思维导图在“C语言程序设计”课程预习和复习中的应用

臧兆祥 李昭 陈明 王俊英

摘 要： “C语言程序设计”是高等学校的一门重要的基本计算机课程。在课时有限的情况下，如何强化教学效果是教学过程中的主要问题。基于思维导图在呈现知识整体性和关联性上的优势，将思维导图应用于课程的预习和复习过程中，以此提高课程的教学效率。

关键词： C语言程序设计 思维导图 复习 预习

1.引言

随着计算机程序语言C的普及和推广，C语言程序设计课程已是高等学校的一门基本计算机课程，在计算机教育中发挥着重要作用。这里所说的计算机课程，包括给计算机专业学生开设的专业基础和核心课程，例如《C语言程序设计》、《数字图像处理》、《三维图形编程》等，也包括给非计算机专业学生开设的公共计算机基础课程，例如《大学计算机基础》、《计算机语言C》等。随着计算机技术的飞速发展，教学内容要不断更新、丰富，仅靠课堂上传授的知识难于满足学生的需求，想在原有的教学课时内达到更好的教学效果越来越困难，而已有的课堂教学方法难于继续保证或强化教学效果。因此，课程教学要向课后学习延伸，将以知识为中心的教学方式转变为以能力中心的教学方式，从而使学生学会学习，以此维持或强化计算机课程的教学效果。为此，我们尝试在“C语言程序设计”课程教学中，利用思维导图强化课堂上和课后回顾和复习已学知识点、学生预习未学知识点的效果，从而一定程度上强化课程总体教学效果。

2.思维导图

思维导图，又叫心智图，是一种放射状的思维表达工具，能将人们的思维重点、思维过程和不同思路之间的联系通过图画的方式再现，将原本复杂的逻辑思维用简单的线条和图画表示，让我们在大量信息中迅速掌握重点、明确层次[1]。它可作为一种有效的学习工具和教学工具。思维导图主要由图像、颜色、曲线、关键词等元素构成，主要有四个特点[1-2]：主题主干作为分支呈放射状、注意力主要集中在中央图形上、分支构成一个连接的节点结构体系、由关键词或关键图形构成分支。通过将所有信息在树状结构上进行设计，将短句、关键词等以图像、色彩的方式进行分支。思维导图是一种让人充分进行思考、记忆及分析的方法，通过可视化手段，发展学生的发散性和创造性思维。

思维导图有很多用途[2]，在此不一一赘述。其对教学活动的主要作用有：改进教师的教学策略和方式，进而提高教学效率，提高教学质量；引导学生改善思考方式和学习方式，让学生积极地听课、思考，有效地记笔记，提高记忆力和创造性思维能力；思维导图有利于引导学生进行意义建构，在新授课中建构知识结构，在复习课中建构知识体系，有效呈现思考过程及知识的关联。

除了采用纸笔手绘思维导图以外，还有众多可制作思维导图的计算机软件。ThinkBuzan公司推出的imindmap是其中比较优秀的一款，是思维导图创始人托尼·巴赞（Tony Buzan）开发的思维导图软件，线条自由，具有手绘功能。该软件可将绘制的思维导图输出为演示文档格式（Power Point，PPT），便于在教学活动中进行展示。

3.相关研究现状

自从思维导图被引入到教育领域中以来，在西方国家已经达到了很好的教学效果，其在国外教育改革实践项目中进行得如火如荼，成为很常用的一个辅助教学方法。其中，英国已经把思维导图作为国民中小学的必修课程。

思维导图在国内的应用已经开展数十年，有许多企业、公司在应用思维导图进行培训、决策、召集会议等[3]。在教育领域的研究、推广有所展开，如北京、广州、上海和南京等地的基础教育课程教学中，思维导图早已由实验逐渐进入常规教学阶段。并且经过实验，应用思维导图的学生在学习成绩和创新力方面提高20%，老师真正体验到这种特殊思维方式与教学相结合带来的优势[3]。大学层面开展思维导图学习实践的学校以师范大学居多，其中的研究者多是教育技术系的教师，其研究对象主要集中在中小学课程方面，如英语、化学等；其他高校的研究则是集中于英语等课程方面，在计算机课程教学中全面开展思维导图教学实践的学校还不多见[4-5]。

图1 C语言课程中“指针”这一章节的思维导图

4.思维导图在“C语言程序设计”教学中的应用

在“C语言程序设计”这门课程中，语法知识点多且杂，包括数据类型、运算符、表达式、顺序结构程序设计、选择结构程序设计、循环结构程序设计、数组、函数、指针、文件的输入输出等。教师在讲解时，一般都按先后顺序进行线性式讲解，学生面对纷繁复杂的语法知识结构，常常似是而非，概念模糊，学生学到后面却忘了前面的知识，导致在上机调试程序时，因语法错误过多而失去学习兴趣。这涉及三个主要问题：①如何合适、有效地向学生呈现知识的整体性和知识点之间的联系；②如何合适、有效地预习未学的知识点；③如何快速、有效地复习已学的知识点。为应对这些问题，笔者尝试用“思维导图”的方法辅助强化课程教学效果。

（1）思维导图在展现知识整体性和关联性中的应用。首先，借助思维导图，可以以“C程序设计”为中心主题总揽课程全局，也可以某一章节为中心主题，展现该章节的知识要点。图1所示的思维导图是该课程“指针”这一章节的主要知识要点，以“指针”为中心主题进行发散。其次，通过思维导图中主题的折叠与展开，能够较好地呈现知识之间的关联，促进知识的结构化[5]。如图2所示的以“函数”为主题的思维导图，很好地展现知识点之间的联系和结构。

图2 C语言课程中“函数”部分的思维导图

（2）思维导图在课程预习中的应用。课程预习主要指两个方面：一是教师在课堂开始时，对这次课程内容的简单介绍；二是学生在课下对未学内容的自学预习。课堂开始时的课程内容简介，主要由教师主导，而且不应占用太多课时。传统的那种“提纲挈领”的介绍方法，虽然花费时间很少，但很难达到较好的介绍效果。采用思维导图的方法，可以快速准确地对本次课程内容进行浏览，在较完整地给出知识整体结构的同时，也对大部分细节进行说明。这一过程中，思维导图是作为先行组织者呈现给学生的，让学生有一个完整的心理预期，对后续深入讲解知识内容起到辅助作用。

高校学生绝大部分不会主动在课前对未学的知识内容进行自学预习。但如果不提前预习，课堂上就很难达到满意的教学效果，尤其是在“C语言程序设计”这类知识点繁多的计算机课程上。教师有很多种方法，可用于敦促学生预习，比如常规的布置预习作业、布置引导性的思考题等方式。除此之外，也可让学生对未学的知识内容绘制思维导图。教师可提供一个初步的思维导图让学生细化，也可让学生从零开始绘制。另外，也可让学生分组协作完成，在协作学习过程中，思维导图是很好的交流工具，每个人在思维导图上不断地进行讨论、完善和补充，其协作学习能力得以提高，经历头脑风暴的洗礼，对知识结构进行有益补充。

（3）思维导图在课程复习中的应用。教师在课堂授课时，需要对上次或以往课程内容进行简短的回顾和复习，起到衔接和过渡的作用。但“C语言程序设计”这门课程的课时有限，授课内容较多，课堂上不可能花费很多时间按部就班地复习。若采用思维导图的方式来进行回顾和复习，则可达到事半功倍的效果。例如，按图1所示的思维导图对“指针”这一章节的内容进行回顾和复习，简单明了，知识点的整体性和结构性都可以较为完整地呈现出来，复习的效率和效果都能有所保证。

学生在学习过程中，笔记是重要的一个环节。有效的笔记记录应该由关键词体现，但传统的笔记记录方式包含太多信息，关键词淹没在一堆相对不重要的信息中[1-2]。学生难于坚持采用传统的方式记笔记，即使坚持记录笔记，但在复习笔记时仍然效率低下。另外，传统的笔记以线性方式表达内容，形式单一，不能很好地刺激和发挥大脑的联想功能，思维导图的发散性思维方式能很好地解决这一问题。学生只需要记录相关知识点的关键字，构成知识树或知识网，将新旧知识结合起来，从而改变原有的认知结构，把新知识同化到自己的已有知识结构中。在复习思维导图笔记时，通过对关键信息的浏览与联想，在对整体信息重构的过程中，可有效增强记忆效果。

在学习结束或者备考阶段，学生可通过绘制已学课程内容的思维导图，对所学知识进行整理、总结和反思。

5.结语

思维导图作为一种教学辅助工具，教师可运用图文并重的技巧，动态展现教学内容，总揽全局知识点，开发学生的学习潜力，培养自学能力，增强学生的记忆力、逻辑组织能力和发散思维的创造力，同时提高学生整理知识等方面的能力，为“C语言程序设计”课程取得良好的教学效果奠定了良好的基础。当学生的学习能力和学习效率得到提高后，有利于学生将这一工具迁移至其他计算机课程的学习中。但是思维导图也不是万能的，其关键在于用厚积薄发的思路对各级知识点的联系和结构进行提炼和整理[5]，其应用更适合于有较多琐碎零散知识点的认知学习，否则效果和作用很有限。另外，学生使用思维导图，有一个从不熟练到熟练的过程。当使用者处于不熟练的状态时，注意力可能主要集中在思维导图本身的绘制和使用上，而不是关注在思维导图所表达的内容上，因而使用效果并不理想。所以，如何引导学生快速地从不熟练状态进入熟练状态，仍是需要进一步研究解决的问题。

参考文献：

[1]东尼·博赞，张鼎昆，徐克茹.思维导图大脑使用说明书[M].北京：外语教学与研究出版社，2005.

[2]陈资璧，卢慈伟.你的第一本思维导图操作书[M].长沙：中南出版传媒集团，湖南人民出版社，2012.

[3]路逍遥.思维导图在国内的发展和应用[CP/OL].[2015（2015/4/22）].

[4]邓瑞新.“C语言程序设计”知识构建的思维导图方式[J].计算机教育，2011，（08）：96-99.

[5]杨欢欢.思维导图在《C语言程序设计》语法教学中的应用研究[J].电脑编程技巧与维护，2012，（22）：124-147.

项目来源：2014年三峡大学高等教育研究青年项目（项目编号：1409）、2014年湖北高校省级教学改革研究项目（项目编号：2014245）。