思维导图在程序设计教与学中的应用探究

李传秀 张学辉 钟敏

摘要：思维导图又叫心智图，是表达发射性思维的有效的图形思维工具，通过思维导图可以使知识系统化、结构化、可视化。可以帮助学生课前预习、课后总结，并将所学知识融会贯通，使得学生在不同学习的过程中得到不同的学习体验，从而有效提高学习效率，使学生成为学习的主人。

关键词：思维导图；程序设计；思维训练

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）05-0165-02

一、引言

20世纪70年代英国学者托尼·布赞（Tony Buzan）发明了一种表达放射性思维的工具，称为思维导图。思维导图分析并运用左右脑的机能，对信息进行层级和分类组织，从中心主题通过特定的关联向四周展开，由关键词或图形标识分支，综合利用色彩、图像、符号等，使放射性思维可视化，使隐形思维显性化。思维导图能够开启大脑的潜能，增强大脑的记忆能力、思维能力和创造能力。《计算机程序设计C》是大一学生入学后第一门程序设计类课程，学生初次接触程序设计类课程，计算机程序设计课程以全新的思维方式呈现在学生面前，然而由于思维方式无法快速转换，加上知识点零碎，编程风格自由灵活，使得大多数学生接受起来有一定的困难，无法快速理解并掌握程序设计的语法和算法知识。因此，重新认识计算机程序设计课堂教学，建构有效的教学方法和教学模式，让计算机程序设计课堂焕发出应有的生命活力是一个重要的研究问题。

二、目前教学中存在的问题

在教学实际中通过对学生观察、分析，与学生进行交流，发现目前教学存在以下几点问题：

1.教师教学方式陈旧。对于90%以上的大一学生而言，程序设计都是初次接触，而传统的教学方式，没能从学生角度出发，往往采取“填鸭式教育”，教学方式主要是以PPT演示为主，辅以传统的板书形式进行教学，在有限的课堂上讲授大容量的教学内容，所以当大量的概念性知识点蜂拥而至时很多学生都是一头雾水，使得学生课堂上只是机械地忙于记笔记，分散了大脑的注意力和想象力，无法紧跟课堂节奏。

2.学生自主创新性不够，主动性差。无趣的学习导致基础知识不扎实，对后续课程没有兴趣、没有动力，自主创新、主动学习更无从谈起。在编程过程中很多学生只会单纯地用某一算法解决某一道题而不是一类问题，对某一道题也只是思考得到一种解法后不再去探究别的方法，对于一题多解、一法多题没有进行有效的系统总结。

三、思维导图在知识梳理上的积极作用

哲学家弗朗西斯·培根曾说过：“沿着一条径直的、有规则的、谨慎的道路达到理智的知觉，即达到真正的概念和公理。”采用“思维导图”进行課堂学习，可以提高学习效率。课堂笔记只记录核心内容、关键词，保持思维的连续性，集中精力思考问题，整个课堂知识点是系统并连贯的；课下绘制思维导图的过程需要我们的右脑极大地发挥想象力与创新力，由浅入深地将新旧知识紧密地结合起来。通过思维导图能有效地完成将当堂课所学的新知识与原有认知结构相结合，把新知识同化到自己的知识结构中，建立新旧知识之间的联系，并形象地记录了课堂的授课过程，使记忆和复习更有效，并能从宏观上将所学知识结构化、系统化、完整化。

四、思维导图在训练学生思维能力中的具体应用

思维导图具有关联性、发散性、形象化等特点，可以引导学生积极主动地通过发散性思维进行爆炸性思考，在课堂学习阶段自主创新地完成知识结构的架构，使知识关联可视化；完成知识的有效梳理，使得学生对计算机程序设计课程的好奇转变成兴趣，从而主动地去学习，取得了较好的教学效果。

1.运用思维导图进行架构预习。预习过程中发散思考，捕捉思维过程中的闪光点，在课堂上着重听老师讲解，也可标出自己对知识点的不同理解在课堂上讨论，收敛思维，讨论过后的知识进一步发散，完成一个发散—收敛—发散的思维过程，可以有效提高翻转课堂的效果。

2.课堂上运用思维导图自主创新学习。置知识于系统中才能深刻理解知识，思维导图在教学过程中主要强调思维过程，不再只是“填鸭式教育”来灌输知识点，而是强化学生的主体地位。课堂上通过绘制课程思维导图，教师和学生共同完成对预习思维的整理，以发散性思维方式进行主要内容的讲授，使学生的学习和思维变得更为活跃，能更好地对信息的细节进行记忆，使得思维过程可视化、认知过程结构化，加深了对问题认识和思考的深度和广度，从而有效帮助学生建立起较为直观的视觉体系，便于学生对整个知识架构的掌握。对学生而言，通过创新式的学习把原本枯燥的程序设计C课程变得生动起来，有效地把所学知识融入思维导图中，使学习过程变得容易、有趣，愉快地吸取知识，完成从“要我学”到“我要学”的转变。

3.运用思维导图总结复习，整合题目算法。复习过程中，引导学生围绕中心概念进行发散思维，梳理所学知识脉络及知识点。将旧知识进行宏观上的整理、微观上的处理，建立新旧知识之间的联系，也方便后续课程学习新知识时能与现有认知结构相结合。程序设计的关键是用简单有效的算法来解决复杂的问题，从而帮助人们完成人类无法完成或需要大量重复工作才能完成的任务。在众多问题中，如何快速切入恰当算法？在众多的算法中，如何找出最优算法？思维导图可以通过对算法进行分析整理，梳理算法间的通用性。思维导图可以有效地将算法以不同方式分类，以此快速切入要解决的问题，图1对排序类算法进行了整理和分类。通过思维导图的归划引导，学生可以直观有效地将算法系统化、归类化，大大提高了学生解决问题的效率，从而使其掌握程序设计思想的精髓。

五、总结

只有真正领悟到程序设计的基本思想，才能系统地掌握这一学科及其知识结构，达到举一反三、触类旁通的程度。思维导图帮助学生形成自我学习、主动学习、享受学习的过程，通过思维导图的构图过程完成预习有助于提高学生的主动学习能力、交流能力和创新能力。思维导图增强大脑对于知识的“渴望”，使得学生有效地对算法可以解决的问题进行分类，重建知识的概括并进行网络学习，以实现对知识的巩固。思维导图将知识可视化，使得知识点的理解变得直观。通过在课堂上应用，知识不再零散，而变得系统化，有效地展现了知识整体性和关联性，效果很好。

参考文献：

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