思維導(dǎo)圖在電機(jī)學(xué)課程中的應(yīng)用先

董霞

摘? 要 為了使教師能夠更有效地組織教學(xué)內(nèi)容，實施教學(xué)過程，評價教學(xué)效果，同時為了使學(xué)生增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心，提高學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)潛能，分析思維導(dǎo)圖在電機(jī)學(xué)課程中的應(yīng)用與實踐，證明該方法對于增強(qiáng)教學(xué)效果，指導(dǎo)學(xué)生從整體上建立該課程的知識結(jié)構(gòu)體系起到積極作用。

關(guān)鍵詞 思維導(dǎo)圖;電機(jī)學(xué);知識結(jié)構(gòu)

中圖分類號：G642.3? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）18-0088-03

1 引言

20世紀(jì)60年代，英國教育學(xué)家Tony Buzan發(fā)明了一種多用途的可視化工具——思維導(dǎo)圖（Mind Map）[1]。它采用關(guān)鍵詞、圖像、顏色、符號、線條，從中心主題發(fā)起，向四周發(fā)射多個主題、子主題而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，主題上的關(guān)鍵詞或圖像承載著特定的記憶。思維導(dǎo)圖充分運(yùn)用左右腦的機(jī)能，實現(xiàn)抽象知識的圖形化、思維過程的可視化、零散知識的結(jié)構(gòu)化[2]。

電機(jī)學(xué)是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門核心課程，既具有較強(qiáng)的理論性，又有一定的工程性，涉及面較廣，綜合了電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)和機(jī)械學(xué)等多個學(xué)科知識，因此是一門難教、難學(xué)的課程。電機(jī)學(xué)課程具有較強(qiáng)的理論性和實踐性[3]，以各種電機(jī)（變壓器、直流電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、同步電機(jī)、控制電機(jī)）為研究對象，分析其工作原理和運(yùn)行特性，其中不但涉及電壓、電流隨時間的變化，而且涉及磁動勢和磁場在空間的分布和變化;不但涉及繞組間的電磁耦合關(guān)系和機(jī)電關(guān)系，而且涉及轉(zhuǎn)子與原動機(jī)或機(jī)械負(fù)載之間的動力學(xué)關(guān)系。這種需要進(jìn)行時空轉(zhuǎn)換、多學(xué)科交叉的特點，使得本課程難教、難學(xué)。

為了解決這一難題，筆者將思維導(dǎo)圖法應(yīng)用到電機(jī)學(xué)課程的教學(xué)中。通過實踐，此方法提高了教學(xué)質(zhì)量和效率，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，提高了學(xué)生的記憶力和創(chuàng)造性思維能力，改善了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。

2 思維導(dǎo)圖在電機(jī)學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用

首先，思維導(dǎo)圖可以輔助教學(xué)，幫助教師和學(xué)生梳理課程的主要內(nèi)容和重點[4]。教學(xué)中最重要的環(huán)節(jié)就是課堂授課。能夠準(zhǔn)確而簡練地把握課程內(nèi)容，突出重點，是一名優(yōu)秀教師必須具備的職業(yè)素質(zhì)，更是學(xué)生進(jìn)行有效學(xué)習(xí)的關(guān)鍵所在。授課時利用思維導(dǎo)圖，能夠迅速準(zhǔn)確地找到課程的重點，形象化地展示教學(xué)內(nèi)容，從而提高授課質(zhì)量，同時有效地引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)方向，確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，提高學(xué)習(xí)效率。

如在電機(jī)學(xué)課程的第一堂課教學(xué)中，用圖1所示思維導(dǎo)圖展示課程的主要內(nèi)容和重點，即主要學(xué)習(xí)變壓器、直流電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)和同步電機(jī)等四種經(jīng)典電機(jī)，每種電機(jī)都涉及其結(jié)構(gòu)、原理、性能和應(yīng)用分析。通過思維導(dǎo)圖，學(xué)生一目了然，明確了本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)重點，從整體上把握了本課程的知識框架。

其次，思維導(dǎo)圖可以幫助學(xué)生進(jìn)行階段性復(fù)習(xí)[5]，對之前學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)與歸納，便于學(xué)生將頭腦中零散的知識碎片整體化，從而形成良好的知識體系或框架。通過思維導(dǎo)圖，學(xué)生能夠更深刻地理解所學(xué)的知識，更清晰地理解各知識點或概念之間的關(guān)系，全面地把握整個知識領(lǐng)域。因此，思維導(dǎo)圖能夠使學(xué)生對所學(xué)知識達(dá)到應(yīng)有的理解的廣度、深度和跨度。

圖2是學(xué)生在學(xué)習(xí)完感應(yīng)電機(jī)之后，畫出的有關(guān)三相異步電動機(jī)內(nèi)容的思維導(dǎo)圖。每一章都要求學(xué)生利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行總結(jié)與歸納，使學(xué)生及時復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)過的內(nèi)容，同時為下一章的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，因為每一種電機(jī)的分析方法都是類似的，學(xué)生可以觸類旁通，遷移到對新知識的學(xué)習(xí)。

最后，利用思維導(dǎo)圖可以評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。一方面，學(xué)生可以進(jìn)行自我評價，通過思維導(dǎo)圖，及時了解自身學(xué)習(xí)的不足和缺陷，自覺地進(jìn)行思考與復(fù)習(xí)，有針對性地加強(qiáng)學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)不足，不斷完善自己頭腦中的知識結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)個性化的學(xué)習(xí);另一方面，教師可以對學(xué)生做出正確的評價，通過觀察每一名學(xué)生的思維導(dǎo)圖，準(zhǔn)確判斷學(xué)生對課程知識的掌握情況。此外，學(xué)生所畫的思維導(dǎo)圖也可以作為教師課堂授課的一個反饋，對今后的教學(xué)起到指導(dǎo)作用。作為教學(xué)評價工具，思維導(dǎo)圖形象化地反映出學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，而不是簡單抽象的分?jǐn)?shù)，所以屬于一種過程評價，能更真實地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

3 思維導(dǎo)圖的應(yīng)用原則

思維導(dǎo)圖的繪制原則? 提前告知學(xué)生什么是思維導(dǎo)圖，其對于學(xué)習(xí)有什么優(yōu)勢，以及怎樣才能更好地繪制思維導(dǎo)圖，這是有效利用思維導(dǎo)圖的前提。思維導(dǎo)圖的繪制需要利用顏色、線條、符號、關(guān)鍵詞和圖像，遵循簡單易懂的規(guī)則，從中心開始繪制，然后進(jìn)行發(fā)散;可以采用計算機(jī)繪制，也可以手繪。繪制思維導(dǎo)圖能夠非常清晰、形象地展示出學(xué)生的思路，而且如果真正投入用心地完成一幅思維導(dǎo)圖，還能給學(xué)生帶來很大的成就感。繪制思維導(dǎo)圖時需要遵循以下幾個原則。

首先，學(xué)生先要明確繪制的主題，而且應(yīng)熟悉與主題相關(guān)的內(nèi)容，精煉出知識的重難點。在電機(jī)學(xué)課程的每一堂授課中，教師都會告知學(xué)生本堂課的重點和難點，在教學(xué)完一章的內(nèi)容之后，讓學(xué)生利用思維導(dǎo)圖繪制本章的知識內(nèi)容，將教師平常講過的重點和難點知識進(jìn)行連貫、串接和進(jìn)一步提煉，這樣有利于學(xué)生將平時學(xué)到的零散的重點知識實現(xiàn)整體化。

其次，繪制思維導(dǎo)圖之前，先在頭腦中勾勒出與主題對應(yīng)的圖形，粗略地形成思維導(dǎo)圖的整體結(jié)構(gòu)，然后從紙張的中心位置開始，向四周畫出一級主題，再發(fā)散地畫出二級主題等。這樣，思維導(dǎo)圖的整體結(jié)構(gòu)就完成了。通過這個過程，學(xué)生把抽象的思維過程形象化地展現(xiàn)在紙上，有利于對于抽象知識的理解和吸收。

最后，各主題之間的連接分支一般采用平滑、分叉的曲線，就像大樹的枝丫。當(dāng)然，學(xué)生也可以創(chuàng)新，繪制出自己喜歡的形狀。繪制時需采用最能表達(dá)主題且簡單的關(guān)鍵詞，盡量不用句子或文字說明，多采用圖形、公式、符號代替。

對于圖2中學(xué)生繪制的關(guān)于三相異步電動機(jī)的思維導(dǎo)圖，基本遵循了以上原則，而且能夠較準(zhǔn)確地表達(dá)出知識的重難點，只是色彩有些多，但效果還是不錯的。

自主參與的原則? 在利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行輔助教學(xué)時，應(yīng)遵循“以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的理念，讓學(xué)生真正參與。同時應(yīng)充分地發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，挖掘?qū)W生的潛能，切實做到“知識讓學(xué)生來梳理，規(guī)律讓學(xué)生來尋找，錯誤讓學(xué)生來判斷”，這樣學(xué)生便從學(xué)習(xí)的被動者變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主動者。實踐證明，通過在電機(jī)學(xué)課程教學(xué)中引入思維導(dǎo)圖，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情更加高漲，學(xué)習(xí)態(tài)度更加認(rèn)真，學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)成績得到明顯提高。

比較與拓展的原則? 復(fù)習(xí)不是簡單地重復(fù)以前所學(xué)的知識，而是對知識的提煉與升華。因此，在電機(jī)學(xué)課程教學(xué)中，通過讓學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖，主動思考各種電機(jī)的共性，還可通過比較，找出每一種電機(jī)的個性。如學(xué)生在繪制完變壓器和三相異步電動機(jī)的思維導(dǎo)圖之后，自己會主動總結(jié)出兩者在結(jié)構(gòu)和原理上的共同點與不同點，進(jìn)而展開聯(lián)想，進(jìn)行知識的遷移和拓展，從而更加深刻地理解這兩種電機(jī)。

合作與創(chuàng)新原則? 為了更好地繪制思維導(dǎo)圖，充分發(fā)揮它的有效性，可以將學(xué)生進(jìn)行分組，小組內(nèi)的每一名成員都要闡明自己的觀點，成員之間加強(qiáng)交流與合作，共同構(gòu)建思維導(dǎo)圖。通過交流，學(xué)生可以將頭腦中對知識的理解表達(dá)出來，可能會與其他學(xué)生產(chǎn)生共鳴，碰撞出火花或發(fā)現(xiàn)問題，然后一起解決問題，再共同繪制思維導(dǎo)圖。這樣一來，每名學(xué)生相當(dāng)于通過表述和繪圖將知識復(fù)習(xí)了兩遍，加強(qiáng)了知識的牢固性和關(guān)聯(lián)性。通過團(tuán)隊合作，每一個小組都繪制出具有創(chuàng)新性和鮮明個性的思維導(dǎo)圖。這個過程，教師需要深入到學(xué)生中去，及時地給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

繪制完思維導(dǎo)圖后，每個小組的組長進(jìn)行匯報，陳述繪制的思路、結(jié)論以及獨特之處，同時對其他小組成員的質(zhì)疑和提問進(jìn)行解釋和回答。這是非常重要的一個環(huán)節(jié)，通過這個環(huán)節(jié)，學(xué)生集思廣益，各抒己見，取長補(bǔ)短，既肯定其他學(xué)生的成果，又提出自己的觀點和建議，實現(xiàn)知識的共享和交流。此時，教師應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)點評，給予適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和啟發(fā)，鼓勵學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性思維。

通過小組之間的探討和交流，以及教師的引導(dǎo)和點評，各小組再進(jìn)一步優(yōu)化思維導(dǎo)圖。這樣一來，學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)體系不斷趨于完善和嚴(yán)謹(jǐn)。

4 結(jié)語

思維導(dǎo)圖給電機(jī)學(xué)課堂帶來新鮮和活力，學(xué)生充分地發(fā)揮了主動性，積極參與教學(xué)，形成輕松、愉快、互動的課堂教學(xué)氛圍，體現(xiàn)了師生的平等;通過思維導(dǎo)圖，學(xué)生能夠?qū)⒘闵⒌闹R點主動地構(gòu)建成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，不斷提高發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。因此，將思維導(dǎo)圖應(yīng)用到電機(jī)學(xué)課程教學(xué)中是非常有效的。當(dāng)然，這對教師無疑也是一種挑戰(zhàn)，要求教師適度地加以引導(dǎo)，適當(dāng)?shù)丶右渣c評，既給學(xué)生提出建設(shè)性意見，又注意不打擊學(xué)生的積極性，不斷提高課堂駕馭能力等。

總之，思維導(dǎo)圖使得抽象知識形象化、思維過程可視化、零碎知識整體化，教師的授課、學(xué)生的學(xué)習(xí)更輕松，條理性更強(qiáng)。學(xué)生不斷補(bǔ)充、整合新舊知識，不斷修復(fù)和建立更完整的知識框架，從而實現(xiàn)個性化的知識管理。思維導(dǎo)圖結(jié)合其他教學(xué)手段，大大緩解了電機(jī)學(xué)課程難教、難學(xué)的局面，以往學(xué)生覺得枯燥、煩瑣的公式、字符和數(shù)字，現(xiàn)在通過圖文并茂的思維導(dǎo)圖形象化地展現(xiàn)在眼前，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的趣味性，加強(qiáng)了記憶的牢固性。實踐證明，學(xué)生改變了對電機(jī)學(xué)課程的學(xué)習(xí)態(tài)度，成績有了明顯提高，知識的掌握更加持久、牢固。

參考文獻(xiàn)

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