基于思维导图的课堂教学模式研究

于承敏

摘 要： 计算机网络是一门内容抽象、知识点多、理论性和实践性都很强的课程。为了提高计算机网络课程的教学效果，调动学生学习的积极性，在总结多年教学经验的基础上，将思维导图引入课堂教学中，提出了一种基于思维导图的教学模式，取得了较好的教学效果，既提高了计算机网络课程的教学质量，也激发了学生的学习兴趣。

关键词： 计算机网络； 思维导图； 教学模式； 教学效果； 课堂教学

中图分类号：G623 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2014）01-66-03

0 引言

随着互联网的迅猛发展，计算机网络成为计算机及相关专业的一门非常重要的必修课程。由于该课程具有前瞻性强、概念多且分散、理论抽象、实践性强、涉及的知识面广等特点，再加上传统课堂教学模式以教师“教”为主，教学过程中往往忽视学生的主体地位，导致学生学习缺乏主动性、学习积极性不高，课程学完后学生对该课程掌握得并不好，影响到后续课程的学习。为了提高该课程的教学效果，我们将思维导图引入到“计算机网络”课程的教学过程中，取得了比较满意的结果。

思维导图[1]作为一种有效的认知工具是由英国学者Tony Buzan在20世纪60年代提出的，在个人、家庭、教育、企业等领域得到了广泛应用。思维导图的认知功能与人类大脑的认知功能相类似，有助于信息的储存和提取，进而有益于教学和学习效率的提升[2]。思维导图的应用可以提高学习者对教学内容的理解力和学习效率[3]；提高学习者的学习兴趣，使抽象知识概念变得可视化，方便了对所学知识的加工，能够帮助提高学习者的理解力和记忆力[4]；也有助于激发学生参与教学活动，有利于学习者之间实现对所学知识的共同建构[5]。思维导图不仅作为一种认知工具可以帮助学生提高学习效率，同时作为一种教学策略也可以提高教学效率[6-8]。

1 基于思维导图的课堂教学案例

1.1 学生利用思维导图预习——发现问题

《礼记·中庸》中说：凡事预则立，不预则废。但在目前的大学教学中，能够进行主动预习的学生却寥寥无几。这也是课堂教学效率低的重要原因之一。其中的主要原因一是预习的任务量大，需要的时间多；二是学生主动学习的积极性不高。为此，讲授新课之前让学生画出基于思维导图的预习提纲（注意给学生必要的提示），让学生找出他们认为的重点、难点及不理解或疑惑的内容是非常必要的。例如，一名学生在预习计算机网络[9]这门课中关于传输控制协议TCP的可靠传输后画出的思维导图，如图1所示。

学生通过画出本讲的思维导图预习提纲，发现理解停等协议和连续ARQ协议的基本工作原理以及超时定时器时间的选择问题是本讲的重点和难点。因此，在教师讲授时，学生特别注意教师对该部分内容的讲解。

从学生预习思维导图可以看出，学生在预习时一般仅仅根据课本的章节编号给出一个大体的预习框架，此时还不能对知识进行更好的归类。

1.2 教师利用思维导图备课——预设问题

教师通过对教材进行分析，对讲授的内容进行基于思维导图的教学设计，画出思维导图教学提纲，并提出预设的问题。图2是针对计算机网络这门课中关于传输控制协议TCP的可靠传输后画出的思维导图教学提纲。

围绕着此提纲，预设了以下几个问题：

⑴ 如何解决停等协议信道利用率低的问题；

⑵ 连续ARQ协议中，发送窗口根据什么进行动态变化；

⑶ TCP实现可靠传输时，发送方和接收方的窗口的前沿和后沿是如何发生移动的，并且两个窗口中的数据各代表什么含义；

⑷ 运输层的往返时延有什么特点；

⑸ 超时定时器的超时重传时间是如何动态变化的。

1.3 师生利用思维导图教和学——建构知识

教师利用制作好的思维导图教学提纲向学生讲解相关的知识，并适时地提出预设问题，引导学生边记忆、边思考、边理解，并注意提醒学生利用思维导图方式记笔记。

利用思维导图工具进行教和学，需要教师和学生对信息内容进行思考，而通过思考必然能够促进对知识的学习和意义的建构。

1.4 学生利用思维导图复习——巩固知识

根据艾宾浩斯的理论，人们在完好地记忆信息后，仅仅经过20分钟的间隔，便会遗忘40%左右的信息。48小时后，会有70%以上的信息被遗忘。孔子也曾讲过“温故而知新”的道理。因此，复习是增强记忆、提高学习成绩、理解知识、应用和掌握知识的最有效的手段之一。利用思维导图进行复习，可以分为两个部分：一是对当天的知识点进行复习，二是对一章的内容进行复习。在结束一天的学习之后，学生就可以对预习的思维导图和课堂上笔记思维导图进行复习整理了。而在一章内容学完后，结合整理的思维导图对本章的内容进行回顾，并整理出一章的思维导图。经过多次复习，学生对学过的知识也就有了比较深刻的印象，达到了巩固知识的目的。

1.5 教师利用思维导图反思教学——改进教学

教师在授课过程中，通过与学生进行交流，并结合学生预习和整理的思维导图，就可以重新修改备课时制作的思维导图，并调整授课的重点和难点，修改预设的问题等，以便改进教学。图3是教师经过反思后重新绘制的思维导图。

图3中加了笑脸的部分是课堂教学后教师经过反思后增加或修改的部分内容。

1.6 基于思维导图的评价——验证效果

要了解学生对课程的理解情况，应要求学生上交整理后的思维导图，教师从思维导图制作的规范性、知识点的完整性、知识体系的逻辑性、关键词提炼的恰当性、层析关系的清晰性等几个方面给出定性评价。并在每章內容结束后，以测试的方式让学生画出有关本章知识的完整的思维导图，采用这种方式可以让学生将头脑中的知识进行可视化，同时可以促进学生对知识的巩固以及思维的发展。当然，为了更好地促进学生对知识的理解和应用，可以结合传统的测试方法，给出单元测试题，定量考察学生对知识的掌握情况。

2 基于思维导图的课堂教学模式

在总结以上教学案例，并参考相关研究[10]的基础上，我们提出了基于思维导图的计算机网络课程教学模式，如图4所示。

教师在备课过程中要对教材进行分析，利用思维导图进行教学设计，找出教材中的重点、难点以及比较抽象的概念，画出教学用的思维导图，并给出预设的问题。

学生在预习过程中通过自学教材和教师给定的预习材料，画出预习思维导图，并找出重点、难点，发现不理解的问题。

教师在课堂教学时使用思维导图进行教学，将知识点以图解的形式逐渐呈现给学生，同时让学生利用思维导图的方式记笔记，形成笔记思维导图。在教学过程中教师根据学生的反应适时提出预设的问题让学生进行思考，在教师的引导下学生形成自己的知识结构体系，完成知识的建构过程。

课后学生结合预习思维导图和笔记思维导图对知识进行归纳、整理，构建出具有个人风格的思维导图，以备接下来进行定期复习之用。通过及时的复习，学生巩固了知识，加深了对知识的理解。教师通过反思教学过程，对备课过程形成的思维导图进行修改，完善教学过程，在下一次授课前可呈现给学生。

教师可以通过查看学生上交的思维导图检验学生学的效果和教师自身教的效果。并给出相应的定性评价，以促进学生的进一步发展。

基于思维导图的计算机网络课堂教学模式的整个教学过程是一个循环往复、螺旋上升的过程。通过两个学期的教学实践我们发现，采用这种教学模式进行计算机网络课程的教学，学生的学习积极性、主动性、师生之间的交互性等方面较之传统的课堂讲授有了较大的提高。这种模式有利于学生建构知识，并培养其主动学习的习惯，提高了学生发散思维的能力，同时，它又是一种能改进教师教学的行之有效的方法。

3 基于思维导图的课堂教学模式的优势

3.1 有利于教师组织教学内容

思维导图能把枯燥单调的线性信息变成彩色易记忆的，并有高度组织性的图与高度概括化的关键词、代码、符号等，利用它进行教学设计更加方便灵活，更有弹性，便于修改与完善。

3.2 促进了教师和学生自身能力的发展

思维导图发散性的特点既可激发学生的想象力和创造力，也能使教师自身的思维更加发散。学生和教师构建思维导图的过程，也是对知识不断理解、消化、吸收的过程。教师和学生之间互相学习对方的思维导图，进行对比，能够调换思考问题的角度，优化自己的思维模式，可以使各自的知识体系更加完善，思考更加全面，思维更加活跃。

3.3 体现了以“学生为中心”的教学理念

建构主义强调学习者的主体作用，强调学习的主动性、社会性和情境性，提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习。学生是信息加工的主体，是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。在基于思维导图的教学模式中，从预习到复习的整个过程都是在学生的积极参与下进行的，学生是主体，教师充当学生学习的引导者、组织者与帮助者的角色。学生在教师的讲授和指导下应用思维导图完成对知识的自主建构，充分体现了“以学生为中心”的教学理念，最大程度地发挥了学生的主体地位。

3.4 有利于激发学生学习动机，提高学习兴趣

实践证明，更为形象、有趣的信息对学生更具吸引力。思维导图正是利用图形、关键字、分支、颜色等要素使信息形象具体化、可视化，而且绘制思维导图的过程更能激发学生的创造性、想象力等潜能，使学生能够获得成就感，同时能够鼓励和激发学生学习的积极性和主动性，提高学习兴趣，把被动学习变为主动学习。

3.5 便于总结与复习

思维导图具有极高的压缩率，利用具有高度组织化与概括化的思维导图进行教学更方便学生进行总结。通过预习、课堂交流、复习这几个环节构建与完善思维导图，使得知识以一种创造性的方式表达出来。而且，学生在对整门课程进行复习时，翻看每节课的思维导图式总结，可以很容易找到自己没掌握的知识点，并进行有目的的复习，可以大大提高复习的效率。

3.6 提高学生的归纳总结能力

利用思维导图梳理各章节中知识点及主题间的脉络关系，能够让学生对所要了解和掌握的知识有整体感。而且在绘制思维导图时，学生必须对教材中的知识提炼出合适的关键词，并对各关键词之间的层级关系和逻辑关系进行深入思考、分析、理解和组织，然后进行总体规划、合理布局，必要的时候还需要将关键词转化成合适的图形，这样才能将各要点合理而系统地绘制在一幅思维导图中，经过长期的实践和积累，可以培养学生的总体设计和规划能力，提高學生归纳总结的能力。

4 结束语

基于思维导图的计算机网络课堂教学模式充分发挥了学生的学习主动性，促进了师生之间的交流，能够提高学生的认知能力、学习能力和记忆理解能力。与传统的课堂讲授法相比，这种方法可以加深学生对计算机网络概念的理解，便于教师跟踪学生的学习思维过程，发现传统教学不易发现的思维漏洞和理解上的偏差。教学实践证明，此教学模式不但可以促进教师的教，也可以促进学生的学。当然，一种新模式的推广和应用要经过不断的实践和完善，接下来我们还需不断扩大研究范围，对不同专业、不同课程进行更加广泛和持久的实践，不断总结经验。

参考文献：

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[10] 王云，魏晓俊，乔爱军.一种基于概念图的“汇编语言程序设计”教学

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