一種基于師生在線共享思維導圖的教學方法

王志輝　霍偉吉　潘云超

摘 要：文章針對數據庫系統開發與應用課程，引入新型非關系型數據庫的知識內容后，課程教學質量下降的現象，提出了使用師生在線共享思維導圖工具，改進教學策略，提高學生學習效率和教學質量的新型教學方法。最后通過開展教學實驗和問卷調查，驗證了新型教學方法是可行的。

關鍵詞：師生共享 思維導圖 數據庫 非關系型數據庫 教學方法改革

近年來，非關系型數據庫在物聯網、大數據平臺等新一代軟件平臺中的大量應用。使之成為軟件系統開發與維護工程師們討論和學習的熱點。掌握這一技術，有助于計算機專業的學生從事相關工作。但引入數據庫課程教學后，發現教學質量有所下降。很多學生對課程知識體系，存在結構混亂和錯誤的認識。表現在實踐教學環節，尤其是在非關系數據庫性能分析實驗中，只有約2%的學生，在首次實驗時，能得出與參考資料描述相近的結果。

教師課堂講解，只能按事先設定的順序將教學過程逐一展現知識，不能系統地將知識點聯系起來[1]。這種情況下學生獲取的知識很容易碎片化[2]，知識體系結構容易出現認知的混亂和記憶錯誤，從而降低學生學習的效率，影響學習的質量。因此，如何通過改進教學策略，讓學生可以將所學的知識點連接成為知識體系，減少錯誤認識，提高學習效率，從而保證學習質量，是本文探索解決的核心問題。

一、思維導圖提升學習效率

思維導圖是一種通過呈現概念之間的層次關系[3]和思維順序關系，實現概念表征的可視化的信息表征工具。由于這一工具的認知功能與人類大腦的認知功能相類似[4]，有助于信息的儲存和提取，有益于學習效率的提升[5]。

教學環節應用思維導圖工具的一種重要形式是學生繪制、整理知識圖譜為框架的學習筆記。這種筆記內容邏輯性強，知識結構清晰，便于學生記憶、查詢和整理，有助于學習效率的提高。教師也通過查閱、分析這種筆記中知識圖譜，可以快速的了解學生對目標知識體系是否存在片面性，錯誤點，疑惑點，結構混亂等認知錯誤，提高教學的針對性，促進教學效率和質量的提升。

二、思維導圖工具的選擇

用于繪制思維導圖的工具有很多，如Xmind，Mindmanager，Mindmapper，百度腦圖，JsMind等。上述工具多數工具功能十分強大，可以滿足日常需要，但存在免費時間限制的情況，不便于教學環節大量使用。JsMind是一款采用JavaScript語言開發的，開源的，免費的在線思維導圖框架。雖然不是功能的軟件系統，但支持在線繪制思維導圖和導出Json格式的思維導圖基礎數據，可以方便的進行二次開發。

課堂教學環境，應用思維導圖工具，除繪制功能外，還需具備師生之間快速分享知識圖；記錄提交時間、修改意見、教師打分等功能。因此，教學團隊發揮計算機專業師生軟件開發能力的資源優勢，采用開源思維導圖框架JsMind為基礎，為其增加服務端程序、數據庫存儲、在線分享、意見記錄等輔助功能，開發了一款師生在線共享思維導圖工具--毛線頭，作為課程教學實驗環節，師生在線繪制、交流、分享知識圖譜的工具。

三、教學實驗設計

學生繪制知識圖譜，可以促進學生主動學習，也能反映學生學習質量的真實情況。為充分發揮思維導圖工具，提升學習效率的作用，教學團隊對傳統的、單一的，以教師講授為主的教學策略，進行了改革，并展開了教學實驗。根據實驗反饋，不斷的調整和優化具體的實施策略。最終確定，將課程每一單元的教學過程，分為五個依次遞進步驟進行。

第一步，教師在教學單元首次授課時，以傳統授課方式，講解本單元的授課內容，ppt講稿中包含使用毛線頭工具繪制的粗略的知識圖譜，以限定單元知識體系的邊界和基本結構，減少學生出現知識體系結構混亂的認知現象。

第二步，學生根據教師講解和ppt中粗略的知識圖譜，使用毛線頭工具，繪制詳細的知識圖譜。提醒學生，注意目標知識點的前期知識點、子知識點要標記清楚。

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

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

第五步，教師課程在第二次授課時公布完整的知識圖譜，并對學生繪制的圖譜進行點評。

四、教學實驗結果分析

教學實驗的最后對參與實驗的全體學生進行了問卷調查。目的是采集新型教學方法對學生自學、資料檢索、知識梳理、數據庫系統設計等方面能力的鍛煉情況。問卷采取不記名的方式進行，共發出103份，收回99份。

調查結果顯示，有42%的學生認為，對數據庫課程的教學方法進行改革是有必要。關于新型教學法對學生自學能力、知識梳理能力，資料檢索以及學習效率的鍛煉情況。多數學生認為在使用思維導圖進行學習的過程中，上述能力得到了鍛煉，學習效率有所提升。51%的學生認可思維導圖，對學習的促進作用，愿意在今后，繼續使用思維導圖工具進行學習。

結語

教學實驗中應用師生在線思維導圖工具--毛線頭，使得學生學習筆記的邏輯性更強，知識結構更清晰、形象，便于學生記憶與查詢，整理過程快捷而有樂趣。多數學生感受到學習效率的提升。課程實踐教學環節，首次成功率有所提升，尤其是非關型數據庫性能分析實驗，首次成功率由改革前的2%左右，提升至接近10%的效果。

學生的認可，首次實驗成功率的提升，說明在數據庫課程教學中應用在線師生共享思維導圖工具和新型學習方法是有一定效果的。但教學實驗中也發現了一些不足，需要在今后工作繼續改進。如教師經常性查閱學生知識圖譜，加大了教師的工作量。教師需要投入更多的時間和精力，才能保證教學質量。具體教學策略也有待完善，部分優秀學生，能力得不到充分發揮和表現；部分后進學生，表面完成任務，但實際學習效果不佳。

參考文獻

[1]張麗英，張巖，朱瑛，等.思維導圖在數據庫原理課程教學中的應用[J].教育教學論壇，2015（9）：247-248.

[2]楊冬香，崔敏.利用思維導圖構建知識網絡化的應用研究——以數控技術課程為例[J].教育現代化，2017，4（50）：142-143

[3]Warwick，P.，&Kershner;，R..Is there a picture of beyond？Mind mapping， ICT and collaborative learning in primary science[C]. Warwick， P. Wilson， E.， & Winterbottom M.Teaching and learning primary science with ICT[A]. Berkshire， England： Open University Press，2006： 108-127.

[4] Jonassen， D. H.， Beissner， K.， & Yacci， M. Structural knowledge： Techniques for representing， conveying， and acquiring structural knowledge [M]. Hillsdale， NJ： Lawrence Erlbaum Associates， 1993.

[5]張海森. 2001-2010年中外思維導圖教育應用研究綜述[J]. 中國電化教育， 2011（8）：120-124.

作者簡介

王志輝（1977—），男，河北張家口人，講師，碩士。主要從人工智能算法研究。