思維導圖在程序設計教與學中的應用探究

李傳秀 張學輝 鐘敏

摘要：思維導圖又叫心智圖，是表達發射性思維的有效的圖形思維工具，通過思維導圖可以使知識系統化、結構化、可視化。可以幫助學生課前預習、課后總結，并將所學知識融會貫通，使得學生在不同學習的過程中得到不同的學習體驗，從而有效提高學習效率，使學生成為學習的主人。

關鍵詞：思維導圖；程序設計；思維訓練

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）05-0165-02

一、引言

20世紀70年代英國學者托尼·布贊（Tony Buzan）發明了一種表達放射性思維的工具，稱為思維導圖。思維導圖分析并運用左右腦的機能，對信息進行層級和分類組織，從中心主題通過特定的關聯向四周展開，由關鍵詞或圖形標識分支，綜合利用色彩、圖像、符號等，使放射性思維可視化，使隱形思維顯性化。思維導圖能夠開啟大腦的潛能，增強大腦的記憶能力、思維能力和創造能力。《計算機程序設計C》是大一學生入學后第一門程序設計類課程，學生初次接觸程序設計類課程，計算機程序設計課程以全新的思維方式呈現在學生面前，然而由于思維方式無法快速轉換，加上知識點零碎，編程風格自由靈活，使得大多數學生接受起來有一定的困難，無法快速理解并掌握程序設計的語法和算法知識。因此，重新認識計算機程序設計課堂教學，建構有效的教學方法和教學模式，讓計算機程序設計課堂煥發出應有的生命活力是一個重要的研究問題。

二、目前教學中存在的問題

在教學實際中通過對學生觀察、分析，與學生進行交流，發現目前教學存在以下幾點問題：

1.教師教學方式陳舊。對于90%以上的大一學生而言，程序設計都是初次接觸，而傳統的教學方式，沒能從學生角度出發，往往采取“填鴨式教育”，教學方式主要是以PPT演示為主，輔以傳統的板書形式進行教學，在有限的課堂上講授大容量的教學內容，所以當大量的概念性知識點蜂擁而至時很多學生都是一頭霧水，使得學生課堂上只是機械地忙于記筆記，分散了大腦的注意力和想象力，無法緊跟課堂節奏。

2.學生自主創新性不夠，主動性差。無趣的學習導致基礎知識不扎實，對后續課程沒有興趣、沒有動力，自主創新、主動學習更無從談起。在編程過程中很多學生只會單純地用某一算法解決某一道題而不是一類問題，對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，對于一題多解、一法多題沒有進行有效的系統總結。

三、思維導圖在知識梳理上的積極作用

哲學家弗朗西斯·培根曾說過：“沿著一條徑直的、有規則的、謹慎的道路達到理智的知覺，即達到真正的概念和公理。”采用“思維導圖”進行課堂學習，可以提高學習效率。課堂筆記只記錄核心內容、關鍵詞，保持思維的連續性，集中精力思考問題，整個課堂知識點是系統并連貫的；課下繪制思維導圖的過程需要我們的右腦極大地發揮想象力與創新力，由淺入深地將新舊知識緊密地結合起來。通過思維導圖能有效地完成將當堂課所學的新知識與原有認知結構相結合，把新知識同化到自己的知識結構中，建立新舊知識之間的聯系，并形象地記錄了課堂的授課過程，使記憶和復習更有效，并能從宏觀上將所學知識結構化、系統化、完整化。

四、思維導圖在訓練學生思維能力中的具體應用

思維導圖具有關聯性、發散性、形象化等特點，可以引導學生積極主動地通過發散性思維進行爆炸性思考，在課堂學習階段自主創新地完成知識結構的架構，使知識關聯可視化；完成知識的有效梳理，使得學生對計算機程序設計課程的好奇轉變成興趣，從而主動地去學習，取得了較好的教學效果。

1.運用思維導圖進行架構預習。預習過程中發散思考，捕捉思維過程中的閃光點，在課堂上著重聽老師講解，也可標出自己對知識點的不同理解在課堂上討論，收斂思維，討論過后的知識進一步發散，完成一個發散—收斂—發散的思維過程，可以有效提高翻轉課堂的效果。

2.課堂上運用思維導圖自主創新學習。置知識于系統中才能深刻理解知識，思維導圖在教學過程中主要強調思維過程，不再只是“填鴨式教育”來灌輸知識點，而是強化學生的主體地位。課堂上通過繪制課程思維導圖，教師和學生共同完成對預習思維的整理，以發散性思維方式進行主要內容的講授，使學生的學習和思維變得更為活躍，能更好地對信息的細節進行記憶，使得思維過程可視化、認知過程結構化，加深了對問題認識和思考的深度和廣度，從而有效幫助學生建立起較為直觀的視覺體系，便于學生對整個知識架構的掌握。對學生而言，通過創新式的學習把原本枯燥的程序設計C課程變得生動起來，有效地把所學知識融入思維導圖中，使學習過程變得容易、有趣，愉快地吸取知識，完成從“要我學”到“我要學”的轉變。

3.運用思維導圖總結復習，整合題目算法。復習過程中，引導學生圍繞中心概念進行發散思維，梳理所學知識脈絡及知識點。將舊知識進行宏觀上的整理、微觀上的處理，建立新舊知識之間的聯系，也方便后續課程學習新知識時能與現有認知結構相結合。程序設計的關鍵是用簡單有效的算法來解決復雜的問題，從而幫助人們完成人類無法完成或需要大量重復工作才能完成的任務。在眾多問題中，如何快速切入恰當算法？在眾多的算法中，如何找出最優算法？思維導圖可以通過對算法進行分析整理，梳理算法間的通用性。思維導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對排序類算法進行了整理和分類。通過思維導圖的歸劃引導，學生可以直觀有效地將算法系統化、歸類化，大大提高了學生解決問題的效率，從而使其掌握程序設計思想的精髓。

五、總結

只有真正領悟到程序設計的基本思想，才能系統地掌握這一學科及其知識結構，達到舉一反三、觸類旁通的程度。思維導圖幫助學生形成自我學習、主動學習、享受學習的過程，通過思維導圖的構圖過程完成預習有助于提高學生的主動學習能力、交流能力和創新能力。思維導圖增強大腦對于知識的“渴望”，使得學生有效地對算法可以解決的問題進行分類，重建知識的概括并進行網絡學習，以實現對知識的鞏固。思維導圖將知識可視化，使得知識點的理解變得直觀。通過在課堂上應用，知識不再零散，而變得系統化，有效地展現了知識整體性和關聯性，效果很好。

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