思维导图在“矿物岩石学”课程教学中的应用

牛永斌，单婷婷，郑德顺

1.河南理工大学 资源环境学院，河南 焦作 454000；2.河南省生物遗迹与成矿过程重点实验室，河南 焦作 454000；3.河南理工大学 现代教育中心，河南 焦作 454000

课程建设

思维导图在“矿物岩石学”课程教学中的应用

牛永斌1，2，单婷婷3，郑德顺1

1.河南理工大学 资源环境学院，河南 焦作 454000；2.河南省生物遗迹与成矿过程重点实验室，河南 焦作 454000；3.河南理工大学 现代教育中心，河南 焦作 454000

思维导图是一种将放射性思维具体化的工具，是在对人脑模拟的基础上，充分发挥人脑的空间思维功能。笔者结合“矿物岩石学”的课程特点，以MindManager为制作思维导图的工具，来探讨如何将思维导图应用到“矿物岩石学”课程教学中，并以此来教会学生如何构建知识网络体系，帮助学生从整体上把握新旧知识间的联系，最大限度地激发和提升学生的潜能，从而有效地提高课堂教学效率和质量。

思维导图；矿物岩石学；MindManager；课程教学

“矿物岩石学”是地质工程、资源勘查工程、水文与水资源工程和地球信息科学与技术等相关专业最重要的专业基础课程。课程内容融结晶学、晶体光学、矿物学、岩浆岩石学、变质岩石学、沉积岩石学等主要基础内容于一体，在教学过程中，理论教学、实验教学和野外实习多环节并重，旨在培养学生理论与实践相结合的能力、实验室和野外实际工作的能力以及矿物岩石综合分析问题的能力［1］。

在以往教学实践过程中，部分学生反映该课程系统性差、知识点多、枯燥难学，理论与实践联系不够紧密，学习效果不理想。笔者认为造成上述现象的原因主要有三个方面:（1）该课程内容多、学时少，涉及知识比较复杂，各章节之间联系不紧密，甚至任何一章内容都可以开设为独立的课程；（2）由于近年高校扩招使得本科教学资源、特别是实验教学资源捉襟见肘，造成了理论学习和实验实践联系不够紧密，学生不易记忆和理解；（3）大多数教师采用PowerPoint软件制作讲义［2-3］，采用PowerPoint制作讲义的各个幻灯片之间呈线性关系，一节课下来甚至一门课下来，多数学生看到的仅仅是一个个独立的知识点，对知识点之间的逻辑关系并不清楚。怎样才能在有限的学时里让学生掌握本门学科的精髓，是任课教师所面临的一大难题。笔者在近几年的教学实践中进行了一些探索性的尝试，将思维导图可视化工具引入到“矿物岩石学”课程教学中，使学生在了解课程整体框架的基础上，理清知识点之间的逻辑关系，利用“关键词”对各个知识点进行联想记忆，顺利完成复习和总结，取得了较好的教学效果。

一、思维导图概述

思维导图为英国学者、世界大脑先生东尼·博赞于20世纪70年代首创的瑞士军刀般的思维工具。思维导图是一种将放射性思维具体化的方法，在对人脑模拟的基础上，充分发挥人脑的空间思维功能，将进入大脑的感觉、记忆、想法等信息汇成一个思维中心主题，并由此中心主题向外发散出成千上万个分支，每一个分支代表与中心主题的一个节点，而该节点又可以成为另一个中心主题，再向外发散出成千上万个分支，把各级主题的关系通过带顺序标号的树状的结构来呈现一个思维过程，同时借助可视化手段促进灵感的产生和创造性思维的形成，可以用色彩、图画、代码和多维度来加以修饰，增强效果，使其显得更有趣味，美感和特性［4］。思维导图除了可以增强大脑的存储能力和存储效率，还可以增强使用者的创造力、记忆力，让学习过程变得更轻松有趣，更具有个人特色及多面性，从而开启人类大脑的无限潜能。

思维导图的制作方法主要有手工绘制和计算机绘制两种方式。传统的思维导图绘制主要是利用纸和笔以手工的方式来绘制，绘制过程如下: （1）从一张白纸的中心开始绘制，周围留出空白；（2）用一幅图像或图画表达你的中心思想；（3）在绘制过程中使用颜色；（4）将中心图像和主要分支连接起来，然后把主要分支和二级分支连接起来，再把三级分支和二级分支连接起来，依此类推；（5）让思维导图的分支自然弯曲而不是像一条直线；（6）在每条线上使用一个关键词；（7）自始至终使用图形［4］。这种方式虽然制作简易但不便于修改和保存。目前，基于思维导图的理论利用现代计算机技术开发出多款绘制思维导图的软件，很好的解决手工绘制中的缺陷，并能充分发挥使用者的创新性。如MindManager，MindMapper，Visual Mind，Freemind等。其中美国 Mindjet 公司的 MindManager思维导图工具软件不但功能强大、简单易学，而且与常用office系列办公软件做到了无缝衔接，是目前最为流行的一款思维导图制作软件，且通过网络可以直接从网上免费下载合适的版本。本文以 MindManager（2012）为绘制工具来介绍思维导图在“矿物岩石学”教学中的应用。

二、思维导图应用于“矿物岩石学”教学过程

1.优化知识体系，构建思维可视化

备课是上课的先决条件。备好课不一定能上好课，但备课不充分，上课质量就一定无从保障。备课的实质是教师以教材为中介对课程的领悟和把握，明确具体的课程目标，并依据课程标准和学情使之转化为课时教学目标［5］。备课的过程主要分为两部分，第一部分是对前一次课的授课内容进行复习，使学生思绪逐渐回归到课堂。另一部分是对新的授课内容进行组织构图，使课堂内容丰富饱满。

以“矿物的形态”为例，利用思维导图来制作复习大纲，对前一次课所学的内容进行复习［1］，如图1所示。

通过前面几次课对矿物的学习，学生基本上掌握了矿物的基本概念、矿物的晶体结构、矿物的化学成分、矿物的内部结构及矿物的形态等，本文所用例子的主要内容是矿物的物理性质，那么要确定学习这节课的中心主题就是“矿物的物理性质”［1］。

2.发掘知识间内在联系，触发“头脑风暴”

根据课程安排，授课的中心主题是“矿物的物理性质”，老师首先以此主题来向学生发问，在学生间展开讨论，矿物的物理性质一般都包括哪些方面。利用这种方法可以改善学生的信息加工方式，提升学生的发散思维能力，而且还可以促进师生之间、同学之间的交流与协作。MindManager软件可以将讨论的结果总结记录下来，如图2所示。

图1 “矿物的形态”思维导图

图2 矿物的物理性质

从一个中心主题“矿物的物理性质”出发，通过课堂讨论得出矿物的物理性质可以从矿物的光学性质、矿物的力学性质、矿物的其他性质来进行分析。以矿物的光学性质为新的中心主题进行讨论总结，矿物的光学性质又可以从矿物的颜色、条痕、光泽和透明度来进一步的分析［1］。还可以以同样的方法对矿物的力学性质，矿物的其他性质按一定的空间逻辑顺序进行分析讲解，如图3所示。学生可以充分地利用好课堂时间，能够全方位地对课堂知识进行学习。学生在绘制思维导图的过程中会把复杂零散的知识有序地组织起来，会发现知识间的内在联系，从而构建一个适合自己的知识体系，触发学生的“头脑风暴”，学生会对知识的把握更准确，学习起来更轻松，更灵活、更高效。

另外，需要说明的是MindManager中不但可以插入图像、Excel、PPT等，也可以加入动画、视频等多媒体超级链接，还可以把MindManager制作的思维导图以图像、PPT、Word、PDF等多种格式文件输出，教学内容的组织形式不再受时间和空间上的限制［6］。思维导图完成后是对本堂课的所有知识的全景展示，只用简单的关键词及不同的颜色、线条连接来构建知识构架，清晰明了，学生只需要花很少的时间跟随教师画出思维导图，而更多的时间是用于思考与理解。课堂上“以学生为中心”，充分发挥学生的主动性，学生积极参与思维导图的绘制更有效地提高了学生注意力与学习兴趣。

3.知识高效存储，课堂教学场景再现

图3 “矿物的物理性质”思维导图

课堂上对矿物的物理性质进行讨论分析，最终绘制出“矿物的物理性后”课程思维导图，如图3所示，学生在课后复习的时候可以模仿课堂上绘制“矿物的物理性质”课程思维导图的过程按照自己的理解重新制作一个关于“矿物的物理性质”课程思维导图，在制作的过程中学生很容易发现自己知识结构中的盲点，学生可以查阅相关资料来进一步丰富这个思维导图，从而实现有目的地弥补自己的不足，提高复习的效率，延长知识在大脑中的存储时间。而且我们发现使用思维导图教学的班级与未使用思维导图教学的班级相比，学生辩证分析的思维更清晰，更有条理，学习效果更好。思维导图对于学生的知识迁移也具有很好的效果［7］。

三、思维导图应用于教学中需要注意的问题

本文从“矿物岩石学”的一节课为切入点，以MindManager为制作思维导图的工具，简单地介绍了如何将思维导图引入到备课、课堂教学和课后复习着三个环节当中。要想更广泛地将思维导图应用到日常的工作和学习中，变成学习者自身的一种思维习惯。那么还需要注意以下几个方面的问题:

（1）制作思维导图的时候要对所学内容有一定的了解，构建出一个可扩充新知识的框架，在此框架的基础上不断地进行深层次的分析和完善，发现知识间的联系，从而实现制图者发散思维的具体化和可视化。在制作思维导图的过程中，切忌简单地将线性排列的词序转变成环绕的形式，不能将复杂的信息简化成大脑依据接受和记忆的知识结构。

（2）教师和学生使用思维导图制作软件来制作思维导图的时候，首先要熟练掌握制图软件的使用，这样无论在课堂上还是在课后都不会因为软件的操作不熟练而浪费大量的时间。

（3）教师将思维导图教学方法引入到课堂教学的过程中，要注意合理的安排课堂的讨论时间和讲授时间，以免由于课堂时间安排的不够合理，从而影响教学进度，最终完不成教学任务。

四、结论

思维导图在“矿物岩石学”教学中的应用，打破了传统课程教学以叙述性的授课方式。从而大大提高了学生的课堂学习效率。教学内容的组织形式也不再受时间和空间上的限制，思维导图完成后是对本堂课的所有知识的全景展示，只用简单的关键词及不同的颜色、线条连接，清晰明了，学生只需要花很少的时间跟随教师画出思维导图，更多的时间用于思考与理解。课堂上学生积极参与思维导图的绘制更有效地提高了学生注意力与学习兴趣。因此，可以说思维导图的制作是广大师生非常值得拥有的一项技能。

［1］ 沈明道，狄明信.矿物岩石学及沉积相简明教程［M］.东营:中国石油大学出版社，2007.

［2］ 庞军刚，吴少波.传统与多媒体方法在“沉积岩石学”教学中的应用［J］.中国地质教育，2010，（3）:78-80.

［3］ 肖松.《矿物岩石学》课程教学改革的尝试［J］.中国地质教育，2002，（3）:57-58.

［4］ 李猛.思维导图大全［M］.北京:中国华侨出版社，2010.

［5］ 扈涛.教学方法导论［M］.河南:河南大学出版社，2013.

［6］ 吴兰岸，曾璠.MindManager的功能及其在教学作用的应用［J］.中国教育信息化，2007，（2）:36-38.

［7］ 伊向超，胡彩莲.思维导图MindManager在课堂教学中的应用研究—以“教学系统设计”为例［J］.中国教育信息化，2010，（7）: 59-61.

mind mapping； mineral petrology； MindManager； course teaching

G640

A

1006-9372（2015）02-0032-04

2015-03-10。

河南理工大学2014年教育教学改革研究项目（2014JG066）:缝山针地质教学实习基地建设与实践。

牛永斌，男，讲师，主要从事矿物岩石学和沉积岩石学的教学和研究工作。

投稿网址: www.chinageoeducation.net.cn 联系邮箱:bjb3162@cugb.edu.cn

引用格式:牛永斌，单婷婷，郑德顺.思维导图在“矿物岩石学”课程教学中的应用［J］.中国地质教育，2015，24（2）:32-35.

Title: Application of Mind Mapping in the Teaching of Mineral Petrology

Author（s）: NIU Yong-bin ， SHAN Ting-ting，ZHENG De-shun