思維導圖作為有效的數字化知識管理工具,不僅可以提高學生對知識的重組與構建能力,還可以幫助學生完成學習任務,更好地實現交流與表達,進而提高學習能力、記憶能力和思維能力。將思維導圖巧妙地應用在信息技術課堂,不斷地優化教學模式,充分地調動學生的主動性,真正讓學生的思維活起來,就會樂在圖中。
面向核心素養的高中信息技術課程標準(2017年)中提到:“能夠認識數字化學習環境的優勢和局限,適應數字化學習環境,養成相應的學習習慣;掌握數字化學習系統、學習資源與學習工具的操作技能,運用于開展自主學習、協同工作、知識分享與創新創造。”而思維導圖作為有效的數字化知識管理工具,可以幫助學生快速理清思路,構建知識框架,并進行交流與表達,從而提升思維能力、提高學習效率。
一、思維導圖的概念
思維導圖(Thinking Maps),也叫心智導圖,是表達發散性思維的有效圖形思維工具,它簡單卻又很有效,是一種革命性的思維工具。
思維導圖運用圖文并茂的技巧,把各級主題的關系用相互隸屬與相關的層級圖表現出來,把主題關鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接。一張思維導圖能夠直觀地、有層次地顯示出內容的組織結構、連接方式,知識間內在的聯系,以及一些重要觀點和關鍵點,以便于人們的理解與表達。
二、思維導圖軟件及繪制方法
1.常用軟件
思維導圖軟件有很多,例如XMind就是一款流行的思維導圖軟件。最新的X8顏值也很高,可以直接用模板創建思維導圖,還可以免費使用XMind Cloud,在云端保存思維導圖,使保存在云端的文件在瀏覽器中也可以打開。還有MindMaster,它是億圖軟件最新推出的一款跨平臺、多功能的思維導圖軟件,該軟件也支持云存儲。
2.繪制思維導圖的方法
(1)從中心點開始繪制中心主題,整個思維導圖圍繞這個中心主題展開;
(2)圍繞中心主題繪制出各個分支內容,在各個分支下再繪制下屬分支,并及時記錄關鍵內容。
在繪制思維導圖時,要注意整理好各個分支內容及它們之間的關系,處理好文字、圖、線、色彩的協調和美觀。
三、思維導圖在信息技術課中的應用
下面筆者嘗試將思維導圖應用在信息技術課堂教學中,發揮出它的優勢。本文中的實例是使用XMind軟件繪制的。
1.一圖勝千言——利用思維導圖歸納知識結構,提高學習效率
思維導圖是國外學者針對原來線性筆記存在的問題而發明的一種筆記方法。其主要特點是:焦點集中,層次分明,提煉關鍵問題。思維導圖有中心主題,就像樹的根,然后在這一中心主題下分支,呈樹狀圖形。
實例:利用思維導圖歸納高一必修模塊一“數據與信息”單元的知識結構(圖1)。
學生通過本單元的學習,在具體感知數據與信息的基礎上,理解數據、信息與知識的相互關系,并利用思維導圖進行知識結構的梳理歸納,然后進行交流與表達。
在學生梳理知識前,他們要對學習內容進行深入的思考,首先要在大腦中有個框架圖,然后再逐條歸類。這樣做主要有以下幾個優點,能夠極大地提高學生的學習效率。
(1)在整理的過程中對學到的知識點進行了復習。
(2)便于發現學習過程中的漏洞,做到及時發現,及時補救。
(3)在歸納中加深了對學過知識的記憶,知識記得牢固。
(4)能夠幫助學生探索知識的內在聯系,對知識的理解更加深入。
學生根據梳理好的知識圖表隨時在課中課后與他人進行交流,通過這一張思維導圖,可以把這一單元的內容娓娓道來。學生在清晰的思維中,提高了學習和建構知識內容的效率。
2.一圖樂其中——利用思維導圖實現圖文并茂,增強學習興趣
思維導圖是基于腦科學的全腦學習理論,以文字、圖像、色彩為主要元素。使用這些元素實現圖文并茂的效果,在視覺上也極大地調動了學生學習的積極性,使本來理論知識較多并且枯燥的內容變得有趣多了。
例如在講“計算機網絡的分類”一課時(圖2),可以引導學生按知識點歸納分好類。計算機網絡可按三個方面進行分類:按照網絡的覆蓋范圍、按照拓撲結構、按照交換方式。然后順著三種分類方式再進行具體的分類,如按照網絡覆蓋范圍分類可分為局域網、城域網和廣域網(而因特網是特殊的廣域網);按照拓撲結構可分為總線型網絡、環型網絡和星型網絡;按照交換方式可分為電路交換網絡(傳統電話通信系統就是這種工作方式)和分組交換網絡(計算機網絡、IP電話采用這樣的交換方式)。在相應的分類上插入圖片,使思維導圖更加清晰明了,幫助學生進行深入的理解并記憶。學生們的熱情高漲,思維導圖很快制作完成,根據自己制作的思維導圖進行交流,極大地提高了學生學習的樂趣。
3.一圖啟思維——利用思維導圖活化思維方式,提升思維能力
高中信息技術課程標準中提到:從生活實例出發,理解算法的特征,使用程序設計語言實現簡單算法,通過解決生活中的實際問題,培養學生的計算思維能力。
例如在學習程序設計語言“生活算法編程”一節時,教師設計“機器人送餐”這一情境,讓學生完成四個任務。四個任務由易到難,螺旋上升,從順序結構、分支結構、循環結構到綜合運用。在完成任務的過程中,學生發現使用for循環語句可以簡化重復的命令,使程序達到優化。在完成每一個任務時,學生首先要分析問題,然后總結思路、畫流程圖,再編寫程序代碼,最后優化程序,在這一過程中初步培養了學生的計算思維。
在課堂總結環節,師生利用思維導圖工具把本節內容進行梳理總結(圖3),然后教師提出問題:“能否使用思維導圖工具繪制任務四的流程圖?”使學生的思維再次被激活,通過學生的動手實踐,運用思維導圖軟件可以制作出程序設計的流程圖,在繪制流程圖的過程中進一步加深利用生活中的算法來解決規劃問題的步驟,再進行程序實現,進而提升了學生的思維能力。
4.一圖網天下——利用思維導圖實現知識遷移,做到學以致用
從查閱的大量資料上來看,思維導圖應用于各個學科及各個領域,有許多的學者進行著實踐研究。英語學科將思維導圖應用在詞匯、語法、閱讀方面,提高學生的英語綜合技能;歷史學科將思維導圖應用到做歷史年代表,有助于學生清晰記憶歷史事件;數學學科將思維導圖應用到單元知識復習中,增強了學生對公式定理定義的理解。無論是在哪個學科、哪個領域,學生只要掌握應用的方法,就能做到各學科間的融會貫通和知識上的遷移。
學生可以運用在信息技術課中學到的思維導圖工具來幫助解決生活中的問題。教師可以讓學生通過思維導圖工具,完成一個在日常生活中的問題。例如家庭出游前要準備的必需物品(圖4),按類整理好,進行歸納,這樣可以使學生從教材的知識中走出來,將其遷移到真實的生活情境中,做到學以致用。
5.一圖利終身——利用思維導圖養成學習習慣,有助終身學習
學習使用思維導圖并將它作為學習習慣堅持下來,將是一件受益終身的事情。筆者向信息技術教師和他們所教班級的學生下發了兩份調查問卷,根據教師和學生們反饋的結果來看,教師們對這種工具軟件的認可率達到100%,同時有92%的學生愿意使用思維導圖工具,并逐漸成為一種學習習慣。
通過調查筆者還發現,學生對思維導圖的認可主要是喜歡這種思維方式。這種思維方式不再是機械式地死記硬背,他們可以找到容易入手的關鍵點,并探討和發現它們之間的關系,進一步對知識進行理解、歸納和重構,而在繪制的過程中,他們的思維方式發生了變化,思路更清晰,思維更敏捷,在沒有刻意的記憶下,記憶力大增,這些都是他們意想不到的收獲。
綜上所述,思維導圖不僅可以提高學生對知識的重組與構建能力,還可以幫助學生更好地完成學習、復習任務,進而提高學習能力、記憶能力和思維能力,極大地促進了信息技術課堂的高效性。當然,思維導圖應用于信息技術課教學中目前還處于嘗試階段,還需要不斷地探索和實踐。教師一定要切合教學實際出發,將思維導圖巧妙地應用在信息技術課堂,不斷優化教學模式,充分調動學生的主動性,真正讓學生的思維活起來,樂在圖中。