思維導圖在相平衡教學過程的應用

黃海燕+孟慶民+俞英

摘要：思維導圖作為可視化的思維線路，其重點突出、層次感強，適用于自主學習和課堂教學。利用思維導圖的層次感，結合對相平衡知識的分析、歸類、總結，引導學生靈活分析并掌握相平衡知識。將思維導圖引入物理化學相平衡的教學中，探索將思維導圖融入教學過程的方式，以提高學生對學習物理化學的興趣和效果。

關鍵詞：物理化學；相平衡；思維導圖；教學過程

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）03-0160-02

物理化學借助數學、物理等基礎科學的理論及其提供的實驗手段，研究化學科學中的原理和方法，研究化學體系行為最一般的宏觀、微觀規律和理論，因而被學生認為是最抽象難懂的學科之一。其中，將熱力學原理應用于相平衡，研究多相系統達到相平衡時，溫度、壓力和各相組成間的關系，對學生而言是物理化學學習中的難點之一。相平衡中常用相圖將處于平衡系統的相態、相組成、總組成及系統的溫度、壓力的關系表示出來。同時相圖也是用圖解的方法研究由一種或數種物質所構成的相平衡系統的性質（如沸點、熔點、蒸汽壓、溶解度等）與條件（如溫度、壓力及組成等）的函數關系。學生要將大量的信息點和學習內容、各種抽象的相圖和實際生產應用有機地融和為一體，這一學習過程非?？简瀸W生的邏輯思維能力及分析問題、總結規律的能力。思維導圖是發散性思維的表達，也是人類思維的自然功能，可展示出可視化的思維線路，體現建構主義學習理念和靈活交互的特征，其清晰自由的線條能夠引導學習者帶著興趣深入記憶。思維導圖是一種有效組織思維的工具，它的創作結果是一個從中央出發、有多個分支的放射性圖形。思維導圖具有重點突出、層次感強、聯想和發散思維、個體獨創性等特點，適用于自主學習和課堂教學。將思維導圖引入物理化學相平衡的教學中，探索學生預習、教師授課、實驗教學等諸多環節與思維導圖相結合，以提高學生學習物理化學的興趣和效果。在利用思維導圖進行知識的組織過程其實就可以看作是圍繞相平衡內容進行系統建構的過程，思維導圖的網絡式結構體現了整個系統中每個要素的相互關聯性。在前期的物理化學相平衡教學中，已為學生介紹過概念圖，學生能積極接受并利用概念圖引導學習，然后在此基礎上將聯想與發散、放射狀思維與個人創新相結合，具備了繪制思維導圖的前期基礎。因此將思維導圖引入相平衡的教學中，會提高學生的自主學習能力，使其學習效果大有提升。本文利用思維導圖的特點，結合相平衡的具體內容，將各種相圖有機整合為一體，提高學生的邏輯思維能力，讓其更好地靈活掌握相平衡的知識點。

此外，在教學過程中要引導學生有效思考，體現建構主義的學習理念，將思考具體化，把握邏輯思維的線條，遵循以教師為主導、學生為主體的教育教學理念，將思維導圖分三個階段應用于理論教學。

一、引入—接受階段

課程初期教師以一名引導者的身份向學生介紹引入的學習工具—思維導圖，介紹并列舉思維導圖的兩種繪制模式—手繪模式和計算機模式，并用思維導圖的方式介紹整個課程的學習內容。前期工作為教學中滲透思維導圖的應用做鋪墊，同時讓學生自主收集資料，利用各種信息平臺加深對思維導圖的認識及了解，進行自學補充。

二、引導—學習階段

教師帶領學生繪制部分章節的思維導圖，激發學生的參與熱情并促使學生掌握思維導圖的使用要點，并對學生面臨的問題進行答疑。同時，以化學平衡的內容為例與學生共同手繪思維導圖。首先，確定化學平衡的重要知識點，確定表達在思維導圖中所用的概念；其次，分級、分層進行具體的活動，同時考慮思維導圖的頁面布局，爭取將思維邏輯完整地表現出來，最后修改初稿，得到完整的思維導圖。

三、分析—創新階段

在相平衡的預習階段，讓學生依據自己的理解思考本章的知識重點，將概念分層，可以手繪思維導圖的草圖，通過自學、小組討論、答疑等學習方式掌握相平衡的基本要點，提出預習過程中的疑問。同時，在理論課上講明知識的關鍵點，有針對性地解答質疑點，加深對相平衡學習內容的理解，學生將理解后的知識在思維導圖的草圖上進行增減修改，從而提高學生分析、解決處理問題的能力。而在習題及復習階段，讓學生對所學內容進行梳理和回顧，選擇手繪或計算機軟件進行思維導圖的繪制，完善布局，清晰邏輯線條，通過前后對比加深理解，可以更為靈活地掌握所學內容。

學生通過分組合作完成思維導圖，創造出屬于學生自己的思維線條，借此幫助學生提高解決問題的效率，培養學習的能力，更好地理解課程內容。如圖1所示，該圖為學生利用計算機模式所繪相平衡內容的思維導圖（其中兩組分相圖沒有完全展開）。圖2以兩組分相圖中液態完全互溶雙液系為例，繪制了此小節的思維導圖。

將思維導圖應用于物理化學的教學過程中，能夠充分調動學生的興趣和積極性，使學生在學習過程中查漏補缺，形成良好的邏輯思維習慣和學習模式。同時，學生在利用思維導圖自主學習的過程中，也會加深對所學內容的理解，建立所學課程知識體系的框架，便于學生前后聯系，融會貫通，靈活應用所學知識。

參考文獻：

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Application of Mind Map in the Teaching Process of Phase Equilibrium

HUANG Hai-yan，MENG Qing-min，YU Ying

（College of Science，Chinese University of Petroleum （Beijing），Beijing 102249，China）

Abstract：Mind map with clear，hierarchical folder structure can highlight major points，and it is suitable for active learning and classroom teaching. Students will be guided to acquire more knowledge of the phase equilibrium by using mind map and the methods of analysis，classification and summary. The mind map is introduced into the physical chemistry teaching about phase equilibrium in order to improve the learning interest and effect of physical chemistry.

Key words：physical chemistry；phase equilibrium；mind map；teaching process