一種基于師生在線共享思維導(dǎo)圖的教學(xué)方法*
——以數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用課程為例

（河北北方學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院 河北張家口 075000）

近年來，非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)等新一代軟件平臺(tái)中的大量應(yīng)用。使之成為軟件系統(tǒng)開發(fā)與維護(hù)工程師們討論和學(xué)習(xí)的熱點(diǎn)。掌握這一技術(shù)，有助于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生從事相關(guān)工作。但引入數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)后，發(fā)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量有所下降。很多學(xué)生對(duì)課程知識(shí)體系，存在結(jié)構(gòu)混亂和錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。表現(xiàn)在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，尤其是在非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)性能分析實(shí)驗(yàn)中，只有約2%的學(xué)生，在首次實(shí)驗(yàn)時(shí)，能得出與參考資料描述相近的結(jié)果。

教師課堂講解，只能按事先設(shè)定的順序?qū)⒔虒W(xué)過程逐一展現(xiàn)知識(shí)，不能系統(tǒng)地將知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來[1]。這種情況下學(xué)生獲取的知識(shí)很容易碎片化[2]，知識(shí)體系結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)認(rèn)知的混亂和記憶錯(cuò)誤，從而降低學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，影響學(xué)習(xí)的質(zhì)量。因此，如何通過改進(jìn)教學(xué)策略，讓學(xué)生可以將所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)連接成為知識(shí)體系，減少錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率，從而保證學(xué)習(xí)質(zhì)量，是本文探索解決的核心問題。

一、思維導(dǎo)圖提升學(xué)習(xí)效率

思維導(dǎo)圖是一種通過呈現(xiàn)概念之間的層次關(guān)系[3]和思維順序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)概念表征的可視化的信息表征工具。由于這一工具的認(rèn)知功能與人類大腦的認(rèn)知功能相類似[4]，有助于信息的儲(chǔ)存和提取，有益于學(xué)習(xí)效率的提升[5]。

教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)用思維導(dǎo)圖工具的一種重要形式是學(xué)生繪制、整理知識(shí)圖譜為框架的學(xué)習(xí)筆記。這種筆記內(nèi)容邏輯性強(qiáng)，知識(shí)結(jié)構(gòu)清晰，便于學(xué)生記憶、查詢和整理，有助于學(xué)習(xí)效率的提高。教師也通過查閱、分析這種筆記中知識(shí)圖譜，可以快速的了解學(xué)生對(duì)目標(biāo)知識(shí)體系是否存在片面性，錯(cuò)誤點(diǎn)，疑惑點(diǎn)，結(jié)構(gòu)混亂等認(rèn)知錯(cuò)誤，提高教學(xué)的針對(duì)性，促進(jìn)教學(xué)效率和質(zhì)量的提升。

二、思維導(dǎo)圖工具的選擇

用于繪制思維導(dǎo)圖的工具有很多，如Xmind，Mindmanager，Mindmapper，百度腦圖，JsMind等。上述工具多數(shù)工具功能十分強(qiáng)大，可以滿足日常需要，但存在免費(fèi)時(shí)間限制的情況，不便于教學(xué)環(huán)節(jié)大量使用。JsMind是一款采用JavaScript語(yǔ)言開發(fā)的，開源的，免費(fèi)的在線思維導(dǎo)圖框架。雖然不是功能的軟件系統(tǒng)，但支持在線繪制思維導(dǎo)圖和導(dǎo)出Json格式的思維導(dǎo)圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可以方便的進(jìn)行二次開發(fā)。

課堂教學(xué)環(huán)境，應(yīng)用思維導(dǎo)圖工具，除繪制功能外，還需具備師生之間快速分享知識(shí)圖；記錄提交時(shí)間、修改意見、教師打分等功能。因此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)揮計(jì)算機(jī)專業(yè)師生軟件開發(fā)能力的資源優(yōu)勢(shì)，采用開源思維導(dǎo)圖框架JsMind為基礎(chǔ)，為其增加服務(wù)端程序、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)、在線分享、意見記錄等輔助功能，開發(fā)了一款師生在線共享思維導(dǎo)圖工具--毛線頭，作為課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，師生在線繪制、交流、分享知識(shí)圖譜的工具。

三、教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

學(xué)生繪制知識(shí)圖譜，可以促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，也能反映學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的真實(shí)情況。為充分發(fā)揮思維導(dǎo)圖工具，提升學(xué)習(xí)效率的作用，教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)傳統(tǒng)的、單一的，以教師講授為主的教學(xué)策略，進(jìn)行了改革，并展開了教學(xué)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)反饋，不斷的調(diào)整和優(yōu)化具體的實(shí)施策略。最終確定，將課程每一單元的教學(xué)過程，分為五個(gè)依次遞進(jìn)步驟進(jìn)行。

第一步，教師在教學(xué)單元首次授課時(shí)，以傳統(tǒng)授課方式，講解本單元的授課內(nèi)容，ppt講稿中包含使用毛線頭工具繪制的粗略的知識(shí)圖譜，以限定單元知識(shí)體系的邊界和基本結(jié)構(gòu)，減少學(xué)生出現(xiàn)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)混亂的認(rèn)知現(xiàn)象。

第二步，學(xué)生根據(jù)教師講解和ppt中粗略的知識(shí)圖譜，使用毛線頭工具，繪制詳細(xì)的知識(shí)圖譜。提醒學(xué)生，注意目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)的前期知識(shí)點(diǎn)、子知識(shí)點(diǎn)要標(biāo)記清楚。

第三步，教師組織學(xué)生相互交流，并要求學(xué)生，根據(jù)其他學(xué)生提出的意見，修改自己的圖譜。

第四步，學(xué)生通過毛線頭軟件，向教師分享自己的繪制的知識(shí)圖譜。教師查閱，并提出修改意見，要求學(xué)生再次改進(jìn)。

第五步，教師課程在第二次授課時(shí)公布完整的知識(shí)圖譜，并對(duì)學(xué)生繪制的圖譜進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

四、教學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

教學(xué)實(shí)驗(yàn)的最后對(duì)參與實(shí)驗(yàn)的全體學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查。目的是采集新型教學(xué)方法對(duì)學(xué)生自學(xué)、資料檢索、知識(shí)梳理、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面能力的鍛煉情況。問卷采取不記名的方式進(jìn)行，共發(fā)出103份，收回99份。

調(diào)查結(jié)果顯示，有42%的學(xué)生認(rèn)為，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)方法進(jìn)行改革是有必要。關(guān)于新型教學(xué)法對(duì)學(xué)生自學(xué)能力、知識(shí)梳理能力，資料檢索以及學(xué)習(xí)效率的鍛煉情況。多數(shù)學(xué)生認(rèn)為在使用思維導(dǎo)圖進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中，上述能力得到了鍛煉，學(xué)習(xí)效率有所提升。51%的學(xué)生認(rèn)可思維導(dǎo)圖，對(duì)學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用，愿意在今后，繼續(xù)使用思維導(dǎo)圖工具進(jìn)行學(xué)習(xí)。

結(jié)語(yǔ)

教學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用師生在線思維導(dǎo)圖工具--毛線頭，使得學(xué)生學(xué)習(xí)筆記的邏輯性更強(qiáng)，知識(shí)結(jié)構(gòu)更清晰、形象，便于學(xué)生記憶與查詢，整理過程快捷而有樂趣。多數(shù)學(xué)生感受到學(xué)習(xí)效率的提升。課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，首次成功率有所提升，尤其是非關(guān)型數(shù)據(jù)庫(kù)性能分析實(shí)驗(yàn)，首次成功率由改革前的2%左右，提升至接近10%的效果。

學(xué)生的認(rèn)可，首次實(shí)驗(yàn)成功率的提升，說明在數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)中應(yīng)用在線師生共享思維導(dǎo)圖工具和新型學(xué)習(xí)方法是有一定效果的。但教學(xué)實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)了一些不足，需要在今后工作繼續(xù)改進(jìn)。如教師經(jīng)常性查閱學(xué)生知識(shí)圖譜，加大了教師的工作量。教師需要投入更多的時(shí)間和精力，才能保證教學(xué)質(zhì)量。具體教學(xué)策略也有待完善，部分優(yōu)秀學(xué)生，能力得不到充分發(fā)揮和表現(xiàn)；部分后進(jìn)學(xué)生，表面完成任務(wù)，但實(shí)際學(xué)習(xí)效果不佳。