王海燕

（吉林大學(xué) 通信工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130012）

思維導(dǎo)圖在電路分析基礎(chǔ)多媒體教學(xué)中的應(yīng)用

王海燕

（吉林大學(xué) 通信工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130012）

通過(guò)多媒體將軟件制作的思維導(dǎo)圖引入電路分析基礎(chǔ)課程教學(xué)，通過(guò)直觀概括的圖示方式使教學(xué)思路更加清晰。教師借助思維導(dǎo)圖組織材料，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)習(xí)方向，幫助學(xué)生理清學(xué)習(xí)思路、把握課程的整體框架。學(xué)生可用其增強(qiáng)記憶并及時(shí)有效地復(fù)習(xí)，并在思維導(dǎo)圖的制作和修改過(guò)程中逐步建立和完善課程學(xué)習(xí)框架。

思維導(dǎo)圖；電路分析基礎(chǔ)；多媒體教學(xué)

電路分析基礎(chǔ)是高校工科電類專業(yè)本科生在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)課程后接觸較早的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。電路分析基礎(chǔ)的教學(xué)對(duì)象是大學(xué)一年級(jí)學(xué)生，他們剛剛接觸高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等課程。新的數(shù)學(xué)工具在學(xué)生原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)上有了很大的跨越，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生不愿或不知道如何正確使用新的數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解決新問(wèn)題。而在接踵而來(lái)的電路分析教學(xué)中，理論推導(dǎo)要涉及較多的數(shù)學(xué)計(jì)算，這就造成學(xué)生的畏學(xué)心理。

如何通過(guò)簡(jiǎn)潔明了的方式幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中理清思路并且形成長(zhǎng)期記憶是教學(xué)中需要思考的問(wèn)題。多媒體教學(xué)的廣泛展開，使得圖的演示過(guò)程更為方便，本文將由英國(guó)學(xué)者Tony Buzan于20世紀(jì)60年代提出的思維導(dǎo)圖的方法用于電路分析基礎(chǔ)教學(xué)。借助思維導(dǎo)圖制作軟件與課件之間很好的超鏈接性，可輕松地實(shí)現(xiàn)各知識(shí)點(diǎn)的展示和回顧。

一、思維導(dǎo)圖

思維導(dǎo)圖原為訓(xùn)練有學(xué)習(xí)障礙的孩子所創(chuàng)，后逐漸成為引導(dǎo)放射性思考的理論。圖解方式可以對(duì)基于語(yǔ)言文字的理解提供輔助和補(bǔ)充，并降低依賴語(yǔ)言通道的認(rèn)知負(fù)荷，加速思維的發(fā)生。[1]Buzan指出，思維導(dǎo)圖是放射性思維的表達(dá)，因此也是人類思維的自然功能。它將抽象的事物或過(guò)程變成圖形圖像表示出來(lái)，將思維過(guò)程可視化，形成能夠直接作用于人的感官的知識(shí)的外在表現(xiàn)形式，將各主題間的邏輯關(guān)系清晰呈現(xiàn)，使思維過(guò)程更系統(tǒng)。思維導(dǎo)圖可以應(yīng)用于生活的各個(gè)方面，其改進(jìn)后的學(xué)習(xí)能力和清晰的思維方式會(huì)改善人的行為表現(xiàn)。[2]

思維導(dǎo)圖在國(guó)外的應(yīng)用較為常見，而且也有學(xué)校專門開設(shè)教授思維導(dǎo)圖的課程。而國(guó)內(nèi)的應(yīng)用較多出現(xiàn)在商業(yè)領(lǐng)域中，如項(xiàng)目策劃開發(fā)，企業(yè)培訓(xùn)等。在中學(xué)教學(xué)中，尤其是在總復(fù)習(xí)階段的應(yīng)用相對(duì)而言應(yīng)用較多。在師范類高校中有專門開設(shè)思維導(dǎo)圖的課程，而其他綜合性高校的教學(xué)中則鮮為人知。

二、思維導(dǎo)圖在教學(xué)中的作用

思維導(dǎo)圖用于教學(xué)活動(dòng)中，可以使學(xué)習(xí)者提高發(fā)散思維能力，理清思維脈絡(luò)，并可供自己或他人回顧整個(gè)思維過(guò)程。[2]通過(guò)充分調(diào)動(dòng)繪圖者的發(fā)散思維，可激發(fā)創(chuàng)作性、增強(qiáng)記憶，特別是有利于調(diào)用信息。[3]

1.教師方面

思維導(dǎo)圖在備課過(guò)程中幫助教師組織、分析信息，制定教學(xué)計(jì)劃；課堂授課時(shí)可以用來(lái)展示、分析教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)快速、有效地傳授知識(shí)。

（1）清楚把握教學(xué)內(nèi)容，采取更適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和手段，使教學(xué)內(nèi)容更豐富，知識(shí)結(jié)構(gòu)更合理。在課堂上積極引導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生清楚教學(xué)內(nèi)容的作用、重點(diǎn)及難點(diǎn)。

（2）自動(dòng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，易于接受。

（3）課堂講授更具創(chuàng)造性，令人樂享其中。

（4）及時(shí)糾正問(wèn)題。教師可以通過(guò)學(xué)生自繪的思維導(dǎo)圖發(fā)現(xiàn)共性問(wèn)題，及時(shí)作出提醒與糾正。

（5）完善教學(xué)方案。教師可通過(guò)師生交流，不斷修改和充實(shí)教案。并且可以使其更有彈性，及時(shí)補(bǔ)充材料，避免僵化。

2.學(xué)生方面

思維導(dǎo)圖可以幫助學(xué)生概覽全局，展示與核心內(nèi)容有關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)及各層次間的聯(lián)系，快速系統(tǒng)地整合知識(shí)，加深記憶。

（1）掌握教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生不是孤立學(xué)習(xí)某個(gè)內(nèi)容，而是將中心內(nèi)容以放射狀發(fā)散開來(lái)，將各知識(shí)點(diǎn)有組織地進(jìn)行排列、分層，使學(xué)習(xí)更加容易。在頭腦中形成清晰的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖，便于記憶。

（2）改變筆記形式，提高課堂效率。改變以往的線性筆記方式，避免課堂上忙于抄筆記，而沒有充裕的時(shí)間對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行理解，幫助學(xué)生輕松、快速、有效地學(xué)習(xí)。

（3）整理知識(shí)結(jié)構(gòu)。思維導(dǎo)圖用節(jié)點(diǎn)將完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)，由點(diǎn)到線，由線到面，形成網(wǎng)狀或樹狀的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖。學(xué)生通過(guò)思維導(dǎo)圖建立自己的知識(shí)框架，在制作、修改、反思的過(guò)程中完成自我導(dǎo)向的學(xué)習(xí)。

（4）知識(shí)鞏固、復(fù)習(xí)考試。思維導(dǎo)圖只把相關(guān)的材料以非常清晰和容易記憶的形式呈現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生可利用早期繪制的思維導(dǎo)圖進(jìn)行復(fù)習(xí)，檢查是否已掌握了全部知識(shí)點(diǎn)；通過(guò)重新繪制思維導(dǎo)圖對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行提取，可以發(fā)現(xiàn)自己在對(duì)本課程的掌握中還有哪些不足，有助于在考試中獲取得好成績(jī)。

（5）激發(fā)創(chuàng)造性。通過(guò)不斷的積累，將課堂上由教師通過(guò)文字、公式、圖表等表述出來(lái)的客觀存在的顯性知識(shí)內(nèi)化為個(gè)體化的隱形知識(shí)，進(jìn)行多角度的思考，使其成為可創(chuàng)造價(jià)值、進(jìn)行創(chuàng)新的基礎(chǔ)和源泉。

三、思維導(dǎo)圖的制作

1.基本框架的建立

初期的思維導(dǎo)圖采用的是手繪方式，而目前較為常見的繪制方式是使用軟件，本文選用MindManager 9.0版完成思維導(dǎo)圖的制作。該軟件可與Microsoft軟件無(wú)縫集成，快速將數(shù)據(jù)導(dǎo)入或?qū)С龅組icrosoftWord、PowerPoint、Excel、Outlook、Project和Visio中，便于操作。

首先建立空?qǐng)D，可以從軟件中的模板中選擇合適的形式，或者采用空白模式，在圖1所示的“Central Topic”框中輸入中心主題；在“Main Topic”框中輸入主題內(nèi)容；在 “Subtopic”框中輸入子主題。未加任何修飾后的效果如圖1所示。具體的鍵盤操作簡(jiǎn)單總結(jié)如下：選中某一主題（或子主題），若增加同級(jí)主題，則按回車鍵；若增加子主題，按Insert鍵插入即可。各級(jí)主題可以采用文字、圖形、圖片、符號(hào)、公式等恰當(dāng)?shù)男问絹?lái)描述。

2.美化修飾

思維導(dǎo)圖提倡使用顏色、圖形圖案來(lái)增強(qiáng)視覺效果。通過(guò)色彩、圖畫、代碼和多維度的修飾，使其更美觀，更有特性，能讓作者和他人都更有興趣進(jìn)行分享。

在導(dǎo)圖基本框架構(gòu)建完成后，就可按照作者的審美情趣對(duì)細(xì)節(jié)加以修飾，增強(qiáng)美感和可視性。MindMap中常用的功能如下：

（1）平衡分布：選擇菜單欄中的“視圖”——“平衡圖表”，可使各級(jí)主題平衡分布。

（2）主題樣式：“主功能”——“主題樣式”和“主題形狀”可改變字體、字號(hào)、顏色、邊框等?；蛳冗x中某級(jí)主題，單擊鼠標(biāo)右鍵，在“格式化主題”中修改該級(jí)主題的樣式。

輸入各級(jí)主題并經(jīng)過(guò)修飾的思維導(dǎo)圖整體效果如圖2所示。其中，理論基礎(chǔ)中的分析方法之一——網(wǎng)孔分析法部分如圖3所示。

（3）主題注釋：先選中主題，單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“便箋”，輸入內(nèi)容，關(guān)閉主題便箋對(duì)話框，便會(huì)在主題旁邊出現(xiàn)便箋紙的圖標(biāo)，如圖3所示。

由于課程內(nèi)容較多，因此不便使用為增強(qiáng)效果而添加的圖形或圖案，那樣會(huì)顯得過(guò)于雜亂。然而，不同的作圖者會(huì)對(duì)此有不同的理解，在不限篇幅時(shí)選圖合適也會(huì)增強(qiáng)效果，這種多樣性也正體現(xiàn)了其個(gè)性化。

3.各主題間聯(lián)系及超鏈接

（1）關(guān)聯(lián)：菜單欄中“主功能”——“關(guān)聯(lián)”——依次單擊需要關(guān)聯(lián)的兩主題。如圖4中的虛線所示。

（2）超鏈接：?jiǎn)螕裟骋恢黝}，在彈出菜單中選擇“添加超鏈接”，可將主題連接至其他文件。

4.保存

為保護(hù)多媒體教室的系統(tǒng)安全，學(xué)校的計(jì)算機(jī)常設(shè)有安全防護(hù)，禁止安裝教師自帶的軟件，這在一定程度上限制了導(dǎo)圖的使用。如果要在不便安裝MindMap軟件的計(jì)算機(jī)上演示已完成的思維導(dǎo)圖，那么就需要將思維導(dǎo)圖保存為可查看的格式，如：文件——導(dǎo)出——Export as Mind Manager Viewer（SWF），將文件保存為＊.swf格式。該文件可鏈接到PPT中，或是在IE上單獨(dú)播放，而且可以如同在MindManager上一樣進(jìn)行逐層展開的操作。

四、電路分析基礎(chǔ)思維導(dǎo)圖的具體應(yīng)用

1.引導(dǎo)學(xué)習(xí)方向

合理地設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖，將直線式的提綱變?yōu)橹庇^的圖示，直接描述各層內(nèi)容之間的聯(lián)系，呈現(xiàn)完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)。因此能夠承上啟下，讓學(xué)生能夠在一個(gè)完整的體系中清楚所學(xué)內(nèi)容的目的和作用，避免學(xué)“新”忘“舊”。

將電路分析的教學(xué)內(nèi)容整體呈現(xiàn)，可以讓學(xué)生概覽全局；而知識(shí)點(diǎn)的局部呈現(xiàn)則便于課堂上對(duì)前述知識(shí)的復(fù)習(xí)和課后對(duì)已學(xué)知識(shí)點(diǎn)的回顧總結(jié)。

制作時(shí)可按照教材的章節(jié)順序或知識(shí)的整體框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，考慮到學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的接受順序和記憶過(guò)程，盡量二者兼顧。圖2所示的整體效果圖中按照課程中涉及的基本元件、理論基礎(chǔ)和具體電路進(jìn)行劃分，需要講解或復(fù)習(xí)的部分，將其展開即可。

基本元件中列出了本課程所涉及的所有電路元件，在授課過(guò)程中啟發(fā)學(xué)生產(chǎn)生好奇，進(jìn)而發(fā)散思考元件的定義、符號(hào)、作用，既便于記憶，又能激發(fā)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。認(rèn)識(shí)基本元件后，需要進(jìn)一步闡述電路分析的理論基礎(chǔ)。這可以從學(xué)生已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)出發(fā)，基于學(xué)生原有的對(duì)電路的認(rèn)識(shí)，給出分析中所用的電路變量，即電流、電壓、功率等物理量。接下來(lái)就用基本元件構(gòu)成電路，運(yùn)用電路分析的原理和方法對(duì)電路進(jìn)行分析。從最簡(jiǎn)單的直流電阻電路開始，逐一闡述電路的等效變換、獨(dú)立變量分析法、電路定理。在簡(jiǎn)單電路分析的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)動(dòng)態(tài)元件，則需采用三要素法進(jìn)行直流一階電路分析；再將直流源變?yōu)檎医涣麟娫?，使用相量法分析正弦穩(wěn)態(tài)電路。

經(jīng)過(guò)這樣的概述，學(xué)生能夠明白這是一個(gè)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的學(xué)習(xí)和分析過(guò)程，對(duì)將要學(xué)習(xí)的課程框架已了然于心，有助于克服畏難心理，從而不至于盲人摸象般孤立地學(xué)習(xí)某一部分的知識(shí)。

2.拓寬解題思路

解決電路分析問(wèn)題時(shí)，通過(guò)思維導(dǎo)圖進(jìn)行一題多解和一理多用，可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，進(jìn)行發(fā)散思維。

（1）一題多解：課堂上時(shí)間有限，可以利用思維導(dǎo)圖指導(dǎo)學(xué)生對(duì)某一例題進(jìn)行多角度的分析。討論在各種條件下的每種方法是否可行。如圖5所示一個(gè)含多個(gè)直流源的電阻電路的例題，在教學(xué)進(jìn)行到電路定理部分最后一個(gè)定理時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考以前學(xué)過(guò)的各種分析方法（如網(wǎng)孔法、節(jié)點(diǎn)法、疊加定理）是否適用，以及能否通過(guò)對(duì)電路進(jìn)行等效變換的方法簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)再進(jìn)行分析。這樣學(xué)生就需要考慮各種方法的適用條件、解題步驟、注意事項(xiàng)等問(wèn)題，既可以對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)，實(shí)現(xiàn)記憶的提取，又能讓學(xué)生開闊思路，嘗試用從不同角度面對(duì)、思考、解決問(wèn)題。

（2）一理多用：對(duì)電路分析中的定理、定律，在其適用范圍內(nèi)，可以舉出不同電路作為示例，呈現(xiàn)給學(xué)生。這方面的應(yīng)用宜在復(fù)習(xí)時(shí)體現(xiàn)。

五、總結(jié)

教師與學(xué)生通過(guò)思維導(dǎo)圖進(jìn)行交流與探討，能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。教師利用思維導(dǎo)圖把握教學(xué)全局，設(shè)計(jì)教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)手段，使學(xué)生能夠理清思路，減輕課堂教學(xué)的認(rèn)知負(fù)荷，提高學(xué)習(xí)效率，加深記憶。在課堂上使用教師制作的思維導(dǎo)圖之余，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建自己的思維導(dǎo)圖。學(xué)生通過(guò)構(gòu)圖、思考，制圖的熟練程度逐漸加深，不僅可以對(duì)本課程內(nèi)的知識(shí)進(jìn)行整合與鞏固，進(jìn)而可以將任何一門所學(xué)課程進(jìn)行整理、記憶，從而理解知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)系，鍛煉思考能力，提高自學(xué)能力。

在極具個(gè)性化的思維導(dǎo)圖創(chuàng)作過(guò)程中，學(xué)生可以發(fā)揮想象力，按照自己喜愛的方式完成對(duì)知識(shí)的吸收，構(gòu)建并充實(shí)自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性得以充分發(fā)揮。借助思維導(dǎo)圖進(jìn)行發(fā)散思維、捕捉靈感、提出問(wèn)題，解決問(wèn)題。不要使學(xué)習(xí)過(guò)程成為“受迫運(yùn)動(dòng)”，而是在自發(fā)的態(tài)度下進(jìn)行學(xué)習(xí)。☉

[1]陳欣.概念圖、思維導(dǎo)圖和生物圖表的辨析[J].生物學(xué)通報(bào),2008,4(3)：38-40．

[2]（英）巴贊著,李斯譯.思維導(dǎo)圖：放射性思維[M].北京：作家出版社,1998．

[3]趙國(guó)慶,陸志堅(jiān)．“概念圖”與“思維導(dǎo)圖”辨析[J].中國(guó)電化教育,2004(8)：42-45．

（編輯：楊馥紅）

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1673-8454(2012)11-0076-03