刊名: 教育研究
主办: 中国教育科学研究院
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1002-5731
CN: 11-1281/G4
邮发代号:2-277
历史沿革:
专题名称:教育理论与教育管理
期刊荣誉:社科双效期刊;国家新闻出版总署收录;中国期刊网核心源刊;CSSCI 中文社会科学引文索引来源期刊;北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;
创刊时间:1979
思维导图教学法在通信工程 专业本科教学中的应用研究
【作者】 赵 华1 李韶华2 吕 青1 赵冠哲3 李 萌1
【机构】 河北师范大学职业技术学院电子系,河北石家庄1 河北医科大学第一医院,河北石家庄2 河北师大汇华学院,河北石家庄3
【摘要】【关键词】
【正文】 摘 要:本文分析了思维导图教学法在工科专业本科教学中的优势和应用。本文将思维导图教学法应用在通信工程专业本科教学过程中,首次探讨利用思维导图解决专业教学体系的课程衔接问题,通过开发和使用专业知识的思维导图库来培养学生的实践能力和科研素养。本文所做的课题研究充分体现了高等职业教育工学结合的教学特色,所提方法对提高学生职业综合素养具有深刻的指导意义。
关键词: 思维导图 通信工程 职业教育 辐射性关联
0.导言
近年来,随着工业化进程的发展,我国高等职业教育获得了飞速的发展。教育部也将推动600所高校向应用技术型大学转型,进而形成以职业教育为核心,培养技术、技能型人才为主体的现代高等职业教育体系。这就需要我们的高等职业学校教师具有相应的技术、技能培养观念,根据时代发展重新整合专业教学体系,梳理专业课程的衔接,跟随和适应市场需求,重视理论的工程应用,提升实践能力和工程科研能力[1]。同时,要能够将大学专业理论和工程实践相结合,培养学生的实践和科研能力,就需要教师具有工学结合的高等职业教育理念,广泛采用行为导向教学方法,不断探索适合工科专业的教学方法。
科学研究证实,人脑的信息的加工方式是传输与响应,联想特性是大脑“处理功能”的一种表现特征[2]。大脑是人体的互联网,每个脑细胞本身都是一台“电脑”,通过释放叫神经递质的“数据”传递信息,而连接每两台“电脑”之间的“光纤”就是突触。突触之间连接强度的改变是形成记忆的基础。行为导向教学方法模拟人类大脑记忆功能,通过思维导图将信息与信息之间通过线条连接起来,建立知识与知识在人脑中的突触连接,从而使神经元的连接被强化。经反复强化,突触连接永久建立,更有利于学生对知识理解与长期记忆。
本文结合作者多年来在通信工程专业的教学经验,重点研究思维导图教学法在工科教学中的应用。
1. 思维导图教学法
思维导图教学法是充分体现行为导向教学理念的教学方法之一。思维导图是一种将创造性思维视觉化的工具。思维导图利用发散的线条将具有内在联系的元素汇聚在一个核心问题的周围,充分利用视觉效果激发人类的思考潜能。因此思维导图是一种将发散性思维、联想思维、类比思维、形象思维等思维方式综合在一起的图形化思考工具,这些思维的综合正是创造性思维的体现。
思维导图教学法就是充分利用思维导图来讲授专业知识和技能,并在教学过程中引导学生自己制作知识点的思维导图,激发学生发散性思维潜能的教学方法[3]。这种教学方法尤其适合知识点分散、实践能力要求高的工科类本科专业教学和实习实训环节。有利于提高学生的专业综合能力和专业兴趣。
2. 通信工程专业教学体系的特点
通信工程专业是21世纪新发展的一门学科,是建立在数学、物理学、电子、计算机等科学上的综合性工科学科。随着现代通信系统经历了从2G到3G再到4G的日新月异的发展,通信工程专业的课程体系也面临着不断地更新和充实过程,从基础课、专业基础课再到专业课的知识点、技术技能要点都经历着不断地变革和整合。
因此,当前通信工程专业的课程体系普遍存在知识原理零散,课程衔接不够紧密,知识、技能理论和工程应用相脱节的现状。如何使课程衔接更富有逻辑性,让课程理论体系更容易理解、更具有实践性、更能体现工学结合的特点是我们进行教学改革、探索适用本专业教学方法的一个重要方向。
思维导图教学法善于利用发散性思维构建辐射性关联,将繁多而零散的知识点结合成一个体系[3]。如此形成的体系具有一个原发性的核心知识点或问题,其外围发散的节点是和这个知识点相关联的问题、诱因、元素或分支知识。这种结构非常适合通信专业零散而又各具内在联系的知识点体系,因此可以利用思维导图来进行专业课程衔接和专业课程知识点、技术技能点内在关联结构的研究。
利用思维导图可以以一种适合于人类发散性思维模式的图示方式来展示知识的内在关联。比如在讲授《移动通信》专业课程时,我们为学生制作了移动通信特点及技术技能发展方向的思维导图,如图1所示。在课程开始时展示这张思维导图,学生对所要学习的知识就有了一个整体的大局观念和感性认识,在课程结束时展示这张思维导图,学生对所学专业知识就有了较强的系统性认识,在头脑中构建有机的知识点联络。
图1.移动通信特点及技术技能发展方向思维导图
思维导图的制作不必要求尽善尽美,随着技术的发展或者根据学习者自己的理解都可以对思维导图进行修改和改进,关键是要让学生掌握这种思维方式。在实际教学过程中,学生对图1也提出了很多有益的改进,增加了一些自己对知识点的理解,补充了一些分支知识,这样即加强了学生对知识点的掌握,又提高了学生探索知识的兴趣。
3. 思维导图在提高学生职业实践能力方面的作用
利用思维导图进行授课,引导学生学习和制作思维导图不但可以加强学生对专业知识的学习,还可以提高学生的职业实践能力[5]。现代企业要求的职业实践能力并不单单是动手操作仪器仪表、设备安装调试与维修等能力,而是更注重分析问题解决问题的能力。思维导图不仅仅可以应用在知识点的内在关联构建上,也可以用在技术、技能、方法的关联构建上。思维导图的这一功能非常适合通信工程专业的技术、技能体系的构建。如在《光纤通信》课程教学过程中,我们制作了关于光纤通信系统安装工程技术技能知识点的思维导图,如图2所示。
图2.光纤通信系统安装工程技术、技能知识点思维导图
通过对技术、技能思维导图的理解,学生对光纤通信系统的安装工程有了更加全面系统的了解。通过学生企业实习的反馈,掌握了思维导图的学生对这些技能的运用明显更加熟练和自信了。
4. 思维导图在提高学生科研素养方面的作用
利用思维导图来研究专业课程间的衔接,不但有利于培养学生对专业知识的理解深度和对专业技能的掌握程度,同时也有利于培养学生的科研素养[6]。课题组在调研过程中发现,通信专业考研的学生及在读研究生对专业课程体系的思维构建存着在一定的欠缺,在学生头脑中专业课程、知识之间的联系不强,制约了学生科研思维的发展和创新能力的体现。学生有逻辑的发散性思维不强、专业敏感性不强直接反映了本科课堂教学的发散性思维训练不够的问题。据此我们制作了很多专业知识点的思维导图,比如“3G通信系统的调制与解调”知识点思维导图,如图3所示。图3将该核心知识点相关联的知识以课程涵盖的方式展示出来,即加强了课程之间的联系和衔接又体现了知识间的融合,有效地提高了学生的综合科研素养。思维导图中的分支是可以再扩展和添加的,体现了研究者的个性思维。
为了加强对专业课程体系总体的把握,我们制作了通信课程体系的思维导图,如图4所示,通过相应的软件,制作动态显示的思维,可以令其发散性特点表达得更加充分,同时我们带领并鼓励实验班学生制作相关知识点的思维导图,加入专业教学思维导图库,取得了良好的教学效果。
5. 结论
思维导图是一种发散性思维逻辑展示,是系统学习专业知识的优秀工具,尤其应用在工科专业理论学习和实践训练上都有着显著的效果。实际教学过程中,我们将思维导图制作得更加灵活和生动,通过思维导图软件辅以图片和色彩,甚至声音和视频等元素加强发散性形象思维过程。通过笔者多年的教学实践,利用思维导图教学法收到了良好的教学效果。经课题组调研统计研究,使用了思维导图的试验班学生在毕业几年后仍能清晰地回忆起本专业的知识体系结构,并能够在自己的专业岗位上很好地运用专业知识,有所创新。可见,思维导图教学法可以有效加强专业课程衔接,增强专业课程体系的逻辑性,有效提高学生专业知识理论素养和实践能力。广泛采用思维导图教学法教学,引导学生自己制作知识、技能和方法的思维导图是培养高素质综合性职业人才简洁而有效方法,值得工科类高等职业院校在教学中采用。
参考文献:
[1] 李冀平,思维导图在职业教育教学中的应用研究[D].河北师范大学,2011.10。
[2] 王宪举 刘济英 信息与记忆的联想[J].现代电生理学杂志 2009.4。
[3] 王艳立,思维导图在高等职业教育教学中的应用[J].辽宁农业职业技术学院学报,2012.05。
[4] 张海森, 2001-2010年中外思维导图教育应用研究综述[J] .中国电化教育,2011.08。
[5]侯建军等,思维导图在我国教育领域研究的现状和发展趋势[J].软件导刊(教育技术) , 2009.04。
[6]吴 静,基于思维导图培养学生创新思维的教学模式研究[D]. 河北师范大学,2012.10。
作者简介:1. 赵 华(1980.10 --),男,河北师范大学职业技术学院电子系,硕士,讲师,通信工程教研室主任,研究方向:职业教育、行为导向教学法、移动通信、光纤通信、信号检测、可见光通信。
2. 李韶华(1985.09--),女,河北医科大学第一医院,硕士、主治医师、讲师,研究方向:项目教学法、实验教学(下转第35页)(上接第12页)法、慢阻肺。
3. 吕 青(1981.06--),女,河北师范大学职业技术学院电子系,博士,讲师,研究方向:职业教育、电磁场与微波技术。
4. 赵冠哲(1985.04--),男,河北师范大学汇华学院,硕士,助教,研究方向:认知无线电,现代教学法。
5. 李 萌(1983.08--),女,河北师范大学职业技术学院,硕士、政工师,,研究方向:职业教育、专业教学法。
课题支撑:
1. 教育部、财政部职业院校教师素质提高计划,项目编号:VTNE025。
2. 河北省教育厅基金项目:QN2014116。
3. 河北师范大学青年基金项目:L2010Q10。
4. 河北师范大学博士基金项目:L2012B15。
关键词: 思维导图 通信工程 职业教育 辐射性关联
0.导言
近年来,随着工业化进程的发展,我国高等职业教育获得了飞速的发展。教育部也将推动600所高校向应用技术型大学转型,进而形成以职业教育为核心,培养技术、技能型人才为主体的现代高等职业教育体系。这就需要我们的高等职业学校教师具有相应的技术、技能培养观念,根据时代发展重新整合专业教学体系,梳理专业课程的衔接,跟随和适应市场需求,重视理论的工程应用,提升实践能力和工程科研能力[1]。同时,要能够将大学专业理论和工程实践相结合,培养学生的实践和科研能力,就需要教师具有工学结合的高等职业教育理念,广泛采用行为导向教学方法,不断探索适合工科专业的教学方法。
科学研究证实,人脑的信息的加工方式是传输与响应,联想特性是大脑“处理功能”的一种表现特征[2]。大脑是人体的互联网,每个脑细胞本身都是一台“电脑”,通过释放叫神经递质的“数据”传递信息,而连接每两台“电脑”之间的“光纤”就是突触。突触之间连接强度的改变是形成记忆的基础。行为导向教学方法模拟人类大脑记忆功能,通过思维导图将信息与信息之间通过线条连接起来,建立知识与知识在人脑中的突触连接,从而使神经元的连接被强化。经反复强化,突触连接永久建立,更有利于学生对知识理解与长期记忆。
本文结合作者多年来在通信工程专业的教学经验,重点研究思维导图教学法在工科教学中的应用。
1. 思维导图教学法
思维导图教学法是充分体现行为导向教学理念的教学方法之一。思维导图是一种将创造性思维视觉化的工具。思维导图利用发散的线条将具有内在联系的元素汇聚在一个核心问题的周围,充分利用视觉效果激发人类的思考潜能。因此思维导图是一种将发散性思维、联想思维、类比思维、形象思维等思维方式综合在一起的图形化思考工具,这些思维的综合正是创造性思维的体现。
思维导图教学法就是充分利用思维导图来讲授专业知识和技能,并在教学过程中引导学生自己制作知识点的思维导图,激发学生发散性思维潜能的教学方法[3]。这种教学方法尤其适合知识点分散、实践能力要求高的工科类本科专业教学和实习实训环节。有利于提高学生的专业综合能力和专业兴趣。
2. 通信工程专业教学体系的特点
通信工程专业是21世纪新发展的一门学科,是建立在数学、物理学、电子、计算机等科学上的综合性工科学科。随着现代通信系统经历了从2G到3G再到4G的日新月异的发展,通信工程专业的课程体系也面临着不断地更新和充实过程,从基础课、专业基础课再到专业课的知识点、技术技能要点都经历着不断地变革和整合。
因此,当前通信工程专业的课程体系普遍存在知识原理零散,课程衔接不够紧密,知识、技能理论和工程应用相脱节的现状。如何使课程衔接更富有逻辑性,让课程理论体系更容易理解、更具有实践性、更能体现工学结合的特点是我们进行教学改革、探索适用本专业教学方法的一个重要方向。
思维导图教学法善于利用发散性思维构建辐射性关联,将繁多而零散的知识点结合成一个体系[3]。如此形成的体系具有一个原发性的核心知识点或问题,其外围发散的节点是和这个知识点相关联的问题、诱因、元素或分支知识。这种结构非常适合通信专业零散而又各具内在联系的知识点体系,因此可以利用思维导图来进行专业课程衔接和专业课程知识点、技术技能点内在关联结构的研究。
利用思维导图可以以一种适合于人类发散性思维模式的图示方式来展示知识的内在关联。比如在讲授《移动通信》专业课程时,我们为学生制作了移动通信特点及技术技能发展方向的思维导图,如图1所示。在课程开始时展示这张思维导图,学生对所要学习的知识就有了一个整体的大局观念和感性认识,在课程结束时展示这张思维导图,学生对所学专业知识就有了较强的系统性认识,在头脑中构建有机的知识点联络。
图1.移动通信特点及技术技能发展方向思维导图
思维导图的制作不必要求尽善尽美,随着技术的发展或者根据学习者自己的理解都可以对思维导图进行修改和改进,关键是要让学生掌握这种思维方式。在实际教学过程中,学生对图1也提出了很多有益的改进,增加了一些自己对知识点的理解,补充了一些分支知识,这样即加强了学生对知识点的掌握,又提高了学生探索知识的兴趣。
3. 思维导图在提高学生职业实践能力方面的作用
利用思维导图进行授课,引导学生学习和制作思维导图不但可以加强学生对专业知识的学习,还可以提高学生的职业实践能力[5]。现代企业要求的职业实践能力并不单单是动手操作仪器仪表、设备安装调试与维修等能力,而是更注重分析问题解决问题的能力。思维导图不仅仅可以应用在知识点的内在关联构建上,也可以用在技术、技能、方法的关联构建上。思维导图的这一功能非常适合通信工程专业的技术、技能体系的构建。如在《光纤通信》课程教学过程中,我们制作了关于光纤通信系统安装工程技术技能知识点的思维导图,如图2所示。
图2.光纤通信系统安装工程技术、技能知识点思维导图
通过对技术、技能思维导图的理解,学生对光纤通信系统的安装工程有了更加全面系统的了解。通过学生企业实习的反馈,掌握了思维导图的学生对这些技能的运用明显更加熟练和自信了。
4. 思维导图在提高学生科研素养方面的作用
利用思维导图来研究专业课程间的衔接,不但有利于培养学生对专业知识的理解深度和对专业技能的掌握程度,同时也有利于培养学生的科研素养[6]。课题组在调研过程中发现,通信专业考研的学生及在读研究生对专业课程体系的思维构建存着在一定的欠缺,在学生头脑中专业课程、知识之间的联系不强,制约了学生科研思维的发展和创新能力的体现。学生有逻辑的发散性思维不强、专业敏感性不强直接反映了本科课堂教学的发散性思维训练不够的问题。据此我们制作了很多专业知识点的思维导图,比如“3G通信系统的调制与解调”知识点思维导图,如图3所示。图3将该核心知识点相关联的知识以课程涵盖的方式展示出来,即加强了课程之间的联系和衔接又体现了知识间的融合,有效地提高了学生的综合科研素养。思维导图中的分支是可以再扩展和添加的,体现了研究者的个性思维。
为了加强对专业课程体系总体的把握,我们制作了通信课程体系的思维导图,如图4所示,通过相应的软件,制作动态显示的思维,可以令其发散性特点表达得更加充分,同时我们带领并鼓励实验班学生制作相关知识点的思维导图,加入专业教学思维导图库,取得了良好的教学效果。
5. 结论
思维导图是一种发散性思维逻辑展示,是系统学习专业知识的优秀工具,尤其应用在工科专业理论学习和实践训练上都有着显著的效果。实际教学过程中,我们将思维导图制作得更加灵活和生动,通过思维导图软件辅以图片和色彩,甚至声音和视频等元素加强发散性形象思维过程。通过笔者多年的教学实践,利用思维导图教学法收到了良好的教学效果。经课题组调研统计研究,使用了思维导图的试验班学生在毕业几年后仍能清晰地回忆起本专业的知识体系结构,并能够在自己的专业岗位上很好地运用专业知识,有所创新。可见,思维导图教学法可以有效加强专业课程衔接,增强专业课程体系的逻辑性,有效提高学生专业知识理论素养和实践能力。广泛采用思维导图教学法教学,引导学生自己制作知识、技能和方法的思维导图是培养高素质综合性职业人才简洁而有效方法,值得工科类高等职业院校在教学中采用。
参考文献:
[1] 李冀平,思维导图在职业教育教学中的应用研究[D].河北师范大学,2011.10。
[2] 王宪举 刘济英 信息与记忆的联想[J].现代电生理学杂志 2009.4。
[3] 王艳立,思维导图在高等职业教育教学中的应用[J].辽宁农业职业技术学院学报,2012.05。
[4] 张海森, 2001-2010年中外思维导图教育应用研究综述[J] .中国电化教育,2011.08。
[5]侯建军等,思维导图在我国教育领域研究的现状和发展趋势[J].软件导刊(教育技术) , 2009.04。
[6]吴 静,基于思维导图培养学生创新思维的教学模式研究[D]. 河北师范大学,2012.10。
作者简介:1. 赵 华(1980.10 --),男,河北师范大学职业技术学院电子系,硕士,讲师,通信工程教研室主任,研究方向:职业教育、行为导向教学法、移动通信、光纤通信、信号检测、可见光通信。
2. 李韶华(1985.09--),女,河北医科大学第一医院,硕士、主治医师、讲师,研究方向:项目教学法、实验教学(下转第35页)(上接第12页)法、慢阻肺。
3. 吕 青(1981.06--),女,河北师范大学职业技术学院电子系,博士,讲师,研究方向:职业教育、电磁场与微波技术。
4. 赵冠哲(1985.04--),男,河北师范大学汇华学院,硕士,助教,研究方向:认知无线电,现代教学法。
5. 李 萌(1983.08--),女,河北师范大学职业技术学院,硕士、政工师,,研究方向:职业教育、专业教学法。
课题支撑:
1. 教育部、财政部职业院校教师素质提高计划,项目编号:VTNE025。
2. 河北省教育厅基金项目:QN2014116。
3. 河北师范大学青年基金项目:L2010Q10。
4. 河北师范大学博士基金项目:L2012B15。