張蔚+梁惺彥

摘 要 針對(duì)目前高校工科課程中理論教學(xué)的特點(diǎn)，探索用思維導(dǎo)圖方法貫穿教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)圖示教學(xué)的方法，重點(diǎn)介紹思維導(dǎo)圖設(shè)計(jì)工具的適用性及其在教案組織、課堂交互和課后輔助等方面的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 概念圖；思維導(dǎo)圖；工科課程；圖示教學(xué)；教育技術(shù)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）23-0097-03

1 前言

隨著卓越工程計(jì)劃和工程專業(yè)認(rèn)證的推動(dòng)，目前地方性工科院校的教育培養(yǎng)方案中應(yīng)用與實(shí)踐比重越來越高，理論教學(xué)受到不可避免的影響，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1）培養(yǎng)計(jì)劃中，應(yīng)用型課程、實(shí)踐實(shí)習(xí)比例加大，基礎(chǔ)性、理論性課程學(xué)時(shí)逐漸縮減。

2）在專業(yè)課程中，為了提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力，課程教學(xué)活動(dòng)的展開逐漸采用一體化教學(xué)方法，以實(shí)踐實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目帶動(dòng)教學(xué)，分配給理論知識(shí)教學(xué)環(huán)節(jié)的時(shí)間相對(duì)減少；

3）由于理論知識(shí)學(xué)習(xí)相對(duì)枯燥，很難快速得到創(chuàng)新創(chuàng)造的成就感，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)容易興趣低，對(duì)課程重視不足。

這些因素都給工科課程的理論教學(xué)帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。培養(yǎng)方式的變革、課程計(jì)劃學(xué)時(shí)的減少，是教育實(shí)施者必須適應(yīng)的外部條件，如何在有限的學(xué)時(shí)中提高知識(shí)傳授效率，教給學(xué)生完整的、必要的基礎(chǔ)知識(shí)？如何通過合理科學(xué)的教學(xué)方法改革手段來充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性？如何促使學(xué)生在較少的課時(shí)內(nèi)將所見所學(xué)轉(zhuǎn)化成自身知識(shí)體系？本文嘗試一種將概念圖—思維導(dǎo)圖方法引入課堂教學(xué)的教法改革。

2 思維導(dǎo)圖與圖示教學(xué)

思維導(dǎo)圖俗稱“腦圖”，自20世紀(jì)90年代傳入我國(guó)以來，受到各級(jí)教師的極大關(guān)注。思維導(dǎo)圖最初是一種非線性記筆記的方法，通過類似樹形結(jié)構(gòu)的圖文結(jié)合形式繪制思維過程，強(qiáng)調(diào)記錄過程的思維激發(fā)與整理。學(xué)習(xí)者借助思維導(dǎo)圖提高發(fā)散思維能力，利用可視化的方式梳理思維的脈絡(luò)，并可供自己或他人回顧整個(gè)思維過程。

在教學(xué)方法中有一種與思維導(dǎo)圖非常相似的圖示教學(xué)法——概念圖。概念圖是康乃爾大學(xué)的諾瓦克（J.D.Novak）博士根據(jù)奧蘇貝爾（David P.Ausubel）的有意義學(xué)習(xí)理論提出的一種教學(xué)技術(shù)。概念圖是用來組織和表征知識(shí)的工具：將主題的相關(guān)概念分置于各個(gè)圓圈或方框表示的節(jié)點(diǎn)，然后用連線將相關(guān)概念節(jié)點(diǎn)連接，并在連線上標(biāo)明兩個(gè)概念之間的意義關(guān)系。

近年來，學(xué)術(shù)界對(duì)思維導(dǎo)圖和概念圖在教育教學(xué)中的作用進(jìn)行了眾多探索與研究。通過教育研究文獻(xiàn)分析，從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，應(yīng)用最多的前三個(gè)學(xué)科為教育技術(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)和化學(xué)。而從教育技術(shù)角度，多數(shù)學(xué)者或是對(duì)思維導(dǎo)圖或概念圖的定義/表征進(jìn)行思辨，討論其異同；或是從使用出發(fā)，介紹某一學(xué)科知識(shí)的圖示表征方法或工具。很少有將思維導(dǎo)圖這種有利于激發(fā)學(xué)生自我創(chuàng)新思維能力的發(fā)散式思維過程與教學(xué)設(shè)計(jì)過程和課堂組織相聯(lián)系，更鮮有將發(fā)散式的圖示教學(xué)實(shí)現(xiàn)于高校工科教學(xué)中。

3 思維導(dǎo)圖工具的教輔要求

將思維導(dǎo)圖所代表的頭腦風(fēng)暴過程結(jié)合到概念圖教學(xué)，使教與學(xué)雙方在利用圖示教學(xué)傳遞知識(shí)概念的同時(shí)，可以主動(dòng)地、交互式地記錄、描述并組織自身知識(shí)體系。因此，教學(xué)過程中應(yīng)該針對(duì)具體教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)用需要，選取適宜的方式完成導(dǎo)圖繪制。例如：教師在授課時(shí)的導(dǎo)圖應(yīng)界面清晰、操作簡(jiǎn)潔并且易于共享，因此可以結(jié)合現(xiàn)代多媒體教育技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)思維導(dǎo)圖制作；學(xué)生聽課記錄則大多只能采用紙質(zhì)手寫來完成導(dǎo)圖形式的快筆記或微筆記；而教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、完善教案準(zhǔn)備，學(xué)生實(shí)現(xiàn)課后整理、知識(shí)重構(gòu)，則又可以選用功能豐富、整理方便的軟件來制作思維導(dǎo)圖。表1是常見的導(dǎo)圖制作方式與工具的分類說明和簡(jiǎn)單對(duì)比。

4 教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

思維導(dǎo)圖用于教案組織 教學(xué)設(shè)計(jì)是課程教學(xué)的核心組成要素之一。教師對(duì)課程體系的理解，對(duì)知識(shí)點(diǎn)及教材內(nèi)容的把握，對(duì)教學(xué)效果的預(yù)期設(shè)定和反饋控制，對(duì)教學(xué)對(duì)象深層次思考的誘導(dǎo)以及雙方互動(dòng)方式等，都應(yīng)在教學(xué)設(shè)計(jì)中充分準(zhǔn)備。教學(xué)設(shè)計(jì)在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中的作用不亞于劇本對(duì)于影視作品的重要意義，其具體表征就是教學(xué)教案和備課筆記。具備良好教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師根據(jù)學(xué)生認(rèn)知水平，通過每一次課的教學(xué)設(shè)計(jì)和調(diào)整，可以準(zhǔn)確地定位教學(xué)目標(biāo)，幫助學(xué)生厘清教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。從教學(xué)效率來說，有效規(guī)劃教學(xué)用時(shí)，選用適宜的理論教學(xué)形式并能高效組織課堂教學(xué)過程，需要通過良好的課前教學(xué)設(shè)計(jì)才能實(shí)現(xiàn)，而思維導(dǎo)圖這一圖示工具可以幫助教師在教學(xué)設(shè)計(jì)和教案組織時(shí)更加方便地將教學(xué)活動(dòng)的各種預(yù)期因素聯(lián)系起來，形成一個(gè)完整、立體、靈活、生動(dòng)的教學(xué)實(shí)施方案。

將思維導(dǎo)圖用于教學(xué)設(shè)計(jì)通?？紤]三個(gè)方面：以層次分明、結(jié)構(gòu)清晰的形式描繪理論概念、知識(shí)點(diǎn)之間的相互邏輯關(guān)系，幫助教師全局性地把握每次教學(xué)內(nèi)容；簡(jiǎn)明清楚地標(biāo)注每個(gè)知識(shí)點(diǎn)教學(xué)所需的教學(xué)手段、講解方式、配套案例及交互形式，輔助教師將良好的教育技術(shù)融入理論傳授；教案電子化可以讓教師從傳統(tǒng)紙質(zhì)備課的煩瑣中解脫出來，選用導(dǎo)圖制作工具時(shí)應(yīng)兼顧界面友好、操作便利、功能完整且兼容性強(qiáng)。

實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，教學(xué)教案的制作對(duì)演示性和協(xié)同性要求不高，利用專業(yè)圖表軟件或者思維導(dǎo)圖工具進(jìn)行思維導(dǎo)圖制作，工科教師基本無使用門檻，軟件的強(qiáng)大功能可以很好地幫助教師完成課程知識(shí)體系、教學(xué)教案的整理組織。圖1所示為利用Edraw繪制的本文教學(xué)設(shè)計(jì)活動(dòng)思維導(dǎo)圖。

思維導(dǎo)圖重構(gòu)課堂教學(xué) 大多工學(xué)理論存在針對(duì)性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)雜、與實(shí)踐結(jié)合度高、學(xué)科跨度大的共同點(diǎn)。通過圖式教學(xué)教案和備課筆記的準(zhǔn)備，教師完成可以完整展示課程概念、基本厘清每次授課知識(shí)點(diǎn)間邏輯關(guān)系的思維導(dǎo)圖。但是區(qū)別于教學(xué)設(shè)計(jì)中以組織教學(xué)為目的，以合理利用教學(xué)用時(shí)與教學(xué)資源、規(guī)劃教學(xué)思路和教學(xué)流程為要義的方案，在課堂教學(xué)實(shí)施過程中，師生不僅需要可以高效、明晰地總結(jié)和展示課程要點(diǎn)的圖示結(jié)構(gòu)，更需要能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情的工具，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度和課堂注意力，激活學(xué)生主動(dòng)思考與聯(lián)想，增強(qiáng)學(xué)生的課堂記憶效果。因此，圖示教學(xué)的理論課堂要求以知識(shí)結(jié)構(gòu)層次分明、邏輯關(guān)系清晰明了、多色彩多維度吸引力高的形式突出重點(diǎn)，要求以演示直觀方便、操作便利高效的工具節(jié)約教學(xué)用時(shí)，要求以交互順暢、支持協(xié)同的平臺(tái)激發(fā)學(xué)生參與。endprint

在實(shí)際授課時(shí)，教師利用網(wǎng)絡(luò)輔助，以在線思維導(dǎo)圖工具為主要平臺(tái)，通過教學(xué)設(shè)計(jì)的師生互動(dòng)形式（教師為主，學(xué)生為輔），按照“導(dǎo)入備課模板—理論施教與理解—思考、討論—互動(dòng)完善導(dǎo)圖—共同重構(gòu)知識(shí)結(jié)構(gòu)”的步驟，以思維導(dǎo)圖繪制為主線，以傳統(tǒng)板書、多媒體教學(xué)為手段，快速展示凝練的理論、概念，誘導(dǎo)并融合學(xué)生思考。同時(shí)，學(xué)生利用紙筆摹臨記錄、發(fā)散思維、自我定制的方式構(gòu)造各自的思維草圖，為知識(shí)的記憶、理解與鞏固整理做好準(zhǔn)備。實(shí)踐中，交互協(xié)同的繪圖過程也顯著提高了學(xué)生的課堂參與度，有助于師生互動(dòng)討論，活躍課堂氣氛。圖2為利用百度思維導(dǎo)圖平臺(tái)完成的嵌入式系統(tǒng)課程知識(shí)點(diǎn)討論。

思維導(dǎo)圖用于交互學(xué)習(xí) 從工作效率而言，相對(duì)于傳統(tǒng)課堂筆記，聽課過程利用紙筆以思維導(dǎo)圖形式記錄理論概念、組織知識(shí)點(diǎn)，工作更加簡(jiǎn)練迅速，可以保障學(xué)生在較短時(shí)間接受大量信息輸入。從教育學(xué)角度而言，眾多知識(shí)點(diǎn)的層次化連接過程，不僅是學(xué)生對(duì)課堂理論知識(shí)的組織建構(gòu)過程，也是學(xué)生厘清知識(shí)聯(lián)系、整理思維脈絡(luò)的過

程；通過直觀畫面觸發(fā)大腦直覺思維，更是學(xué)生完成理論概念從記憶到理解的知識(shí)遷移過程。

在眾多的思維導(dǎo)圖繪制方法中，紙筆手繪實(shí)現(xiàn)了手腦同步，降低了制作硬件要求，適用于學(xué)生在課堂和實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)使用。課堂聽講時(shí)，學(xué)生接受教師的演示導(dǎo)圖，摹印、記錄理論講解過程，并結(jié)合自身理解與思考，通過課堂討論形成師生互動(dòng)、生生交流，初步繪制帶有個(gè)人印記的思維導(dǎo)圖初稿。這種直觀簡(jiǎn)單的個(gè)人作品，在課后能有效刺激學(xué)生加大學(xué)習(xí)投入，不管是將圖稿美化修飾，還是添補(bǔ)完善，使得學(xué)生實(shí)現(xiàn)一種“課內(nèi)—課外”非同步的學(xué)習(xí)交互。通過對(duì)圖稿的修改和豐富，學(xué)生復(fù)習(xí)反思自己的學(xué)習(xí)過程，促進(jìn)對(duì)新舊知識(shí)的融匯和總結(jié)。

同時(shí)，利用電子導(dǎo)圖工具實(shí)現(xiàn)課后再加工過程的圖稿轉(zhuǎn)錄，通過文件轉(zhuǎn)換和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同功能，實(shí)現(xiàn)師生、生生間一種跨空間、非同步的思維碰撞和交互交流，也促進(jìn)了思維導(dǎo)圖在課程知識(shí)體現(xiàn)上的延展，使教與學(xué)的過程變得更加完滿。圖3總結(jié)了在施教過程不同階段，師生對(duì)思維導(dǎo)圖的應(yīng)用情況。

5 結(jié)語

為檢驗(yàn)圖示教學(xué)的應(yīng)用效果，通過電子技術(shù)、微機(jī)原理、數(shù)字邏輯和嵌入式系統(tǒng)等課程對(duì)多個(gè)班級(jí)進(jìn)行跟蹤，一個(gè)完整學(xué)習(xí)周期下來，學(xué)生認(rèn)同度基本達(dá)到100%，課后運(yùn)用思維導(dǎo)圖整理復(fù)習(xí)的從5%上升至90%。雖然這個(gè)數(shù)據(jù)受到課堂要求和教師誘導(dǎo)等客觀因素影響，但也已有不少學(xué)生將思維導(dǎo)圖用于非試點(diǎn)課程的學(xué)習(xí)中，表明圖示教學(xué)起到增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果的作用。

同時(shí)，在教學(xué)實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)，對(duì)于原理論證和公式推導(dǎo)的教學(xué)環(huán)節(jié)，交互型思維導(dǎo)圖對(duì)教學(xué)推動(dòng)效果并不理想，尚需進(jìn)一步的教學(xué)實(shí)踐和探索，以期將此教學(xué)模式在更大范圍實(shí)踐、檢驗(yàn)和推廣。

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