思维导图在工程材料与成型技术基础教学中的实践探索
张建军+蔡晓君+张九菊+郭炜
[摘 要]思维导图以直观形象的表达方式呈现思考的过程及知识间的关联。通过分析工程材料与成型技术基础课程的教学内容、教学特点，结合教师教、学生记、学生学以及复习等教学环节，探讨思维导图在工程材料与成型技术基础教学中的应用，提出高校工程材料与成型技术基础教学可以把思维导图作为教学推广工具，最终指出思维导图能有效提高材料教学质量，提高学生的学习能力。
[关键词]思维导图；工程材料与成型技术基础；笔记；复习
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）07-0159-02
一、引言
思维导图（Mind mapping）是英国著名心理学家、教育家东尼·博赞于19世纪60年代发明的一种革命性的思维工具。它能够帮助人们学习、组织和储存人们想要的所有信息，它通过对信息自然分类，使人们能够迅速得到其想要的一切。思维导图被称为一种创造性的和有效的记笔记的方法[1] [2] [3]，其由发明至今，在各个领域得到了广泛的应用。许多研究者积极地将思维导图应用到教学过程中，并对其进行了有益的探索和实践。本文就思维导图在工程材料与成型技术基础课程教学中的应用实践作一简单探讨。
二、工程材料与成型技术基础课程特点
工程材料与成型技术基础是机类及非机类各专业必修的技术基础课，也是培养复合型人才的重要工程技术入门课程。该课程教学内容包括机械工程材料（含金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料）基本理论、材料力学性能、热处理、材料液态成型、材料固态成型、材料连接技术等内容，教学内容多而繁杂，课程教学中概念术语很多，实践性又很强，对于学习机类及非机类相关专业的学生来说，学习该课程压力不容忽视。
三、工程材料与成型技术基础课程教学特点
由于我国的大学生基本没有工程实践经验，即使学生在学习工程材料与成型技术基础课程前进行了相关的工程训练培训，但由于学时问题，学生学到的工程实践知识相对粗浅，理论深度普遍不足。在进行工程材料与成型技术基础课程学习时，初期的学习兴趣很难长期保持。随着学习的深入，陌生的概念、理论越来越多，而对此还要进行很好的理解和记忆，否则深入的学习就进行不下去，甚至一些理论还不能借助自身常识来理解。出现上述情况后，学生的学习兴趣会迅速下降，甚至有些学生认为该课程比大家普遍认为难学的机原、机设、力学还要难，学生学习自信心下滑，学习效果开始大打折扣。一旦遇到上述问题，教师既要想办法激发学生的学习兴趣，又要兼顾学生的学习效果，教学进度不可避免的受到影响，教学矛盾显而易见。
四、思维导图在教师教学中的指导作用
教授工程材料与成型技术基础的教师在引导学生进行课程学习时，经常有一种无力感。教师自认为很简单的问题学生往往理解不了，需要记忆的知识学生也记不了，归结起来这是由该课程的特点决定的。因为要理解记忆的东西多，学生觉得乱、没规律，所以记不住。思维导图的特点之一就是人们可以借助一些线条、图形、颜色、词汇、符号等元素把自己的想法画出来[4] [5]，而教师在教学中的想法就是教师的授课思路。作为教师，在授课过程中若能清晰地向学生传达自己的授课思路及授课重点，这对学生理解记忆所学知识的帮助是巨大的。由于图形比文字更便于记忆，相对于传统的文字标题，思维导图恰好能帮助教师实现向学生清楚传达教学思维的意图。以“常用工程材料”一章为例，学生首先要了解的是常用工程材料的种类，其次要重点掌握常用金属材料的种类、应用及热处理特点等知识。依据图1所示思维导图，学生可以很清楚地了解教师的授课思路及授课重点。
五、思维导图对学生学习的指导作用
（一）思维导图对学生听课记笔记的帮助
传统做笔记的标准方法是用句子、短语、列表和画线，或者用一些数字记录相关知识点。[6]随着课容量的增加，传统的笔记记录方法弊端也逐渐显现出来：一是速度慢，若想记录详细些，有可能跟不上教师的讲课节奏，遗漏相关知识点；二是记录的知识系统性不强，不便于记忆。将传统记录与思维导图有机结合，既能提高记录速度，又能将知识系统化。以“金属材料的力学性能”一节为例，利用教师讲课前的一两分钟迅速翻看所要讲授内容的章节目录，并将教师授课的内容用思维导图清晰展现出来，如图2所示，这样授课脉络既一目了然，又方便记忆。
如何做到思维导图与传统记录的有机结合呢？以“硬度”中的“布氏硬度HB”为例，听课过程中，教师讲到布氏硬度的一个知识点，就在 “HB”后面添加一项，如“原理”、“应用范围”等，从而边听边画出图3所示的思维导图，形成关于“HB”的知识脉络。若时间允许，就在现有思维导图的基础上做常规注解，注解内容力求简单明了，自己能理解即可。如“原理”后可简注“面积”二字，含义是“布氏硬度的测量原理是依据压痕面积测量材料硬度的，压痕大，硬度值小，材料软”。这样既能提高记录速度，又不会遗漏知识点，能做到对课堂讲授知识的细致把握。
（二）思维导图对学生理解记忆的帮助
思维导图给人的印象是简单明了，脉络清晰，印象深刻，方便记忆。在学习过程中，通过自己手绘思维导图，在对知识进行系统化细致梳理的同时，能帮助学生迅速发现未理解、掌握的知识点，便于学生有针对性地进行复习，提高学习效率。
（三）思维导图对提高学生学习兴趣的帮助
除了能帮助学生理解记忆所学知识，思维导图还能帮助学生发挥学习中的创造性，提高学生学习兴趣。以“相图”学习为例，初识相图，教师都会向学生介绍一下相图的来历，相图测定有多种方法，而课上教师通常只重点讲解如何借助热分析法及金相硬度测定来绘制相图，其他相图测定方法只是提个名字而已，根本没时间讲解。学生若对相图测定感兴趣，在听课并绘制思维导图时就可以简单记录相图测定方法，待课余时间通过查找资料来深入自学。这样既能拓宽知识面，又可了解当今相图测定的发展现况。
（四）思维导图对提高学生考试复习的帮助
思维导图能够形象地展现人的大脑的发散性思维，这对学生复习梳理知识是相当有用的。工程材料与成型技术基础这门课程的最终落脚点就是让人们了解材料，达到对材料性能的综合运用，所以围绕材料的性能，通过发散性思维，可以把整本书所学知识串联起来，形成一个系统的知识网。
图4所示为围绕“材料性能”进行的一个简单思维发散脉络。通过课程学习，学生知道“组织结构”决定材料性能，“工艺”能改变材料性能。材料的“化学成分”从根本上决定材料的“组织结构”，材料“结晶”过程影响材料的“组织结构”，材料的“工艺”包括“热处理、铸造、锻压、焊接”等，通过知识的层层展开，就可形成一个关于该课程的整体知识体系框架，从而达到对课程全局的把握，再结合实际进行专题训练，很容易形成一个关于选材、加工、使用的综合思维方法。
六、关于思维导图在教学应用中的成果及后期思考
随着思维导图在材料教学中的推广使用，研究对比发现，采用思维导图后，学生对知识的系统把握方面有明显提高，典型案例就是在考试中关于选材及工艺分析运用方面，学生的得分率大幅度提高，记忆性考察题目的满分率也有所提高。由此可见，思维导图是一个功能强大的教学帮手。针对思维导图，除前述来自教学中得到的一些粗浅认识外，它的巨大应用尚需大家继续实践探讨。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 东尼.博赞著，张鼎坤、徐克茹译.思维导图大脑使用说明书[M].北京：外语教学与研究出版社，2005：3-10.
[2] 杨淑莲.概念图在促进非良构领域知识结构化中的应用[J].中国电化教育，2004（8）：45-48.
[3] 陈云辉，谢百治，赵丽.思维导图与学生创新思维能力的培养[J].中国医学教育技术，2006（2）：10-12.
[4] 东尼.博赞著，叶刚译.思维导图[M].北京：中信出版社，2009：34.
[5] 张晓华.浅析思维导图在学习中的应用[J].福建电脑，2007（7）：194-198.
[6] 张敏，杨凤梅，朱晓红.利用思维导图提高学生学习效率的探索[J].中国医学教育技术，2010（4）：340-341.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]思维导图以直观形象的表达方式呈现思考的过程及知识间的关联。通过分析工程材料与成型技术基础课程的教学内容、教学特点，结合教师教、学生记、学生学以及复习等教学环节，探讨思维导图在工程材料与成型技术基础教学中的应用，提出高校工程材料与成型技术基础教学可以把思维导图作为教学推广工具，最终指出思维导图能有效提高材料教学质量，提高学生的学习能力。
[关键词]思维导图；工程材料与成型技术基础；笔记；复习
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）07-0159-02
一、引言
思维导图（Mind mapping）是英国著名心理学家、教育家东尼·博赞于19世纪60年代发明的一种革命性的思维工具。它能够帮助人们学习、组织和储存人们想要的所有信息，它通过对信息自然分类，使人们能够迅速得到其想要的一切。思维导图被称为一种创造性的和有效的记笔记的方法[1] [2] [3]，其由发明至今，在各个领域得到了广泛的应用。许多研究者积极地将思维导图应用到教学过程中，并对其进行了有益的探索和实践。本文就思维导图在工程材料与成型技术基础课程教学中的应用实践作一简单探讨。
二、工程材料与成型技术基础课程特点
工程材料与成型技术基础是机类及非机类各专业必修的技术基础课，也是培养复合型人才的重要工程技术入门课程。该课程教学内容包括机械工程材料（含金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料）基本理论、材料力学性能、热处理、材料液态成型、材料固态成型、材料连接技术等内容，教学内容多而繁杂，课程教学中概念术语很多，实践性又很强，对于学习机类及非机类相关专业的学生来说，学习该课程压力不容忽视。
三、工程材料与成型技术基础课程教学特点
由于我国的大学生基本没有工程实践经验，即使学生在学习工程材料与成型技术基础课程前进行了相关的工程训练培训，但由于学时问题，学生学到的工程实践知识相对粗浅，理论深度普遍不足。在进行工程材料与成型技术基础课程学习时，初期的学习兴趣很难长期保持。随着学习的深入，陌生的概念、理论越来越多，而对此还要进行很好的理解和记忆，否则深入的学习就进行不下去，甚至一些理论还不能借助自身常识来理解。出现上述情况后，学生的学习兴趣会迅速下降，甚至有些学生认为该课程比大家普遍认为难学的机原、机设、力学还要难，学生学习自信心下滑，学习效果开始大打折扣。一旦遇到上述问题，教师既要想办法激发学生的学习兴趣，又要兼顾学生的学习效果，教学进度不可避免的受到影响，教学矛盾显而易见。
四、思维导图在教师教学中的指导作用
教授工程材料与成型技术基础的教师在引导学生进行课程学习时，经常有一种无力感。教师自认为很简单的问题学生往往理解不了，需要记忆的知识学生也记不了，归结起来这是由该课程的特点决定的。因为要理解记忆的东西多，学生觉得乱、没规律，所以记不住。思维导图的特点之一就是人们可以借助一些线条、图形、颜色、词汇、符号等元素把自己的想法画出来[4] [5]，而教师在教学中的想法就是教师的授课思路。作为教师，在授课过程中若能清晰地向学生传达自己的授课思路及授课重点，这对学生理解记忆所学知识的帮助是巨大的。由于图形比文字更便于记忆，相对于传统的文字标题，思维导图恰好能帮助教师实现向学生清楚传达教学思维的意图。以“常用工程材料”一章为例，学生首先要了解的是常用工程材料的种类，其次要重点掌握常用金属材料的种类、应用及热处理特点等知识。依据图1所示思维导图，学生可以很清楚地了解教师的授课思路及授课重点。
五、思维导图对学生学习的指导作用
（一）思维导图对学生听课记笔记的帮助
传统做笔记的标准方法是用句子、短语、列表和画线，或者用一些数字记录相关知识点。[6]随着课容量的增加，传统的笔记记录方法弊端也逐渐显现出来：一是速度慢，若想记录详细些，有可能跟不上教师的讲课节奏，遗漏相关知识点；二是记录的知识系统性不强，不便于记忆。将传统记录与思维导图有机结合，既能提高记录速度，又能将知识系统化。以“金属材料的力学性能”一节为例，利用教师讲课前的一两分钟迅速翻看所要讲授内容的章节目录，并将教师授课的内容用思维导图清晰展现出来，如图2所示，这样授课脉络既一目了然，又方便记忆。
如何做到思维导图与传统记录的有机结合呢？以“硬度”中的“布氏硬度HB”为例，听课过程中，教师讲到布氏硬度的一个知识点，就在 “HB”后面添加一项，如“原理”、“应用范围”等，从而边听边画出图3所示的思维导图，形成关于“HB”的知识脉络。若时间允许，就在现有思维导图的基础上做常规注解，注解内容力求简单明了，自己能理解即可。如“原理”后可简注“面积”二字，含义是“布氏硬度的测量原理是依据压痕面积测量材料硬度的，压痕大，硬度值小，材料软”。这样既能提高记录速度，又不会遗漏知识点，能做到对课堂讲授知识的细致把握。
（二）思维导图对学生理解记忆的帮助
思维导图给人的印象是简单明了，脉络清晰，印象深刻，方便记忆。在学习过程中，通过自己手绘思维导图，在对知识进行系统化细致梳理的同时，能帮助学生迅速发现未理解、掌握的知识点，便于学生有针对性地进行复习，提高学习效率。
（三）思维导图对提高学生学习兴趣的帮助
除了能帮助学生理解记忆所学知识，思维导图还能帮助学生发挥学习中的创造性，提高学生学习兴趣。以“相图”学习为例，初识相图，教师都会向学生介绍一下相图的来历，相图测定有多种方法，而课上教师通常只重点讲解如何借助热分析法及金相硬度测定来绘制相图，其他相图测定方法只是提个名字而已，根本没时间讲解。学生若对相图测定感兴趣，在听课并绘制思维导图时就可以简单记录相图测定方法，待课余时间通过查找资料来深入自学。这样既能拓宽知识面，又可了解当今相图测定的发展现况。
（四）思维导图对提高学生考试复习的帮助
思维导图能够形象地展现人的大脑的发散性思维，这对学生复习梳理知识是相当有用的。工程材料与成型技术基础这门课程的最终落脚点就是让人们了解材料，达到对材料性能的综合运用，所以围绕材料的性能，通过发散性思维，可以把整本书所学知识串联起来，形成一个系统的知识网。
图4所示为围绕“材料性能”进行的一个简单思维发散脉络。通过课程学习，学生知道“组织结构”决定材料性能，“工艺”能改变材料性能。材料的“化学成分”从根本上决定材料的“组织结构”，材料“结晶”过程影响材料的“组织结构”，材料的“工艺”包括“热处理、铸造、锻压、焊接”等，通过知识的层层展开，就可形成一个关于该课程的整体知识体系框架，从而达到对课程全局的把握，再结合实际进行专题训练，很容易形成一个关于选材、加工、使用的综合思维方法。
六、关于思维导图在教学应用中的成果及后期思考
随着思维导图在材料教学中的推广使用，研究对比发现，采用思维导图后，学生对知识的系统把握方面有明显提高，典型案例就是在考试中关于选材及工艺分析运用方面，学生的得分率大幅度提高，记忆性考察题目的满分率也有所提高。由此可见，思维导图是一个功能强大的教学帮手。针对思维导图，除前述来自教学中得到的一些粗浅认识外，它的巨大应用尚需大家继续实践探讨。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 东尼.博赞著，张鼎坤、徐克茹译.思维导图大脑使用说明书[M].北京：外语教学与研究出版社，2005：3-10.
[2] 杨淑莲.概念图在促进非良构领域知识结构化中的应用[J].中国电化教育，2004（8）：45-48.
[3] 陈云辉，谢百治，赵丽.思维导图与学生创新思维能力的培养[J].中国医学教育技术，2006（2）：10-12.
[4] 东尼.博赞著，叶刚译.思维导图[M].北京：中信出版社，2009：34.
[5] 张晓华.浅析思维导图在学习中的应用[J].福建电脑，2007（7）：194-198.
[6] 张敏，杨凤梅，朱晓红.利用思维导图提高学生学习效率的探索[J].中国医学教育技术，2010（4）：340-341.
[责任编辑：陈 明]
