創(chuàng)建思維導(dǎo)圖在教師備課中的應(yīng)用

李建莉

摘要：在教學(xué)中，追求最佳教學(xué)效果一直是教師孜孜不倦的追求，固然有學(xué)情的原因，但是有效備課是實(shí)現(xiàn)高效課堂的前提和保障。如何提高教師備課效率也是對(duì)教師的基本要求，如何避免備課過程中的隨意性、盲目性、片面性？本文中將以《常用機(jī)構(gòu)與零件設(shè)計(jì)》課程中的知識(shí)點(diǎn)“圓軸扭轉(zhuǎn)分析”為例介紹利用思維導(dǎo)圖在教師備課過程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：思維導(dǎo)圖;備課;圓軸扭轉(zhuǎn)分析

思維導(dǎo)圖是由英國人托尼·博贊發(fā)明的，由標(biāo)有關(guān)鍵詞的中心圖和分支構(gòu)成（類似于樹狀結(jié)構(gòu)圖），以發(fā)散的圖形和其上的關(guān)鍵詞或圖標(biāo)來表達(dá)思維過程和結(jié)果，是一種高效的圖式思維工具。研究發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)建思維導(dǎo)圖，能有助于進(jìn)一步弄清“教什么”、“為什么教”、“怎么教”等問題，是實(shí)現(xiàn)有效備課的一條有效途徑。作者將以《常用機(jī)構(gòu)與零件設(shè)計(jì)》中的“圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度”為例，談一談如何創(chuàng)建思維導(dǎo)圖，實(shí)現(xiàn)有效備課。

一、閱讀教材內(nèi)容，理清知識(shí)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建思維導(dǎo)圖

教材作為教師、學(xué)生實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的重要載體，也是教師在備課過程中的重要資源。備課時(shí)要深入鉆研教材、在反復(fù)閱讀、全面領(lǐng)悟基礎(chǔ)上，對(duì)教材進(jìn)行整體把握，使教學(xué)內(nèi)容形成結(jié)構(gòu)清晰、層次分明的體系，弄清任務(wù)之間的知識(shí)脈絡(luò)，發(fā)掘內(nèi)在聯(lián)系、不同之處。首先，通讀教材理清主干知識(shí)。《圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度》任務(wù)中旨在解決在工程實(shí)際中圓軸扭轉(zhuǎn)變形的扭矩大小計(jì)算方法、危險(xiǎn)截面判斷、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和剛度校核的問題。歸納起來，涵蓋扭矩計(jì)算、扭矩圖繪制、強(qiáng)度和剛度的校核四大問題。其次，精讀教材理清知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)系。弄清在教材過程中編者如何傳遞內(nèi)容概念、規(guī)律、特點(diǎn)，使得知識(shí)點(diǎn)之間如何形成遞進(jìn)關(guān)系，形成由簡(jiǎn)到繁的過程。

本任務(wù)中教材以傳動(dòng)軸為載體，引入圓軸扭轉(zhuǎn)過程中受力特點(diǎn)，進(jìn)而分析變形特點(diǎn)，總結(jié)了圓軸扭轉(zhuǎn)變形概念。探究了扭矩計(jì)算方法，在計(jì)算過程中引入了外力偶矩的定義、關(guān)于力偶矩的計(jì)算方法在前面任務(wù)中進(jìn)行詳細(xì)的介紹，但在本任務(wù)中計(jì)算方法有別于前面的方法，不同的原因在于給定物理參量不同，從物理參量定義、單位、物理意義介紹了外力偶矩計(jì)算方法，而扭矩?cái)?shù)值等于某段中所有外力偶矩代數(shù)和，方向依據(jù)右手螺旋法則?；谂ぞ氐挠?jì)算結(jié)果畫出扭矩圖確定危險(xiǎn)截面。最后以實(shí)心、空心圓軸為案例，導(dǎo)入橫截面扭矩、極慣性矩、抗扭截面模量物理參量，歸納了圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核;引入切變模量的物理量完成扭轉(zhuǎn)角的剛度校核。通過知識(shí)層次遞進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣理清知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。然后，反復(fù)閱讀教材中的旁引、任務(wù)實(shí)施、拓展知識(shí)，領(lǐng)悟教材蘊(yùn)含的內(nèi)容，在本任務(wù)教材處理時(shí)以任務(wù)為載體，計(jì)算方法為過程，校核為能力編排教材知識(shí)脈絡(luò)，思維導(dǎo)圖如圖1所示。在教學(xué)過程中，應(yīng)用直角坐標(biāo)系截面法、微元法等數(shù)學(xué)思想，以及電學(xué)中右手螺旋法則物理思想，由此可見本課程作為機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課涵蓋思想基于數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)課內(nèi)容。

二、研讀課程標(biāo)準(zhǔn)、研究學(xué)情、創(chuàng)建思維導(dǎo)圖

課程標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行備課的依據(jù)，是對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的基本要求。課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)《圓軸扭轉(zhuǎn)分析》提出了三個(gè)教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)、態(tài)度目標(biāo)三個(gè)維度。知識(shí)與能力目標(biāo)分為三個(gè)層次：理解、掌握、運(yùn)用。理解要求學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析、比較、歸納、總結(jié)，對(duì)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系和外部條件有一個(gè)完整的區(qū)分度，如軸扭轉(zhuǎn)的受力特點(diǎn)達(dá)到這一要求。掌握是指將所學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行綜合分析和推理，能內(nèi)化知識(shí)形成過程中的基本思想和基本方法。如本任務(wù)中力偶矩、扭矩的計(jì)算;扭矩圖的繪制;軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度和剛度的計(jì)算屬于這一要求。運(yùn)用是對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解和掌握基礎(chǔ)上，形成分析問題、解決問題實(shí)際能力。如能夠利用軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度和剛度條件解決工程實(shí)際問題。態(tài)度目標(biāo)不完全等同于思想教育目標(biāo)，與知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)并不是孤立的遞進(jìn)關(guān)系，是學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)一種職業(yè)精神。在學(xué)習(xí)圓軸扭轉(zhuǎn)分析過程中形成情感態(tài)度價(jià)值觀將影響到學(xué)生以后職業(yè)生涯。

為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)不得不考慮學(xué)生的學(xué)情，本課程開設(shè)時(shí)間是大一第2學(xué)期，學(xué)生已經(jīng)在大學(xué)度過1個(gè)學(xué)期，已經(jīng)基本適應(yīng)大學(xué)生活、以及大學(xué)講課和中學(xué)時(shí)代不同，但是在上課中不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生基礎(chǔ)非常薄弱，而本節(jié)任務(wù)中運(yùn)用到大量物理學(xué)知識(shí)，如右手螺旋法則在物理學(xué)領(lǐng)域運(yùn)用在判斷電流方向，在本學(xué)科中主要判斷扭矩方向，那么在講解中區(qū)分新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，尋求學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)。在進(jìn)行扭矩計(jì)算時(shí)運(yùn)用方法和思維方式可以和先前課程軸力計(jì)算進(jìn)行類比學(xué)習(xí)，通過比較軸力和扭矩的計(jì)算方法加深對(duì)扭矩分析理解。

基于課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)情雙重分析，創(chuàng)建思維導(dǎo)圖：以教學(xué)目標(biāo)為主題，以知識(shí)、能力、態(tài)度目標(biāo)為次主題，再以不同的能級(jí)要求為次級(jí)主題的子主題，然后將各知識(shí)點(diǎn)附在其后。選擇關(guān)聯(lián)工具，將不同目標(biāo)的相同知識(shí)點(diǎn)串起來，如圖2所示。知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)目標(biāo)變得可視化、顯性化，利于代課老師之間的交流，為教師集體備課提供一種思路。

三、基于思維導(dǎo)圖優(yōu)化教學(xué)語言

教學(xué)語言是教師傳遞教學(xué)信息重要來源，教師語言設(shè)計(jì)的如何直接決定本節(jié)課教學(xué)效果，在備課中教師可以基于已創(chuàng)建思維導(dǎo)圖設(shè)計(jì)自己語言，一般包括：導(dǎo)課語、設(shè)問語、過渡語、講解語、總結(jié)語。如本節(jié)課可以運(yùn)用動(dòng)畫演示圓軸扭轉(zhuǎn)作為導(dǎo)課方式，旨在啟發(fā)學(xué)生求知、探究。借此提出問題：圓軸扭轉(zhuǎn)過程中具有怎樣受力特點(diǎn)規(guī)律？學(xué)生思維受到啟發(fā)，帶著問題進(jìn)行聽課，教師利用講解語進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)綜合性講解，在講解過程中對(duì)于每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的連貫運(yùn)用過渡語進(jìn)行自然過渡，在講解完成后設(shè)計(jì)好總結(jié)語對(duì)本節(jié)課進(jìn)行畫龍點(diǎn)睛。教師還要注意設(shè)計(jì)自己的教態(tài)語言，使之成為傳遞教學(xué)語言的一種有效的輔助力量。

四、結(jié)論

“工欲善其事，必先利其器”。教師備課，如同程序員編寫腳本代碼，事前功夫的優(yōu)劣，直接決定著具體操作中的成敗。教學(xué)怎么改革最終目的，都需要教師傳遞知識(shí)有效性，建立高效課堂。備課作為教師重要環(huán)節(jié)不容忽視。課堂需要教師臨場(chǎng)發(fā)揮能力，但同樣需要有效的預(yù)設(shè)。所以，教師要重視修煉備課這一教學(xué)基本功，關(guān)于備課的方法與技巧，每個(gè)教師都會(huì)有不同心得體會(huì)，不應(yīng)千篇一律，無論以呈現(xiàn)教案形式或者教材自身作為教案，都是備課方式，本文中提供以思維導(dǎo)圖來進(jìn)行有效備課為教師提供一種借鑒和思路，努力提升備課的境界。

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