孔小红 秦 华 杨春霞 江传力 徐 岩

(黑龙江科技大学 环境与化工学院，黑龙江 哈尔滨 150022)

工程化学是非化学化工类专业学生的一门重要公共基础课程，培养学生用化学观点分析和解决相关学科交叉问题，让学生学会从化学的角度看待和解决问题，拓宽知识面，提高科学素质，培养学生严谨的科学态度及分析和解决问题的能力，在实际工作中解决跨学科的问题，在化学和工程之间起着桥梁作用[1]。目前，随着工科院校专业认证的进行，越来越多的工程专业开设不同类型的化学课。

1 工程化学教学存在的问题

然而，目前工程化学课程教学中却存在着几个不容忽视的问题。一：工程化学课程虽与数学、物理等课程同设为公共基础课，但一般把工程化学设为考查课，导致学生重视的程度不同。二：工程化学随各专业要求不同，培养方案、教学大纲一再修订，课时也随之一再压缩，导致知识点零散不连贯，教学效果不理想。三：学生的化学学业水平相对较低且差距较大，在该课程的学习过程中往往会因为教学内容多而繁而对该课程失去兴趣，普遍出现课堂讲解能听懂而作业不会做的情况。作业中往往出现公式用错、概念不清等问题。针对以上情况，如何帮助学生理清思路，提高学习效率是亟待解决的问题。

目前，课堂教学和作业练习是提升教学质量的重要途径。现实中，课堂教学被广泛关注并深入研究，作业内容的设计却常常被忽视。作业布置大多以课后教材的思考题或习题作为作业题。因为各道题只是零散地反映某一个教学知识点，基本针对某一个章节或内容，全部布置虽能达到巩固各知识点的目的，但无疑增加了教师和学生的负担，若挑选布置，则达不到难点、重点的覆盖，对学生掌握知识的程度掌握不好。如何设计作业，关注作业的整体性、精准实用性、作业考核点的多样性，作业设计能否达到教学目标，作业题是否体现化学能力培养，可使用问题导向式的思维导图。这样，既可以让教师快速进行学情分析，查明学生原有的认知水平，从而知道从哪个角度进行先行组织以搭建有效地学习支架，大大提高了“教”的效率；也可以让学生能更直观地明白概念之间、问题之间、操作之间等相互关系和逻辑顺序，快捷地发现问题中有用的条件和信息，从而做到触类旁通，大大提高了“学”的效率[2]。因此以发展适度的思维性为目标设计作业，达到量少而精、重点突出、难点易破、知识点全覆盖式的作业，大大减轻学生的负担，同时避免相互抄袭，督促学生独立做作业，有利于提高学习效率、增强时效性，培养学习兴趣和逻辑思维的缜密性。

作业属于中间环节，它上承教师备课、讲课，下关系到学生的复习考试。作业是学生学习的重要组成部分，学生通过课后作业巩固课上学到的知识，老师通过检查作业得知课堂教学的效果。学生只有通过作业练习这一环节，真正地参与到知识的建构中，才能内化知识，进而转化为自身的能力，实现教学的最终目标，习得知识，获得能力。因此，如何发挥作业的功能 ，制定出符合学生培养目标的作业设计关系到学生学习效率及教师的教学质量。

本文针对目前我校工程化学课程的教学特点，学时少，知识点多而杂，所以，以往的“题海战术”不仅加重了学生和老师的负担，而且遏制了学生的创新性思维和发散性思维，使学生对工程化学的学习感到厌烦。为了激发学生学习的积极性，提高教学质量，工程化学作业设计的改革迫在眉睫。

从学生的水平和特性出发，脱离题海战术，发展每一个学生的化学素养和化学思维，暴露出学生思维误区，及时抓住机会进行纠正教学。

针对作业，学生经常出现的现象是“课上能听懂，课后作业不会做”。其主要原因之一就在于学生课后没有及时复习总结，没有构建出重要的知识框架。

2 思维导图简介

1971年，英国教育学家东尼·博赞(Tony Buzan)首次提出了思维导图(mind-mapping)这一划时代的学习和思考方法。思维导图通过运用文字和图片相融合的方法，把各个层次的图文主题通过相互连接和导入的方法串联起来，达到思维记忆一体化的作用[3]。

思维导图能够在诸多概念之间建立联结，从而加强学生对知识的理解，提升学生精准有效、独立主动地思考能力和发现问题与解决问题的能力。在倡导“终身学习”“学习力即是竞争力和发展力”的当今社会，越来越多的教育工作者开始运用思维导图，这一智力的“终极思维工具”来提升教学和学习的效果，然而在国内化学教育界，思维导图的教学实践研究主要在课前、课中和课后复习总结方面，思维导图在作业设计方面的应用研究较少。笔者尝试将思维导图作为一种工具引入到工程化学作业设计教学中，给学生提供一种学习方法，调动学生的学习兴趣和积极性。

3 思维导图在工程化学作业设计中的应用

结合课程特点，基本概念、基本原理、基本公式及基本定律较多，采用零散的知识点布置作业，这就意味着死记硬背不能起到很好的教学效果。本文以化学反应速率一章为例，以反应速率的影响因素为中心，向外发散出分支，包括7个知识点：影响因素从定性和定量两方面分析，定性以碰撞理论为依据分析，定量从质量作用定律和阿伦尼吾斯公式两方面分析，阿伦尼吾斯公式从温度和催化剂(活化能)两方面分析。利用思维导图工具，将零碎的知识整体化，设计典型习题，通过分析、构图、总结的形式呈现解题思路，用思维导图呈现已知量、待求量之间的逻辑关系，形成知识网络，赋予知识层次感，逻辑性强，使得思维可视化，有利于激发和引导学生深入思考，提高学习效率。作业内容如下：

思维导图如下页图1所示。

图1 化学反应速率作业思维导图

4 结语

本文首先指明了工科非化学专业的工程化学课程特点，接着分析了目前思维导图在教学中的应用现状，最后尝试将思维导图应用于工科非化学专业工程化学的作业设计的教学环节中。教学实践表明，采用思维导图这种关联记忆的方法，将思维可视化，不仅可以调动学生学习工程化学的兴趣，帮助学生明确知识点间的相互逻辑关系，降低知识链接和理解学习的难度，培养学生的逻辑思维能力，学生提高学习效率，促使记忆更持久，而且还能更好地达到工程认证对工科学生提出的应具备的能力要求[4]。