思维导图在机械制造教学中的应用

张树玲?陈炜晔?张佃平

摘 要：笔者在教授机械学院“机械制造基础”“工程材料及成形技术”等课程时发现，通过思维导图的方式，将教学内容合理分类、规划，对课程进行有效的资源整合，使整个教学过程和课件设计更加系统、科学，可以有效提高学生的学习兴趣，并提高教学质量。

关键词：思维导图；机械制造；学习效率

机械工程类本科生在学习过程中需要学习“机械制造基础”“工程材料”这两门理论性较强的课程。“机械制造基础”主要包括材料成形及加工的主要方法，如铸造、锻压、焊接以及切削加工等内容，其中铸造、锻压、焊接这些内容对材料加工专业学生来说是重要的专业基础课程，而且是独立的专业。这些内容作为几个章节讲述，涉及内容繁杂，而机械类学生没有相关的专业背景知识，因此对机械类学生而言“机械制造基础”内容比较难懂。“工程材料及成形技术”课程主要包括材料性能、结构、凝固过程、变形与断裂以及铁碳相图及其合金等知识，这部分内容对材料类学生来说是专门的独立课程讲授，而机械工程专业学生需要用40个左右的学时接受这个庞大的知识体系，对机械工程专业学生来说，确实很难。比如，大部分本科机械类学生在学习中不涉及“物理化学”，那么凝固动力学、热力学理解起来相当不容易，也很难理解金属材料固态相变的基本过程。现在教学中即使采用了多媒体教学等丰富的教学手段，但由于课程体系的复杂性，笔者在给机械类学生讲授这两门课程过程中发现学生对这两门课程学习兴趣低、花费精力多，效果差。怎样将材料类基础知识内容通过直观、可视的方式融会贯通，有效提高机械类学生学习效果，这是笔者一直努力希望解决的问题。

一、什么是思维导图

思维导图又叫思维地图，同时又被译为脑图、心智图、心灵图，是英国学者东尼·博赞创造出来的一种思维工具或思考方式。思维导图是一个简单、高效、放射性、形象化的思维工具，能够全面调动左脑的逻辑、顺序、条例、文字、数字以及右脑的图像、想象、颜色、空间、整体思维，使大脑潜能得到最充分的开发，从而极大地激发人们的创造性思维能力。[1][2]而作为一种思维工具，思维导图实质上表现的是一个思维过程，学习者可以通过思维导图理清思维的脉络，并可供自己或他人回顾整个思维过程。[3]而作为一种表征知识的工具，思维导图可以成为智能伙伴，让学习者变得更加聪明，更有智慧。思维导图作为一种有效的创新思维工具，已被欧美及港台教师广泛应用在教学活动中。通过思维导图可以将原本复杂的知识结构，通过一定的逻辑关系简化为一些知识节点，然后以图说明，使得知识系统更加直观。[4]更重要的是通过思维导图模式使教学过程中不仅达到传授知识的目的，同时提高了学生的学习能力，激发学生的学习兴趣，这种方法简单明了但让人记忆深刻，在学习活动中对提高学生学习效率有明显作用，激发与保持学生的学习动力与求知兴趣。本文以铸造相关内容为例说明思维导图的课件制作及特点。

二、思维导图教学课件特点

首先，思维导图可以有效地把不同专业课程根据逻辑思维联系起来。如下思维导图课件制作图所示，对机械工程师来讲，拿到零件发动机缸体，首先根据图纸提供的“毛坯或者零件”的技术要求，选择合适的加工方法，材料加工方法的选择取决于工程要求和材料性能，也就是“工程材料及成形技术”这门课程的主要内容，因此课程内容之间紧密联系。这样在课程讲述中可以有效地将不同课程之间联系在一起，一方面让学生了解每门课程的重要性和应用，做到学以致用和有的放矢地学习；另一方面，使学习者充分发挥联想力与想象力，在轻松把握知识结构的同时，更方便知识间的联系。

思维导图课件制作要求教师对课程内容以及相关课程非常熟悉，并准确把握教学大纲，教学重点、难点等，这样在课件制作中才能做到精确布置，合理设计。机械零件制造若选择了铸造，意味着液态成形，材料凝固过程决定着机械零件的性能，需要讲授铸造成形相关内容，这就涉及铸造特点、合金铸造特性，这样自然就把课程内容联系在一起。这种联系将铸造、金属凝固、材料性能等内容有机地结合起来，即符合思维逻辑，也便于记忆和接受。

思维导图提供清楚的课程内容逻辑关系。在课件制作中，根据逻辑需要，对各级内容关键字之间用不同颜色线条连接，这样更清楚地展示了课程内容间的关系。如图所示，对于铸造所涉及的内容采用紫色线条连接，下一级主要内容采用淺紫色线条连接，这样层层减弱颜色，将课程内容的大纲级别展示在课件中，一目了然，既可以提纲挈领、简明扼要地把需要重点掌握的知识内容形象地呈现出来，也可以把知识的结构表现出来，帮助学生掌握知识框架，便于课程内容的学习和记忆。

思维导图可以编辑备注、注释、图片、视频等信息。如图所示，合金铸造特性这部分内容是课程重点，可以在思维导图中标红星突出重点，而且作为教师课程计划，可以在相关标题中插入时间。另外，思维导图提供各种视频、图片的超链接功能，在课程讲述过程中可以根据需要进行视频播放或者图片分析，教师在制作课件时可以引入声音、图解和动画等，以此激发学生的兴趣和积极性。因此，通过思维导图的有效设计，可以将枯燥、复杂的课程内容简单、明了、直观、突出地表示出来。

而且，思维导图可以作为有效的复习与总结工具。思维导图课件涵盖了课程的主要内容，并在分支中对各模块、章节内容进行了高度的总结和概括，有利于师生对课程进行整理与回忆，利用各次节点及线条上的关键词把握主题内容，从而让知识形成体系；而且整张图采用关键词、图形、颜色，强调重点，增加视觉感受力，吸引注意力，有利于掌握记忆。

通过在在教学过程中采用思维导图进行课件设置，探讨新的教学、学习模式，不但提高了教师本身对教学内容的记忆和运用，同时也要求教师熟练把握教学大纲，并建立系统完整的知识框架体系，能够对课程进行有效的资源整合，使整个教学过程和流程设计更加系统、科学、有效。图文并茂的思维导图不仅是一种知识可视化的教学工具，还是一种将人脑逻辑思考过程，整合到教学中，不仅能激发学生的学习兴趣，更能激励学生发散思维，促进创造性思考，同时又能促进师生交流，要求教师灵活发挥，促进教师和学生的思维能力发展。

参考文献：

[1] 郑金秋.思维导图在教学中的应用初探[J].中国教育技术装备，2010（01）.

[2] 赵国庆.概念图、思维导图教学应用若干重要问题的探讨[J].电化教育研究，2012（05）.

[3] 杨 凌.概念图、思维导图的结合对教与学的辅助性研究[J].电化教育研究，2006（06）.

[4] 郭艳霞.基于思维导图的教学模式研究[D].长沙：湖南师范大学，2011.

（作者单位：张树玲 张佃平 宁夏大学机械工程学院；陈炜晔 北方民族大学材料科学与工程学院）