思维导图在非专业课教学中的应用效果评估

［摘 要］ 非专业课在大学课程教学中常常缺乏方法创新，导致授课效果不理想。以机械设计制造及自动化专业的非专业课“工程化学”为研究对象，将思维导图引入课程教学中，通过两个班级的学习效果对比，重点评估了思维导图在非专业课教学中的应用效果。研究表明，思维导图的应用可以有效提升班级中段学生的课程学习效果。经思维导图引导学习后的学生，在知识的理解能力上提升最为突出。思维导图的应用还可以有效延长课程知识在学生头脑中的记忆时效，增强学生对知识掌握的牢固程度。

［关键词］ 非专业课；思维导图；工程化学

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）31-0065-04 ［收稿日期］ 2023-06-29

引言

非专业课，一般指大学课程中那些与本专业不直接相关，但在实际领域又与本专业存在密切联系的课程。随着当今社会在各个领域的快速发展，不同学科之间的交叉融合成为改革创新的突破点，交叉领域人才的培养也是高校发展的重要目标之一。在这样的背景下，非专业课程的建设与发展也成为高校改革创新的重要内容。但现实中大学非专业课程的发展速度相较于专业课往往较为缓慢，其中重要原因在于高校教师在非专业课的教学中缺乏方法引导与改革创新，使学生在纷繁复杂的知识堆叠中丧失学习的动力与方向。因此，从课程教学角度上说，如何改进非专业课的教学方法，提高学生对知识的接收效率，是提高课程教学效果、促进非专业课程发展的重要环节。

思维导图是在20世纪60年代由东尼·博赞（Tony Buzan）首先提出的一种笔记方式，能将离散的知识信息直观地转化为结构紧密、逻辑性强的图示形式，使人能更加清晰地理解知识之间的内在联系而不局限在冗长的文字信息中，因此在现代教学环节中得到不断的应用和快速发展，并成为大学教育中一种实用高效的思维工具［1-2］。思维导图在课程教学中的优势主要体现在：提高课堂教学效率、遏制教学精力浪费，确保教学活动内在效能最优最大；整合零散知识，利用关联的结构提高知识在记忆中的“寿命”；利用可视化的图像激发学生想象力和创造力；借助逻辑联系减轻学生学习负担，提升主动学习兴趣及能力；活跃教学气氛，促进师生间沟通交流［3］。因此，思维导图的应用有助于提高教学质量、提升学生思维。基于思维导图的课程设计及应用，在非专业课程教学改革中可以发挥重要的作用。

本文主要研究思维导图在非专业课教学中的应用效果，研究对象为机械设计制造及自动化专业的全日制大学本科学生。在本校该专业的培养计划中，“工程化学”属于非专业课，主要教学目的是使非化学专业学生能够在一定程度上具备必需的近代化学基本理论、知识和技能，并了解这些理论在实际工程中的应用，以便掌握更完整的知识体系来适应专业交叉高速发展的社会要求。基于这一教学目的，对该专业学生进行“工程化学”课程讲授时需要较强的逻辑来连接分散的化学知识体系脉络，将一些抽象难懂的理论进行具体化并形成知识网络。因此，本研究将思维导图引入“工程化学”课程的教学中，分析思维导图在非专业课程教学中的应用效果，并对比该专业两个班级的课程学习情况，通过期末的试卷分析以及一年后回访考核来综合评估思维导图在“工程化学”这门非专业课中的应用效果。

一、思维导图在“工程化学”课程中的应用

思维导图在课程教学过程中可以用来归纳整理教学设计思路、设计教学过程环节，起到合理分配各个环节所需时间的作用［4］。在“工程化学”课程的备课中，利用思维导图能展现思维过程、梳理章节构架，帮助学生全面地了解该课程的知识层面结构，并促进章节之间联系的记忆与理解。无论对课程整体章节知识内容的联系把控，还是每个章节内部的知识逻辑串联，思维导图都可以起到明显的促进作用。

为了评价学生的课程学习效果，采用期末试卷分析以及一年后回访考核来分析学生对于“工程化学”课程知识的掌握情况。期末试卷分析主要从总评、认知分类（包含记忆、理解、综合分析）、题型分类（填空、简答、判断、选择、计算、设计）以及章节分类（1～7章）几个方面的得分来综合评价课程学习效果。一年后的回访考核同样以试卷的形式，主要从认知分类角度的得分来评价学生对于知识掌握的牢固程度。为了能更好地说明思维导图在教学过程中的作用，研究对比分析了两个班级的学习情况。两个班分别为机械设计制造及其自动化专业不同年份的两个本科班级A班（2018级）和B班（2019级）（均在大三时授课）。针对A班采用普通授课的方式，针对B班则通过思维导图引导的方式改进课程教学。两个班的期末试卷尽管题目并不相同，但题型及难度分布基本一致。针对两个班一年后回访考核内容则完全一致，均通过选择题的形式进行考核。

二、课程学习效果评价分析

（一）期末试卷分析

从两个班的期末试卷成绩对比（见图1a）可以看到，经过思维导图引导学习后的B班，其期末试卷平均得分高出普通授课学习的A班6分，说明思维导图对于学生掌握课程内容具有积极作用。从不同分值段的人数比例（见图1b）可以看到，思维导图对于成绩的影响主要体现在中高分值段学生。其中，90分以上高分段学生占比明显增加，而70—90分值段学生比例有所下降，这说明一部分相对“普通”的学生，经过思维导图引导学习后，可以变得更为“优秀”，即学习效果可以得到进一步提升。这种提升主要来自方法改进后对学生自身的激发作用：一方面这部分学生往往有一定主观学习意识，另一方面由于思维导图对知识体系的梳理作用使这些学生拥有了更好的知识获取方法以及学习过程体验，因而在成绩上会得到一个明显的提升，起到一定“拔尖”的效果。由于大多数情况下班级里中段学生占比更高，因此思维导图的引入及应用对于提升非专业课程的整体教学效果会有明显作用。值得说明的是，对于部分成绩相对较差的学生，思维导图的作用效果并不明显。这可能由于这部分学生的主观学习意识不强，因而思维导图在方法上的优化无法转化为他们在成绩上的提升。这从另一个角度也说明思维导图对学习的作用可能更多体现在“促进”而非“转变”。

根据试卷在认知、题型和章节的不同分类可进一步剖析思维导图对学生学习效果的作用。按认知分类分析试卷结果（见图2a）可以看到，思维导图对学生记忆、理解及分析均有提升作用，并且在理解类题目上提升最为明显。这主要得益于思维导图直观清晰的逻辑结构，将分散扁平的课程知识变得体系与立体，使原来琐碎的知识点能够在思维中有效整合，因此对理解知识能够有最为显著的帮助。从不同题型得分率来看（见图2b），经思维导图引导学习的学生（B班）在选择题、简答题以及设计题上得分提升较为明显。这些题目相对较“活”，更多考查学生的综合理解能力。因此这也进一步验证了思维导图在提高学生课程理解水平上的积极作用。从不同章节的得分状况可以看到（见图2c），经思维导图引导学习的学生，在每一个章节的学习效果上都有提升，尤其在第一章《化学反应基本原理》、第四章《物质结构基础》、第六章《化学与能源》和第七章《化学与环境》中的分值提升明显。其中，第一、四两章节的内容相对较为抽象，涉及较多原理性的知识。在过往教学中，这些常常是学生较难理解的章节。思维导图的组织与引导能使这些知识有了较为清晰的脉络，学生在记忆及理解上均得到了有效提高。第六、七两章节较多考查了知识在工程应用中的情况，需要对前面所学的理论知识有一定的认知与理解深度。因此，这部分章节的分值提升也说明思维导图提高了学生对知识的整体把握程度，并且一定程度上提高了他们对知识的掌握深度。

（二）回访考核分析

为了进一步考查思维导图对学生掌握知识牢固程度的影响，在学生学习完课程一年之后进行了一个回访的考核，并对回访测试的成绩进行了分析。从回访的测试成绩分析（见图3a）可以看到，受过思维导图引导学习的班级（B班）获得了明显更高的分值，这说明思维导图有助于延长课程知识在学生头脑中的“寿命”。由于考核属于回访性质，因此测试试卷均采用选择题的形式，并且较多地考查了记忆类的题目（40分），而理解类的题目（30分）和分析类的题目（20分）所占比例较小。从回访测试卷的分值分布（见图3b）也可以看出，思维导图在延长记忆时效上有较为明显的作用，记忆类题目的分值提升最为明显。对于机械设计制造及其自动化的学生来说，许多化学知识可能会因为不常使用而容易淡忘，因此思维导图的利用，有助于加强知识掌握的牢固程度，避免知识遗忘。对于非专业课的学习来说，可以显著提高学习效率。

结语

本研究针对机械设计制造及自动化专业的非专业课“工程化学”，将思维导图引入课程教学中。通过两个班级的学习效果对比，重点评估了思维导图在非专业课教学中的应用效果。主要结论如下：思维导图的应用可以有效提升班级学生的课程学习效果，并且这种提升在中游学生身上表现得更为明显。经思维导图引导学习后的学生，在对知识的理解能力上提升最为突出。思维导图也有助于提高学生对知识的记忆水平。思维导图的应用有助于延长课程知识在学生头脑中的记忆时效，增强学生对知识掌握的牢固程度，显著提高非专业课的学习效率。

参考文献

［1］吴圣姬，马青兰.环境工程专业课程教学方法创新与应用：以“思维导图”为例［J］.中国大学教学，2018（8）：41-45.

［2］杨云霞，郭英娃，徐敏，等.思维导图在结构化学课程教学中的应用与探索［J］.化学教育（中英文），2022，43（10）：46-51.

［3］闫守轩.思维导图：优化课堂教学的新路径［J］.教育科学，2016，32（3）：24-28.

［4］雷晓辉，柴蓓蓓，龙岩，等.OBE理念下思维导图法在教学中的应用实践研究［J］.高教学刊，2021，7（29）：88-91.

Evaluation on the Application of Mind Map in Non-Specialized Course Teaching： Taking the Engineering Chemistry Course as an Example

Abstract： The lack of innovation on teaching method is an important reason for poor teaching effect. The paper introduced the mind map and evaluate its application effect in the teaching of Engineering Chemistry course — a non-specialized course for the major of Mechanical Design， Mechanical Manufacturing and Automation. Results showed that the application of the mind map can improve the learning effect of those intermediate-level students. After learning by the mind map， the students showed the promotion mostly on comprehensive ability. Meanwhile， application of the mind map also prolongs the memory of course contents， strengthening the acquisition of the knowledge.

Key words： non-specialized course; mind map; engineering chemistry