基于思维导图的计算机课程教学方法研究

姜丹海军大连舰艇学院　基础部



基于思维导图的计算机课程教学方法研究

姜丹
海军大连舰艇学院基础部

摘要：深入研究思维导图的概念、特点以及应用方法，针对目前计算机课程教学过程中存在的问题，将思维导图技术应用于计算机课程的教学实践，不但能够帮助学生构建完整的知识系统，更好地理解并综合运用知识，并且能够提高学生的自主学习能力、思维能力和创新能力。

关键字：思维导图 计算机课程 教学方法 教学设计

传统的教学方法仅仅是将知识点进行简单的罗列，而知识点之间的关系并不能在教学体系中清晰地体现出来，学员在学习过程中只是机械地学习知识点，不会主动思考，不能够进行知识迁移，也不利于培养自主学习能力和创新能力。

思维导图是一种革命性的思维方式，能够将所有知识点相互结合、融会贯通，建立起生动的、形象的知识体系，并训练发散性思维，激发潜能。因此，如何深入研究思维导图，并将其运用到计算机课程教学中，深化计算机课程的教学改革研究，提高学员的自主学习能力和创新能力，是一个亟待研究的课题。

1　思维导图概述

思维导图又叫心智图，它模拟大脑的记忆结构， 使用线条、图像、符号、词汇等元素，按照简单、自然、易被大脑接受的规则，形成图文并茂的、表征信息的图形。

思维导图的核心思想是把形象思维与抽象思维很好地结合起来， 让左右脑同时运作， 将思维痕迹在纸上用图像和线条形成发散性的结构［1］。思维导图技术结合了全脑的概念，包括左脑的逻辑、顺序、条理、文字、数字以及右脑的图像、想象、颜色、空间等，全面激活大脑，把零散的、杂乱的知识按照一定的逻辑、类别、结构组织成彩色的、层次的、立体的图式。

思维导图的创始人是英国心理学家东尼·博赞，他认为思维导图是对发散性思维的表达，也是人类思维的自然功能［2］。思维导图对应的英文包括Mind Mapping和Mind Map，前者表示构图过程，后者表示构图结果［3］。思维导图技术并不单单注重将信息图示这一结果，更加注重形成图示的过程中对知识的梳理，对思维的呈现。

2　计算机课程教学现状

在目前计算机课程的教学中，主要存在以下几方面问题。

（1）计算机课程内容繁多且不成体系。以《计算机硬件技术基础》课程为例，其内容涵盖了计算机组成原理、汇编语言、接口技术等多门课程的内容，知识点繁杂，专业术语晦涩难懂，前后教学内容交叉纠结。这些特点导致学生在学习的时候难以整体把握计算机知识，学习效果不好，且非常容易产生畏难情绪，失去学习计算机课程的动力。

（2）计算机的思维方式标新立异，不同于其他学科的思维模式。2006年，美国卡内基梅隆大学计算机科学系主任周以真教授将计算机的思维方式称之为“计算思维”，是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学广度的一系列思维活动［4］。计算思维与学生既有的思维模式截然不同，导致学生无法融入到计算机世界，学习效果不好，难以提高计算机应用能力。

（3）传统教学过分强调计算机的知识、术语、基本概念及语法规则，而忽略了将这些内容贯穿、运用起来的计算思维的培养及动手能力的提高，教学方法片面地追求知识点的讲解，而忽略了思维的培养和训练。

3　思维导图技术在计算机课程教学中的应用方法及效果评价

将思维导图技术应用于计算机课程教学可以克服上述问题，有效提升实际教学效果，主要表现在以下三个方面。

3.1利用Mind Map构造完整的知识体系

在教学过程中，不对知识点进行简单罗列，有意识的引导学员利用思维导图把枯燥晦涩难懂的文字术语运用图像、色彩、序号等建立连接，并将把各个知识点之间的关系运用逻辑、顺序、空间等概念表达出来，将原本零散、杂乱的内容构建成了立体的、彩色的图式，形成完整的知识体系。

以《计算机硬件技术基础》中微处理器的结构和硬件特性这部分内容为例，通过构造思维导图将分散的知识点整合，并将知识点之间的层次、逻辑关系梳理成关于CPU的完整的知识体系，如图1所示（以Intel的8086为例）。

图1　8086CPU的结构和硬件特性

认知心理学研究表明，大脑对系统的知识的接收和记忆比对零散的知识的接收和记忆要容易得多。学生通过思维导图将零散、杂乱的知识点绘制成完整的知识体系后，易于被学生理解，也更加便于交流和表达，学生可以全局地把握知识，实现对知识的融会贯通。

3.2利用Mind Mapping训练学生的思维

人的思维方式是一种发散的、放射性的思维方式，每一种进入大脑的信号，无论是感觉、记忆或者想法都可以成为一个思考的中心主题，并由此中心向外发散出成千上万的节点，呈现出放射性的立体结构。在教学过程中，引导学生绘制思维导图，从一个中心主题发散开来，画出与其相关联的、相反的、相似的、甚至被忽略的概念，接下来由一点辐射开来，逐渐发散，最终由点到面，形成思维的网络。

图2　数组及字符串的网状思维地图

以《计算机软件技术基础——C语言程序设计》数组及字符串这部分内容为例，从一维数组这个概念出发，引出相关联的二维数组的概念和相似的字符型数组和字符串的概念，并从字符串出发引出字符串数组的概念，字符串数组又与二维数组相关联，最终形成如图2所示的网状思维地图，在此基础上进一步整合梳理便可得到完整的知识体系。

从上述对思维导图绘制过程的描述中不难发现，思维导图作为一种思维工具，不但将学生的思考过程可视化，使得学生学会思考，善于思考。并且更加注重思考过程中的主题之间的逻辑关系、层次关系，使得学生不仅仅关注知识，更加关注自己的思考过程，有意识地训练自己的发散思维能力和逻辑思维能力。所以将思维导图引入到教学中，无疑能够极大地锻炼并提高学员的思维能力。

3.3利用思维导图提升学生的能力

将思维导图引入到计算机教学中，不但教会学生构造知识体系和训练思维能力，更重要的是在授课过程中潜移默化地教会学生使用思维导图进行思考和学习，从而掌握一种全新的思考方法和学习方法，提高了学生自主学习能力。

同时，使用思维导图的教学设计能够全面激发学员的创造潜能，培养学生的创新能力。现代大脑研究表明，大脑把自身的活动区域非常清晰地划分为左右脑，左脑主要处理文字、数字、逻辑、顺序等，右脑主要负责节奏、空间、色彩、想象等，只有充分利用左右脑才能全面提升学生的智能和创造力。而思维导图的思维方式正是同时调动左右脑协同工作，全面激发全脑思考，挖掘学生的创造潜能，非常有效地培养学生的创新能力。

4　结束语

在教学实践中发现使用思维导图来学习计算机课程，不但能够使得学生更加全面地、系统地把握知识，更能够训练学员的思维能力，激发学生的创造潜能，提高学生的自主学习能力，使得学生终生收益。下一步的研究工作即如何提高学生的思维导图技术应用能力，更深层次地应用思维导图技术，并如何将本论文的研究成果应用于其他学科是教学实践中。

参考文献

［1］Buzan B， Buzan T. The Mind Map Book： How to Use Radiant Thinking to Maximize Your Brain’s Untapped Potential ［M］.New York： Dutton， 1994.

［2］向冬梅，孙冲武.将思维导图应用于生成学习的探讨［J］.网络科技时代，2007.8.

［3］赵国庆.概念图、思维导图教学应用若干重要问题的探讨［J］.电化教育研究2012.5

［4］Wing J M. Computational thinking［J］.Communicatins of the ACM，2006，49（3）：33-35

作者简介

姜丹，1982，硕士研究生，讲师，研究方向：计算机教育

基金项目

海军大连舰艇学院2015年度教育科研项目——计算机类课程教学方法创新的理论与实践研究