思維導圖在熱力學與統計物理(二)教學中的應用研究

塔金星，李春雷，李 玉，牟洪波

(東北林業大學 理學院，哈爾濱 150040)

1 思維導圖的應用

思維導圖可以幫助學生梳理知識點，找出各知識點之間的聯系，加深記憶，促進其知識建構能力的提高，在教學中應用思維導圖很有必要。

1.1 應用舉例1

在選修課中，首先要學習的是多元系的復相平衡和化學平衡。這一章是單元系相變的拓展和推廣，不但化學成分多了，而且還要考慮它們之間存在化學反應的情況，規律也更加復雜。在教學中要求學生熟悉掌握單元系與多元系及其規律的區別與聯系，此時利用思維導圖便于記憶。把本章的題目拆解，提煉出關鍵詞，例如系統、平衡、方程、函數，確定研究對象是哪種系統。研究平衡問題，平衡理所應當是一個關鍵詞，研究平衡性質又要依賴于方程和函數，所以它們也是關鍵詞。此時再聯想涉及的關鍵詞，就可以得到思維導圖，如圖1所示。學生可以在此基礎上進行演化處理，結合自身學習的實際情況，得到適合自己記憶學習的形式。

1.2 應用舉例2

這一章還包括熱力學第三定律。在以前的教學中發現，有的學生把熱力學的定律內容混淆了，說明他們平時學習不注重總結。方法同上，提煉的關鍵詞有定理、定律。關聯聯想以后，要求學生把目前自己學過的定理、定律整理出來，思維導圖如圖2所示。在此基礎上，學生自己進行知識細化分類處理，看到定理和定律的名稱，就要熟知其內容，并掌握規律具體的應用方法，這樣可以大大降低混淆相似規律的可能性。

1.3 面臨的問題及解決方法

在應用思維導圖學習的初始階段，學生運用還不夠自如，可能面臨無所適從的情況。建議學生先從網絡上了解學習思維導圖的軟件，會對他們起到一定的啟發作用，可以借助軟件幫助自己完成思維導圖的繪制，熟練以后自己手繪完成，熟能生巧。需要注意的是，思維導圖應用不熟練問題很可能是學生對教材內容鉆研不透徹造成的應用思維導圖前，學生可以在教師的引導下深入學習教材內容，問題自然迎刃而解。

圖1 多元系的復相平衡和化學平衡的思維導圖

圖2 熱力學第三定律的思維導圖

2 應用成效

東北林業大學理學院物理學2015級學生學習熱力學與統計物理必修課(未應用思維導圖教學)、熱力學與統計物理選修課(已應用思維導圖教學)期末考試成績的相關信息對比如表1所示。

表1 期末考試成績對比表

可以發現，應用思維導圖教學后，學生成績明顯提高，平均分提高了7.9分，優秀人數所占比例提高，沒有不及格的學生。標準差從12.3%變成8.6%，差異系數(標準差/平均分*100%)從15.4%變為9.77%，說明成績離散度降低。

3 結語

通過思維導圖的應用，增強了教師與學生間的課堂互動，調動了學生學習的積極性，突破了學生原有的思維局限，提高了學生自主學習的能力，實現了學生從被動接受型學習到主動學習的轉變。通過考試成績分析可知，應用思維導圖的熱力學與統計物理(二)課程中學生成績顯著提高，差異系數明顯減小。