基于思维导图的“液压传动”教与学
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摘要：思维导图是一种以可视化手段支持思维激发和思维整理的工具。“液压传动”课程内容抽象，知识点间关联性强，该课程以一个液压系统为中心，将构成系统的单一模块逐一展开各成体系，形成整个课程框架，各章内的知识点既有联系又有区别。通过探讨思维导图在教学过程中的应用，帮助学生整合新旧知识，建构知识框架，浓缩知识结构，进而从整体上把握学习内容，促进学生学习。
关键词：思维导图;液压传动;教学质量;自主学习
中图分类号：G622
文献标识码：A
DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.10.030
1 引言
随着可视化工具的普及及其便捷性特点，大学课程的教学中也越来越多地开始使用一些知识可视化工具，以此加深学生的理解和记忆，激发学生的学习热情，提升学生学习主动性，将学生的学习过程由被动学习引导为主动学习和自主学习，同时便于实施探究性和启发性教学。针对教学中遇到的一些问题和学生学习中一些学习瓶颈点，结合“液压传动”课程的教学内容和特点，引入思维导图这一可视化工具到“液压传动”这一抽象的专业基础课的教学活动中是一个有意义的尝试，有助于提高教学质量和提升学生学习效果。
2 思维导图简介
思维导图（Mind Mapping和Mind Map）是为促进思维激发和思维整理的可视化、非线性思维工具，最初是20世纪60年代英国心理学家东尼-博赞（ Tony Buzan）发明的一种笔记方法，也是一种可视化思维方法。思维导图作为一种“笔记方法”，是指将自己的思想激发并整理出来。从这个角度来看，思维导图的最核心目的是激发并整理思考，采用的手段是“从中心向周围发散的非线性笔记”。
制作一幅思维导图一般包括四个步骤：①确定主题，即思维导图的灵魂点;②选定次主题，作为主题的延伸;③罗列细节要点，并把它和最相关的次主题进行连接;④整理，将所有内容按逻辑关系串联起来。
思维导图是一种以可视化手段支持思维激发和思维整理的工具，但它并没有提供“如何激发”和“如何整理”的思维框架。设计效果也会与概念本身以及个人的思维理解方式密切相关。不同的人使用思维导图的效果不一样，就是因为不同人的思维模式不同。
3 课程特点
“液压传动”课程以一个液压系统为中心，将构成系统的单一模块逐一展开各成体系，形成整个课程框架，各章内的知识点既有联系又有区别。该课程正因为其整体的系统性，形成比较严谨的知识体系。由于其组成元件繁多，可纵横双向分析。从纵向来看，各组成模块分立单一、层次感强;从横向分析，同一模块内的元件原理相通、联系紧密，差异即是其特点。
根据建构主义学习理论，知识的构建和组织因遵循渐进分化原则和综合贯通原则，首先组成一个有层次的结构，在此结构的顶端是最具概括性的观念，接下来是范围越小和越分化的具体知识和概念;其次是将学过的知识和所要学的知识间的相同点和不同点进行比较分析，加深对现有知识的理解。液压传动其知识的系统性也可说以一个完整液压系统体现出来，整个系统的纵向性正适用于渐进分化原则，单一模块的横向性可适用于其综合贯通原则。因此我们认为应用建构主义学习理论进行液压传动课程的学习方法是适当的，而思维导图正是从中心概念出发的放射性思维与此学习理论相吻合，绘制思维导图的过程正是构建主义理论的体现，因此很适合将思维导图作为一种辅助教学工具。
在教学中，可用简明扼要的形式把课程内容的主要框架和原理罗列出来，其层级组织结构体现了不同章节知识点的联系，并能有效地标示学习内容的重点和难点。有助于引导学生对于知识的概念的整体理解，而不仅仅是复述学习内容，同时发散性思考方式是思维导图的特色之一，有助于引导学生变被动与主动学习，唤起学生的学习需求，主动去探究深层次的知识点。同时，在“液压传动”的控制阀和基本回路中，内容纷繁，但可以说很多有异曲同工之处，比如速度控制阀中的调速阀和溢流节流阀，基本回路中这种例子更多，如要求的一种基本功能能够以多种形式的回路实现。要使得学生巧妙掌握和深刻理解知识点，选择好的学习方法就尤显重要。学习过程其实就是信息加工的过程，如同计算机处理信息的过程，从外界接收信息，加工编码、存储，待需要时再进行提取并使用。为了增大存储容量，可把散乱的信息进行整合处理。利用思维导图将零散繁多的知识点合理布局，形成知识网络，构成信息块，不仅便于记忆，且有利于长时记忆，对于学生的自主学习也是很有帮助的。在思维导图的绘制中，可只记录关键词，在复习时，只需要复习关键词，可极大地提高学习效率。
4 思维导图在教学中的具体应用
在教学过程中，可根据具体的教学设计方案和实时的教学情境选择不同的使用方式，呈现思维导图。下面介绍在“液压传动”教学中思维导图这一可视化工具的具体应用实例。
在第一章介绍液压系统的组成及基本工作原理时，可作为先行组织者呈现思维导图，在课程开始时，将一个液压系统的基本组成的整体图呈现给学生，让学生对该课程的学习有一个完整的心理预期。通过思维导图的引导可以直观清晰地了解课程每章的相关内容和知识点之间的联系。
如在介绍液压系统的空化、液压冲击、液压卡紧三大问题时，可以按照“是什么”“为什么”“怎么办”“会怎样”等层进式框架来绘制思维导图，开展思维训练，这样能在一定程度上帮助学生们激发思考、理清思维。
液压控制阀是液压传动中重要的一章，阀的类型多，涉及的基本知识点多，但不同阀之间的基本工作原理的关联性强，很适合使用思维导图展现。将阀依据不同类型作为中心主題词进行扩展，将各种阀的具体用途作为次主题，再根据各个次主题列出阀口开闭、阀芯运动情况、阀芯受力来源等细节要点，呈现出多样的思维导图。学生深入探讨各种控制阀的本质，从而理清阀之间的异同及其各自特点，然后针对实践过程中常遇到的问题进行探讨，提升其学习效果。另外，可借助思维导图作为新旧知识联系的工具，如在学习换向阀时回顾之前所学的执行元件的内容，承上启下为后续的基本回路作好铺垫。 在液压基本回路的教学过程中，先给出本节课的知识点和液压控制阀等已学知识的思维导图，并围绕其引入展开本节课的教学内容。此时将思维导图作为教学进程引导工具，随着各个知识点的讲解，可以不断扩充和完善思维导图，吸引学生的注意力。最后，通过思维导图对整个回路所讲述的内容以关键点的形式进行概括和总结，并引导学生的思维，将各个分散的知识点相互联系起来，有助于学生深层次理解和加强记忆。为更好地体现学生的教学主体地位，也可将思维导图作为讨论交流的工具，思维导图支持协同知识建构的进行。学生可自主选择一种基本回路，分组制作思维导图，在制作思维导图的同时也是对所学知识的深层次加工，而且采用思维导图的形式便于学生的讨论交流，充分发挥了学生的能动性，同时也增强了团队合作意识。
在学习分析液压系统的章节时，可以让学生自选一种液压系统，进一步扩展制作成思维导图。教师的主要作用是引导学生思考，由教师提出其设计的系统中可能遇到的典型问题，学生会从已学的单一知识点发散思维联想到其他相关知识或创新点，将从单向的知识传递转变为双向的互动交流。探究的学习过程会驱使学生通过很多途径找更多的学习资源，同时有助于拓宽知识视野。
5 结语
思维导图作为一种可视化认知工具，合理运用它能提升教学效果，改善学生的学习方式。采用思维导图便于学生整合新旧知识，建构知识框架，浓缩知识结构，进而从整体上把握学习内容，有助于促进学生进行有意义的学习，提高学生的自学能力、思维能力和自我反思能力，有助于学生积极开展自主协作探究性的学习。尝试用思维导图辅助教学，也有助于学生应用于自我学习中，作为自学的信息技术辅助工具，有效提高学习质量。
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