思維導圖在科技教育中的實踐應用

吳 倩

(天津濱海新區(qū)塘沽渤海石油一中 天津 300456)

在當前科技競爭激烈的新時代，科技教育已經(jīng)成為未來人才培養(yǎng)的重要組成部分。它以培養(yǎng)青少年科學精神、科技知識和方法、科技實踐能力為目標，對提高青少年的科學素質(zhì)、全面發(fā)展和為國家儲備科技人才有著不可替代的作用。它是實施科教興國和人才強國戰(zhàn)略，實現(xiàn)從人口資源大國向人力資源強國轉(zhuǎn)變以及教育改革與內(nèi)涵發(fā)展、推進素質(zhì)教育目標實現(xiàn)的需要，也是創(chuàng)新型城市建設的根本要求。[1]

科技教育應該成為每個人的終身教育，青少年的科學素養(yǎng)也不是一朝一夕可以形成的。中學階段開展科技教育活動的關鍵不在于結(jié)果，而在過程。鑒于科技教育的這種特點，它應當有別于普通的課堂教學，不能讓傳統(tǒng)的教與學過程束縛科技教育，否則其意義將大打折扣。而科技教育意義的實現(xiàn)，不僅在于教師的課程設計上，更在于活動的實施過程中。為了真正解放學生的思想，放飛學生的大腦，可借用思維導圖這一工具，為科技教育插上有力的翅膀。

1 思維導圖的概念和發(fā)展現(xiàn)狀

思維導圖是由英國著名心理學家、教育家托尼·巴贊創(chuàng)立的，是指學習者對特定主題建構(gòu)知識結(jié)構(gòu)的一種視覺化表征，是語義網(wǎng)絡化的表示方法，是人們將某一領域內(nèi)的知識元素按其內(nèi)在關聯(lián)建立起來的一種可視化語義網(wǎng)絡。[2]近些年，隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，關于某一項科學，我們獲取的信息越來越多，如何快速理解掌握知識，促進學習者思維的深入和有意義發(fā)展，需要一個有效的工具或方法。而思維導圖恰好利用大腦學習建構(gòu)知識的過程，幫助我們達成以上目標。

現(xiàn)今，我國關于思維導圖的應用和探索也日益活躍。它以直觀形象的方式進行表達和思考，非常接近人的自然思維過程，特別是一些相關軟件的開發(fā)和應用，更使這種思維方法深受歡迎。許多教師也在嘗試利用思維導圖對教育中的某些問題進行變革，以提升教與學的效果。而大多數(shù)則用于指導學生記筆記、梳理知識體系。其實，思維導圖除了可以用來記筆記外，還可以用于制定計劃、組織討論、頭腦風暴等很多方面，此類應用十分適用于知識信息量大、形式多樣、思維發(fā)散的科技教育。以主題為“電腦小游戲的開發(fā)”科技教育為例，我們可以看到，思維導圖確實可以使科技教育更加高效。

2 在科技教育中利用思維導圖的實踐探索

信息技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡資源的日益豐富，使數(shù)字化設備在大眾層面得以快速普及，這一切使得電腦游戲急速風靡，特別是對于青少年，電腦游戲更是極具吸引力。然而電腦游戲的背后隱藏著哪些科學技術(shù)，青少年卻知之甚少。在幫助他們揭開這些秘密的過程中，不僅可以使學生學習科學知識，提高科技實踐能力，培養(yǎng)科學精神，更可以幫助他們端正對待電腦游戲的態(tài)度。

課程采用任務驅(qū)動、分組合作、自主探索的方式，在教師的適當指導下，學生自主進行探索。首先，以組為單位，為學生安排學習任務，要求學生在課程結(jié)束時完成至少一個電腦小游戲的開發(fā)。在這個過程中，學生不僅可以體驗電腦游戲開發(fā)，從中學習一些程序設計的理論知識，還可以掌握這種自主學習的方法，為終身學習奠定基礎。

基于這種模式，課程主要分為 3個部分，即開題、制作和結(jié)題，而教師指導將貫穿課程始終。如圖 1所示，教師在對課程進行設計時使用思維導圖，使課程的思路一目了然，并且可以在課程設計的過程中不斷改進，十分方便。

圖1 電腦小游戲的開發(fā)課程設計Fig.1 Design of small computer game course development

首先是確定分組，學生需要確定組長、組內(nèi)成員以及分工。使用思維導圖進行輔助的科技教育活動，可以將“分組”這個節(jié)點拆分給學生進行完善，形成的思維導圖如圖 2所示。這樣，不僅使得組內(nèi)分工安排一目了然，還表示出了課題進行中各個任務的優(yōu)先級，為后面制作時間表奠定了基礎。

圖2 第一組的情況一覽Fig.2 Overview of the status in Group 1

分組完成后，各組便開始確定自己游戲的主題，這個過程主要是通過各組的討論完成。在組長的組織下，各組對于自己的主題進行討論，并說明自己的理由，即為什么選擇該主題；有哪些類似的實例可以證明該主題的可行性等。這個過程，學生可以使用頭腦風暴法組織群體決策。頭腦風暴法出自“頭腦風暴”一詞，表示無限制的自由聯(lián)想和討論，其目的在于產(chǎn)生新觀念或激發(fā)創(chuàng)新設想。頭腦風暴法是由美國創(chuàng)造學家A·F·奧斯本于1939年首次提出、1953年正式發(fā)表的一種激發(fā)性思維的方法。[3]圖3表示的是第一組同學使用頭腦風暴法組織討論游戲主題的記錄。大家圍繞著“游戲主題”進行討論，列舉了一系列大家熟悉的電腦游戲，并對各個游戲進行分類，最終得出結(jié)論。選擇射擊類游戲的主題進行設計，使用不同顏色的旗子標志標示出各類游戲主題的選擇順序，即綠色表示可行，黃色為第一備選，紅色為第二備選，而黑色為不可行。

圖3 第一組確定游戲主題討論Fig.3 Discussion of game theme in Group 1

接著，學生在教師的指導下，自己制定小游戲的開發(fā)計劃以及時間表，同樣可以使用思維導圖來進行，如圖4所示。

在各個小組開始自己動手開發(fā)小游戲時，大家會發(fā)現(xiàn)，游戲開發(fā)的過程并不簡單。需求分析時，各組仍然會以組長為主導，組織大家進行頭腦風暴式討論。此時，思維導圖再次成為討論時使用的主要工具。以程序設計的理論知識準備為例，如圖 5所示，學生使用思維導圖，幫助自己快速構(gòu)建程序設計的知識體系。從圖 5中可以看到，很多知識還可以通過附件或者是超級鏈接的方式，附加在各個節(jié)點之后，使空間有限的思維導圖表示出十分豐富的內(nèi)容。

圖4 某組制定的計劃Fig.4 A plan made by Group X

圖5 程序設計知識梳理Fig.5 Summarization of programme design knowledge

最后，在結(jié)題時，學生的各種收獲同樣可以使用思維導圖展示出來。其中，學生在進行科學探索過程中搜集到的各種材料以及各種收獲，都可以放入思維導圖，或者以超級鏈接的方式嵌入思維導圖，甚至可以鏈接其他的思維導圖。

3 結(jié) 語

通過以上實例可以看出，在科技教育過程中，思維導圖可以幫助我們做設計、寫計劃、記錄討論、頭腦風暴、知識梳理、匯總成果，幫助學生在有限的時間內(nèi)，在無限的科技海洋中獲取最大的養(yǎng)分。這樣的科技教育不僅豐富了學生的生活，教會了學生用精彩的視頻記錄生活的點滴，使他們樂于表達自己的思想，更讓學生體會了生活的美好幸福，懂得珍惜。而思維導圖的使用過程本身也是一種學習，解放了學生的思想，讓學生掌握了這樣一種發(fā)散思維、激活大腦的工具，也將為學生日后的生活和學習插上有力的翅膀。

［1］ 齊蘭芬. 中小學科技教育存在的問題與對策——以某市中小學科技教育情況調(diào)查為例[J]. 教學與管理，2012(25)：32-34.

［2］ 史小燕. 思維導圖在物理學習中的作用[J]. 數(shù)理化學習，2012(9)：10-11.

［3］ 王偉．利用信息技術(shù)培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維模式的實踐[J].網(wǎng)友世界，2013(22)：144.