思维导图在计算机操作系统教学中的应用

任相花+陈德运+唐远新+姜云霞

计算机操作系统是计算机科学与技术和软件工程专业学生的核心课程之一，在计算机专业人才培养中占有重要的地位。但该课程主要讲授计算机操作系统的基本概念和原理，该课程理论性强，内容抽象，课程内容繁杂，各章节之间的连贯性差。传统的教学方法，会使学生感觉到操作系统的理论与实际使用的Windows、UNIX、Linux等系统差距太大，无法将理论与实际真正联系起来，达不到通过该门课程的学习，能够全面深刻理解操作系统的原理，分析并设计操作系统的教学的预期目标。所以要改进操作系统的授课方法。

思维导图在吸收了脑科学、心理学、教育学、信息技术等各学科领域的新成果，使其在学校教育教学中的应用价值日益凸显，在英国、美国、新加坡等国家的教育领域已得到了广泛的应用，在提高教学效果方面成效非常显著。本文正是在思维导图的产生、发展和价值方面认识的基础上，提出将其应用到计算机操作系统教学中。

一思维导图概述

1思维导图的含义

思维导图是一件简单易学的革命性的思维工具。由英国著名心理学家、教育专家东尼·博赞（TonyBusan）根据大脑的工作原理，提出“思维导图是以大脑为基础的高级思维方式，是放射性思维的表达，是一种非常有用的图形技术，是打开大脑潜力的万用钥匙”。[1]运用思维导图，可培养清晰的思维方式，可以提高记忆力和学习能力，可激发创造力与联想力。

2思维导图的特征

东尼·博赞认为作为思维导图必须具备以下特征[2]：

（1）注意的焦点清晰地集中在中央图形上；（2）主题的主干作为分枝从中央图形向四周发射；（3）分枝由一个关键的图形或者关键词构成。

思维导图采用文字结合图形的方式，通过联想和连接去帮助组织知识并使之结构化，符合“双编码理论”的要求，使知识的获取、存储和提取更加便捷高效。

3思维导图的理论基础

东尼·博赞根据大脑发散的思维模式，也就是进入大脑的任何信息都可以成为一个思考中心，并由此中心向外发散出成千万的分支，每一个分支代表与中心的连结，而且每一个连结又可以成为另一思考中心，再向外进行发散，提出了思维导图。利用色彩、线条、文字、图像，自然、易被大脑接受的原则，将大量的枯燥信息变成多彩的、简洁的、有高度组织性的图，使思维导图与大脑处理事物的自然方式相吻合。

4思维导图的价值

人的一切行动都是由人的思维活动所决定的，所以一个人分析问题、解决问题的能力由其思维方式和思维品质决定。思维导图是大脑思维的自然体现，通过绘制思维导图可以培养发散思维和集中思维、定势思维和创新思维等思维方式。其中发散思维和创新思维是创造力的源泉，是优秀思维品质的具体体现。[3]

二思维导图在计算机操作系统教学中的应用

1利用思维导图进行备课、教学设计

因为建构主义学习理论认为教师不再是知识的传授者，是学习主动学习促进者。所以教师备课，不能像传统的备课方式，只是把教材内容按部就班的整理归纳，而是要把教材内容进行提炼、组织，还把教材内容与最新的研究理论和方法结合，去引导学生主动学习。采用思维导图进行备课，容易把握知识体系的框架与结构；可以把许多复杂的内容以清晰的形式表现出来，使事物之间的关系清晰明了，便于学生学习与记忆，还可以缩短教案的长度；在教学时间安排上也更加得心应手。

操作系统是一门信息量大，内容抽象，知识交叉较大的专业课程。教学设计中采用思维导图进行设计，对全书和书中每一章节在必要时用思维导图来概括整理。如图1是上操作系统第一次课要用的思维导图。上第一次时，课展示给学生图1，对本门课程的内容和目标加以介绍，以便学生对该门课程有个总体认识，明确学习目标和学习任务。以后每次课都是把这张图上内容展开来说。如此组织教学，教学思路清晰，而且很容易添加新内容。

2利用思维导图提高课堂效率

有研究表明，学习效率最高的阶段是学习开始阶段和学习即将结束阶段，利用思维导图开始展现上一次课的内容和本次课所讲的内容，既可实现知识之间的联系，又可展现知识的总体结构，并且导图上的图像可突出某一部分内容，有利于学生记忆。有研究表明：人脑对图像的加工记忆能力大约是文字的1000倍，这样大大提高学生的课堂学习效率。[4]

操作系统中比较复杂的第四章存储器管理为例来说明。该章的内容较多，内容抽象，所以用传统的线性文字教案，知识间的联系不明良朗，利用分页的课件更不能显示整体的联系。制作了如图2所示的一张思维导图后，可将整章的内容和要点并且使其间的联系清晰可见，使学生一目了然，十五分之内掌握本章的要点，可大大地提高课堂授课效率。

3利用思维导图可综合运用多种教学方法

引入思维导图的授课过程，变为以画思维导图的过程为线，围绕当前学习主题，按“最邻近发展区”的要求建立概念框架提出问题，将学生引入一定的问题情境，[5]也就是创设与问题相关的情境，启发学生进行发散思维，积极思考，发挥学生的主动性。这也就是将建构主义的支架教学法与问题驱动教学法的应用。如讲到存储层次，不直接给出几种存储器，而只是在中央位置写出存储器，首先提出问题：常用的存储器有哪些？随着学生的回答，在导图画出三个分枝，写上相应的答案，再问学生三者区别特点，进一步展开分枝。通过可以创设与当前主题相关的不同意境，可使学生从不同的角度学习同一主题内容，从而获得对同一主题的多方面的认识与理解，这就是“随机进入教学”的应用。例如为引出存储器的分配方式，向学生提出以下几个问题：日常玩的游戏在2GB以上，但实际内存只有1GB，为什么能够运行？如果能运行是怎么运行的？WINDOW和LINUX采用方法是否一样？引入思维导图后，使教学灵活，极大调动学生学习的积极性、主动性，活跃了课堂气氛，从而使课堂教学效率大大提高。同时也在培养学生的发散思维和激发学生的创新维。endprint