新工科背景下思維導圖在“混凝土結構基本原理”課程中的應用

摘要：“混凝土結構基本原理”是高等院校工科土木工程專業開設的一門核心專業必修課。基于“混凝土結構基本原理”課程中存在的符號、公式、假定多、記不住、理解難等特點，并結合學院學生基礎薄弱差、自主學習能力較差等實際情況，在新工科背景下開展“混凝土結構基本原理”教學改革。以鋼筋混凝土受彎構件正截面承載力章節為例，在其課程教學的三個不同階段融入思維導圖中，探索了思維導圖在鍛煉和提升學生的邏輯思維、構建知識脈絡體系和培養學生自主學習能力中的應用，充分調動學生學習的積極性，并在實踐中取得良好的教學成效。

關鍵詞：新工科；混凝土結構基本原理；思維導圖

歷經三場重大戰略性會議，教育部在2017年正式啟動了“新工科”項目，其核心思想以思維創新、機制創新、學科交叉與融合為手段，推進新工科專業結構的調整。提升人才培養的質量，支撐新時期產業革命與經濟發展需要的高質量人才［13］。因此，在新工科大環境下，培養和造就出一批卓越工程科學技術人才具備創新精神、創新能力的復合型能力，是每一個工科專業建設的重要目的［4］。同時，對各個專業的課程建設也提出了新的要求與措施。高校教師在教學過程中，如何融入新的教學方法，探索適合不同專業特點的培養模式、培養具有多學科融合的復合型人才的改革已經迫在眉睫。

思維導圖是近幾年在高等教育教學中逐漸被采用的一種輔助教學方法。尤其是在典型的工程類高校中，專業課程的理論性和邏輯性較強，知識覆蓋面廣、內容難以理解，各專業課程之間存在著很明顯的相輔相成的關系［5］。因此，在工程類院校UeWI/nqpbW2XfCThwPyp3XxQdXXx8vSY86S+cBQXVL4=中，思維導圖教學方法具有廣闊的應用前景。

1思維導圖的優勢

1.1思維導圖有助于增強記憶是一種創新性思維的關鍵工具

思維導圖是由TonyBuzan于20世紀60年代末創建的一種類似于人類大腦的放射性思維模式，可將不同形式內容與結構圖像聯系起來，形成結構圖形式的思維可視化、結構化、模式化的思維工具［6］。思維導圖始于一個思維點，如同樹干，各個分支是向外生長出的多根樹枝，每根樹枝向外發散，以放射性的方式建立鏈接。簡而言之，思維導圖可將各類信息建立鏈接，從而可提高學生的對知識的綜合性分析，思考規劃以及總結等高階性思維技能。因此，思維導圖是一種既有助于增強記憶又具有創造性思維的關鍵工具。

1.2思維導圖是一種新穎創新性的輔助教學工具

思維導圖已被廣泛應用在文化、商業、行政、教育等各個領域，具有集點集Dls1FtCVjDZHEyEw6W+tOSExGYFPUE8YWdLkA/FlExE=中、主干發散、內容明了、層次分明、邊學邊做和不斷完善等特點。因此，自其被創建以來被。通過各類培訓查詢，發現越來越多的教育者在教學過程中開始使用思維導圖作為輔助的教學工具［7，8］。利用思維導圖作為教學工具，學生對已學知識點內容明了，層次清晰，將學習重點放在關鍵知識點上，提高學生的學習效率。與此同時，關鍵知識點之間的鏈接會啟發學生進行獨立主動思考，培養學生創新意識，激發學生發散性思維的能力。在教學過程中運用思維導圖，可以很好地總結歸納所學知識，幫助學生建立整體的知識體系從而加深記憶和理解，同時通過增強發散性思維來提高使用者的創新能力。

2混凝土結構基本原理課程存在問題

“混凝土結構基本原理”對于土木工程專業的學生來說，它既是一門專業基礎課程，也是一門核心課程。該課程的總目標旨在培養從事建筑工程設計、施工、監理等一線工作的高技術應用型人才［9］。其中，該課程的知識目標是使學生了解和掌握基本的概念和原則、掌握常用鋼筋混凝土構件的承載力與變形的計算與分析方法、熟悉各個構件相關的構造措施；能力目標：使學生能夠運用本課程所學到的有關混凝土結構的理論知識解決實際工程中的復雜問題的能力；其價值目標是培養出一批在工程領域內，理解并遵守職業倫理，承擔社會責任，且具備終身學習能力，能夠適應行業未來發展的工程應用型人才。這門課程的前續課程包括高等數學、理論力學、材料力學、結構力學、土木工程材料等課程。同時，它也是混凝土結構設計、建筑工程結構抗震、畢業設計和注冊結構工程師考核相關專業課程的前續課程。這門學科集理論性、綜合性、實驗性和實踐性于一體，所涵蓋的知識點范圍覆蓋廣泛、理解難度高，以定義多、符號多、系數多、理論基本假定多、計算公式多、構造要求多和語言內容敘述多為主要特征［10］。然而，在實際教學中，由于學生缺乏實踐經驗、力學知識生疏，課程學時有限，使得該門課程教學質量尚需提高。為此，為了解決此困境，課題組教師試圖將思維導圖融入“混凝土結構基本原理”的課堂教學之中，利用思維導圖法對所要講授的章節的知識點進行歸納，列出框架簡圖，讓同學們能夠對所講章節的知識鏈有一個比較清楚的理解，并且能夠在腦海中構建一個概念地圖，并且利用圖表中的層次關系來構建知識與知識的內部關聯，從而達到既增強學習效果，又鍛煉學生的邏輯思維能力的目的。

3學科思維導圖在混凝土結構基本原理課程教學中的應用分析

3.1課前導學中的應用

在每學期的第一堂課，教師通過圖1所示的“混凝土結構基本原理”課程學科思維導圖，使同學們從宏觀上了解到“混凝土結構基本原理”課程的全部內容，并且明確哪些章節是重點內容，哪些章節是難點內容，各個章節的知識之間的層次關系如何，使學生構建本門課程知識框架，在今后的學習中把握核心脈絡。

3.2課堂教學中的應用

在新工科背景下，學生不僅需要具備扎實的專業知識，也要具備利用掌握的專業知識解決工程中的復雜問題的能力，還要具備創新創業精神，跨學科交叉融合的意識、自主終身學習的意識以及家國情懷。因此，課堂教學是培養新工科人才的最關鍵的一個環節，課堂的教學質量直接影響到學生的學習效果。在每章內容導入之前或每節課導入之前，教師都應向學生們先展示思維導圖。教師使用思維導圖，構建整個章節的知識框架，利用簡潔的線條，串聯各個散亂的知識點便于學生掌握本章的重難點，厘清學習思路，教學內容清晰明了，激發學生的學習激情。以混凝土結構基本原理中第3章的鋼筋混凝土受彎構件正截面承載力為例進行說明。本章分7節內容闡述了單筋矩形截面、雙筋矩形截面以及T形截面的承載力計算。每類截面類型的承載力計算思路通過思維導圖層層展開、依次遞進地一一羅列出來，使知識更加有條理性和層次性，便于學生構建本章知識框架把握核心脈絡，厘清知識邏輯，提高學生的整體思維。“鋼筋混凝土受彎構件正截面承載力”思維導圖如圖2所示。

3.3課后復習中的應用

在每節課或每章節結束后，為了了解學生對本節知識的掌握情況以及幫助學生加深、加快對知識的理解和消化，教師要求學生繪制本章節的學科思維導圖；同時，學生通過自己繪制學科思維導圖，利用簡潔的線條，有條理地對相關聯的知識進行整合分析，讓看似散亂的知識點形成有機的統一，構建知識網絡，層層遞進，厘清思路，及時查缺補漏，對難以記憶和理解的公式、原理等知識點進行目標導向性的復習。教師在備課的過程中應著眼整個教學大綱、歸納總結前后知識之間的聯系，理論與實踐、思政融合繪制學科思維導圖，在課堂上講授過程中呈現給學生，使學生的理論知識系統化以及學習思路清晰化；學生在課后復習中，根據自己所掌握和理解的情況繪制思維導圖，并與教師繪制的學科思維導圖做對比，查找知識點的疏漏，從而提高自己的學習能力。針對T形截面受彎構件正截面承載力計算基本公式的應用這一小的知識點繪制思維導圖，如圖3所示。

結語

新工科時代背景下要求大學生扎實地掌握專業基礎知識，活學活用，并且要具備跨專業思考、多學科融合、綜合運用各專業知識解決問題的能力。為了改善教學效果，增強學生知識體系構建、知識綜合應用、問題現象分析的能力，本文提出了思維導圖在混凝土結構基本原理課程中的教學方法。本文以“鋼筋混凝土受彎構件正截面承載力”為例，將思維導圖融入課前導學，幫助學生構建課程知識框架，把握核心脈絡；以“鋼筋混凝土受彎構件正截面承載力”為例，將思維導圖融入課堂教學中，幫助學生重構教學內容，厘清學習思路，容易記憶理解；以“T形截面基本公式應用”為例，將思維導圖融入課后復習中，幫助學生查缺補漏，培養自主學習的能力。在整個教學過程中，充分發揮思維導圖的優勢進行針對性地、以目標導向性為原則地教學，使知識以思維導圖框架的形式貫穿學生的學習全過程，激發了學生的學習熱情，提升了學生的邏輯性和思維能力，培養了學生的自主學習、善于思考的能力，為學生后續專業課程學習以及培養符合時代發展要求的新工科人才奠定基礎。

參考文獻：

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［10］湯永凈，管林波，吳競，等.新工科背景下應用型高校課程改革探討——以混凝土結構基本原理課程為例［J］.高等建筑教育，2022，31（04）：2430.

作者簡介：李紅佳（1995—），女，漢族，河北唐山人，碩士，助教，研究方向：土木工程課程教學研究。