“思維導(dǎo)圖+”在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程教學(xué)中的應(yīng)用

張 倩，黃楚敬，廖秀秀，唐四云

（1.廣東技術(shù)師范大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510665；2.廣東技術(shù)師范大學(xué) 數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510665）

0 引言

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論是面向計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及其相關(guān)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門引導(dǎo)性專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程一般安排在一年級(jí)第一學(xué)期，它是入門課，又是后續(xù)課程的導(dǎo)引課，課程主要目的是引導(dǎo)學(xué)生了解計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的研究范疇，掌握計(jì)算機(jī)軟件、硬件，以及計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展方向，并培養(yǎng)學(xué)生掌握一定的計(jì)算機(jī)操作技能，樹立正確的職業(yè)道德和就業(yè)觀，也肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)思想和激發(fā)學(xué)生興趣的任務(wù)。

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論涵蓋的知識(shí)面廣、內(nèi)容較分散、概念性強(qiáng)，并且涉及的內(nèi)容非常多，要在有限的課時(shí)內(nèi)將諸多知識(shí)有效傳授給學(xué)生，幫助學(xué)生構(gòu)建整體的計(jì)算機(jī)框架體系，這對(duì)教師在課時(shí)安排來說壓力很大。高校學(xué)生來自全國(guó)各地，學(xué)生生源地教育水平有較大差距，其掌握的知識(shí)水平不一，如此抽象、概念性強(qiáng)的知識(shí)容易造成學(xué)生難以理解，甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒。傳統(tǒng)教學(xué)方式較為單一，停留在PPT 授課方式，學(xué)生缺乏動(dòng)手實(shí)踐操作，師生之間、生生之間沒有足夠的交流互動(dòng)，學(xué)習(xí)過程顯得枯燥無味。鑒于以上3 點(diǎn)問題，作為教師，應(yīng)當(dāng)合理地組織教學(xué)內(nèi)容，采用有效的教學(xué)方法和多媒體信息技術(shù)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建自己的知識(shí)框架，并培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造性思維。

1 基礎(chǔ)研究

國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020 年）中指出：強(qiáng)化信息技術(shù)應(yīng)用。提高教師應(yīng)用信息技術(shù)水平，更新教學(xué)觀念，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。鼓勵(lì)學(xué)生利用信息手段主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，增強(qiáng)運(yùn)用信息技術(shù)分析解決問題的能力[1]。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，思維導(dǎo)圖作為一種較新的教學(xué)工具，在國(guó)內(nèi)發(fā)展非常迅速，從國(guó)外傳入我國(guó)至今已經(jīng)在中小學(xué)至大學(xué)教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。思維導(dǎo)圖與人類大腦有類似的認(rèn)知功能，有助于信息的存儲(chǔ)和提取[2]，能夠促進(jìn)發(fā)散思維，是提升創(chuàng)新能力的有效工具[3]。由于思維導(dǎo)圖可視化過程程度高，現(xiàn)代多媒體能夠?qū)崿F(xiàn)視聽結(jié)合，兩者具有天然的結(jié)合基礎(chǔ)。利用現(xiàn)代多媒體應(yīng)用交互性強(qiáng)的特點(diǎn)與思維導(dǎo)圖結(jié)合，師生、生生交流的過程中產(chǎn)生思維碰撞的火花通過教師的引導(dǎo)評(píng)價(jià)能夠及時(shí)呈現(xiàn)反饋結(jié)果，這不僅可以在教學(xué)實(shí)踐過程中提高學(xué)生思維活躍度，還能將現(xiàn)代多媒體技術(shù)的積極作用發(fā)揮到極致。目前已有教師使用思維導(dǎo)圖應(yīng)用于學(xué)生預(yù)習(xí)[4]、課堂授課[5]、課后復(fù)習(xí)[6]等多個(gè)方面，推進(jìn)教學(xué)方法的改革，取得良好的實(shí)踐效果。

在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論教學(xué)中，可以引入“思維導(dǎo)圖+”的教學(xué)模式，即將思維導(dǎo)圖滲透于教學(xué)的各個(gè)階段、各個(gè)環(huán)節(jié)，合理地綜合運(yùn)用多種信息技術(shù)（幻燈片、視頻、音頻、Flash 動(dòng)畫等）、教學(xué)方法（講授法、談話法、討論法、演示法、練習(xí)法等）進(jìn)行輔助教學(xué)的模式。

2 基于“思維導(dǎo)圖+”的教學(xué)模式

“思維導(dǎo)圖+”教學(xué)模式（如圖1 所示），應(yīng)用在教學(xué)實(shí)踐的過程中，應(yīng)當(dāng)遵循教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的原則。對(duì)于教師而言主要包含課前備課、課中授課以及課后總結(jié)修正三個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)于學(xué)生來說，則包含課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)三大主要任務(wù)。利用思維導(dǎo)圖的優(yōu)勢(shì)，教師對(duì)學(xué)生學(xué)情與教材內(nèi)容的充分分析，通過“思維導(dǎo)圖+”教學(xué)模式，結(jié)合有效的教學(xué)方法設(shè)計(jì)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性并引導(dǎo)其進(jìn)行自主思考學(xué)習(xí)，將思維導(dǎo)圖在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)過程中逐級(jí)展開，加以補(bǔ)充必要的教學(xué)課件、圖表、視頻等，讓思維導(dǎo)圖成為教師將知識(shí)傳遞給學(xué)生的有效載體，以達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)。

2.1 “思維導(dǎo)圖+”在課前

“思維導(dǎo)圖”是通過提煉關(guān)鍵主題詞匯，圍繞核心主題逐級(jí)展開思維擴(kuò)散，從而達(dá)到記憶知識(shí)與思維拓展的目的。首先，教師課前備課工作是否充分，很大程度上決定了一節(jié)課的教學(xué)質(zhì)量?；凇八季S導(dǎo)圖+”教學(xué)模式下，教師需要從設(shè)計(jì)一張圖文并茂的思維導(dǎo)圖教案開始。通過手繪或制圖軟件（如Xmind）的方式，按照教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點(diǎn)、教學(xué)過程環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)、作業(yè)設(shè)計(jì)等幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)來完成思維導(dǎo)圖教案設(shè)計(jì)；同時(shí)結(jié)合教材內(nèi)容特點(diǎn)，設(shè)計(jì)教學(xué)過程每一個(gè)環(huán)節(jié)的展示形式，即設(shè)定思維導(dǎo)圖+何種教學(xué)材料（如微視頻、flash 動(dòng)畫、圖表、PPT 課件等），以及運(yùn)用哪一種教學(xué)方法，并將本次課程授課內(nèi)容以關(guān)鍵字的形式完成知識(shí)點(diǎn)思維導(dǎo)圖設(shè)計(jì)。在教案思維導(dǎo)圖、知識(shí)點(diǎn)思維導(dǎo)圖設(shè)計(jì)過程中，通過不同的顏色、字體突出重難點(diǎn)，通過符號(hào)和圖片化抽象為形象，并借助圖形語言實(shí)現(xiàn)輕松記憶和創(chuàng)造性思維，將知識(shí)點(diǎn)以并列或序列的關(guān)系展示在思維導(dǎo)圖中，結(jié)合教學(xué)方法更容易實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的正遷移。比如，對(duì)于學(xué)生課前預(yù)習(xí)可以采用“思維導(dǎo)圖+翻轉(zhuǎn)課堂”的方式，通過提前下發(fā)學(xué)習(xí)材料讓學(xué)生結(jié)合教材、網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)，繪制課前預(yù)習(xí)思維導(dǎo)圖，構(gòu)造自己的邏輯思維，形成初步的知識(shí)框架，并形成疑問，為課堂的順利展開打下基礎(chǔ)。

2.2 “思維導(dǎo)圖+”在課中

在開展新知識(shí)教學(xué)前，學(xué)生通過“思維導(dǎo)圖+翻轉(zhuǎn)課堂”的方式進(jìn)行了自主預(yù)習(xí)，已經(jīng)具備一定的知識(shí)基礎(chǔ)。教師在導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，可利用“思維導(dǎo)圖+微視頻”的方式，讓學(xué)生帶著問題尋找答案；在講授知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可采用“思維導(dǎo)圖+PPT 課件/圖表/視頻”的方式，對(duì)思維導(dǎo)圖中要講解的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行輔助說明和知識(shí)拓展；可針對(duì)知識(shí)點(diǎn)創(chuàng)設(shè)問題，以開展知識(shí)點(diǎn)搶答，并對(duì)學(xué)生掌握程度進(jìn)行診斷性評(píng)價(jià)。由于思維導(dǎo)圖具有一定的思維擴(kuò)散性以及創(chuàng)新性，教師應(yīng)及時(shí)對(duì)學(xué)生回答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，避免其進(jìn)入思維的無序狀態(tài)；對(duì)于操作性要求較高的知識(shí)點(diǎn)，可以運(yùn)用“思維導(dǎo)圖+課堂演示”結(jié)合“思維導(dǎo)圖+課堂練習(xí)”的方式，教師上機(jī)演示思維導(dǎo)圖中知識(shí)點(diǎn)，并給同學(xué)提出課堂任務(wù)，以生生互動(dòng)的方式，完成該任務(wù)。愛德加·戴爾的“學(xué)習(xí)金字塔”理論：教給別人或者是馬上應(yīng)用掌握的知識(shí)學(xué)習(xí)效果最佳，在“做中學(xué)”或“實(shí)際演練”實(shí)現(xiàn)的效果緊隨其后，在討論問題中學(xué)習(xí)亦可達(dá)到記住50%學(xué)習(xí)內(nèi)容的良好效果。課堂實(shí)驗(yàn)、師生互動(dòng)與生生互動(dòng)的方式，能使學(xué)生學(xué)習(xí)效率最優(yōu)化。艾賓浩斯的遺忘規(guī)律指出，知識(shí)的遺忘速度是先快后慢，呈負(fù)增長(zhǎng)的速度進(jìn)行。在課程知識(shí)總結(jié)環(huán)節(jié)中，教師將思維導(dǎo)圖進(jìn)行折疊，收縮到課前開展教學(xué)時(shí)的狀態(tài)，通過學(xué)生試圖回憶、教師引導(dǎo)補(bǔ)充的方式，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整體回顧，讓學(xué)生在課堂結(jié)束前，以多種方式進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的復(fù)述，促進(jìn)知識(shí)由短時(shí)記憶轉(zhuǎn)變?yōu)橛谰糜洃洝?/p>

圖1 “思維導(dǎo)圖+”教學(xué)模式

2.3 “思維導(dǎo)圖+”在課后

在完成既定的授課環(huán)節(jié)之后，教師的主要任務(wù)落在教學(xué)反思總結(jié)和修正調(diào)整兩方面，而學(xué)生的任務(wù)著重在對(duì)剛學(xué)完的知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)，并適當(dāng)?shù)嘏c舊知識(shí)建立起內(nèi)在的聯(lián)系。教師應(yīng)當(dāng)對(duì)學(xué)生本次課的學(xué)習(xí)進(jìn)行必要的輔導(dǎo)，引導(dǎo)他們運(yùn)用思維導(dǎo)圖梳理知識(shí)點(diǎn)，并糾錯(cuò)補(bǔ)充。授人以魚不如授人以漁，思維導(dǎo)圖在整個(gè)授課過程中的教學(xué)應(yīng)用，潛移默化地影響著學(xué)生思維模式個(gè)性化的形成，教師不僅要將課程知識(shí)與思維導(dǎo)圖融合為一個(gè)有機(jī)整體讓學(xué)生高效地學(xué)習(xí)，還要注重讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用此教學(xué)工具進(jìn)行學(xué)習(xí)。教師要引導(dǎo)學(xué)生不局限于將思維導(dǎo)圖運(yùn)用在當(dāng)前課程的學(xué)習(xí)，還要做到舉一反三，針對(duì)其他課程的特點(diǎn)進(jìn)行高效率的學(xué)習(xí)總結(jié)，不單單達(dá)到教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)，還達(dá)到傳授學(xué)生學(xué)習(xí)方法的目的，從而使學(xué)生受益終身。

其次，教師針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果應(yīng)給出客觀合理的評(píng)價(jià)，以“思維導(dǎo)圖+反饋”的方式，依據(jù)學(xué)生的課堂活躍程度，課堂練習(xí)完成情況，課后實(shí)驗(yàn)完成情況，最終做出形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)，并以此為重要參考，對(duì)本次課教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行預(yù)期與實(shí)際達(dá)到效果的評(píng)估，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)做出標(biāo)記，為復(fù)習(xí)工作做好準(zhǔn)備。同時(shí)根據(jù)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題與狀況，對(duì)教學(xué)過程所設(shè)定的環(huán)節(jié)作出調(diào)整，以思維導(dǎo)圖的形式設(shè)計(jì)完成本次課程的總結(jié)反思工作，以改進(jìn)教學(xué)方案，更好地開展教學(xué)工作。

3 “思維導(dǎo)圖+”教學(xué)模式在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論中的實(shí)踐

以計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論課程中的“數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語言SQL”一節(jié)內(nèi)容為例，此章節(jié)包含較多的知識(shí)點(diǎn)，不僅有許多復(fù)雜的抽象概念和要點(diǎn)，還包含需要進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)的操作性知識(shí)點(diǎn)。在對(duì)學(xué)生基本情況和課程內(nèi)容進(jìn)行充分分析后，完成思維導(dǎo)圖教案的制作，以及課程內(nèi)容思維導(dǎo)圖設(shè)計(jì)、輔助教學(xué)材料的收集與制作。

圍繞“數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語言SQL”為中心進(jìn)行展開，此次授課內(nèi)容分為五大知識(shí)模塊。課前的導(dǎo)入環(huán)節(jié)利用微視頻，即“思維導(dǎo)圖+微視頻”的方式吸引學(xué)生興趣，帶著問題觀看微視頻，更具目的性，進(jìn)行師生互動(dòng)，完成“什么是SQL”的知識(shí)點(diǎn)講解。SQL 的特點(diǎn)、SQL 的功能兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講解，通過展開思維導(dǎo)圖節(jié)點(diǎn)，以“思維導(dǎo)圖+PPT 課件”對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)展開與拓展，運(yùn)用師生問答互動(dòng)的教學(xué)方法，教師對(duì)學(xué)生課前掌握的情況進(jìn)行診斷，并加以補(bǔ)充說明。對(duì)于難以理解又抽象的基本概念模塊，如基本表、視圖、觸發(fā)器等概念，采用“思維導(dǎo)圖+樣例圖/Flash 運(yùn)作流程圖”，在教師的講解下生動(dòng)形象地將晦澀難懂的知識(shí)展示在學(xué)生面前，使課堂充滿生機(jī)與活力。對(duì)于動(dòng)手操作要求較高的SQL 語句的講授，教師首先在思維導(dǎo)圖中依次展開知識(shí)點(diǎn)講解語法，接著進(jìn)行“思維導(dǎo)圖+課堂演示”的上機(jī)操作演示，學(xué)生觀看教師演示之后，根據(jù)教師下發(fā)的練習(xí)文檔，小組互動(dòng)交流、協(xié)作完成課堂練習(xí)，在教師的適當(dāng)指導(dǎo)下完成“思維導(dǎo)圖+課堂練習(xí)”教學(xué)實(shí)踐。

從圖2 的思維導(dǎo)圖中可以看到，通過不同色差、形狀對(duì)不同類型的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分，直觀形象，令人印象深刻；以并列的方式展示知識(shí)要點(diǎn)可以更直觀地輔助記憶；知識(shí)點(diǎn)由中心向周圍擴(kuò)散，將每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)成線，線與線之間又存在關(guān)聯(lián)，能形成一個(gè)完整的知識(shí)面。當(dāng)完成各個(gè)知識(shí)章節(jié)的學(xué)習(xí)后，將所有的知識(shí)面關(guān)聯(lián)起來，能構(gòu)成一個(gè)整體的知識(shí)框架；知識(shí)點(diǎn)以超鏈接的形式關(guān)聯(lián)配套的PPT 課件、Flash 動(dòng)畫、圖表、微視頻等豐富的教學(xué)資源，使得整個(gè)知識(shí)框架體系變得更加飽滿、豐富多彩、穩(wěn)固扎實(shí)。

圖2 數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語言SQL的教學(xué)實(shí)踐

4 結(jié)語

“思維導(dǎo)圖+”的教學(xué)模式將思維導(dǎo)圖作為主線貫穿課程的整個(gè)教學(xué)過程，并針對(duì)性地靈活運(yùn)用多種信息技術(shù)和教學(xué)方法，以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，以傳授學(xué)生知識(shí)、發(fā)展學(xué)生主動(dòng)探究學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造性思維為目的的教學(xué)模式，可以更好地促進(jìn)教與學(xué)。計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論教學(xué)實(shí)踐證明，該教學(xué)模式不但緩解了課程知識(shí)點(diǎn)廣而散造成的課時(shí)壓力，消除了學(xué)生對(duì)于抽象難以理解的概念產(chǎn)生的厭學(xué)情緒，還解決了傳統(tǒng)教學(xué)方式單一等問題，是一種有效的教學(xué)策略，能幫助教師系統(tǒng)、高效地完成一系列教學(xué)活動(dòng)，并能激發(fā)學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的激情，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。