创建思维导图在教师备课中的应用

李建莉

摘要：在教学中，追求最佳教学效果一直是教师孜孜不倦的追求，固然有學情的原因，但是有效备课是实现高效课堂的前提和保障。如何提高教师备课效率也是对教师的基本要求，如何避免备课过程中的随意性、盲目性、片面性？本文中将以《常用机构与零件设计》课程中的知识点“圆轴扭转分析”为例介绍利用思维导图在教师备课过程中的应用。

关键词：思维导图;备课;圆轴扭转分析

思维导图是由英国人托尼·博赞发明的，由标有关键词的中心图和分支构成（类似于树状结构图），以发散的图形和其上的关键词或图标来表达思维过程和结果，是一种高效的图式思维工具。研究发现，创建思维导图，能有助于进一步弄清“教什么”、“为什么教”、“怎么教”等问题，是实现有效备课的一条有效途径。作者将以《常用机构与零件设计》中的“圆轴扭转强度”为例，谈一谈如何创建思维导图，实现有效备课。

一、阅读教材内容，理清知识结构，创建思维导图

教材作为教师、学生实现教学目标的重要载体，也是教师在备课过程中的重要资源。备课时要深入钻研教材、在反复阅读、全面领悟基础上，对教材进行整体把握，使教学内容形成结构清晰、层次分明的体系，弄清任务之间的知识脉络，发掘内在联系、不同之处。首先，通读教材理清主干知识。《圆轴扭转强度》任务中旨在解决在工程实际中圆轴扭转变形的扭矩大小计算方法、危险截面判断、扭转强度和刚度校核的问题。归纳起来，涵盖扭矩计算、扭矩图绘制、强度和刚度的校核四大问题。其次，精读教材理清知识点间的关系。弄清在教材过程中编者如何传递内容概念、规律、特点，使得知识点之间如何形成递进关系，形成由简到繁的过程。

本任务中教材以传动轴为载体，引入圆轴扭转过程中受力特点，进而分析变形特点，总结了圆轴扭转变形概念。探究了扭矩计算方法，在计算过程中引入了外力偶矩的定义、关于力偶矩的计算方法在前面任务中进行详细的介绍，但在本任务中计算方法有别于前面的方法，不同的原因在于给定物理参量不同，从物理参量定义、单位、物理意义介绍了外力偶矩计算方法，而扭矩数值等于某段中所有外力偶矩代数和，方向依据右手螺旋法则。基于扭矩的计算结果画出扭矩图确定危险截面。最后以实心、空心圆轴为案例，导入横截面扭矩、极惯性矩、抗扭截面模量物理参量，归纳了圆轴扭转强度校核;引入切变模量的物理量完成扭转角的刚度校核。通过知识层次递进、环环相扣理清知识点结构。然后，反复阅读教材中的旁引、任务实施、拓展知识，领悟教材蕴含的内容，在本任务教材处理时以任务为载体，计算方法为过程，校核为能力编排教材知识脉络，思维导图如图1所示。在教学过程中，应用直角坐标系截面法、微元法等数学思想，以及电学中右手螺旋法则物理思想，由此可见本课程作为机械类专业基础课涵盖思想基于数学、物理基础课内容。

二、研读课程标准、研究学情、创建思维导图

课程标准是进行备课的依据，是对学习结果的基本要求。课程标准对《圆轴扭转分析》提出了三个教学目标：知识目标、能力目标、态度目标三个维度。知识与能力目标分为三个层次：理解、掌握、运用。理解要求学生能运用所学知识进行分析、比较、归纳、总结，对知识的内在联系和外部条件有一个完整的区分度，如轴扭转的受力特点达到这一要求。掌握是指将所学知识点进行综合分析和推理，能内化知识形成过程中的基本思想和基本方法。如本任务中力偶矩、扭矩的计算;扭矩图的绘制;轴扭转时的强度和刚度的计算属于这一要求。运用是对知识点理解和掌握基础上，形成分析问题、解决问题实际能力。如能够利用轴扭转的强度和刚度条件解决工程实际问题。态度目标不完全等同于思想教育目标，与知识目标、能力目标并不是孤立的递进关系，是学习过程中培养一种职业精神。在学习圆轴扭转分析过程中形成情感态度价值观将影响到学生以后职业生涯。

为了实现教学目标不得不考虑学生的学情，本课程开设时间是大一第2学期，学生已经在大学度过1个学期，已经基本适应大学生活、以及大学讲课和中学时代不同，但是在上课中不难发现学生基础非常薄弱，而本节任务中运用到大量物理学知识，如右手螺旋法则在物理学领域运用在判断电流方向，在本学科中主要判断扭矩方向，那么在讲解中区分新旧知识之间的联系，结合学生的认知规律，寻求学生的最近发展区。在进行扭矩计算时运用方法和思维方式可以和先前课程轴力计算进行类比学习，通过比较轴力和扭矩的计算方法加深对扭矩分析理解。

基于课程标准和学情双重分析，创建思维导图：以教学目标为主题，以知识、能力、态度目标为次主题，再以不同的能级要求为次级主题的子主题，然后将各知识点附在其后。选择关联工具，将不同目标的相同知识点串起来，如图2所示。知识点的教学目标变得可视化、显性化，利于代课老师之间的交流，为教师集体备课提供一种思路。

三、基于思维导图优化教学语言

教学语言是教师传递教学信息重要来源，教师语言设计的如何直接决定本节课教学效果，在备课中教师可以基于已创建思维导图设计自己语言，一般包括：导课语、设问语、过渡语、讲解语、总结语。如本节课可以运用动画演示圆轴扭转作为导课方式，旨在启发学生求知、探究。借此提出问题：圆轴扭转过程中具有怎样受力特点规律？学生思维受到启发，带着问题进行听课，教师利用讲解语进行知识点综合性讲解，在讲解过程中对于每个知识点的连贯运用过渡语进行自然过渡，在讲解完成后设计好总结语对本节课进行画龙点睛。教师还要注意设计自己的教态语言，使之成为传递教学语言的一种有效的辅助力量。

四、结论

“工欲善其事，必先利其器”。教师备课，如同程序员编写脚本代码，事前功夫的优劣，直接决定着具体操作中的成败。教学怎么改革最终目的，都需要教师传递知识有效性，建立高效课堂。备课作为教师重要环节不容忽视。课堂需要教师临场发挥能力，但同样需要有效的预设。所以，教师要重视修炼备课这一教学基本功，关于备课的方法与技巧，每个教师都会有不同心得体会，不应千篇一律，无论以呈现教案形式或者教材自身作为教案，都是备课方式，本文中提供以思维导图来进行有效备课为教师提供一种借鉴和思路，努力提升备课的境界。

参考文献：

[1]高志群.对工作过程的认识[J].职教论坛，2007（07）.

[2]陈解放.基于中国国情的工学结合人才培养模式实施路径选择[J].中国高教研究，2007（08）.

[3]华东云.基于核心素养的职校数学教学设计研究[J].黑龙江教育（理论与实践），2018（12）.