王淑芳　劉偉　譚苗苗

摘 要：隨著創(chuàng)新性社會(huì)對(duì)當(dāng)代大學(xué)生要求的改變，高等教育勢(shì)必在教學(xué)目標(biāo)改變的前提下對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行更深層次的探索。思維導(dǎo)圖作為創(chuàng)新活動(dòng)的工具之一，在幫助人們將創(chuàng)新意識(shí)實(shí)踐化的過程中起著重要作用。本文從思維導(dǎo)圖在工科教學(xué)中的應(yīng)用探索入手，研究創(chuàng)新思維的培養(yǎng)方法，并通過教學(xué)時(shí)間驗(yàn)證方法的有效性。

關(guān)鍵詞：工程教學(xué)；思維導(dǎo)圖；創(chuàng)新思維

一、引言

創(chuàng)新是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需求，作為創(chuàng)新載體的科技人才的培養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)社會(huì)創(chuàng)新的根本途徑。早在20世紀(jì)80年代，《北京科技報(bào)》《科學(xué)畫報(bào)》等陸續(xù)刊登了大量介紹國外有關(guān)創(chuàng)新思維的文章；中國創(chuàng)造學(xué)會(huì)籌委會(huì)、中國發(fā)明協(xié)會(huì)、中國現(xiàn)代設(shè)計(jì)法研究會(huì)等創(chuàng)新思維研究組織相繼成立。與此同時(shí)，創(chuàng)新思維培養(yǎng)方法持續(xù)跟進(jìn)，并逐漸步入新的層次。

據(jù)腦科學(xué)研究，創(chuàng)新來源于對(duì)左腦右腦的協(xié)調(diào)應(yīng)用。左腦擅長(zhǎng)邏輯思維和推理，它依據(jù)現(xiàn)有知識(shí)并在現(xiàn)有理論的框架內(nèi)得出結(jié)論，不產(chǎn)生新的知識(shí)；右腦的非邏輯思維則創(chuàng)造新的理論和觀念，孕育新的思想。20世紀(jì)70年代英國教育家托尼·巴贊提出思維導(dǎo)圖概念以激活大腦的創(chuàng)新能力。思維導(dǎo)圖通過激活右腦的活動(dòng)將左腦內(nèi)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)讀取出來，就產(chǎn)生了創(chuàng)造力。既然思維導(dǎo)圖可用于中小學(xué)基礎(chǔ)創(chuàng)新能力的提升，那么應(yīng)用于高等教育也有相應(yīng)的效果。

在高等教育的工科教學(xué)過程中，我們經(jīng)歷了傳統(tǒng)的工科教學(xué)方法和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法過程，教學(xué)理念和方法在不斷地與時(shí)俱進(jìn)。在未來，將思維導(dǎo)圖與項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法相結(jié)合不僅可以將工科學(xué)生培養(yǎng)為合格工程師，更能培養(yǎng)有創(chuàng)新能力的工程師。

二、傳統(tǒng)工程教學(xué)方法和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法比較

傳統(tǒng)的工科教學(xué)方法以學(xué)會(huì)事實(shí)性的知識(shí)、術(shù)語、內(nèi)容為目標(biāo)，在教學(xué)過程中采取單一的教師講授和學(xué)生學(xué)習(xí)方式，最終培養(yǎng)掌握某工程領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)的工程師。這樣的工程師在畢業(yè)后需要繼續(xù)在單位資深工程師引領(lǐng)下完成實(shí)踐學(xué)習(xí)。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法以培養(yǎng)設(shè)計(jì)、實(shí)踐能力為目標(biāo)，在教學(xué)過程中采取教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)方式，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，最終培養(yǎng)有設(shè)計(jì)、實(shí)踐、跟蹤服務(wù)能力的工程師。這樣的工程師具備快速適應(yīng)新項(xiàng)目的能力。

在現(xiàn)代社會(huì)，工程師需要能迅速把握時(shí)代的脈搏，不斷創(chuàng)新以引領(lǐng)科技潮流。如何培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力的工程師是現(xiàn)代高等教育面臨的難題。

三、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)過程中采用思維導(dǎo)圖

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法以項(xiàng)目為主線，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與興趣。教師設(shè)計(jì)的項(xiàng)目是開放式的，允許學(xué)生自由發(fā)揮。在教育活動(dòng)中，學(xué)生要實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新就要激發(fā)出自己最可貴的想象力，對(duì)事物的好奇心及獲取新知識(shí)的欲望。教師應(yīng)通過各種途徑和方法促進(jìn)學(xué)生這種能力的發(fā)展。學(xué)生需要為一個(gè)有待研究的開放式項(xiàng)目提出盡可能多的解決方案，這時(shí)思維導(dǎo)圖就凸顯魅力了。

教學(xué)過程中采用思維導(dǎo)圖要求教師要先對(duì)學(xué)生進(jìn)行有關(guān)思維導(dǎo)圖繪制方法的訓(xùn)練。目前，常見的思維導(dǎo)圖工具有16款，如XMIND、Mindmaps、FreeMind等。教師可要求學(xué)生：借助思維導(dǎo)圖對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)時(shí)要用思維導(dǎo)圖把自己的方案設(shè)計(jì)畫出來，明確這些方案需要哪些措施去實(shí)現(xiàn)，哪些措施是可以實(shí)現(xiàn)的，哪些需要學(xué)習(xí)。學(xué)生帶著學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)才能最大限度地優(yōu)化學(xué)習(xí)效果。

思維導(dǎo)圖的主要特點(diǎn)是能發(fā)揮學(xué)生的邏輯思維、發(fā)散思維、自主探究能力、合作學(xué)習(xí)能力。這些能力都是培養(yǎng)創(chuàng)新思維必不可少的。思維導(dǎo)圖的繪制要包含如下四個(gè)方面：首先，中央圖形是其重中之重，是核心。要求學(xué)生充分利用邏輯思維能力迅速鎖定主題及關(guān)鍵詞，以問題為中心；其次，中央圖形的分支以樹枝的形式從中央向四周發(fā)散，要求學(xué)生發(fā)揮發(fā)散思維，充分聯(lián)想，提供盡可能多的設(shè)計(jì)方案；再次，在分支上，學(xué)生應(yīng)運(yùn)用自主探究能力判斷分支的重要性，越遠(yuǎn)的分支越不重要；最后，通過組間同學(xué)的合作學(xué)習(xí)確定節(jié)點(diǎn)來聯(lián)絡(luò)各分支。

教學(xué)實(shí)施中需要執(zhí)行如下步驟：①教學(xué)情境導(dǎo)入；②學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖及師生探討交流；③組間合作學(xué)習(xí)；④成果展示；⑤教學(xué)反思。

（1）教學(xué)情境導(dǎo)入。教師以項(xiàng)目為主線，引導(dǎo)學(xué)生從已掌握的知識(shí)出發(fā)，用思維導(dǎo)圖建立項(xiàng)目與實(shí)施方案之間的聯(lián)系，利用已知知識(shí)之間的聯(lián)系導(dǎo)入新知識(shí)的學(xué)習(xí)。幫助學(xué)生迅速實(shí)現(xiàn)知識(shí)之間的遷移。教師在項(xiàng)目教學(xué)中應(yīng)由易到難循序漸進(jìn)引入新知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心及學(xué)習(xí)興趣。

（2）學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖及師生探索交流。學(xué)生采用發(fā)散思維對(duì)給定的工程項(xiàng)目進(jìn)行文獻(xiàn)檢索或?qū)嵉卣{(diào)研，了解項(xiàng)目的工程背景和應(yīng)用場(chǎng)所。甚至可以和當(dāng)前最新科技技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行聯(lián)想，提出新的解決方案。學(xué)生還可以思考項(xiàng)目中的不確定因素并將其細(xì)節(jié)化，明確項(xiàng)目的主題和關(guān)鍵詞，從而開展思維導(dǎo)圖的繪制。在繪制思維導(dǎo)圖過程中可能會(huì)發(fā)現(xiàn)新的思路和想法，反過來引起更深層次的思考。這讓學(xué)生的自主探索成為有反饋的良性循環(huán)過程。在此過程中教師的作用只是主導(dǎo)，營造積極、奮發(fā)的教學(xué)環(huán)境，在學(xué)生需要幫助時(shí)給予指導(dǎo)。

（3）組間合作學(xué)習(xí)。每個(gè)項(xiàng)目小組自發(fā)分工，每人都有不同的任務(wù)。組員之間彼此需要合作交流，利用集體智慧共同完成思維導(dǎo)圖的繪制。每個(gè)成員要明確自己的關(guān)鍵詞，保證既分工又合作。最后合并成小組的工程項(xiàng)目思維導(dǎo)圖。在此過程中教師只需要在教室走動(dòng)，傾聽個(gè)小組的討論和觀察每個(gè)組員表現(xiàn)，便于組間考核。

（4）成果展示。各工程項(xiàng)目小組集體到講臺(tái)上展示小組的項(xiàng)目設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖，可以有一個(gè)同學(xué)介紹整體思路，其余同學(xué)介紹自己的分支以及組間合作交流關(guān)系。其他項(xiàng)目小組成員有責(zé)任提出不同觀點(diǎn)，對(duì)組員的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行提問，這樣保證該小組思維清晰，思辨力強(qiáng)，并且可以對(duì)別人的提問進(jìn)行批判性吸收，以更好地改進(jìn)自己的項(xiàng)目思維導(dǎo)圖。這樣學(xué)生真正回歸到學(xué)習(xí)的主體地位。教師要對(duì)每個(gè)小組的表現(xiàn)進(jìn)行記錄、考核，重點(diǎn)觀察學(xué)生的思辨能力和批判性思維，這是創(chuàng)新的源泉。

（5）教學(xué)反思。教師和學(xué)生在進(jìn)行完項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)后，分別進(jìn)行教學(xué)反思。教師可回顧課堂的教學(xué)過程，對(duì)自己的教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行梳理，根據(jù)學(xué)生對(duì)每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的反應(yīng)及任務(wù)完成情況，總結(jié)教學(xué)中的問題并及時(shí)改進(jìn)。學(xué)生應(yīng)通過教學(xué)反思，對(duì)自己的項(xiàng)目有更深次的理解，重新改進(jìn)自己的思維導(dǎo)圖，擴(kuò)展思維，讓學(xué)習(xí)成為有反饋的閉環(huán)，從而激發(fā)創(chuàng)新思維。

為適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需求，工程教學(xué)方法注定要能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。本文將思維導(dǎo)圖引入工科項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法，提出該方法的教學(xué)實(shí)踐過程以及在工程教學(xué)中師生的相互關(guān)系，為工程教學(xué)提供一種可借鑒的方法。

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