思维导图在相平衡教学过程的应用

黄海燕+孟庆民+俞英

摘要：思维导图作为可视化的思维线路，其重点突出、层次感强，适用于自主学习和课堂教学。利用思维导图的层次感，结合对相平衡知识的分析、归类、总结，引导学生灵活分析并掌握相平衡知识。将思维导图引入物理化学相平衡的教学中，探索将思维导图融入教学过程的方式，以提高学生对学习物理化学的兴趣和效果。

关键词：物理化学；相平衡；思维导图；教学过程

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）03-0160-02

物理化学借助数学、物理等基础科学的理论及其提供的实验手段，研究化学科学中的原理和方法，研究化学体系行为最一般的宏观、微观规律和理论，因而被学生认为是最抽象难懂的学科之一。其中，将热力学原理应用于相平衡，研究多相系统达到相平衡时，温度、压力和各相组成间的关系，对学生而言是物理化学学习中的难点之一。相平衡中常用相图将处于平衡系统的相态、相组成、总组成及系统的温度、压力的关系表示出来。同时相图也是用图解的方法研究由一种或数种物质所构成的相平衡系统的性质（如沸点、熔点、蒸汽压、溶解度等）与条件（如温度、压力及组成等）的函数关系。学生要将大量的信息点和学习内容、各种抽象的相图和实际生产应用有机地融和为一体，这一学习过程非常考验学生的逻辑思维能力及分析问题、总结规律的能力。思维导图是发散性思维的表达，也是人类思维的自然功能，可展示出可视化的思维线路，体现建构主义学习理念和灵活交互的特征，其清晰自由的线条能够引导学习者带着兴趣深入记忆。思维导图是一种有效组织思维的工具，它的创作结果是一个从中央出发、有多个分支的放射性图形。思维导图具有重点突出、层次感强、联想和发散思维、个体独创性等特点，适用于自主学习和课堂教学。将思维导图引入物理化学相平衡的教学中，探索学生预习、教师授课、实验教学等诸多环节与思维导图相结合，以提高学生学习物理化学的兴趣和效果。在利用思维导图进行知识的组织过程其实就可以看作是围绕相平衡内容进行系统建构的过程，思维导图的网络式结构体现了整个系统中每个要素的相互关联性。在前期的物理化学相平衡教学中，已为学生介绍过概念图，学生能积极接受并利用概念图引导学习，然后在此基础上将联想与发散、放射状思维与个人创新相结合，具备了绘制思维导图的前期基础。因此将思维导图引入相平衡的教学中，会提高学生的自主学习能力，使其学习效果大有提升。本文利用思维导图的特点，结合相平衡的具体内容，将各种相图有机整合为一体，提高学生的逻辑思维能力，让其更好地灵活掌握相平衡的知识点。

此外，在教学过程中要引导学生有效思考，体现建构主义的学习理念，将思考具体化，把握逻辑思维的线条，遵循以教师为主导、学生为主体的教育教学理念，将思维导图分三个阶段应用于理论教学。

一、引入—接受阶段

课程初期教师以一名引导者的身份向学生介绍引入的学习工具—思维导图，介绍并列举思维导图的两种绘制模式—手绘模式和计算机模式，并用思维导图的方式介绍整个课程的学习内容。前期工作为教学中渗透思维导图的应用做铺垫，同时让学生自主收集资料，利用各种信息平台加深对思维导图的认识及了解，进行自学补充。

二、引导—学习阶段

教师带领学生绘制部分章节的思维导图，激发学生的参与热情并促使学生掌握思维导图的使用要点，并对学生面临的问题进行答疑。同时，以化学平衡的内容为例与学生共同手绘思维导图。首先，确定化学平衡的重要知识点，确定表达在思维导图中所用的概念；其次，分级、分层进行具体的活动，同时考虑思维导图的页面布局，争取将思维逻辑完整地表现出来，最后修改初稿，得到完整的思维导图。

三、分析—创新阶段

在相平衡的预习阶段，让学生依据自己的理解思考本章的知识重点，将概念分层，可以手绘思维导图的草图，通过自学、小组讨论、答疑等学习方式掌握相平衡的基本要点，提出预习过程中的疑问。同时，在理论课上讲明知识的关键点，有针对性地解答质疑点，加深对相平衡学习内容的理解，学生将理解后的知识在思维导图的草图上进行增减修改，从而提高学生分析、解决处理问题的能力。而在习题及复习阶段，让学生对所学内容进行梳理和回顾，选择手绘或计算机软件进行思维导图的绘制，完善布局，清晰逻辑线条，通过前后对比加深理解，可以更为灵活地掌握所学内容。

学生通过分组合作完成思维导图，创造出属于学生自己的思维线条，借此帮助学生提高解决问题的效率，培养学习的能力，更好地理解课程内容。如图1所示，该图为学生利用计算机模式所绘相平衡内容的思维导图（其中两组分相图没有完全展开）。图2以两组分相图中液态完全互溶双液系为例，绘制了此小节的思维导图。

将思维导图应用于物理化学的教学过程中，能够充分调动学生的兴趣和积极性，使学生在学习过程中查漏补缺，形成良好的逻辑思维习惯和学习模式。同时，学生在利用思维导图自主学习的过程中，也会加深对所学内容的理解，建立所学课程知识体系的框架，便于学生前后联系，融会贯通，灵活应用所学知识。

参考文献：

[1]天津大学物理化学教研室.物理化学[M]第五版.北京：高等教育出版社，2009.

[2][英]东尼·博赞.思维导图——大脑使用说明书[M].北京：外语教学与研究出版社，2005.

[3]博赞.思维导图使用手册[M].丁大刚，张斌，译.北京：化学工业出版社，2011.

[4]陈博，陈凯，薛蒙伟，宋怡.思维导图应用于大学有机化学学习[J].大学化学，2009，24（2）：66-70.

Application of Mind Map in the Teaching Process of Phase Equilibrium

HUANG Hai-yan，MENG Qing-min，YU Ying

（College of Science，Chinese University of Petroleum （Beijing），Beijing 102249，China）

Abstract：Mind map with clear，hierarchical folder structure can highlight major points，and it is suitable for active learning and classroom teaching. Students will be guided to acquire more knowledge of the phase equilibrium by using mind map and the methods of analysis，classification and summary. The mind map is introduced into the physical chemistry teaching about phase equilibrium in order to improve the learning interest and effect of physical chemistry.

Key words：physical chemistry；phase equilibrium；mind map；teaching process