◎安曉瑞

（隴南師范高等?？茖W(xué)校數(shù)信學(xué)院，甘肅成縣742500）

課程是人才培養(yǎng)的核心要素，課程質(zhì)量直接決定人才培養(yǎng)質(zhì)量。課程改革必須堅(jiān)持的基本原則是提升高階性、突出創(chuàng)新性、增加挑戰(zhàn)度[1]。計(jì)算機(jī)理論課是高職院校的必修課，主要包括計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等類別的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)組成原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)等理論性課程。計(jì)算機(jī)理論課具有知識豐富、概念抽象、理論性較強(qiáng)、層次與邏輯關(guān)系復(fù)雜等特點(diǎn)。通過多年對高職學(xué)校的計(jì)算機(jī)專業(yè)教師和學(xué)生的訪談和觀察，當(dāng)前計(jì)算機(jī)理論課教學(xué)較多為講授方式，學(xué)生上課接受比較難，教學(xué)效果不明顯。教師在教學(xué)中側(cè)重于知識的傳授，對學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維能力培養(yǎng)關(guān)注不夠，學(xué)生的大腦中沒有形成完整的知識體系結(jié)構(gòu)，對理論知識掌握和理解不到位，造成學(xué)生的綜合能力和實(shí)踐能力得不到有效提升。筆者以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，以網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程為例，探索如何在計(jì)算機(jī)理論課中運(yùn)用思維導(dǎo)圖并對教學(xué)效果進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)并探討所存在問題，為計(jì)算機(jī)理論課教學(xué)改革提供參考依據(jù)。

一、計(jì)算機(jī)理論課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

（一）教師方面

根據(jù)對同類高職院校的調(diào)查和相關(guān)文獻(xiàn)分析，筆者發(fā)現(xiàn)教師普遍認(rèn)為計(jì)算機(jī)理論知識不好講，不像應(yīng)用軟件類課程可以動手操作，教師講的累，學(xué)生聽的累。計(jì)算機(jī)理論課的課堂教學(xué)主要以教師講授為基礎(chǔ)，緊緊圍繞教材，教學(xué)中多采用PPT，學(xué)生參與課堂教學(xué)也僅限于提問。計(jì)算機(jī)理論課教學(xué)效果不佳表現(xiàn)為教學(xué)過程比較枯燥，教學(xué)方法單一，學(xué)生沒有興趣，課堂教學(xué)沒有吸引力，學(xué)生學(xué)習(xí)能力難以提高。

（二）學(xué)生方面

根據(jù)筆者與高職院校學(xué)生的交談，學(xué)生普遍對計(jì)算機(jī)理論課不感興趣。學(xué)生認(rèn)為理論知識很枯燥、難學(xué)，更喜歡操作技能類課程的學(xué)習(xí)。甚至有學(xué)生認(rèn)為計(jì)算機(jī)理論課不重要，計(jì)算機(jī)理論課學(xué)習(xí)內(nèi)容多、概念多、理解難，重在原理或?qū)崿F(xiàn)機(jī)制，重在功能描述或作用表述，在實(shí)踐中很難用到。

（三）課堂教學(xué)條件方面

教學(xué)條件的制約因素也需要注意，當(dāng)前計(jì)算機(jī)理論課的授課環(huán)境多為投影儀加幕布或觸摸一體機(jī)，僅能提供視頻、圖片和文字的展示，僅限于耳朵和眼睛的感官刺激，而理論知識的認(rèn)知需要緊密聯(lián)系實(shí)際。鑒于此，學(xué)?？商峁┯?jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)境或者仿真實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生身臨其境，動手動腦，多觀察多總結(jié)，以便更好地理解和掌握理論知識。

二、計(jì)算機(jī)理論課教學(xué)運(yùn)用思維導(dǎo)圖的可行性

（一）思維導(dǎo)圖的作用

思維導(dǎo)圖是發(fā)散性思維的表達(dá)，也是人類思維的自然功能。這是一種非常有用的圖形技術(shù)，應(yīng)用于生活的各個方面，根據(jù)它改進(jìn)后的學(xué)習(xí)能力和清晰的思維方式會改善人的行為表現(xiàn)[2]。根據(jù)思維導(dǎo)圖的四個基本特征，思維導(dǎo)圖可以把各級主題的關(guān)系通過隸屬關(guān)系與相關(guān)層級使用圖表標(biāo)示出來，主題作為分支從中央圖像向四周放射，分支由一個關(guān)鍵圖像或者印在相關(guān)線條上的關(guān)鍵詞構(gòu)成，各分支形成一個相互連接的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)[3]。計(jì)算機(jī)理論課程概念多，理論與實(shí)踐結(jié)合緊密。教師和學(xué)生可通過提取教學(xué)內(nèi)容的關(guān)鍵字，運(yùn)用思維導(dǎo)圖構(gòu)建自己的認(rèn)知模型，理清章節(jié)之間、知識點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系。思維導(dǎo)圖的運(yùn)用有助于知識梳理，激發(fā)學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)造思維能力的培養(yǎng)。

（二）建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)是引導(dǎo)學(xué)生從原有經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，生長（建構(gòu)）起新的經(jīng)驗(yàn)[4]；學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者認(rèn)知、實(shí)踐和建構(gòu)的過程，學(xué)習(xí)者通過自己的舊知識對事物進(jìn)行認(rèn)知，并進(jìn)行實(shí)踐對舊知識進(jìn)行深化，構(gòu)建新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。通過新舊知識的互動，使之產(chǎn)生新的有意義的關(guān)聯(lián)、組合，而思維導(dǎo)圖恰好契合建構(gòu)主義的特點(diǎn)，非常適合作為知識體系建構(gòu)的工具[5]。

（三）相關(guān)研究文獻(xiàn)

通過“中國知網(wǎng)”進(jìn)行“思維導(dǎo)圖”與課程關(guān)鍵詞的檢索，可知國內(nèi)對于思維導(dǎo)圖在具體課程中的應(yīng)用研究已經(jīng)形成大量文獻(xiàn)。天津職業(yè)大學(xué)的張亞軍和王向華的論文《思維導(dǎo)圖在高職教學(xué)做一體課程教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用——以基于Linux下C程序設(shè)計(jì)課程為例》、華中師范大學(xué)的陳靜的論文《概念圖/思維導(dǎo)圖在計(jì)算機(jī)軟件類課程教學(xué)中的行動研究》、天津師范大學(xué)的朱新會的論文《基于思維導(dǎo)圖和概念圖的理論型課程知識設(shè)計(jì)與應(yīng)用》等都表明思維導(dǎo)圖在教學(xué)中是一種有效的教學(xué)工具與學(xué)習(xí)方法。思維導(dǎo)圖適合事實(shí)類和原理類知識學(xué)習(xí)，它能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力，引導(dǎo)學(xué)生理解和記憶學(xué)習(xí)內(nèi)容，使得知識更為條理化和系統(tǒng)化。

（四）計(jì)算機(jī)理論課的特性

計(jì)算機(jī)理論課教學(xué)內(nèi)容較多，涉及知識面廣，知識點(diǎn)繁雜，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。計(jì)算機(jī)理論課的教學(xué)需要教師將主要的知識框架形成樹形或圖形表現(xiàn)方式，把每個知識內(nèi)容聯(lián)系起來形成科學(xué)的知識體系，把碎片的知識關(guān)聯(lián)起來梳理課程內(nèi)容，把側(cè)重于傳輸知識的教學(xué)上升到思考與探究的層面上。思維導(dǎo)圖可很好地解決教學(xué)內(nèi)容繁雜、層次與邏輯關(guān)系復(fù)雜的問題。

三、引入思維導(dǎo)圖的計(jì)算機(jī)理論課教學(xué)

計(jì)算機(jī)軟件繪制思維導(dǎo)圖常用的軟件有Inspiration、MindManager、MindMaster、iMindMap 等，這些軟件簡單易學(xué)，學(xué)生稍加練習(xí)就可掌握。在開展思維導(dǎo)圖的計(jì)算機(jī)理論課教學(xué)過程中，教師需要仔細(xì)研讀教材內(nèi)容，對每章教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行取舍，區(qū)分掌握內(nèi)容和了解內(nèi)容；透徹分析每章節(jié)的各個知識點(diǎn)，把握和確定每章教學(xué)的重難點(diǎn)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法；構(gòu)建章與章之間的層次與邏輯關(guān)系圖，形成課程知識體系結(jié)構(gòu)雛形。

課程第一課。對思維導(dǎo)圖及軟件的使用做簡單介紹。教師利用自己構(gòu)建的課程知識體系結(jié)構(gòu)圖使學(xué)生明確課程的知識體系結(jié)構(gòu)、章與章的關(guān)系、重難點(diǎn)章節(jié)以及設(shè)置該章目的。通過教師引導(dǎo)講述，讓學(xué)生嘗試運(yùn)用軟件構(gòu)建課程章與章之間的思維導(dǎo)圖，形成對課程的清晰認(rèn)識。

對于具體章節(jié)，以“四課”環(huán)節(jié)構(gòu)建教學(xué)過程，圍繞課前、課中、課末、課后四個階段進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)[6]。

課前設(shè)計(jì)。教師認(rèn)真審閱本章節(jié)內(nèi)容，哪些作為必講、哪些作為學(xué)生自學(xué)、還需要補(bǔ)充哪些教材沒有的內(nèi)容；確定本章節(jié)的教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)難點(diǎn)、教學(xué)資源，抽取知識點(diǎn)關(guān)鍵字形成本章節(jié)知識體系的思維導(dǎo)圖。根據(jù)學(xué)生提交的思維導(dǎo)圖作業(yè)選擇優(yōu)秀作品。學(xué)生完成上節(jié)課的導(dǎo)圖制作，根據(jù)自己時(shí)間安排課程預(yù)習(xí)，有時(shí)間的學(xué)生可自行構(gòu)建本章節(jié)的思維導(dǎo)圖。

課中設(shè)計(jì)。根據(jù)課堂時(shí)間劃分為三個階段。首先，安排時(shí)間讓學(xué)生自行預(yù)習(xí)本章節(jié)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會提取關(guān)鍵字，同時(shí)對新舊知識形成互補(bǔ)，指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建本節(jié)課的知識導(dǎo)圖。其次，教師選取上節(jié)課學(xué)生制作的優(yōu)秀思維導(dǎo)圖或自己的導(dǎo)圖對上節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行回顧，一方面展示優(yōu)秀導(dǎo)圖的特點(diǎn)，另一方面進(jìn)行知識溫習(xí)，并引入新課，講述本節(jié)課哪些是教學(xué)目標(biāo)、重難點(diǎn)。最后，在具體知識點(diǎn)的講解過程中，教師利用自己準(zhǔn)備的教學(xué)資源讓學(xué)生對理論的知識點(diǎn)有具體的認(rèn)知，不直接講述具體概念；也可以通過設(shè)置教學(xué)問題引導(dǎo)學(xué)生對知識點(diǎn)進(jìn)行再認(rèn)識；也可以讓學(xué)生來講述對知識點(diǎn)的認(rèn)知；也可以設(shè)置知識主題進(jìn)行討論，讓學(xué)生進(jìn)行探究，相互切磋。通過對知識的建構(gòu)，學(xué)生梳理本節(jié)課知識體系結(jié)構(gòu)，完成本節(jié)課的思維導(dǎo)圖制作。

課末設(shè)計(jì)。課堂教學(xué)最后時(shí)間段，教師展示自己構(gòu)建的思維導(dǎo)圖，讓學(xué)生對本節(jié)課形成完整的知識體系結(jié)構(gòu)，并對重難點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充和輔導(dǎo)，總結(jié)本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容，歸納反思，引導(dǎo)學(xué)生歸納本節(jié)課的知識點(diǎn)和知識體系結(jié)構(gòu)。

課后設(shè)計(jì)。教師收取本節(jié)課學(xué)生制作的思維導(dǎo)圖，將本節(jié)課學(xué)生不易掌握的內(nèi)容組織成簡述題或論述題等。學(xué)生再次完善思維導(dǎo)圖，完成課后作業(yè)并提交教師。

四、思維導(dǎo)圖教學(xué)運(yùn)用分析

基于思維導(dǎo)圖的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)教學(xué)行動研究中發(fā)現(xiàn)，該課程有較多的概念描述，知識結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有計(jì)算機(jī)理論課共有的特點(diǎn)，可作為代表進(jìn)行研究。教學(xué)使用賈鐵軍和蔣建軍編寫的《網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)及應(yīng)用實(shí)踐教程》作為教材。

（一）課程教學(xué)

在課程第一節(jié)課教學(xué)中引入的章與章之間的思維導(dǎo)圖（見圖1）。通過簡單的圖像和文字，將章與章的相互層級關(guān)系呈現(xiàn)出來，構(gòu)建出網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程的知識框架體系。運(yùn)用思維導(dǎo)圖，以簡單的語言、鮮明的形象梳理網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程知識的層次與邏輯結(jié)構(gòu)。

以網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)第一章為例，其知識體系如圖2所示。運(yùn)用提綱式的思維導(dǎo)圖來表示各知識要點(diǎn)之間的關(guān)系，以簡潔明了、重點(diǎn)突出、脈絡(luò)清晰的形式將復(fù)雜的課本內(nèi)容知識直觀地呈現(xiàn)，能有效地幫助學(xué)生理順知識要點(diǎn)，把握知識之間關(guān)系，幫助學(xué)生進(jìn)行記憶和理解，幫助學(xué)生對比知識要點(diǎn)之間的關(guān)系，將所學(xué)內(nèi)容融會貫通。在課程每個章節(jié)教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)章節(jié)內(nèi)容，構(gòu)建本章思維導(dǎo)圖，充分調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性，注重學(xué)生發(fā)散思維和綜合能力培養(yǎng)。

圖1 課程章間關(guān)系

圖2 第一章知識體系

（二）教學(xué)效果分析

筆者采取實(shí)證研究方法，利用成績數(shù)據(jù)進(jìn)行對比和調(diào)查問卷數(shù)據(jù)結(jié)果，分析實(shí)施思維導(dǎo)圖前后的課堂教學(xué)效果和學(xué)生成績的變化。

1.成績對比分析

筆者以信息安全與管理專業(yè)2018級學(xué)生為對象運(yùn)用思維導(dǎo)圖策略開展教學(xué)，2017級成績?yōu)閷φ眨?016級的成績作為基準(zhǔn)，成績對比見表1。

為了說明對照組的成績可比性，筆者引入2016級學(xué)生的成績作為對比基準(zhǔn)，對2016級和2017級學(xué)生的成績對比發(fā)現(xiàn)，兩個年級的學(xué)生成績在平均分上相差1.15分，優(yōu)秀率相差1.72%，及格率相差1.84%，低分率相差0.98%，成績相差不多，提示可以將2017級設(shè)為對照組，2017級和2018級學(xué)生成績具有一定實(shí)驗(yàn)研究價(jià)值。對2017級和2018級學(xué)生的成績對比發(fā)現(xiàn)，兩個年級的學(xué)生成績在平均分上相差7.00分，優(yōu)秀率相差7.16%，及格率相差19.86%，低分率相差11.13%，成績差異顯著，說明2018級的成績明顯高于2017級學(xué)生成績。成績對比結(jié)果表明思維導(dǎo)圖學(xué)習(xí)方法有助于提升學(xué)生成績，教學(xué)成效較為突出，對教學(xué)和學(xué)生的幫助效果是明顯的。

表1 成績對比

2.調(diào)查問卷結(jié)果分析

對2018級信息安全與管理專業(yè)學(xué)生，在學(xué)習(xí)完課程后，發(fā)放《網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)思維導(dǎo)圖教學(xué)現(xiàn)狀情況調(diào)查表》共46份，回收46份，其中關(guān)于思維導(dǎo)圖部分問題及數(shù)理統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 問卷調(diào)查結(jié)果

從表2結(jié)果來看，81.13%的學(xué)生喜歡教師在教學(xué)中采用思維導(dǎo)圖，83.85%對開展思維導(dǎo)圖教學(xué)是感興趣的，88.29%的學(xué)生認(rèn)為思維導(dǎo)圖有助于課程學(xué)習(xí)，90.44%的學(xué)生認(rèn)為思維導(dǎo)圖可以幫助其理清教學(xué)的主要內(nèi)容，84.53%的學(xué)生可通過思維導(dǎo)圖進(jìn)行知識點(diǎn)的關(guān)聯(lián)。通過上述數(shù)據(jù)表明思維導(dǎo)圖對大多數(shù)學(xué)生是適應(yīng)的，對課程學(xué)習(xí)是有幫助的，83.4%的學(xué)生認(rèn)為將思維導(dǎo)圖引入課堂，有助于課堂教學(xué)效果的提升，更進(jìn)一步表明思維導(dǎo)圖的積極作用效果。在多選題部分，超過70%的學(xué)生認(rèn)為思維導(dǎo)圖有助于知識整理、提高復(fù)習(xí)效率、知識體系更清晰，學(xué)生對思維導(dǎo)圖及思維導(dǎo)圖融入課堂教學(xué)效果提升是顯著的。

五、總結(jié)與思考

筆者以網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程為例，引入思維導(dǎo)圖對計(jì)算機(jī)理論課課堂教學(xué)進(jìn)行改革，開展思維導(dǎo)圖在課前、課中、課末、課后四個環(huán)節(jié)的教學(xué)行動研究。研究表明：在計(jì)算機(jī)理論課中運(yùn)用思維導(dǎo)圖進(jìn)行教學(xué)，能夠幫助教師和學(xué)生梳理課程知識要點(diǎn)，構(gòu)建系統(tǒng)和完整的課程知識框架體系，課程脈絡(luò)簡明易懂；能夠幫助教師改變課堂教學(xué)過程，豐富教學(xué)方法，提升教學(xué)效果；同時(shí)學(xué)生通過提取課程知識的關(guān)鍵字，有助于加強(qiáng)對理論知識的理解和記憶。學(xué)生在繪制課程的思維導(dǎo)圖過程中，可提高學(xué)生的主動性，增強(qiáng)課程的吸引力，促進(jìn)學(xué)生形成知識點(diǎn)的關(guān)聯(lián)，培養(yǎng)學(xué)生的興趣和思維能力。同時(shí)，在本次教學(xué)探索中也發(fā)現(xiàn)存在的一些問題。

（一）學(xué)生學(xué)習(xí)的差異性

思維教育是建立在思維導(dǎo)圖技能基礎(chǔ)上的多種理念的集合，包括記憶力、快速閱讀、創(chuàng)造力和多元智商的提升等。如果把這些元素結(jié)合起來，那么就能發(fā)現(xiàn)自身的天才潛能[1]。由于學(xué)生個體的差異，在教學(xué)中每個學(xué)生的繪制思維導(dǎo)圖是不同的，有些學(xué)生的圖簡單清晰，能準(zhǔn)確構(gòu)建課程各章節(jié)之間的層次關(guān)系以及章節(jié)內(nèi)部知識點(diǎn)的關(guān)系；有的學(xué)生的思維導(dǎo)圖比較凌亂，主次不明顯。這就需要教師細(xì)心和耐心地對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，幫助其構(gòu)建科學(xué)合理的思維導(dǎo)圖，同時(shí)選取優(yōu)秀作品進(jìn)行展示。

（二）學(xué)生存在抵觸情緒

教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生能跟上教師的進(jìn)度，完成章節(jié)的思維導(dǎo)圖制作，有些學(xué)生表現(xiàn)出嫌麻煩、懶散、照抄、不愿動手等情況。分析其原因：一是學(xué)生對思維導(dǎo)圖的作用及精華沒有充分理解；二是學(xué)生不積極參與。這時(shí)教師可以引導(dǎo)學(xué)生和自己一起建圖，幫助學(xué)生提取關(guān)鍵字，展現(xiàn)圖的作用。也可以通過設(shè)置一堂制圖比賽，并作為一次平時(shí)考核，讓學(xué)生感受思維導(dǎo)圖的優(yōu)勢與作用。還可以通過設(shè)置學(xué)習(xí)小組進(jìn)行繪制，每個小組繪制一張，實(shí)現(xiàn)合作學(xué)習(xí)。

（三）明確筆記和思維導(dǎo)圖的區(qū)別

在學(xué)生的思維導(dǎo)圖中發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生把思維導(dǎo)圖當(dāng)作是記筆記或者制作筆記，必須明確制作筆記和記筆記的辦法事倍功半，而思維導(dǎo)圖是一種可以事半功倍的方法[2]。通常筆記是以列表或線性呈現(xiàn)，運(yùn)用符號或數(shù)字表示邏輯關(guān)系，筆記內(nèi)容多為原文或敘述形式，筆記中關(guān)鍵詞模糊，且不易記憶，缺少知識關(guān)聯(lián)和思維過程。思維導(dǎo)圖則是通過大腦思考后提取關(guān)鍵字，以多個維度（圖形、樹形或網(wǎng)狀）多色方式展現(xiàn)內(nèi)容，將零散的、碎片的知識關(guān)聯(lián)起來，形成層次清晰、邏輯通順、條理清楚的圖形，幫助學(xué)生快速回顧和有效記憶，形成知識聯(lián)系、思維的發(fā)散。