基于思維導圖的課堂教學模式研究

于承敏

摘 要： 計算機網絡是一門內容抽象、知識點多、理論性和實踐性都很強的課程。為了提高計算機網絡課程的教學效果，調動學生學習的積極性，在總結多年教學經驗的基礎上，將思維導圖引入課堂教學中，提出了一種基于思維導圖的教學模式，取得了較好的教學效果，既提高了計算機網絡課程的教學質量，也激發了學生的學習興趣。

關鍵詞： 計算機網絡； 思維導圖； 教學模式； 教學效果； 課堂教學

中圖分類號：G623 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）01-66-03

0 引言

隨著互聯網的迅猛發展，計算機網絡成為計算機及相關專業的一門非常重要的必修課程。由于該課程具有前瞻性強、概念多且分散、理論抽象、實踐性強、涉及的知識面廣等特點，再加上傳統課堂教學模式以教師“教”為主，教學過程中往往忽視學生的主體地位，導致學生學習缺乏主動性、學習積極性不高，課程學完后學生對該課程掌握得并不好，影響到后續課程的學習。為了提高該課程的教學效果，我們將思維導圖引入到“計算機網絡”課程的教學過程中，取得了比較滿意的結果。

思維導圖[1]作為一種有效的認知工具是由英國學者Tony Buzan在20世紀60年代提出的，在個人、家庭、教育、企業等領域得到了廣泛應用。思維導圖的認知功能與人類大腦的認知功能相類似，有助于信息的儲存和提取，進而有益于教學和學習效率的提升[2]。思維導圖的應用可以提高學習者對教學內容的理解力和學習效率[3]；提高學習者的學習興趣，使抽象知識概念變得可視化，方便了對所學知識的加工，能夠幫助提高學習者的理解力和記憶力[4]；也有助于激發學生參與教學活動，有利于學習者之間實現對所學知識的共同建構[5]。思維導圖不僅作為一種認知工具可以幫助學生提高學習效率，同時作為一種教學策略也可以提高教學效率[6-8]。

1 基于思維導圖的課堂教學案例

1.1 學生利用思維導圖預習——發現問題

《禮記·中庸》中說：凡事預則立，不預則廢。但在目前的大學教學中，能夠進行主動預習的學生卻寥寥無幾。這也是課堂教學效率低的重要原因之一。其中的主要原因一是預習的任務量大，需要的時間多；二是學生主動學習的積極性不高。為此，講授新課之前讓學生畫出基于思維導圖的預習提綱（注意給學生必要的提示），讓學生找出他們認為的重點、難點及不理解或疑惑的內容是非常必要的。例如，一名學生在預習計算機網絡[9]這門課中關于傳輸控制協議TCP的可靠傳輸后畫出的思維導圖，如圖1所示。

學生通過畫出本講的思維導圖預習提綱，發現理解停等協議和連續ARQ協議的基本工作原理以及超時定時器時間的選擇問題是本講的重點和難點。因此，在教師講授時，學生特別注意教師對該部分內容的講解。

從學生預習思維導圖可以看出，學生在預習時一般僅僅根據課本的章節編號給出一個大體的預習框架，此時還不能對知識進行更好的歸類。

1.2 教師利用思維導圖備課——預設問題

教師通過對教材進行分析，對講授的內容進行基于思維導圖的教學設計，畫出思維導圖教學提綱，并提出預設的問題。圖2是針對計算機網絡這門課中關于傳輸控制協議TCP的可靠傳輸后畫出的思維導圖教學提綱。

圍繞著此提綱，預設了以下幾個問題：

⑴ 如何解決停等協議信道利用率低的問題；

⑵ 連續ARQ協議中，發送窗口根據什么進行動態變化；

⑶ TCP實現可靠傳輸時，發送方和接收方的窗口的前沿和后沿是如何發生移動的，并且兩個窗口中的數據各代表什么含義；

⑷ 運輸層的往返時延有什么特點；

⑸ 超時定時器的超時重傳時間是如何動態變化的。

1.3 師生利用思維導圖教和學——建構知識

教師利用制作好的思維導圖教學提綱向學生講解相關的知識，并適時地提出預設問題，引導學生邊記憶、邊思考、邊理解，并注意提醒學生利用思維導圖方式記筆記。

利用思維導圖工具進行教和學，需要教師和學生對信息內容進行思考，而通過思考必然能夠促進對知識的學習和意義的建構。

1.4 學生利用思維導圖復習——鞏固知識

根據艾賓浩斯的理論，人們在完好地記憶信息后，僅僅經過20分鐘的間隔，便會遺忘40%左右的信息。48小時后，會有70%以上的信息被遺忘。孔子也曾講過“溫故而知新”的道理。因此，復習是增強記憶、提高學習成績、理解知識、應用和掌握知識的最有效的手段之一。利用思維導圖進行復習，可以分為兩個部分：一是對當天的知識點進行復習，二是對一章的內容進行復習。在結束一天的學習之后，學生就可以對預習的思維導圖和課堂上筆記思維導圖進行復習整理了。而在一章內容學完后，結合整理的思維導圖對本章的內容進行回顧，并整理出一章的思維導圖。經過多次復習，學生對學過的知識也就有了比較深刻的印象，達到了鞏固知識的目的。

1.5 教師利用思維導圖反思教學——改進教學

教師在授課過程中，通過與學生進行交流，并結合學生預習和整理的思維導圖，就可以重新修改備課時制作的思維導圖，并調整授課的重點和難點，修改預設的問題等，以便改進教學。圖3是教師經過反思后重新繪制的思維導圖。

圖3中加了笑臉的部分是課堂教學后教師經過反思后增加或修改的部分內容。

1.6 基于思維導圖的評價——驗證效果

要了解學生對課程的理解情況，應要求學生上交整理后的思維導圖，教師從思維導圖制作的規范性、知識點的完整性、知識體系的邏輯性、關鍵詞提煉的恰當性、層析關系的清晰性等幾個方面給出定性評價。并在每章內容結束后，以測試的方式讓學生畫出有關本章知識的完整的思維導圖，采用這種方式可以讓學生將頭腦中的知識進行可視化，同時可以促進學生對知識的鞏固以及思維的發展。當然，為了更好地促進學生對知識的理解和應用，可以結合傳統的測試方法，給出單元測試題，定量考察學生對知識的掌握情況。

2 基于思維導圖的課堂教學模式

在總結以上教學案例，并參考相關研究[10]的基礎上，我們提出了基于思維導圖的計算機網絡課程教學模式，如圖4所示。

教師在備課過程中要對教材進行分析，利用思維導圖進行教學設計，找出教材中的重點、難點以及比較抽象的概念，畫出教學用的思維導圖，并給出預設的問題。

學生在預習過程中通過自學教材和教師給定的預習材料，畫出預習思維導圖，并找出重點、難點，發現不理解的問題。

教師在課堂教學時使用思維導圖進行教學，將知識點以圖解的形式逐漸呈現給學生，同時讓學生利用思維導圖的方式記筆記，形成筆記思維導圖。在教學過程中教師根據學生的反應適時提出預設的問題讓學生進行思考，在教師的引導下學生形成自己的知識結構體系，完成知識的建構過程。

課后學生結合預習思維導圖和筆記思維導圖對知識進行歸納、整理，構建出具有個人風格的思維導圖，以備接下來進行定期復習之用。通過及時的復習，學生鞏固了知識，加深了對知識的理解。教師通過反思教學過程，對備課過程形成的思維導圖進行修改，完善教學過程，在下一次授課前可呈現給學生。

教師可以通過查看學生上交的思維導圖檢驗學生學的效果和教師自身教的效果。并給出相應的定性評價，以促進學生的進一步發展。

基于思維導圖的計算機網絡課堂教學模式的整個教學過程是一個循環往復、螺旋上升的過程。通過兩個學期的教學實踐我們發現，采用這種教學模式進行計算機網絡課程的教學，學生的學習積極性、主動性、師生之間的交互性等方面較之傳統的課堂講授有了較大的提高。這種模式有利于學生建構知識，并培養其主動學習的習慣，提高了學生發散思維的能力，同時，它又是一種能改進教師教學的行之有效的方法。

3 基于思維導圖的課堂教學模式的優勢

3.1 有利于教師組織教學內容

思維導圖能把枯燥單調的線性信息變成彩色易記憶的，并有高度組織性的圖與高度概括化的關鍵詞、代碼、符號等，利用它進行教學設計更加方便靈活，更有彈性，便于修改與完善。

3.2 促進了教師和學生自身能力的發展

思維導圖發散性的特點既可激發學生的想象力和創造力，也能使教師自身的思維更加發散。學生和教師構建思維導圖的過程，也是對知識不斷理解、消化、吸收的過程。教師和學生之間互相學習對方的思維導圖，進行對比，能夠調換思考問題的角度，優化自己的思維模式，可以使各自的知識體系更加完善，思考更加全面，思維更加活躍。

3.3 體現了以“學生為中心”的教學理念

建構主義強調學習者的主體作用，強調學習的主動性、社會性和情境性，提倡在教師指導下的、以學習者為中心的學習。學生是信息加工的主體，是意義的主動建構者，而不是外部刺激的被動接受者和被灌輸的對象。在基于思維導圖的教學模式中，從預習到復習的整個過程都是在學生的積極參與下進行的，學生是主體，教師充當學生學習的引導者、組織者與幫助者的角色。學生在教師的講授和指導下應用思維導圖完成對知識的自主建構，充分體現了“以學生為中心”的教學理念，最大程度地發揮了學生的主體地位。

3.4 有利于激發學生學習動機，提高學習興趣

實踐證明，更為形象、有趣的信息對學生更具吸引力。思維導圖正是利用圖形、關鍵字、分支、顏色等要素使信息形象具體化、可視化，而且繪制思維導圖的過程更能激發學生的創造性、想象力等潛能，使學生能夠獲得成就感，同時能夠鼓勵和激發學生學習的積極性和主動性，提高學習興趣，把被動學習變為主動學習。

3.5 便于總結與復習

思維導圖具有極高的壓縮率，利用具有高度組織化與概括化的思維導圖進行教學更方便學生進行總結。通過預習、課堂交流、復習這幾個環節構建與完善思維導圖，使得知識以一種創造性的方式表達出來。而且，學生在對整門課程進行復習時，翻看每節課的思維導圖式總結，可以很容易找到自己沒掌握的知識點，并進行有目的的復習，可以大大提高復習的效率。

3.6 提高學生的歸納總結能力

利用思維導圖梳理各章節中知識點及主題間的脈絡關系，能夠讓學生對所要了解和掌握的知識有整體感。而且在繪制思維導圖時，學生必須對教材中的知識提煉出合適的關鍵詞，并對各關鍵詞之間的層級關系和邏輯關系進行深入思考、分析、理解和組織，然后進行總體規劃、合理布局，必要的時候還需要將關鍵詞轉化成合適的圖形，這樣才能將各要點合理而系統地繪制在一幅思維導圖中，經過長期的實踐和積累，可以培養學生的總體設計和規劃能力，提高學生歸納總結的能力。

4 結束語

基于思維導圖的計算機網絡課堂教學模式充分發揮了學生的學習主動性，促進了師生之間的交流，能夠提高學生的認知能力、學習能力和記憶理解能力。與傳統的課堂講授法相比，這種方法可以加深學生對計算機網絡概念的理解，便于教師跟蹤學生的學習思維過程，發現傳統教學不易發現的思維漏洞和理解上的偏差。教學實踐證明，此教學模式不但可以促進教師的教，也可以促進學生的學。當然，一種新模式的推廣和應用要經過不斷的實踐和完善，接下來我們還需不斷擴大研究范圍，對不同專業、不同課程進行更加廣泛和持久的實踐，不斷總結經驗。

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