大学地球科学课程报告论坛论论文集2017---最终PDF051

235 思维导图在岩浆岩岩石学教学中的运用与探索 * 李小伟 董国臣 李晶 （中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083） 摘 要：思维导图作为一种发散性思维的教学工具，可以有效地串联分散的知识点，充分发挥学生的主 观能动性。笔者结合了思维导图的特点，将其和岩浆岩岩石学的教学结合起来，来探讨如何利用思维导图解决 教学中遇到的一些具体问题。 该软件帮助学生建立起岩浆岩岩石的知识体系， 帮助学生了解各个知识点的来龙 去脉，从而提高学生的学习效率，训练他们自主学习和思维逻辑的能力，无形中提高学生的创造能力，最终提 高了教学质量。 关键词：思维导图 岩浆岩岩石学 课程教学 一、引言 岩浆岩岩石学作为地质学专业的一门基础课程，是岩石学的一个重要组成部分。该课程系 统介绍了岩浆岩的基本特征、物质组成与分类、岩浆起源与演化、岩浆岩共生组合及形成环境 等内容。岩浆岩石学具有知识点庞杂、分类标准多样，理论与实践联系紧密等特点，涉及矿物 学、实验岩石学、岩石物理化学、构造地质学等多方面的内容（董国臣，2015） 。而我校大二 学生在上该课程之前只学习了少量的先导课程，例如“地球科学概论” “结晶学与矿物学” “晶 体光学与造岩矿物” ，同时，岩浆岩岩石学的基础知识多且概念抽象（刘小洪等，2015） ， 这门课的主要任务就是让学生掌握基本的岩石学理论，能够鉴别主要的造岩矿物与岩石类别， 并通过相关的地质实习和地质调查、矿产调查和相关学术研究工作，培养解决实际地质问题的 工作和初步的研究能力（董国臣，2015） 。因此，如何让学生全面理解岩浆岩岩石学的基本理 论，掌握基本的地质技能，成为广大教师的一项重任和难题。 随着几年来教学改革的不断推进， 我校先后引入了翻转课堂、 慕课、 微课等新的教学形式， 取得了一定的成效，这些新的教学尝试打破了原来以教师为主导的模式，积极发挥了学生的自 主能动性。但是上述新的教学创新模式还存在自身的一定缺陷，特别是微课的教学方式呈现碎 片化的特点，使得教材中各个知识点的有机联系不能在微课中得以强化，而思维导图能够以主 题和分支组合的形式呈现，图形与图表相映成辉，将各个知识点有机地联系起来，将其应用到 岩浆岩的教学实践中，极为适宜。 *本文受燕山地质实践教学后备基地建设（编号：2015-ms129） 。 大学地球科学课程报告论坛论文集（2017） 236 将学科思维导图用于岩浆岩岩石学的课程教学，一方面可以让教师有更清晰的教学思路， 安排好教学内容，以便学生在实践中更好地运用所学知识解决地质实践过程中遇到的问题；另 一方面，学生亦可通过思维导图巩固所学知识内容，将之前所学的矿物学知识加以联系，理顺 各知识点之间的思维脉络。 思维导图将与岩浆岩的形成过程和知识结构用图和表的形式展示出 来，可以更好地把握思维过程和知识的整体架构，以便于将新知识整合到已有的知识体系中。 二、思维导图简介 思维导图，又称心智图，脑力激荡图等，它是应用可视化的分支和放射性图形构成的知识 框架，其原型可以追溯到公元三世纪，哲学家 Ramon Llull（12351315）也曾利用该方法。 语义网络（semantic network）在 20 世纪 50 年代得以较大发展，1960 年代早期由阿伦M. 科 林斯（Allan M. Collins）和 M. 罗斯奎廉（M. Ross Quillian）发展成心智图。由于 Collins 的 贡献和公开研究（在学术、创造力和生动的思考上的成果） ，他被认为是心智图模型之父。随 后在 1970 年代被英国的托尼博赞（Tony Buzan）系统地提出。它以一个中心主题词或核心 概念为出发点，通过文字、数字、关键词、分类、色彩和图像，通过视觉刺激，充分调动大脑 的理解、分析、判断、联想、记忆等多个功能区，最大限度地发挥左右脑的学习潜能。思维导 图可以通过电脑软件实现， 例如 MindManager、 Xmind、 MindMapper、 Tik Z Mindmap Package、 Freemind 等。 三、思维导图在岩浆岩岩石学中的应用 （一）串联知识点 本文首先选择“研究方法”这一中心词作为起点，进一步可以细分为野外地质学和室内岩 石学两大类，以野外地质学（field geology）为中心主题开展总结，进一步可以细分为岩石类 型、岩性特征、岩相变化、共生组合、生成顺序/叠覆关系、后期改造、含矿性、形成时代等 多方面；而室内岩石学又可以细分为岩相学、岩石化学、矿物化学、岩石地球化学、年代学、 实验岩石学、数值模拟等诸多分支。另外一个主题词“基本特征” ，可以囊括色率、结构、构 造、产状、成分、其他物理性质等，其中的色率又可以细分为浅色岩、中色岩、深色岩和超镁 铁岩。 再举一个例子，我们以岩浆岩的物质成分为核心知识群。首先是选定中心词（化学成分、 矿物成分） ；其次是确定第一层级的相关核心概念（化学成分：造岩元素、次要元素、SiO2含 量与岩石系列划分、岩浆成分变化规律、微量元素、同位素及其比值；矿物成分：主要矿物、 次要矿物和副矿物；硅铝矿物和镁铝矿物，矿物的成因类型，矿物共生组合，各类岩浆的主要 矿物与成分变化范围） ；最后是对图形开展配置，插入适当的图形，选用合适的色彩、符号等， 完成成图。 （二）训练串联知识点的能力 第一阶段：引导学习，教师带领学生根据各个章节的知识点串联起来。 思维导图在岩浆岩岩石学教学中的运用与探索 237 第二阶段：学生通过分组，讨论分析，教师根据各组遇到的问题开展答疑，然后让每个组 制作自己的思维导图，这样有利于学生独立学习和辨析能力的提高。 思维导图借助于符号、颜色、图像的应用，可以有效地提高学生对庞杂的岩浆岩石学知识 的理解与深化记忆，更重要的是让学生了解知识背后的演绎过程，从而推动本科生开展自主学 习，向“翻转课堂”过渡。 （三）复习备考之利器 岩浆岩石学知识点繁多，多头并举，而在日常的多媒体教学过程中由于信息量过大，PPT 的播放速度有时不能与学生的整体理解速度相匹配，这就容易导致初学者无法及时消化，同时 感到枯燥难记，而且容易遗忘。而思维导图很好地解决了这一问题。思维导图可以将整本教材 中的各个知识点关联起来，被整合加工成几张“精美”的图片，可以非常直观地展示各个知识 点之间的脉络结构和层次关系，学生可以将零散的知识点串联起来，这就有利于他们在复习的 时候发挥事半功倍的效果，避免枯燥地重复记忆一些散碎的知识点。学生通过文字和图片交互 式的复习，也有主意他们加深理解与记忆，无形中锻炼了他们的逻辑思维能力。 四、结语 思维导图可以直观地反映各个知识点之间的联系，利用该特点可以让学生直观、有效地了 解岩浆岩石学理论体系框架的整个脉络。希望更多的地质教育工作者关注思维导图，不断地开 发和完善思维导图与岩石学教学的有机结合，为获