思维可视化视角下的单元整体教学实践研究

作者简介：施美娟（1982～），女，汉族，浙江杭州人，杭州市余杭区仁和中学，研究方向：信息科技。

摘 要：信息技术学科核心素养的提出将教育从知识的培养指向素养的培养，培养什么样的人，培养哪些能力素养成为学科教学的核心。文章以“感知大数据”为例，通过思维导图结合拼图法探索思维可视化视角下的单元整体教学，从概念界定、实施过程、效果反思三方面，对培养学生自主学习能力、合作学习能力，提升学生责任意识等方面进行积极探索，以期为一线教师提供参考。

关键词：思维可视化；拼图法；单元教学；教学实践

中图分类号：G633.67 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2023）08-0006-05

一、 引言

《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》提出，当下应关注在信息技术课堂培养学生的信息技术核心素养，帮助学生形成计算思维、运用数字化工具解决问题、理解和反思人与技术及社会之间的关系、明确自己在数字化时代应具备的伦理道德，从而塑造能够承担社会责任的数字公民。如何培养具有上述核心素养的人？思维导图结合拼图法教学为落实核心素养、探索思维可视化视角下单元整体教学提供了有效载体和实施路径。文章以“感知大数据”为例，从概念界定、实施过程、效果反思三方面具体阐述，为在一线教学的教师提供参考。

二、 概念界定

（一）思维可视化及思维导图

思维可视化（Thinking visualization）是指以图示或图示组合的方式，把原本不可见的思维结构、思考路径及方法呈现出来，使其清晰可见的过程。思维导图是实现思维可视化的有效技术手段。东尼·博赞（Tony Buzan）认为：“思维导图是用图表表现的发散性思维，通过捕捉和表达发散性思维，思维导图将大脑内部的过程进行了外部呈现。”思维导图以可视化的图表形式展现大脑思维过程，有利于对知识的理解和记忆。思维导图以可视化的图表形式展现大脑思维过程，更有利于对知识的理解和记忆。思维导图主要是运用线条、颜色、图形和关键词的搭配技巧，把各中心词之间的关系通过层级图表现出来，把主题关键词与图形、颜色等建立意义联系。笔者将文章所用思維导图的绘制准则归纳如表1所示：

（二）拼图法

拼图法（Jigsaw）由美国心理学家艾略特·阿伦森（Elliot Aronson）提出，是一种基于合作学习的教学法，其实质是通过分解学习任务制造信息差，“迫使”学生合作学习，以网状交互的形式为学生提供多次机会。具体流程就是教师首先把基于某个主题的学习任务划分成若干个子任务，同时全班学生分成若干个拼图组，拼图组每个成员各分配到一个子任务并进行自主学习，教师提供学习支架。其次，分配到相同子任务的学生重新组成专家组，共同学习和探究所承担的任务。最后，专家组成员回到自己的拼图组，把自己掌握的子任务内容教授给其他组员。拼图法教学步骤如图1所示：

三、 教学实施过程

“感知大数据”是一个理论知识为主的教学单元，按照传统的信息技术理论课堂教学模式，一般以教师讲——学生听——网络体验的模式进行。而教师讲授知识点往往占据一堂课的大部分时间甚至全部时间，这种课堂教学模式，教师讲得很累，学生听得无趣，目标达成率低。如何跳出传统信息技术理论课课堂教学模式，让学生的学习从被动学习转变为主动学习？教师必须转变教学思路，寻找新的教学策略。思维导图结合拼图法给我们提供了一个有效的教学实施策略。笔者将这一单元按照单元主题和单元知识结构融合成一个教学任务：制作一张以“大数据”为主题的思维导图。

在整个教学过程中以绘制“大数据”为主题的思维导图为目标导向，运用拼图法教学策略进行教学设计，具体教学流程如图2所示：

（一）第1课时：组建团队，明确职责

第1课时主要是布置学习任务——制作“大数据”单元思维导图，同时告知学生学习方式——拼图小组合作学习。让每位学生明白合作小组内的每个成员都需负责一个知识块的学习和整理，互相不可替代，每个成员必须很好地完成自己负责的知识块，小组任务才能成功，否则小组任务就会失败。这种目标互赖、资源互赖和任务互赖的相互依赖关系，促进每个小组成员必须积极主动地学习自己负责的知识块，将被动学习转化为主动学习，激发了学生的学习动力，培养了学生的自主学习能力。

第1课时教学流程安排如图3所示：

①第一环节，教师布置单元学习任务：5人组成一个拼图组（笔者所在学校常规班额为45人），以小组合作的方式绘制一张“大数据”为主题的思维导图。

②第二环节，选出组长，组长负责给每个组员分配好子任务，分到子任务的组员自动成为这一知识块的专家，分别是“大数据概念专家”“大数据处理专家”“大数据应用专家”“大数据安全专家”“大数据案例专家”。这一环节完全由学生协商完成，为后续小组合作的顺利进行打下共同认知基础。教师负责帮助未能达成共识的小组协商达成共识，分配好子任务。

③第三环节，28分钟内，各小组相关知识块负责“专家”按分配到的任务通过自学教材、查看《大数据标准化白皮书（2020版）》和利用计算机进行网络查询的方式，在思维导图本上建构出相关内容的思维导图。思维导图的建构遵循思维导图绘制准则表（见表1）。这一环节教师负责在各组间解答疑惑和帮助有困难的学生寻找方法。

④最后3分钟内，组长负责汇总思维导图，根据组员完成情况进行任务再布置：没有完成的学生利用课余时间在下次课前完成思维导图。

（二）第2课时：“专家”交流，合作优化

第2课时主要是负责相同知识块的“专家”组合成专家组，专家组成员通过分享信息、互助合作和共同研讨调整这一领域的知识认知结构，并对知识细节进行补充。在这一过程中，培养和提高学生与他人合作学习、和睦相处、彼此交流意见等社会技能。

第2课时教学流程安排如图4所示：

①第一环节，拼图组中的“专家”围坐到一起组成新的专家组，分别是“大数据概念专家组”“大数据处理专家组”“大数据应用专家组”“大数据安全专家组”“大数据案例专家组”。

“拼图组——专家组”分组如图5所示：

②第二环节，各专家组中每位“专家”进行1分钟展示，向全组阐述自己对知识块的划分策略，具体采用了哪些主干关键词并简单说明原因，其余组员倾听并记录自己想法。

③第三环节，专家组用大概5分钟的时间讨论确定本组知识块主干数量和主干关键词。

④第四环节，每条主干分配负责人完善主干上的所有分支。主干负责人展示自己在这一主干上的所有分支项，其余组员负责提供补充和删减建议，主干负责人负责记录。所有主干分支完善完毕，组员共同完善自己的思维导图。如果未能在课堂上完善所有主干分支，利用课余时间完成。

（三）第3课时：“专家”分享，共同进步

第3课时是“专家”回到自己的拼图组，将经过两课时学习、归纳、整理出来的知识分享给同组其他成员。这样经过一轮分享，拼图组的每一位成员都对“大数据”各方面有了认知。拼图组每位“专家”因为在任务最初就知道需要将自己所学分享给组内所有成员，才能帮助小组共同完成学习任务，所以每位“专家”都会尽自己最大努力将知识学好，尽自己最好表达的能力将知识传递给同伴。这一过程能很好地培养学生的责任意识，提高学生的表达能力。

第3课时教学流程如图6所示：

①第一环节，所有专家组成员回到原拼图组。

②第二、第三环节，各“专家”依次分享自己所学知识块成果。每位专家分享完，拼图组其他成员对存疑知识点进行提问，“专家”负责解答。如果存在专家无法解答的问题，专家负责记录下来，在这一流程结束后，请教师或其他组同知识块专家答疑。课堂上所有“专家”分享完成后还有时间剩余的拼图组，剩余时间构思“大数据”思维导图的绘制；未能完成所有“专家”分享的拼图组，利用课后时间完成。活动结束后，填写组内分享评价表，如表2所示：

（四）第4课时：制作导图、认知整体

第4课时只有一个教学环节，其主要任务：每位组员依据组内“专家”分享的知识块结构和内容，独立完成“大数据”思维导图。通过独立绘制“大数据”思维导图，让每位组员对“大数据”有整体性认知，培养学生对事物认知的整体性思维。

（五）第5课时：展示评价、复盘反思

第5课时主要通过展示评价各拼图组代表作品，对各组的学习成果进行肯定和嘉奖；最后通过个人自评和小组互评找出自身的优势和不足。

第5课时教学流程如图7所示：

①第一环节，各拼图组选出组内一致认为最好的一张思维导图，评选标准如表3所示：

②第二环节，教师通过投影仪依次展示各组代表作，每图展示两分钟，各小组依据思维导图评分表在电子屏上逐项打分（自己小组不参与打分）。最后依据各组计分结果评选出2个“一等奖”、3个“二等奖”、4个“三等奖”，并现场颁发奖状。

③第三环节，填写《同伴协作和团队合作评价表》如表4所示和《自我评价表》如表5所示。

四、 教学效果反思

未来的文盲不是不识字的人，而是没有学会怎样学习的人。培养能力比教会知识技能更重要，笔者将思维导图结合拼图法教学与传统课堂教学进行了对比分析，如表6所示：

此外，思维导图结合拼图法教学具有以下几点优势：

①知识结构化，提升学习效率：思维导图作为一种认知工具，可将知识概念内部进行可视化的整体呈现，形象地将知识结构绘制成一个知识网络，从而促进学习者构建结构化的知识。结构化的知识符合大脑的认知规律，能有效提升学生的学习效率，加深学生对知识的认知深度。

②培养责任意识，促进主动学习：拼图法学习能够成功完成小组任务，是建立在每个组员有效完成自己任务的前提下。这种相互依赖的关系，强化了每位学生对自己学习的责任感，也培养了学生对集体负责的责任意识，同时促进学生积极主动学习的自主学习能力和自我管理能力。

③提升合作能力，增强社会适应能力：拼图法教学的核心是小组合作，在小组讨论、信息分享的过程中提升学生的合作能力。同时在小组合作过程中，友善的倾听能力、清晰的表达能力、良好的溝通能力、积极的参与性，都是合作成功的关键，这些技能都能增强学生今后的社会适应能力。

五、 结语

信息技术核心素养的提出，对传统信息技术教学模式提出了新挑战，将思维导图结合拼图法教学引入信息技术教学设计和教学过程中，是实现由传统的以学科知识技能传授为导向的课堂教学模式，转向以促进学生能力素养培养为导向的课堂教学模式的一条有效的实施路径。思维导图作为一种有效的教学工具，拼图法作为一种高效的全员合作学习方式，作为一种信息技术课堂教学应用中的方法和途径，值得我们继续探究。

参考文献：

［1］杨晓哲，任友群.普通高中课程标准（2017年版2020年修订）教师指导信息技术［M］.上海：上海教育出版社，2020：25-28.

［2］刘濯源.思维可视化：减负增效的新支点［J］.中小学管理，2014（6）：10-13.

［3］东尼·博赞（Tony Buzan）.思维导图：思维导图定义［M］.北京：化学工业出版社，2018：33.

［4］蒋伟玲.基于思维导图促进高中生“证据推理与模型认知”素养的研究［D］.长沙：湖南师范大学，2019.

［5］黄娟，袁智斌，傅霖.大学公选课中运用“切块拼接法”改善学习效果的探索［J］.高教探索，2014（2）：113-118.

［6］周泳.思维导图促进中职生自主学习能力发展的教学模式设计与实践［D］.武汉：华中师范大学，2019.