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［摘要］基于“巖石學”課程專業(yè)性強、知識點繁雜、各章節(jié)結合不緊密的特點，在課堂教學過程中，引入思維導圖的教學方法。探討了教學過程中如何從某一中心主題出發(fā)，分階段構建課程知識網(wǎng)絡體系，幫助學生掌握課程整體框架，厘清知識點之間的有機聯(lián)系和邏輯關系，引導學生主動參與繪制，構建適合學生理解把握的思維導圖。該教學方法對學生地質(zhì)思維的培養(yǎng)、知識網(wǎng)絡的構建、學習興趣的激發(fā)、復習效率的提高，都發(fā)揮著重要的作用。

［關鍵詞］礦物巖石；思維導圖；教學方法

一、引言

“巖石學”課程是石油地質(zhì)類院校教學體系中非常重要的專業(yè)基礎課[1-3]，其作為地球科學的中心樞紐，與地質(zhì)學相關學科存在密切的聯(lián)系[2]。巖石按三大巖類劃分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖，并開設相應的課程。不同的院校針對不同的專業(yè)方向開設不同的“巖石學”課程，教學環(huán)節(jié)包括基礎理論學習、手標本鑒定和顯微薄片觀察、野外實習等，其是一門實踐性很強的課程[4，5]。筆者所在院校“巖石學”系列課程包括“結晶學與礦物學”“巖漿巖巖石學”“變質(zhì)巖巖石學”“沉積巖巖石學”“巖漿巖與變質(zhì)巖”“巖石學”“礦物巖石鑒定”等系列課程的理論課和實踐課，針對地質(zhì)學、資源勘查工程、地質(zhì)工程專業(yè)開設不同的課程體系?！皫r石學”系列課程是我校本科生的專業(yè)基礎必修課，該課程的核心目的是使學生掌握礦物巖石方面的基礎知識和巖礦鑒定地質(zhì)技能，培養(yǎng)基礎扎實、專業(yè)面不斷拓寬、具有較強創(chuàng)新能力的學生，從而更好地為基礎地質(zhì)及油氣勘探服務。教學過程包括基礎理論教學、實驗實踐教學和創(chuàng)新能力培養(yǎng)三個方面。通過基本理論學習，使學生熟悉三大類巖石的巖相學特征、分類命名原則與方法，通過實踐教學，立足詳細的野外及室內(nèi)觀察描述，掌握不同巖石類型手標本和薄片鑒定技能，能夠通過巖石的顏色、結構構造、礦物組成、野外產(chǎn)狀的研究，對各類巖石做出分類和命名。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)從創(chuàng)新教育入手，優(yōu)化教學內(nèi)容，創(chuàng)新教學方法，切實把學生從“填鴨式”的被動學習中解放出來，讓學生在快樂、自覺、探索中接受教育。通過參加各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目、地質(zhì)技能大賽、挑戰(zhàn)杯競賽等，加深學生對理論知識的理解和運用，將巖相學知識與實驗研究和理論分析相結合，通過歸納和演繹對各類巖石的成因、形成演化及構造背景的分析，培養(yǎng)學生的地質(zhì)思維，提高其分析問題和解決實際問題的綜合能力。然而，“巖石學”系列課程理論知識繁多、實踐操作性強，我校面向大二學生開設，學生在教學過程中多次反映該課程專業(yè)性強、涉及的知識點龐雜、各章節(jié)或課程之間的有機聯(lián)系難以把握。另外，我校“巖石學”系列課程課時緊縮，要想在有限的時間內(nèi)讓學生把握知識體系，理解重點、難點，留出更多的時間投入實驗及實踐教學環(huán)節(jié)，采取有效的教學方法顯得尤為重要。通過教學改革與嘗試，筆者在“巖石學”課程教學過程中引入了思維導圖的教學方法，其對于課程知識點的梳理、知識網(wǎng)絡體系的構建，各個知識點的對比分析及相互關聯(lián)都發(fā)揮著重要作用，脈絡清晰，便于學生對課程整體框架的把握，厘清知識點之間的有機聯(lián)系和邏輯關系，從而使得“巖石學”課程的教學更加高效，讓學生能快速深入教學內(nèi)容中，獲得了良好的教學效果。本文主要談談思維導圖在“巖漿巖巖石學”教學環(huán)節(jié)中的應用，以期為相關課程的教學提供借鑒。

二、思維導圖概述

思維導圖是表達發(fā)散性思維的有效圖形工具[5-10]，其運用圖文結合將思維形象化，通過一個中心主題不斷向外擴展，形成若干個分支，每一個分支與中心主題通過一個節(jié)點鏈接，該節(jié)點又成為次一級主題，繼而再向外擴展出若干個分支，把各級主題用相互關聯(lián)的層級圖表現(xiàn)出來，將傳統(tǒng)的單向思維變成多向發(fā)散思維模式[11]。與思維導圖配套的多款制作軟件已經(jīng)成熟運用，如MindManager、Xmind、FreeMind、MindMapper等[5-13]，其形象而高效地實現(xiàn)了發(fā)散思維的具體化和可視化，部分軟件中不但可以插入圖像、表格、PPT等，而且可以加入視頻等多媒體超級鏈接，還可以將制作的思維導圖以多種格式文件輸出，內(nèi)容組織靈活，并能充分發(fā)揮使用者的創(chuàng)造性[7，10]。思維導圖軟件是實現(xiàn)思維可視化的一種工具，繪制思維導圖的過程，本身就是一個創(chuàng)造性的過程，繪制者要考慮如何設計主干、分支，將不易掌握的、碎片化的知識組合起來，以邏輯化、系統(tǒng)化的方式呈現(xiàn)出來[14]。要想在大腦中構建知識框架體系，使各分支建立關聯(lián)才是關鍵。因此，建立有效的思維鏈接，把復雜零散的知識有序地組織起來，構建適合的知識網(wǎng)絡體系，發(fā)現(xiàn)各個知識點間的內(nèi)在聯(lián)系，以思維導圖形式表達，實現(xiàn)對中心主題的理解和邏輯解剖。

三、思維導圖在課程教學中的應用

“巖漿巖巖石學”課程側(cè)重于闡述巖漿巖的基本概念、物質(zhì)組成、結構構造、分類命名、產(chǎn)狀分布、形成演化、成礦關系等基本理論，通過理論和實踐教學，培養(yǎng)學生礦物、巖石鑒定的基本技能，掌握分類命名的原則和方法，提高學生分析問題、解決問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程打好基礎[1-5]。我?！皫r漿巖巖石學”課程共40學時，其中理論教學28學時，實驗教學12學時，思維導圖在該課程教學中的應用，實現(xiàn)了對整個課程內(nèi)容的梳理和把握，建立了高效學習知識體系。教學過程中，思維導圖的繪制按不同層次分階段進行。在課程初期，緒論講解中，教師首先搭建一個可擴充知識的課程整體框架，起提綱挈領的作用，然后通過一系列設問埋下伏筆，引導學生思考，增強對該課程的學習興趣。第二個階段，在每個章節(jié)的講解過程中，教師引導學生通過各級主題和分支把各章的復雜零散的知識有序地串接起來，在分支節(jié)點上填補需要擴充的知識點，構建一個分級的知識體系，實現(xiàn)對該階段的所有知識的全景展示。用主題詞及不同的顏色、線條鏈接來搭建知識架構，只需要花很少的時間畫出思維導圖，便能清晰明了地掌握知識體系，從而投入更多的時間積極思考。第三個階段，相關章節(jié)講完或整個課程結束，引導學生厘清各知識點的邏輯關系和內(nèi)在聯(lián)系，進一步對整個知識框架和分支體系進行梳理修改、歸納總結，建立自己的知識體系，沿著思維導圖提供的發(fā)散思維進行擴展，進一步豐富自己對知識的理解。在制作過程中學生發(fā)現(xiàn)知識遺漏或難以理解的部分，可以通過查閱相關資料，彌補知識結構中的盲點，深刻理解知識體系的內(nèi)在聯(lián)系和邏輯關系，構建一個適合自己的知識架構，從而提高學習效率。在該階段，每個學生可能會根據(jù)自己的知識背景和理解制作不同的思維導圖，教師可以選取部分學生的思維導圖進行展示分析，也可以把教師繪制的思維導圖展示出來，便于學生對比和交流討論，進一步完善修改適合學生理解把握的思維導圖。這一階段通過思維導圖的梳理和補充實現(xiàn)了對整個課程的很好的回顧，并建立了整體知識框架和各個部分的有機聯(lián)系，便于理解和記憶。根據(jù)“巖漿巖巖石學”課程內(nèi)容，把巖漿巖作為中心主題，首先講解巖漿巖的概念和基本類型。進一步引導學生了解巖漿巖的形成是通過巖漿這個重要的源，而巖漿的形成、演化及冷凝固結形成不同的礦物組合，從而解釋巖漿巖系列多樣性的原因。期間引出巖漿的概念、巖漿的起源及其物理化學性質(zhì)、巖漿的結晶作用。通過一組火山噴發(fā)的照片、地殼深處巖漿的照片及“動力地球”“宇宙是怎樣運行的”等相關科教視頻，讓學生感受到地下深處存在巖漿的地質(zhì)事實，了解巖漿的起源。從巖漿到巖漿巖是通過巖漿的結晶作用建立聯(lián)系，巖漿中各種離子和絡陰離子團圍繞結晶中心，按照一定的規(guī)則排列，并按照一定的結晶順序結晶出各種晶體礦物，不同的礦物組合就形成不同的巖漿巖系列（這里可以先提一下鮑溫反應原理，通過鮑溫反應原理中礦物的結晶順序與巖漿的結晶作用建立聯(lián)系）。進一步講解，根據(jù)生成環(huán)境將巖漿巖劃分為侵入巖和噴出巖，簡單概括侵入巖和噴出巖由于形成條件的不同表現(xiàn)為不同的結構構造特征。然后指出進一步的學習要求，需要了解巖漿巖的化學成分、礦物組成、結構與構造、分類與命名、產(chǎn)狀分布等。從而由這些次一級的主題延伸出其他分支知識點進行進一步的闡述和講解，建立各知識點的有機聯(lián)系。通過巖漿巖思維導圖基本框架圖的建立（圖1），先將最基本的總體知識框架展示給學生，然后每個次級主題根據(jù)分支體系，再構建單獨的思維導圖，以不同的編號表示，并標注在整體思維導圖中（圖2）。例如，講到巖漿巖類型的多樣性，就要引導學生認識巖漿的基本定義、巖漿的起源和演化、巖漿的組成、巖漿的分異和同化混染作用，從而理解巖漿巖多樣性的原因。再如巖漿的結晶作用講解，在定義闡述的同時，引出鮑溫反應系列，通過不連續(xù)系列和連續(xù)系列礦物結晶順序，使學生更好地理解巖漿的結晶作用是按一定的順序進行的，進一步闡述鮑溫反應系列的應用及意義。這一部分，根據(jù)不連續(xù)系列和連續(xù)系列在橫向上的組合，與前面的知識點（根據(jù)巖漿中SiO2的含量劃分巖漿類型）及后面的知識點（巖漿巖的化學成分、礦物成分、基本類型及主要礦物共生組合、代表性的侵入巖-噴出巖類型）進行關聯(lián)，從而使學生從巖漿→巖漿的結晶作用→巖漿巖建立知識框架體系及內(nèi)在聯(lián)系。通過對比講解侵入巖-噴出巖的礦物組成、結構構造，從而引出巖漿巖的結構、構造。同時強調(diào)，對于某一類型的巖漿巖對應的侵入巖和噴出巖，它們的主要礦物組成是相同的，不同點在于其結構構造，而巖漿巖結構構造特征受諸多因素影響，其內(nèi)因是巖漿本身的性質(zhì)和特點，其外因是巖漿結晶時的物理化學條件，尤其與巖漿巖冷卻狀態(tài)有一定的關系。通過這一部分的講解，讓學生理解侵入巖和噴出巖結構構造的差異，進一步建立結構構造次級主題的思維導圖，并分析形成條件對結構構造的影響，對比不同環(huán)境下巖漿巖的結構構造差異。最后針對各類巖漿巖，闡述分類命名原則及方法。在此過程中，教師首先建立可擴充的主體知識框架，次一級的主題及分支體系采用引導式、啟發(fā)式，讓學生參與分支體系的建立，這一環(huán)節(jié)要安排好課前預習及讓學生根據(jù)預習內(nèi)容繪制初步思維導圖，課中進行各知識點的講解，課后進行歸納總結及思維導圖補充完善工作，從而充分提高課堂效率，投入更多的時間積極思考、互動交流及實踐應用。

四、結語

思維導圖在“巖漿巖巖石學”教學中的應用，是對課程知識體系的全面展示。通過這一教學過程，改變了傳統(tǒng)教學中的“填鴨式”的知識灌輸方式，調(diào)動了學生的學習積極性和主動性，有利于學生全方位地把握知識體系，理解知識的內(nèi)在聯(lián)系。從中心出發(fā)，建立分支體系，使分散的、零碎的知識點得以系統(tǒng)整合，便于學生掌握課程整體框架，厘清知識點之間的有機聯(lián)系和邏輯關系，對學生地質(zhì)思維的培養(yǎng)、知識網(wǎng)絡的構建、學習興趣的激發(fā)、復習效率的提高，都發(fā)揮著重要的作用。該教學方法可促進學生積極思考和歸納總結，學生不僅鍛煉了地質(zhì)思維，掌握了高效的學習方法，而且有更多時間投入理論知識的實踐應用中，基本技能和創(chuàng)新能力得到訓練和提升。

作者:馬艷萍 李政旭 李慶本 吳少波 單位:西安石油大學 地球科學與工程學院 陜西省油氣成藏地質(zhì)學重點實驗室