思維導(dǎo)圖在程序設(shè)計(jì)教與學(xué)中的應(yīng)用探究

李傳秀 張學(xué)輝 鐘敏

摘要：思維導(dǎo)圖又叫心智圖，是表達(dá)發(fā)射性思維的有效的圖形思維工具，通過思維導(dǎo)圖可以使知識(shí)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化、可視化。可以幫助學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后總結(jié)，并將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，使得學(xué)生在不同學(xué)習(xí)的過程中得到不同的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從而有效提高學(xué)習(xí)效率，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。

關(guān)鍵詞：思維導(dǎo)圖；程序設(shè)計(jì)；思維訓(xùn)練

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）05-0165-02

一、引言

20世紀(jì)70年代英國(guó)學(xué)者托尼·布贊（Tony Buzan）發(fā)明了一種表達(dá)放射性思維的工具，稱為思維導(dǎo)圖。思維導(dǎo)圖分析并運(yùn)用左右腦的機(jī)能，對(duì)信息進(jìn)行層級(jí)和分類組織，從中心主題通過特定的關(guān)聯(lián)向四周展開，由關(guān)鍵詞或圖形標(biāo)識(shí)分支，綜合利用色彩、圖像、符號(hào)等，使放射性思維可視化，使隱形思維顯性化。思維導(dǎo)圖能夠開啟大腦的潛能，增強(qiáng)大腦的記憶能力、思維能力和創(chuàng)造能力。《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)C》是大一學(xué)生入學(xué)后第一門程序設(shè)計(jì)類課程，學(xué)生初次接觸程序設(shè)計(jì)類課程，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程以全新的思維方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，然而由于思維方式無法快速轉(zhuǎn)換，加上知識(shí)點(diǎn)零碎，編程風(fēng)格自由靈活，使得大多數(shù)學(xué)生接受起來有一定的困難，無法快速理解并掌握程序設(shè)計(jì)的語法和算法知識(shí)。因此，重新認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，建構(gòu)有效的教學(xué)方法和教學(xué)模式，讓計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課堂煥發(fā)出應(yīng)有的生命活力是一個(gè)重要的研究問題。

二、目前教學(xué)中存在的問題

在教學(xué)實(shí)際中通過對(duì)學(xué)生觀察、分析，與學(xué)生進(jìn)行交流，發(fā)現(xiàn)目前教學(xué)存在以下幾點(diǎn)問題：

1.教師教學(xué)方式陳舊。對(duì)于90%以上的大一學(xué)生而言，程序設(shè)計(jì)都是初次接觸，而傳統(tǒng)的教學(xué)方式，沒能從學(xué)生角度出發(fā)，往往采取“填鴨式教育”，教學(xué)方式主要是以PPT演示為主，輔以傳統(tǒng)的板書形式進(jìn)行教學(xué)，在有限的課堂上講授大容量的教學(xué)內(nèi)容，所以當(dāng)大量的概念性知識(shí)點(diǎn)蜂擁而至?xí)r很多學(xué)生都是一頭霧水，使得學(xué)生課堂上只是機(jī)械地忙于記筆記，分散了大腦的注意力和想象力，無法緊跟課堂節(jié)奏。

2.學(xué)生自主創(chuàng)新性不夠，主動(dòng)性差。無趣的學(xué)習(xí)導(dǎo)致基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)，對(duì)后續(xù)課程沒有興趣、沒有動(dòng)力，自主創(chuàng)新、主動(dòng)學(xué)習(xí)更無從談起。在編程過程中很多學(xué)生只會(huì)單純地用某一算法解決某一道題而不是一類問題，對(duì)某一道題也只是思考得到一種解法后不再去探究別的方法，對(duì)于一題多解、一法多題沒有進(jìn)行有效的系統(tǒng)總結(jié)。

三、思維導(dǎo)圖在知識(shí)梳理上的積極作用

哲學(xué)家弗朗西斯·培根曾說過：“沿著一條徑直的、有規(guī)則的、謹(jǐn)慎的道路達(dá)到理智的知覺，即達(dá)到真正的概念和公理。”采用“思維導(dǎo)圖”進(jìn)行課堂學(xué)習(xí)，可以提高學(xué)習(xí)效率。課堂筆記只記錄核心內(nèi)容、關(guān)鍵詞，保持思維的連續(xù)性，集中精力思考問題，整個(gè)課堂知識(shí)點(diǎn)是系統(tǒng)并連貫的；課下繪制思維導(dǎo)圖的過程需要我們的右腦極大地發(fā)揮想象力與創(chuàng)新力，由淺入深地將新舊知識(shí)緊密地結(jié)合起來。通過思維導(dǎo)圖能有效地完成將當(dāng)堂課所學(xué)的新知識(shí)與原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)相結(jié)合，把新知識(shí)同化到自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，建立新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，并形象地記錄了課堂的授課過程，使記憶和復(fù)習(xí)更有效，并能從宏觀上將所學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化、完整化。

四、思維導(dǎo)圖在訓(xùn)練學(xué)生思維能力中的具體應(yīng)用

思維導(dǎo)圖具有關(guān)聯(lián)性、發(fā)散性、形象化等特點(diǎn)，可以引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地通過發(fā)散性思維進(jìn)行爆炸性思考，在課堂學(xué)習(xí)階段自主創(chuàng)新地完成知識(shí)結(jié)構(gòu)的架構(gòu)，使知識(shí)關(guān)聯(lián)可視化；完成知識(shí)的有效梳理，使得學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的好奇轉(zhuǎn)變成興趣，從而主動(dòng)地去學(xué)習(xí)，取得了較好的教學(xué)效果。

1.運(yùn)用思維導(dǎo)圖進(jìn)行架構(gòu)預(yù)習(xí)。預(yù)習(xí)過程中發(fā)散思考，捕捉思維過程中的閃光點(diǎn)，在課堂上著重聽老師講解，也可標(biāo)出自己對(duì)知識(shí)點(diǎn)的不同理解在課堂上討論，收斂思維，討論過后的知識(shí)進(jìn)一步發(fā)散，完成一個(gè)發(fā)散—收斂—發(fā)散的思維過程，可以有效提高翻轉(zhuǎn)課堂的效果。

2.課堂上運(yùn)用思維導(dǎo)圖自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)。置知識(shí)于系統(tǒng)中才能深刻理解知識(shí)，思維導(dǎo)圖在教學(xué)過程中主要強(qiáng)調(diào)思維過程，不再只是“填鴨式教育”來灌輸知識(shí)點(diǎn)，而是強(qiáng)化學(xué)生的主體地位。課堂上通過繪制課程思維導(dǎo)圖，教師和學(xué)生共同完成對(duì)預(yù)習(xí)思維的整理，以發(fā)散性思維方式進(jìn)行主要內(nèi)容的講授，使學(xué)生的學(xué)習(xí)和思維變得更為活躍，能更好地對(duì)信息的細(xì)節(jié)進(jìn)行記憶，使得思維過程可視化、認(rèn)知過程結(jié)構(gòu)化，加深了對(duì)問題認(rèn)識(shí)和思考的深度和廣度，從而有效幫助學(xué)生建立起較為直觀的視覺體系，便于學(xué)生對(duì)整個(gè)知識(shí)架構(gòu)的掌握。對(duì)學(xué)生而言，通過創(chuàng)新式的學(xué)習(xí)把原本枯燥的程序設(shè)計(jì)C課程變得生動(dòng)起來，有效地把所學(xué)知識(shí)融入思維導(dǎo)圖中，使學(xué)習(xí)過程變得容易、有趣，愉快地吸取知識(shí)，完成從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的轉(zhuǎn)變。

3.運(yùn)用思維導(dǎo)圖總結(jié)復(fù)習(xí)，整合題目算法。復(fù)習(xí)過程中，引導(dǎo)學(xué)生圍繞中心概念進(jìn)行發(fā)散思維，梳理所學(xué)知識(shí)脈絡(luò)及知識(shí)點(diǎn)。將舊知識(shí)進(jìn)行宏觀上的整理、微觀上的處理，建立新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，也方便后續(xù)課程學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)能與現(xiàn)有認(rèn)知結(jié)構(gòu)相結(jié)合。程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是用簡(jiǎn)單有效的算法來解決復(fù)雜的問題，從而幫助人們完成人類無法完成或需要大量重復(fù)工作才能完成的任務(wù)。在眾多問題中，如何快速切入恰當(dāng)算法？在眾多的算法中，如何找出最優(yōu)算法？思維導(dǎo)圖可以通過對(duì)算法進(jìn)行分析整理，梳理算法間的通用性。思維導(dǎo)圖可以有效地將算法以不同方式分類，以此快速切入要解決的問題，圖1對(duì)排序類算法進(jìn)行了整理和分類。通過思維導(dǎo)圖的歸劃引導(dǎo)，學(xué)生可以直觀有效地將算法系統(tǒng)化、歸類化，大大提高了學(xué)生解決問題的效率，從而使其掌握程序設(shè)計(jì)思想的精髓。

五、總結(jié)

只有真正領(lǐng)悟到程序設(shè)計(jì)的基本思想，才能系統(tǒng)地掌握這一學(xué)科及其知識(shí)結(jié)構(gòu)，達(dá)到舉一反三、觸類旁通的程度。思維導(dǎo)圖幫助學(xué)生形成自我學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)、享受學(xué)習(xí)的過程，通過思維導(dǎo)圖的構(gòu)圖過程完成預(yù)習(xí)有助于提高學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、交流能力和創(chuàng)新能力。思維導(dǎo)圖增強(qiáng)大腦對(duì)于知識(shí)的“渴望”，使得學(xué)生有效地對(duì)算法可以解決的問題進(jìn)行分類，重建知識(shí)的概括并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的鞏固。思維導(dǎo)圖將知識(shí)可視化，使得知識(shí)點(diǎn)的理解變得直觀。通過在課堂上應(yīng)用，知識(shí)不再零散，而變得系統(tǒng)化，有效地展現(xiàn)了知識(shí)整體性和關(guān)聯(lián)性，效果很好。

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