基于思維導(dǎo)圖的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教學(xué)研究

王晨飛，陳昉健，曾月 （廈門理工學(xué)院 土木工程與建筑學(xué)院，福建 廈門 361024）

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)建筑工程方向的專業(yè)主干課程之一，它是在學(xué)生掌握了混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理和方法，使學(xué)生具有初步的混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和今后的工作打下基礎(chǔ)。該課程主要講授梁板結(jié)構(gòu)、單層廠房結(jié)構(gòu)、多層框架結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)學(xué)生正確掌握混凝土結(jié)構(gòu)樓蓋、框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論和方法；掌握上述結(jié)構(gòu)的組成、布置、受力特征、荷載計(jì)算、內(nèi)力分析、設(shè)計(jì)要點(diǎn)和構(gòu)造要求。課程中工程經(jīng)驗(yàn)內(nèi)容較多，并與相關(guān)國家和行業(yè)規(guī)范聯(lián)系緊密，實(shí)踐性較強(qiáng)，而教學(xué)學(xué)時(shí)也不充裕，只有32學(xué)時(shí)，因此充分調(diào)動(dòng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用的能力，提升學(xué)生課程理解力尤為重要。

本文充分發(fā)揮思維導(dǎo)圖的特點(diǎn)，推動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力訓(xùn)練，通過引入思維導(dǎo)圖的方式，優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課堂教學(xué)模式，推動(dòng)課程的教學(xué)改革。

1 思維導(dǎo)圖的教學(xué)應(yīng)用

人類大腦的認(rèn)知是從圖形到文字的轉(zhuǎn)化，傳統(tǒng)教學(xué)方式多關(guān)注文字信息的單向傳輸，隨著信息化技術(shù)的蓬勃發(fā)展，可視化思維逐漸受到學(xué)者們的關(guān)注。東尼·博贊于1974年在探索研究人腦與思維的過程中，創(chuàng)造出思維導(dǎo)圖。從一個(gè)中心出發(fā)，使用線條、顏色、詞匯、符號(hào)和圖像等，不斷添加分支結(jié)構(gòu)，構(gòu)建整個(gè)思維導(dǎo)圖，其發(fā)散性和非線性結(jié)構(gòu)化的認(rèn)知功能類似于人類大腦。思維導(dǎo)圖是一種可視化思維工具，其色彩豐富和高度組織化的圖式使思維不再局限于繁冗的文字中，利用邏輯推理的形式，豐富而形象地展示課程知識(shí)體系，能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，為優(yōu)化課程教學(xué)提供有力的幫助。

2 思維導(dǎo)圖的課堂教學(xué)實(shí)踐

2.1 教師思維導(dǎo)圖教學(xué)導(dǎo)引

教師通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容的梳理，確定各層次知識(shí)點(diǎn)的邏輯關(guān)系，使用思維導(dǎo)圖展示教學(xué)知識(shí)點(diǎn)構(gòu)成的知識(shí)體系框架，給學(xué)生介紹課程的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)和主要內(nèi)容，如圖1所示。在各章節(jié)授課前布置預(yù)習(xí)題目，通過課堂內(nèi)容的講授引導(dǎo)與學(xué)生交流，促使學(xué)生完成課程知識(shí)思維導(dǎo)圖的繪制，充分迎合學(xué)生的思維模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。

圖1 課程簡介思維導(dǎo)圖

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容圍繞混凝土結(jié)構(gòu)的空間設(shè)計(jì)展開，即平面結(jié)構(gòu)、空間一榀結(jié)構(gòu)、空間多層結(jié)構(gòu)?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按結(jié)構(gòu)類型分為水平結(jié)構(gòu)體系和豎向結(jié)構(gòu)體系，水平結(jié)構(gòu)體系中的梁板結(jié)構(gòu)分為單向板、雙向板和樓梯，豎向結(jié)構(gòu)體系的單一結(jié)構(gòu)分為排架廠房和框架結(jié)構(gòu)?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分為方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)件設(shè)計(jì)和施工圖，方案設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)布置和尺寸估算，結(jié)構(gòu)分析包括分析模型、分析方法和分析內(nèi)容，構(gòu)件設(shè)計(jì)可以由學(xué)生參考《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》，施工圖包括設(shè)計(jì)說明、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件施工和節(jié)點(diǎn)大樣圖。

2.2 學(xué)生思維導(dǎo)圖自主分析

學(xué)生采用手繪或思維導(dǎo)圖軟件完成課堂內(nèi)容的自我分析，不斷加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，構(gòu)建課程知識(shí)體系，如圖2所示。在課程學(xué)習(xí)開始前，學(xué)生通過預(yù)習(xí)題目繪制思維導(dǎo)圖熟悉將授課程章節(jié)的內(nèi)容，初步提取章節(jié)的核心詞，建立知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系。在章節(jié)內(nèi)容授課過程中，學(xué)生通過與教師的學(xué)習(xí)交流，逐步完善該章節(jié)思維導(dǎo)圖。思維導(dǎo)圖的各級(jí)分支只體現(xiàn)關(guān)鍵詞，需要學(xué)生歸納提煉關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)信息，從單一知識(shí)點(diǎn)出發(fā)，層層深入，建立邏輯關(guān)系，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。在整理過程中，學(xué)生需要聯(lián)系前序知識(shí)點(diǎn)，完善前后知識(shí)點(diǎn)的相互聯(lián)系。利用思維導(dǎo)圖，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)探索、發(fā)現(xiàn)、建構(gòu)和完善課程知識(shí)，培養(yǎng)其發(fā)散性思維。

圖2 雙向板設(shè)計(jì)分析思維導(dǎo)圖

2.3 課后調(diào)研數(shù)據(jù)分析

為了評(píng)價(jià)思維導(dǎo)圖在教學(xué)中的效果，采用問卷形式調(diào)研方式，運(yùn)用問題獲取學(xué)生日常學(xué)習(xí)行為、對(duì)思維導(dǎo)圖的認(rèn)識(shí)和思維導(dǎo)圖對(duì)學(xué)習(xí)行為的影響的信息，數(shù)據(jù)信息如圖3所示。

圖3 課程數(shù)據(jù)調(diào)研

通過與他人協(xié)作意愿、課堂互動(dòng)、課前預(yù)習(xí)分析學(xué)生們的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)行為，48%的學(xué)生愿意與他人協(xié)作，但數(shù)目不過半，大多數(shù)學(xué)生并不習(xí)慣協(xié)同完成課程學(xué)習(xí)；只有42%的學(xué)生愿意參加課堂互動(dòng)；22%的學(xué)生會(huì)課前預(yù)習(xí)。同學(xué)們習(xí)慣獨(dú)自學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，學(xué)習(xí)方式主要為傳統(tǒng)的授受式教學(xué)方式，之后再利用課下時(shí)間消化和復(fù)習(xí)當(dāng)天新的課程知識(shí)。通過對(duì)學(xué)生前期思維導(dǎo)圖認(rèn)知調(diào)研，只有17%的學(xué)生對(duì)思維導(dǎo)圖熟悉，50%的學(xué)生對(duì)思維導(dǎo)圖引入教學(xué)感興趣，大部分同學(xué)對(duì)思維導(dǎo)圖是陌生的，但接近半數(shù)的學(xué)生愿意體驗(yàn)新的教學(xué)方式來學(xué)習(xí)新知識(shí)。對(duì)思維導(dǎo)圖引入課程教學(xué)后的數(shù)據(jù)開展分析，78%的學(xué)生認(rèn)為思維導(dǎo)圖對(duì)學(xué)習(xí)有幫助，只有14%的學(xué)生會(huì)與他人協(xié)作完成思維導(dǎo)圖繪制，72%的學(xué)生在后續(xù)課程中會(huì)繼續(xù)使用思維導(dǎo)圖。

由調(diào)研問卷結(jié)果可以看出，大部分學(xué)生通過學(xué)習(xí)可以快速掌握思維導(dǎo)圖的繪制，在課后利用思維導(dǎo)圖梳理課程知識(shí)，學(xué)生在制作過程獨(dú)立深入思考、分析和理解各知識(shí)點(diǎn)之間的層級(jí)關(guān)系和邏輯關(guān)系，可有效建立課程的知識(shí)體系。

3 結(jié)語

本文總結(jié)了混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的教學(xué)特點(diǎn)，分析了思維導(dǎo)圖的教學(xué)應(yīng)用，最后將思維導(dǎo)圖應(yīng)用于課堂教學(xué)，并調(diào)研分析學(xué)生的應(yīng)用情況。結(jié)果表明將思維導(dǎo)圖與混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)相結(jié)合，可以幫助學(xué)生建構(gòu)完整的課程知識(shí)體系，建立各層級(jí)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性思維，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。