基于思维导图的计算机信息技术课程教学模式改革探讨

2022-09-11

思维导图 (Mind Maps) 是英国人托尼·巴赞 (Tony Buzan) 在20世纪70年代开发的一种组织性思维工具与笔记方法。他通过绘制图的方法, 将人认知知识、解决问题和创新想象的思路、途径以及如何对它们进行配置有序的表达出来。一般是以主题为中心, 有组织、分层次而放射式、互相关联地展现出来, 大多是通过带顺序标号的树状的结构来呈现一个思维过程, 是一种将放射性思考具体化的方法。经过近30多年的研究、实践和发展, 思维导图技术已经成为一种非常重要的认知策略与技术, 其理论基础、构图方法和应用技术等已成为一个比较完整的体系, 已在很多的学科领域发挥了重要的作用。探讨利用思维导图技术来改善和提高教学设计在设计、应用方面的效率和效果, 这对教学设计学科的发展有积极的作用。

1 思维导图在教学设计中应用的理论依据

托尼·巴赞最初研究思维导图的目的是尝试以一种图的形式来增强记忆, 寻求克服线性笔记不易记忆、不能有效地激发大脑潜能的问题。随后的进一步研究发现, 思维导图在大脑对信息储存加工处理方面具有先天性的生理、心理优势。即反映了由内、外各种信息在大脑形成节点、互相联系, 不断动态地加工组合成不同结构、组件规模和存在时限不一的所谓“思考中心”, 并由此发散 (放射) 出成千上万的挂钩 (新的连结) 。大脑正是依靠这样的基本方法构成极为庞大、复杂的神经网络或信息网络, 不断实现信息的输入与输出, 内外信息的交流。左右大脑半球的不同功能倾向, 不仅使不同信息类别的加工处理有了相对专门分工, 更籍助两个大脑半球功能的互相协同、叠加而大大增强整合功能, 强化了大脑整体的高级神经活动。

思维导图应用于教学有其认识论和心理学基础。思维导图利用了想象力、联想和思想的弹性等一般被认为与创造力有关的技巧, 所以思维导图非常适合用来培养学生的创造性思维能力。发散思维也称辐射思维, 是创造性思维的基本形式。培养学生的发散性思维, 重要的是给学生提供发散性思维的机会, 创设能刺激思维的问题情境, 使学生逐渐养成从全方位、多角度认识事物、解决问题的习惯。使用思维导图进行学习就可以轻松做到这一点。思维导图是进行发散思维最合适的工具, 这是由其放射性思考的特点所决定的。放射性思考是人类大脑的自然思考方式, 经由思维导图的放射性思考方法, 除了加速资料的累积量外, 更将数据依据彼此间的关联性分层分类管理, 使资料的储存、管理及应用因更有系统化而增加大脑运作的效率。

目前, 思维导图在国外已经被大多数人所接受, 并广泛的应用在教育、商业等方面, 并取得了非常好的效果。在国内, 思维导图己经得到越来越多的关注, 并已被教育部列入中国教育“十五”规划专项研究课题。

2 计算机信息技术课程教学的新形势与新任务

当今时代随着计算机技术和网络通讯技术的迅猛发展, 社会信息化不断向纵深发展, 各行各业的信息化进程不断加速, 计算机信息技术已成为衡量大学生业务素质与能力的突出标志, 因此, 计算机信息技术课程已成为人才培养方案中必不可少的、最重要的基础之一。目前高等学校计算机信息技术教学是为非计算机专业学生提供的计算机知识、能力与素质方面的教育, 旨在使学生掌握计算机、网络及其它相关信息技术的基本知识, 培养学生利用计算机分析问题、解决问题的意识与能力, 提高学生的计算机素质, 为将来应用计算机知识与技术解决自己专业实际问题打下基础。

针对当前大学计算机教育的任务和新形势, 国家教育部计算机基础教学指导委员会相继出台了“计算机基础教学若干意见”等多个重要指导性文件, 提出了新形势下大学生的计算机知识结构和应用计算机的能力要求, 大学计算机基础教育应该由操作技能转向信息技术的基本理论知识以及运用信息技术处理实际问题的基本思维和规律, 应贯穿于整个的大学教育中。

3 思维导图应用于教学设计是教学模式发展的新要求

教学模式是指在一定的教学思想、教学理论、学习理论指导下的、在某种环境中展开的教学活动进程的稳定结构形式。教学模式是组织、设计和调控教学活动的方法论体系。一方面, 它来自于教学实践, 是教师和学生对某些有效的具体教学活动方式进行优化选择、概括和加工的结果。另一方面, 教学模式的实际执行者是教学的实践者和实践对象, 即教师和学生是教学活动的实践主体。在这一过程中, 教师处于主导地位。因此, 教师应不断提高自身的素质、不断学习现代教育思想、现代化教育手段、方法, 教会学生的思维方法。根据计算机学科的特点和知识体系, 在向学生传授知识的同时, 激发学生学习的求知欲和好奇心, 培养敏锐的观察力和丰富的想象力, 有目的培养学生的思维能力, 创新能力, 是深化教学改变的重要课题。

针对这一重要课题, 构建信息技术与学科整合的课堂教学模式是理论与实践相结合的必经途径。计算机信息技术课程既具有很强的理论性, 又具有很强的实践性, 其中基础概念的掌握又是正确进行技术操作的前提、将思维导图运用于信息技术教学、不但能激励学生主动建构概念、帮助学生更好地理解信息技术的相关概念、理清概念间的关系。而且能够使学生在理解概念的基础上进行正确的计算机操作。另外, 它还可以帮助学生组织课程知识体系、对操作思考过程进行外显化记录、引导思维发散路径、拓展思维空间、协助学生创新发现。

4 基于思维导图的课堂教学设计的作用

课堂教学是整个教学过程的核心, 是学生获得知识的主要途径, 目标主要是形成与提高学生的信息素养。思维导图是一种认知策略, 有利于信息科技知识的管理与建构, 能促进学习者在其他情境中回忆、迁移使用甚至发展这些知识。

(1) 思维导图能帮助教师建立系统完整的知识框架体系, 对课程知识进行有效的资源整合, 使整个教学设计更加系统、科学有效。例如, 教师可以根据教材、考试大纲等绘制出关于该学科整个年度或学期课程的思维导图, 然后再细化到每次课的内容结构, 并在其中标明主次, 这些教学内容计划图有助于教师实现预期的教学目标, 也有助于学生把握知识重点。

(2) 教学过程采取互动式, 促进师生间的交流与沟通。给教师和学生提供一种高效的教学策略和学习方法, 提高教与学的效率和质量。在应用思维导图教学的过程中, 采用互动式教学可以充分发挥学生学习的主观能动性和创造天赋。

首先, 学生可使用思维导图在己有知识结构的基础上有机地联入新知识, 思考新学知识跟已有知识之间的关系。其次, 在学习过程中, 它有助于学生组织自己的思想和借鉴别人的思想。在组织自己的思想方面, 例如, 在编程前先利用思维导图工具画出流程图, 有利于提高编程的正确性和编程效率;在教师演示软件操作步骤的时候, 学生可以简略地画一些步骤图, 以便更好地掌握繁琐的操作步骤。此外, 学生在合作完成任务时, 在信息获取阶段可帮助学生分类、整理、组织有关资料, 明晰已获信息之间的关系及缺少哪些信息。这可增强学生对信息的理解力, 而不仅仅停留在简单的占有材料层面上。另外, 当学生复习学过的关于某个主题的相关知识时, 思维导图可提纲挈领的作用, 帮助他们将学到的知识加以概括化与网络化, 以便深入理解知识, 长期保留知识, 并能在新的问题情境中有效迁移使用这些知识。

在这一教学过程中, 教师的作用主要是做积极正面的引导, 指导和回答学生在完成学习任务的过程中所遇到的问题。师生间可以比较自由的交流和沟通, 从而使学生有更大的发挥自我的空间, 让学生根据自己的实际情况制定各自的学习计划从而做出合理的安排。

(3) 在教学过程中, 思维导图可以帮助教师做到关注整体, 关怀个体, 实现真正意义上的因材施教。运用思维导图, 通过学生的思维导图作品, 教师可以考查学生有关信息技术的知识结构, 帮助教师有效检测学生是否理解某些概念的含义以及概念之间的相互关系, 评价学生的知识结构是否完整或是有所创新, 并能对学生所存在共性以及个性的问题做出具体的指导和相应的教学方案。

在学习知识性的内容时, 可让学生画一些思维导图, 让其与教师和其他同学制作的思维导图进行比较, 从中找出差异, 并识别出自己在哪些方面是有欠缺的。另外, 教师可以布置给学生制作关于本次课的学习内容的思维导图的课后作业, 以便学生梳理学过的内容, 也有助于教师评价学生的学习情况。

(4) 运用思维导图, 有利于建立学习型班级组织, 形成团结合作的教学机制, 促进学生与教师、学生与学生之间的交流与合作, 取长补短, 共同学习, 共同发展。绘制思维导图主要是一种信息加工与表达过程, 也是一个相互学习和交流的过程, 在这个过程中加强学生与教师、学生与学生之间的交流与沟通, 培养学生的合作精神与团队意识。

(5) 运用思维导图可以帮助信息技术教师课后评价和反思自己的教学。教师也可以通过自己绘制反映教学过程的思维导图, 来反思教学, 为以后的教学提供有益的借鉴。

(6) 思维导图可以作为多媒体课件的有效补充形式应用于教学中。由于通常思维导图制作软件都具有幻灯片放映功能, 因此可将其作为类似于PPT的课件形式应用在教学中。教师可用它来向学生展示概念之间的具体联系, 也可以层层展开上下级概念, 还可以先局部展示部分概念及其关系, 后展示全图。

5 常用思维导图制作工具

常用思维导图制作工具主要有Ins Piration、Mindma PPer、Cma PTool等, 操作都比较简单易学。其中, Ins Piration是最常用的, 它提供了一些符号库和模板, 用户可以直接利用, 而不需要自己制作类似的符号和结构图, 用户也可以添加一些图片到作为用户自定义的符号。它有图形和大纲两种视图, 其中图形视图以图形形式显示概念及其相互关系, 大纲试图以大纲形式显示各概念及其层级关系。

总之, 在计算机信息技术教学中应用思维导图, 有助于学生通过反思把零散的有关经验组织在一起, 以便形成信息技术学科的知识体系, 对于提高学生的信息素养有帮助, 是计算机信息技术教学模式改革的一种有效方式。但是同时需要指出的是, 信息技术教学实践中, 真正发挥这些作用还有待信息技术教师以开放、积极的态度去实际运用好这一教学策略, 有待于学生的积极配合和参与以及学生的认真学习。思维导图制作者必须清楚、深刻理解概念及其相互关系, 才能制作出合理的、科学的思维导图。因此, 在应用思维导图之前, 须为实验对象创造实验条件, 应当先让学生体验使用相关知识, 以便形成和积累相关经验, 从而为应用思维导图建构知识打下必要的基础。此外, 对于计算机信息技术思维导图的制作模式化以及思维导图评判标准等问题还急需要展开进一步的研究。

摘要：思维导图是心理学领域中的一种重要技术, 是一种认知策略, 也是一种知识表示形式, 把它引入到教学设计学科的方法体系与应用实践中, 对改善该学科的设计性、应用性学科特性具有重要意义。本文在介绍思维导图的基础上, 重点探讨了在计算机信息技术课程教学中引入思维导图的理论依据及在教学设计各主要环节的重要作用。

关键词：思维导图,计算机信息技术,教学模式,课程设计