思维导图理论在“土壤调查与制图”中的教学实践

高 琳，陈晓远，林昌华，王 卫

（1.韶关学院 英东农业科学与工程学院； 2.韶关学院 粤北土壤土地研究中心，广东 韶关512005）

“土壤调查与制图”课程是以土壤学和土壤地理学为基础的一门技术性很强的应用课程， 不仅涵盖了土壤、成土因素、成土过程、土壤分类、土壤剖面等基础理论知识，还包括土壤剖面挖掘、剖面类型和性态分析、土壤草图调绘、土壤图制作、特殊任务土壤调查及遥感等土壤调查综合实训知识，它对土壤学科理论知识的丰富和土壤调查能力的培养有非常重要的作用。目前“土壤调查与制图”课程一直是农业院校的农业资源与环境等专业的主干课程，此外，部分综合性和师范院校也作为面向地理学、土地资源管理、 工学和农田水利等专业的基础专业课程开设，该课程对大学生科学素质和实践技能的培养具有十分重要的意义。

笔者所在学校于2012年在2009 级土地资源管理专业开设“土壤调查与制图”课程，随着科学技术的迅速发展与我国高等教育改革的深入，在近几年的课堂教学和课程考核中，发现学生对知识的理解掌握和应用很不理想，主要体现为学生对课程学习兴趣不浓，课程学习后无法形成知识体系，各知识点以死记硬背为主， 问题解答不系统无逻辑，课程知识点记忆易混淆，无法理解该课程在专业课程体系中的位置和社会实践中的作用，机械的完成学习任务，主观能动性得不到发挥。因此，在课程教学过程中教师在授课中如何启发引导，如何激发学生主动探索，如果开拓学生的逻辑和发散思维能力，如何突破传统观念和思维定式，建立新的教学思维和教学模式是极为迫切的［1］。结合思维导图优势，以“土壤调查与制图”的课程知识体系为基础，探索与研究如何在课程教学中运用思维导图，如何更有效地帮助学生构建系统的知识体系、不断地丰富和更新教学实践内容和突破传统观念促进知识的交叉、联系与迁移，提高学生的学习效果。

一、思维导图理论在课程中的应用优势

（一）思维导图理论

思维导图是一种可视化思维工具，以图解和网状结构形式实现储存、组织、优化和输出信息的思维工具［2］。它是一个思维的自然表达过程，相比冗长的文字描述，将单调的文字信息转换成高度组织化的图式，以关键词和图式的方式呈现知识的思维结构和路径，引导人们在关键词的提示下，沿着图式线路拓展思维，寻找联系，最后形成清晰可见的思维过程，构建知识框架。利用逻辑推理的形式由点到面有步骤、有逻辑、动态地表现出知识的生成过程，并完整地呈现知识间的内在联系，这是比文字更加富有成效的表达方式， 也更具新鲜感和吸引力，它展示了思维的动态生成过程，这与教与学的过程具有一定的相似性，为优化教学提供了新的机会和路径［3］。

（二）课堂教学中的应用优势

课程是实现教育目标的主要载体和手段，但如果在课程教育中仅把其视为一门课程，为教学而教育，没有从系统的观点出发来建构土壤与调查课程教育的有效长期路径，学生就无法对该门课程进行有效的掌握和运用。任何一门课程的知识点都有内在的关联，与学科体系中其他课程的知识点也有交叉联系，而不是一群毫无联系、零碎知识点的集合。学好一门学科、一个专业需要能够灵活运用各门课程的知识， 而这就需要在脑海中形成一门学科、一门课程的知识框架，才可以融会贯通。

思维导图的应用可以使学生对课程认知的思维不再局限于整齐但繁冗的文字中，更形象、具体地表现事物之间的内在联系， 因此正逐渐成为一种有效的教与学的工具，优化教师的教与学生的学［4］。思维导图在土壤调查与制图中的应用，可以改变传统教学知识点罗列排序的惯例，将知识点按放射状排布——“从中心向周围发散的非线性笔记”［5］，而这种以图形工具和非线性的记录的方式更容易活跃思维，具有易读形象性和联想发散性的特点，更容易促进知识的整合，形成清晰的知识结构图［3］。同时结合互动性的启发式的教学方法，可激发学生的学习兴趣和逻辑发散思维能力，提高课堂教学效率［6］。

二、“土壤调查与制图”中思维导图理论的应用

（一）“土壤调查与制图”课程的改革

“土壤调查与制图”是笔者所在学校土地资源管理专业重要的专业基础课，课程内容丰富，涉及面广，理论性和实践性都很强［7］，对学生的科学素质和实践能力的培养具有重要作用。该课程自开课以来，教学大纲、教学内容及教学时间等不断进行调整和完善，目前已将理论授课、实训和微课三部分有机结合，更加注重学生实践能力培养。具体课程安排可分为四个模块：模块一是土壤调查基础理论知识的讲解；模块二是在模块一基础上，结合专业特点和需要，学习知识涉及到的相关软件；模块三是在模块一和模块二的基础上，结合案例和科研实践数据，对模块一和模块二的理论知识进行实例讲解，解决实际问题；模块四运用新型教学手段和方法对课程知识进行拓展，具体见表1。

表1 “土壤调查与制图”课程模块体系

从表1 可以看出，经过课程调整，土壤调查与制图课程体系在软件操作和实训内容上逐步丰富完善，并引入微课、小组学习和自主学习等教学模式，提高了学生的学习兴趣，培养了学生实践动手能力和发散思维能力。但是在模块一理论知识的课堂教学中，还存在一些问题，知识体系还有待进一步条理整合，因此教研组在课堂教学模块中采用思维导图模式整合知识点，以便加深学生理解和掌握。

（二）思维导图的课堂呈现

土壤分类和土壤剖面性态研究是“土壤调查与制图”课程的核心内容，土壤科学的重要内容及组成部分，也是土壤学发展水平的重要标志［8］。在此以土壤分类和土壤剖面性态这两个章节内容为例，采用MindMaster 绘图软件，制作的思维导图如下，图1 和图2。

图1 土壤分类内容的思维导图

图1 是课程第三章土壤分类的思维导图，教师讲解时，通过板书或幻灯片展示思维导图，土壤分类这章思维导图主要有两大轴线，一是课程章节轴线，呈现本章在整个课程中所处的位置与作用及其与其他章的关系；二是土壤分类内容的组成，通过关键词和核心知识点组成本章框架，呈现土壤分类类型，每种类型的三大关键点及不同类型的区别，形成知识体系的认知地图。此外通过关键点的形式，启发学生思考，以点带面，有逻辑的有联系的引导学生学习课程内容。同时，可引导学生通过小组讨论学习，共同探讨，联系相关课程相关章节充分联系想象，提高主动性和发动思维，帮助形成知识点框架并进一步理解应用，在这个过程中学生可以系统的掌握本章知识点。

图2 土壤剖面性态观测研究内容的思维导图

土壤剖面性态观测的知识内容体系相对复杂丰富，既包括基础理论，又有实践操作，涉及不同学科、不同的技术。该章思维导图如图2，本章同样设置两大轴线，一是课程章节轴线，呈现本章在整个课程中所处的位置与作用及其与其他章的关系；二是章节内容的组成，通过关键词和核心知识点组成本章框架。教研组通过思维导图将本章的知识点整理归纳并联系起来，建立一个知识框架地图，在这个地图中，学生能够快速地找到教学内容的核心知识点，发现各知识点间的关联，把新知识汇入到原有的知识结构中，从零碎、片断的机械式学习转变为注重逻辑关系的学习，这样也可以避免教学偏离主题，避免教学精力浪费，切实有效提高课堂教学效率［3］。

在教学方法上，在课程教学中运用思维导图呈现课程总体框架、成土因素框架、土壤分类框架、土壤剖面性态框架等，除课程教学环节之外，课前预习、课堂小结、课后复习和考前复习都运用思维导图模式，在课堂小结和课后复习中，可采用教师与学生共同绘制思维导图的形式。比如教师给出本章核心关键词，通过提问方式，引导学生思考探讨，由学生绘制出一级、二级、三级和N 级内容，根据给出的中心内容和课堂时间选择做简单或详细回答，确保学生能够完整掌握每堂课中知识框架。同时在课前预习和课后复习阶段鼓励学生独立运用思维导图整理知识结构，这就增强了教学的趣味性，刺激了思维发散，激发了学生的学习兴趣，调动了学生学习的积极性，促进了师生间的团结合作和平等交流［3］。

三、思维导图理论应用的教学效果

思维导图在“土壤调查与制图”教学中的实践应用，彻底打破了传统教学按章节和数字排序的教学惯例［9-10］，以更形象的方式展示课程内容的知识框架体系和重难点，有效地提高了教学效果和学习效果。与传统的罗列知识相比，思维导图在大学生的学习效率、知识整合、记忆水平等方面呈现出明显的优势。能够培养学生清晰而富有逻辑的思维模式和把握核心内容的能力，在自身后续的学习生活中也可应用。思维导图的教学模式已在笔者所在学校2016 级土地资源管理专业应用， 通过教学实践来看，学生的学习热情增长，能够与教师良好的互动，学生知道并理解了课程在整个专业知识体系中的定位，及各章节知识点的关系，各部分知识掌握的更深入和系统，同时也对各部分知识建立起了必然联系，及其与其他课程的互通联系之处，能够更清楚的知道学来何用进而学以致用。同时，部分学生已自觉地将思维导图理论针对性地应用在其他学科学习的预习和考前复习之中。