知識可視化在高職計算機教學中的應用

摘 要：知識可視化作為一個新興的研究領域，以豐富直觀的方式展現知識，使知識更容易理解、利用和傳播，因此，受到社會各領域的廣泛關注，在教育教學中也逐步應用起來，在教學中產生了良好的教學效果。本文基于知識可視化在高職計算機教學中的應用，從利用概念圖可視化網絡知識、運用思維導圖重構網絡概念體系結構、利用仿真軟件作為可視化工具深化學生對網絡知識的應用理解三方面對這一模式的應用進行了分析。

關鍵詞：知識可視化 高職計算機 概念圖 思維導圖 仿真軟件

中圖分類號：G640 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）08（b）-0176-01

知識可視化指可以用來構建、傳達和表示復雜知識的圖形圖像手段，除了傳達事實信息之外，知識可視化的目標還在于傳輸人類的知識，并幫助他人正確地重構、記憶和應用知識。知識可視化應用于高職計算機教學，教師能夠更好完成教學目標，使一些原本難以理解的內容變得直觀且符合學生思維方式；學生能夠達到更好的學習效果，可以理解掌握更多的知識技能，通過發散思維將其遷移到專業課程，幫助記憶、理解專業知識，最終提高學生的專業技能水平，為今后的工作打下良好的基礎。

1 利用概念圖可視化網絡知識

概念圖是用來組織和表征知識的工具，它能夠幫助執教者全面整理知識；學習者掌握知識架構，把握一個概念體系。概念圖的應用領域很廣，在高職計算機的基礎教學過程中，用概念圖來描述一些具有對比性的知識，可使學生在這種新的教學方式中更深一步理解掌握知識，這種方式不但可以活躍教學氣氛還可以提升學生的學習興趣，從而達到提高教學的效果的目的。例如運用概念圖進行ISO/OSI與TCP/IP兩種網絡參考模型的對比教學，可使學生更深入地理解網絡分層的概念和作用，并理解ISO/OSI與TCP/IP兩種網絡參考模型及其各自存在的必要性。再如利用端口進行VLAN劃分過程，利用概念圖描述其實驗步驟，可使學生輕松地理解整個實驗步驟并對該實踐過程中用到的理論知識有深入的認識。

2 運用思維導圖重構網絡概念體系結構

思維導圖，又叫心智圖，是表達發射性思維的思維工具。思維導圖運用圖文并重的技巧，把各級主題的關系用相互隸屬與相關的層級圖表現出來，協助人們在科學與藝術、邏輯與想象之間平衡發展，具有人類思維的強大功能。人類運用大腦自然（原本）思維模式，延伸思考的深度、寬度和導向。給以路徑指引，用線條和簡易圖標、圖像進行有機結合的放射性圖形。用于開發大腦，對于改善和提高學習、記憶、思考效率很有用，并用于挖掘開發大腦潛能。在高職計算機教學過程中，基礎概念和理論是學習的重點，復雜的概念關系是學習的難點。但如果將可視化技術運用到這些概念關系上，將這些概念用圖組織起來，便可清晰的看出其層次結構，這種新的概念也便于學生理解和接受。從實踐中看來，利用思維導圖，不但可清晰地表現同一類型的不同方面的知識體系結構，還可以通過網絡規劃與技能實驗的小組協作，有效提高學生的團隊協作能力。所有的思維導圖都有一些共同之處：它們都使用顏色；它們都有從中心發散出來的自然結構；它們都使用線條，符號，詞匯和圖像，遵循一套簡單、基本、自然、易被大腦接受的規則。使用思維導圖，可以把一長串枯燥的信息變成彩色的、容易記憶的、有高度組織性的圖畫，它與我們大腦處理事物的自然方式相吻合。例如，通過圍繞VLAN技術展開思維導圖，學生可以很輕松地把握有關VLAN的相關知識。教師根據教學內容的不同特點，可利用頭腦風暴軟件（如Freemind、Thinking Express等）提前做好課件，便于學生清晰把握知識結構，這種思維導圖也可以由師生共同完成，充分激發學生的學習興趣。

思維導圖在計算機教學中使用：一方面課程資源得以優化；另一方面教學成果也得以提高。使用思維導圖的主要優勢在于：一是可幫助學生重組知識體系結構；二是讓學生更深入的了解知識細節等問題； 三是通過頭腦風暴原理實現課堂的師生互動，進一步提高學生的團隊合作能力；四是在思維導圖運用到網絡規劃時，學生能更全面、更清晰、更深入地理解問題，也能更準確的選擇的網絡規劃方案；五是在教學中教師利用思維導圖制作的課件，更利于組織教學內容。

3 利用仿真軟件作為可視化工具深化學生對網絡知識的理解應用

仿真軟件能增強教學效果，并且無需投入價格昂貴的設備。在實際教學中，網絡工作原理復雜，比如WEB服務器、交換機和路由器等所起到的作用以及它們如何實現這些作用等。教師僅通過語言描述，很難描述清楚，學生也不易接受和掌握。教學中利用虛擬機軟件、路由器交換機仿真軟件對一個原本很大的網絡加以分析、簡化；利用虛擬機軟件模擬應用服務器、客戶機，利用路由器交換機仿真軟件實現網絡的互連互通；再利用仿真演示讓學生觀看路由器、交換機等設備在網絡中所起的作用。這樣就能以較小的成本完成較為復雜的實驗，使學生直觀地理解、掌握網絡的基本工作原理并且激發學生學習興趣。目前可用的虛擬機軟件主要有VMware workstation、Virtual PC等，路由器交換機仿真軟件做的比較好是如Bosom、Dynamips、Packet Tracer 等思科的產品，在目前計算機教學中，使用 Packet Tracer或VMware workstation+ Dynamips方案的仿真網絡環境的應用效果比較好。

4 結語

知識可視化有助于知識的理解、利用和傳播。在信息技術條件下，知識可視化有了新的突破。知識可視化的制作工具越來越豐富，制作方法更趨簡易，表現形式更為多樣。知識可視化在高職計算機教學中應用也不斷增多，范圍更加廣泛。文中分析設計的效果值得期待。學生通過計算機教學中知識可視化的使用，將其遷移到其他專業課程中也能收到良好效果。因此，對于知識可視化在高職教學中應用值得進一步深入探討和分析。

參考文獻

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