实教案。并且可以使其更有弹性，及时补充材料，避免僵化。

2.学生方面

思维导图可以帮助学生概览全局，展示与核心内容有关联的知识点及各层次间的联系，快速系统地整合知识，加深记忆。

（1）掌握教学内容。学生不是孤立学习某个内容，而是将中心内容以放射状发散开来，将各知识点有组织地进行排列、分层，使学习更加容易。在头脑中形成清晰的知识网络图，便于记忆。

（2）改变笔记形式，提高课堂效率。改变以往的线性笔记方式，避免课堂上忙于抄笔记，而没有充裕的时间对所学内容进行理解，帮助学生轻松、快速、有效地学习。

（3）整理知识结构。思维导图用节点将完整的知识结构联系起来，由点到线，由线到面，形成网状或树状的知识结构图。学生通过思维导图建立自己的知识框架，在制作、修改、反思的过程中完成自我导向的学习。

（4）知识巩固、复习考试。思维导图只把相关的材料以非常清晰和容易记忆的形式呈现出来，学生可利用早期绘制的思维导图进行复习，检查是否已掌握了全部知识点；通过重新绘制思维导图对所学知识进行提取，可以发现自己在对本课程的掌握中还有哪些不足，有助于在考试中获取得好成绩。

（5）激发创造性。通过不断的积累，将课堂上由教师通过文字、公式、图表等表述出来的客观存在的显性知识内化为个体化的隐形知识，进行多角度的思考，使其成为可创造价值、进行创新的基础和源泉。

三、思维导图的制作

1.基本框架的建立

初期的思维导图采用的是手绘方式，而目前较为常见的绘制方式是使用软件，本文选用MindManager 9.0版完成思维导图的制作。该软件可与Microsoft软件无缝集成，快速将数据导入或导出到MicrosoftWord、PowerPoint、Excel、Outlook、Project和Visio中，便于操作。

首先建立空图，可以从软件中的模板中选择合适的形式，或者采用空白模式，在图1所示的“Central Topic”框中输入中心主题；在“Main Topic”框中输入主题内容；在 “Subtopic”框中输入子主题。未加任何修饰后的效果如图1所示。具体的键盘操作简单总结如下：选中某一主题（或子主题），若增加同级主题，则按回车键；若增加子主题，按Insert键插入即可。各级主题可以采用文字、图形、图片、符号、公式等恰当的形式来描述。

2.美化修饰

思维导图提倡使用颜色、图形图案来增强视觉效果。通过色彩、图画、代码和多维度的修饰，使其更美观，更有特性，能让作者和他人都更有兴趣进行分享。

在导图基本框架构建完成后，就可按照作者的审美情趣对细节加以修饰，增强美感和可视性。MindMap中常用的功能如下：

（1）平衡分布：选择菜单栏中的“视图”——“平衡图表”，可使各级主题平衡分布。

（2）主题样式：“主功能”——“主题样式”和“主题形状”可改变字体、字号、颜色、边框等。或先选中某级主题，单击鼠标右键，在“格式化主题”中修改该级主题的样式。

输入各级主题并经过修饰的思维导图整体效果如图2所示。其中，理论基础中的分析方法之一——网孔分析法部分如图3所示。

（3）主题注释：先选中主题，单击鼠标右键，选择“便笺”，输入内容，关闭主题便笺对话框，便会在主题旁边出现便笺纸的图标，如图3所示。

由于课程内容较多，因此不便使用为增强效果而添加的图形或图案，那样会显得过于杂乱。然而，不同的作图者会对此有不同的理解，在不限篇幅时选图合适也会增强效果，这种多样性也正体现了其个性化。

3.各主题间联系及超链接

（1）关联：菜单栏中“主功能”——“关联”——依次单击需要关联的两主题。如图4中的虚线所示。

（2）超链接：单击某一主题，在弹出菜单中选择“添加超链接”，可将主题连接至其他文件。

4.保存

为保护多媒体教室的系统安全，学校的计算机常设有安全防护，禁止安装教师自带的软件，这在一定程度上限制了导图的使用。如果要在不便安装MindMap软件的计算机上演示已完成的思维导图，那么就需要将思维导图保存为可查看的格式，如：文件——导出——Export as Mind Manager Viewer（SWF），将文件保存为＊.swf格式。该文件可链接到PPT中，或是在IE上单独播放，而且可以如同在MindManager上一样进行逐层展开的操作。

四、电路分析基础思维导图的具体应用

1.引导学习方向

合理地设计思维导图，将直线式的提纲变为直观的图示，直接描述各层内容之间的联系，呈现完整的知识结构。因此能够承上启下，让学生能够在一个完整的体系中清楚所学内容的目的和作用，避免学“新”忘“旧”。

将电路分析的教学内容整体呈现，可以让学生概览全局；而知识点的局部呈现则便于课堂上对前述知识的复习和课后对已学知识点的回顾总结。

制作时可按照教材的章节顺序或知识的整体框架进行设计，考虑到学生对教学内容的接受顺序和记忆过程，尽量二者兼顾。图2所示的整体效果图中按照课程中涉及的基本元件、理论基础和具体电路进行划分，需要讲解或复习的部分，将其展开即可。

基本元件中列出了本课程所涉及的所有电路元件，在授课过程中启发学生产生好奇，进而发散思考元件的定义、符号、作用，既便于记忆，又能激发学习的主动性。认识基本元件后，需要进一步阐述电路分析的理论基础。这可以从学生已有的知识结构出发，基于学生原有的对电路的认识，给出分析中所用的电路变量，即电流、电压、功率等物理量。接下来就用基本元件构成电路，运用电路分析的原理和方法对电路进行分析。从最简单的直流电阻电路开始，逐一阐述电路的等效变换、独立变量分析法、电路定理。在简单电路分析的基础上，增加一个动态元件，则需采用三要素法进行直流一阶电路分析；再将直流源变为正弦交流电源，使用相量法分析正弦稳态电路。

经过这样的概述，学生能够明白这是一个由简单到复杂的学习和分析过程，对将要学习的课程框架已了然于心，有助于克服畏难心理，从而不至于盲人摸象般孤立地学习某一部分的知识。

2.拓宽解题思路

解决电路分析问题时，通过思维导图进行一题多解和一理多用，可充分调动学生学习的主动性，进行发散思维。

（1）一题多解：课堂上时间有限，可以利用思维导图指导学生对某一例题进行多角度的分析。讨论在各种条件下的每种方法是否可行。如图5所示一个含多个直流源的电阻电路的例题，在教学进行到电路定理部分最后一个定理时，引导学生思考以前学过的各种分析方法（如网孔法、节点法、叠加定理）是否适用，以及能否通过对电路进行等效变换的方法简化电路结构再进行分析。这样学生就需要考虑各种方法的适用条件、解题步骤、注意事项等问题，既可以对所学知识进行复习，实现记忆的提取，又能让学生开阔思路，尝试用从不同角度面对、思考、解决问题。

（2）一理多用：对电路分析中的定理、定律，在其适用范围内，可以举出不同电路作为示例，呈现给学生。这方面的应用宜在复习时体现。

五、总结

教师与学生通过思维导图进行交流与探讨，能够实现教学相长。教师利用思维导图把握教学全局，设计教学方法，优化教学手段，使学生能够理清思路，减轻课堂教学的认知负荷，提高学习效率，加深记忆。在课堂上使用教师制作的思维导图之余，引导学生构建自己的思维导图。学生通过构图、思考，制图的熟练程度逐渐加深，不仅可以对本课程内的知识进行整合与巩固，进而可以将任何一门所学课程进行整理、记忆，从而理解知识点间的关系，锻炼思考能力，提高自学能力。

在极具个性化的思维导图创作过程中，学生可以发挥想象力，按照自己喜爱的方式完成对知识的吸收，构建并充实自己的知识结构，学习主动性和创造性得以充分发挥。借助思维导图进行发散思维、捕捉灵感、提出问题，解决问题。不要使学习过程成为“受迫运动”，而是在自发的态度下进行学习。☉

[1]陈欣.概念图、思维导图和生物图表的辨析[J].生物学通报,2008,4(3)：38-40．

[2]（英）巴赞著,李斯译.思维导图：放射性思维[M].北京：作家出版社,1998．

[3]赵国庆,陆志坚．“概念图”与“思维导图”辨析[J].中国电化教育,2004(8)：42-45．

（编辑：杨馥红）

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1673-8454(2012)11-0076-03