化工技術經濟教學思維導圖應用研究范文

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摘要:作為一種發散性思維的可視化圖形表達工具，思維導圖所具有的直觀性、邏輯性、多層次性和可拓展性有助于學生知識結構體系的建構和創新思維能力的培養。該文基于認知心理學和有意義學習理論，從構建知識結構體系的角度對化工技術經濟課程教學中采用思維導圖的教學設計方法進行了探討，以促進思維導圖在該課程教學中的推廣應用。

關鍵詞:思維導圖;教學方法;化工技術經濟;發散思維

1化工技術經濟課程教學現狀

化工技術經濟是一門應用性極強的交叉學科，是技術經濟學的一個重要分支。它結合化學工業的特點，應用技術經濟學的基本原理和方法，研究化工工業領域發展中的設計規劃、建設生產、科學研究等各階段和各方面的經濟效益問題，目的是得到技術上先進、生產上適用、經濟上合理的最優方案，并為科學決策提供依據。為了滿足新時代新工科背景下培養新型復合型工程技術人才的要求，化工技術經濟課程被越來越多的國內外高校納入到化工類專業本科教學和研究生教學課程中，這也是教育部工程教育認證標準對化工專業的要求。目前，該課程已是我校化工類專業的主干必修課程，同時也是全校其它專業的選修課。目前，化工技術經濟課程授課效果已經滿足了工程教育認證中“理解并掌握工程管理原理和經濟決策方法，并能在多學科環境中應用”的基本要求。但筆者在教學實踐中發現，學生的學習興趣不高，缺乏學習的熱情和主動性、缺乏知識整合能力和深度思考能力，主要原因分析如下:

1．1傳統的課堂教學方式導致學生缺乏求知欲和學習主動性

傳統的教學理念是“以教師為中心、以課堂為中心、以知識為中心”，以教師的課堂講授為基本教學形式，以讓學生理解和記住知識為最終目的。課堂上知識的單向輸出導致學生處于被動接受知識的狀態，沒有問題意識。

1．2理論知識教學與具體實踐結合不夠緊密

因課程學時有限，教學任務重，該課程教學以教材內容為主，主要講述經濟學的基本理論和方法，涉及的基本概念和計算公式較多，知識點多，理論性較強，且教材中的例題與實際化工項目的相關度較低。學生接受孤立、割裂的課程知識，難以做到理論聯系實際，更談不上舉一反三。

1．3學生未能充分掌握課程知識內容，獨立思考缺位，不能將所學運用于實踐

通過近幾年指導的大學生本科畢業設計的情況可知，多數學生在化工項目設計中未能很好地運用該課程學習的知識來綜合考慮化工項目各階段和各方面的經濟效益問題，缺乏深度思考和創新思維能力。追根溯源，還是學生在學習該課程時只是單純的聽講、記憶，缺乏深入思考，缺少對獲取文獻資料和邏輯推理等科學方法的訓練，未能有效理清知識脈絡和構建完整的知識體系框架。因此，更新傳統教學理念、革新教學模式，讓化工技術經濟課程的教學活動更富吸引力，使學生更加積極主動地融入到教學過程中，有意識地去培養學生邏輯思維能力，使其能夠運用科學的思維方式去分析問題和解決問題，成為當前該課程教學活動中必須要解決的問題。

2思維導圖的概念與優點

1971年，英國心理學家TonyBuzan首先提出了一種圖像式思維工具———思維導圖(MindMap)。與傳統的直線記錄方式不同，思維導圖是一種強大的圖形技術，它以多層次的圖形結構動態地記錄信息和思維脈絡，可以更加直觀形象地將各種概念有機地聯系在一起。思維導圖為開發大腦潛能提供了一種新的通用型工具，可以全方位地激活大腦皮層，將文字、數字、圖像、顏色、節奏、邏輯和空間意識等有機組合起來［1］。根據奧蘇伯爾(DavidP．Ausubel)提出的有意義學習論點，學生已有的知識內容是學習新知識最重要的基礎，只有當學生能夠具有可以將新學知識內容與其已有的知識內容建立其聯系時，學習才是有意義的;影響學生課堂學習中是否為有意義學習的最重要因素是學生已有的認知結構，即學習是基于已有知識體系漸進性拓展的過程，學生已有的知識儲備和思維方式，表現為學生當前能夠回想起的概念、事實、命題、理論等。因此，要促進學生掌握新知識，就要增強學生認知結構中舊知識與新學知識之間的互動關聯［2］。在教學內容的安排上要盡可能地先講授學科中包容性最大、概括性最強和最具有說服力的概念和原理，以漸進加深的方式組織、加工、深化學習內容。按照認知心理學的觀點，人的短時記憶容量是比較有限的，僅為7±2個組塊，這極大地限制了人的信息加工能力，而思維導圖可以將概念分層處理，在容量有限的情況下，增加知識的組塊和豐富度，增加可供加工的信息。思維導圖的實質是按照發散性思維的方式將客體信息與主題經驗進行聯結，形成一個符合主體記憶模式的圖形網絡體系。首先，思維導圖是一種圖形化的表達工具。作為“圖”，它可以形象地表達人的認知和思維過程，將線型的語言、邏輯思維方式、方法和概念轉化為以強調一個核心概念的空間圖形，彌補了語言文字在思考表達上單一性和線性的不足;作為“工具”，思維導圖則具有很高的實用價值，可以廣泛應用于人們需要思考決策的領域。從思維導圖產生至今，它已不僅限于是一種學習方法，更成為了交流寫作、頭腦風暴、教學設計與評價、課堂教學、知識組織與管理、遠程學習等多個領域的重要工具。其次，思維導圖的核心理念是發散性的思維表達方式，思維導圖強大的圖形技術清晰地表達大腦的思維方式。利用思維導圖的直觀性、形象性、關系型、層次性和可拓展性等特點，能夠構建一個清晰地知識網絡，有利于學生掌握整個知識結構體系，形成直覺思維，促進知識遷移，從而直觀快速地掌握新知識內容，有助于提高學生的記憶力和發散思維能力［3］。

3思維導圖教學方法設計

目前，計算機繪制和手動繪制思維導圖的方法都已經比較成熟，常用的商業化軟件有MindMaster、MindManager、Xmind、iMindMap、MindMapper、Nova-Mind等。思維導圖教學的基本流程是介紹導圖概念、導圖制作、導圖課程設計、應用效果評價。但是不同領域的知識和方法往往具有不同的屬性，所以要有針對性地構建思維導圖。思維導圖建構的基本步驟包括確定中心概念、概念拓展、確定概念性質、添加資源實體、設置關系和可視化6個步驟。圖1是將化工技術經濟課程內容繪制的思維導圖，該圖清晰地說明了思維導圖的幾個典型特征:①突出重點。強調重點，是強化記憶和提升創造力的重要影響因素，采用以關鍵詞“化工技術經濟”為核心的中央圖，將注意力的焦點集中在中央圖形上;②層次性和可拓展性。使用層次和分類來組織思維，可以提高大腦的發散思維能力，由中央關鍵詞向四周放射形成分支，分支是發散性思維延伸出的新的關鍵詞或者關鍵內容，然后依次拓展到三級分支，四級分支……各分支形成一個連接的節點結構;③關系型。在分支模式的內外要進行連接時，可使用箭頭的鏈接、一致的色彩，或有序的數字代碼，加上層次和間隔，配合圖像，有助于提高大腦的聯想能力。基于有意義學習理論，在思維導圖教學設計時應體現學生在已有知識結構的思維發散過程。因此，在引入思維導圖前，教師首先要摸清授課對象的基本學情，掌握學生已有的知識背景情況。目前，問卷調查法和個案研究法是最常用的研究方法，但這兩種方法多適用于開課之前，此時學生仍處在對課程教材內容的模糊理解階段，調查結果的指導意義不大。教學活動中采用思維導圖方法主要涉及三個階段:學習準備階段、學習階段、協作繪制思維導圖階段。在學習準備階段，教師根據具體的教學問題，設計相應的情境，引導學生發散思考，適時引入思維導圖。創制思維導圖的過程體現了人腦進行發散性思維的過程，手繪制圖更能體現其價值意義。在學習階段，教師圍繞中心關鍵詞，鼓勵和引導學生進行導圖的繪制，使其發散思維從中心關鍵詞出發逐步拓展到所學的分支節點，然后對分支知識點進行教授，然后繼續思維發散。通過繪制思維導圖，實現由關鍵詞的概念向其本質的深入，由舊知識向新知識的遷移，由理論知識向具體實踐的延伸。以化工技術經濟學中資金的時間價值為例介紹思維導圖的建構方法。在講解資金的時間價值之前，以“曼哈頓島的三百年來的價值增值”和“浙江靈溪是全國最大的參茸市場”為情景案例，引導學生思考兩個事件背后的原因是什么?然后讓學生思考日常生活中人們向銀行存錢的原因是什么?如何實現貨幣的保值和增值?貨幣的增值和哪些因素有關?通過一系列的啟發式提問，讓學生深刻理解資金時間價值的概念和意義。在此基礎上，介紹如何更加直觀地表示不同時間節點現金的流入和流出情況，即現金流量圖的概念、構成要素和繪制方法。在掌握現金流量圖這個工具的基礎上，介紹六種不同的資金等效值計算方法，并讓學生舉例說明這些計算類型的可能應用場合，做到書本理論知識與具體實踐的緊密關聯。在思維導圖的使用時盡可能地多引入與使用有利于解決具體問題的情景，可以引發學生更多的聯想、思考、溝通、表達，促進學生學習能力、表達能力、思維能力的訓練與提高。從建構知識和創造集體智慧的角度，鼓勵學生分小組協作學習共同構建思維導圖，促進合作學習，不斷拓寬思維導圖在化工技術經濟課堂教學的應用范圍。思維導圖的建立并不是一次就能完成的，通常需要經過幾次反復修改，因此強調學生能夠借助計算機軟件來構建思維導圖。以資金的時間價值為中心繪制的思維導圖如圖2所示。

4思維導圖教學的注意事項

當前，思維導圖也存在一定的局限性，現有的思維導圖多以概念圖為核心，在此基礎上進行啟發式教學理論、知識體系構建以及教學評價，不利于拓寬思維導圖的應用領域。此外，思維導圖多是作為現有教學框架中的一個重要補充工具或替代形式存在，其表達力有限。思維導圖作為一個幫助學生理清思路、強化理解和記憶的有效工具，能夠描述體現的東西是有限的，不能認為可以畫完一張思維導圖就認為已經掌握了所學內容。實際上，思維導圖忽視了實際化工項目的復雜性，低估了系統工程的艱巨程度，現實中的化工技術經濟問題是高度復雜和集成化的，是多種因素疊加和相互影響的。如果凡事都用思維導圖，反而是曲解和簡化了原本的系統。思維導圖通常只有一個以主要概念為中心的節點，然后隨著思維發散和深入形成一個有序的圖。但實際教學中，知識體系是由多個概念節點構成的，在表現形式上是網狀結構的。因此，在教學中應注重建立不同概念之間的關系，而避免簡單地羅列概念。創建思維導圖應該秉承的原則是:通過將知識點建構成知識塊，再把知識塊聯結成直觀的、立體化、可視化的知識網絡，幫助學生“把厚書讀薄”。只有符合人的知識心理特征將新舊知識聯系起來的思維導圖，才能有利于學生將繁雜的知識信息簡化為大腦易于接受和記憶的、緊湊有序的知識結構。在繪制思維導圖時，應注意引導學生正確建構由關鍵詞發散的主干信息。注重思考知識內容的內在聯系，找出知識點之間的并列關系或延伸關系，避免只是將信息的排列序列由線性或列單式變成環繞型的“偽放射”;注重研究對象的分類、層次和情境范圍，避免缺乏無意識和無序混亂的“亂放射”［3］。

5結論與探討

本文從認知心理學和有意義學習理論的角度出發，探討了思維導圖在化工技術經濟課程教學中的應用可行性，并在教學實踐中檢驗了思維導圖的教學效果。研究表明，化工技術經濟課程教學活動中融入思維導圖提高了學生的學習積極性和課堂參與度，有助于增強學生的理解記憶能力、培養其創新思維能力。但思維導圖教學也有一定的局限性，如在使用思維導圖時，學生容易過度思維發散而忽略了學習的重點和深度，學生在提取關鍵信息方面表現出一定的困難，如此就失去了使用思維導圖的真正意義。另外，本課程化工技術經濟課程具有特定的情境特征和一定的局限性，該方法的可遷移性和可推廣性仍有待探究。

參考文獻:

［1］李艷霞，挺，黃露．元認知教學法在《化工技術經濟》課程中的實踐運用［J］．教育教學論壇，2016(19):149－150．

［2］趙佳娜．思維導圖在認知結構建構中應用模式研究－以大學基礎英語實踐課為例［J］．中國電化教育，2014(6):121－126．

［3］楊昌周，范蔚．試析思維導圖的“偽放射”和“亂放射”［J］．中國電化教育，2011(9):110－112，116．

作者：馮銳 王宏 秦志宏 孟獻梁 單位：中國礦業大學