0 引言

“机械工程材料”课程是机械专业中一门重要的专业基础课，专业术语多、内容抽象、逻辑性不强、综合性实验较少[1]，学生所学知识呈明显碎片化状态，经常出现知识点混淆的现象，而且利用所学知识解决问题不够全面和深入[2-3]。应用型本科院校不同于研究型院校，在培养目标方面更注重学生将理论联系实际的能力以及创新能力。我校学生理论基础相对较弱，但思维较为活跃，动手能力较强，可以借助思维导图帮助学生更直观、更系统、更全面的学习“机械工程材料”课程，以培养学生的创新性思维及实践应用能力。

1 “机械工程材料”课程思维导图的构建思路

传统教学方式对知识的记忆具有较高的效率，但很难对知识进行应用、分析、评价、情感认知和操作。因此，教师要从学生的认知出发，找到教学的关键特征[4]，并在此基础上进行教学设计，这样才能取得较好的效果。

1.1 教学知识点思维导图构建

“机械工程材料”课程的教学目标是使学生能够根据实际生产需要正确选择合适的材料及热处理方式。各部分知识都存在着必然的联系，必须围绕教学目标对知识点进行梳理。要想正确选材就要知道常用的材料有哪些，每种材料具有什么样的性能。材料性能的不同与很多因素有关，如金属内部结构、金属结晶过程、金属的塑性变形以及金属的热处理方式，等等，可以将该课程的整体知识结构用思维导图进行梳理。

1.2 生产问题思维导图构建

学习的目的是应用所学知识解决实际问题，学生可以以问题为中心发散思维对知识点进行归纳总结，可以从横向和纵向的角度将问题涉及的知识点连接起来，形成知识脉络，培养学生分析问题、解决问题、总结问题的能力。

2 思维导图在“机械工程材料”课程中的应用

2.1 以知识为结构的思维导图

在教学过程中，师生可以对每部分的知识点都构建思维导图，还可以根据教学内容和自身情况自行设计思维导图的深度、广度，比如“钢的热处理”这部分内容，可以从热处理过程的三个阶段作为出发点进行思维发散。加热阶段涉及的知识点有加热温度的确定、组织的转变以及影响因素。保温阶段涉及的知识点主要是保温时间及影响。冷却阶段涉及内容较多，其核心内容是冷却时的组织转变，冷却方式不同，获得的组织就不同，材料的性能也就会存在差别，所以分为四种普通热处理和表面热处理，并应用于生产实践。在理解组织转变的基础上，要掌握四种热处理方式的操作过程及应用，热处理部分的思维导图如图1所示。

图1 热处理知识思维导图Fig.1 Mind map of heat treatment knowledge

2.2 以问题为导向的思维导图

产品出现的许多问题都与材料和热处理密切相关，因此，可将实际生产问题与课程知识点相连，围绕问题发散思维，联想产生该问题的原因(知识点)，进而构成以问题为中心的思维导图。例如，以“著名的龙泉宝剑削铁如泥、刚柔并济”为问题中心发散思维，涉及的知识点主要包括金属的结晶、金属的塑性变形以及热处理三部分，结合宝剑的制作过程可将该问题划分为九部分，更加体现出“九九归真，百般磨砺”的特点[5-7]，其知识结构思维导图如图2所示。

图2 以问题为中心的思维导图Fig.2 Problem-centric mind map

运用知识解决问题的案例还有很多，比如“紧固螺栓紧固力不足的原因及如何改进”、“为什么Cu比Mg的塑性好”、“为什么花1元钱配的钥匙开锁时易折断”等问题都可以很好的使学生以问题为中心发散思维，能够有效检验学生对知识的理解和运用能力。

3 结语

实践表明，将思维导图应用于理论性较强、知识点繁杂的“机械工程材料”课程中能够有效提高教学质量，起到了事半功倍的作用，它改变了传播知识和学习知识的方式。以知识点为中心和以实际问题为中心建立思维导图，为“机械工程材料”课程每部分的学习都确立了目标，这是一个不断将知识打散和重组的过程，训练了学生的逻辑思维能力、自学能力、应用能力、分析问题和解决问题的能力。

[1] 李强，刘旭燕.“机械工程材料基础B”教学改进探讨[J].上海理工大学学报(社会科学版)，2018，40(04)：393-396.

[2] 郭二廓.新工科背景下《工程材料及制造技术基础》课程教学探索[J].高教学刊，2018，(24)：79-80,83.

文章来源：《机械工程材料》 网址: http://www.jxgcclzz.cn/qikandaodu/2021/0205/330.html

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