思維導(dǎo)圖在“C語言程序設(shè)計(jì)”課程預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)中的應(yīng)用

臧兆祥 李昭 陳明 王俊英

摘 要： “C語言程序設(shè)計(jì)”是高等學(xué)校的一門重要的基本計(jì)算機(jī)課程。在課時(shí)有限的情況下，如何強(qiáng)化教學(xué)效果是教學(xué)過程中的主要問題?；谒季S導(dǎo)圖在呈現(xiàn)知識(shí)整體性和關(guān)聯(lián)性上的優(yōu)勢(shì)，將思維導(dǎo)圖應(yīng)用于課程的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)過程中，以此提高課程的教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞： C語言程序設(shè)計(jì) 思維導(dǎo)圖 復(fù)習(xí) 預(yù)習(xí)

1.引言

隨著計(jì)算機(jī)程序語言C的普及和推廣，C語言程序設(shè)計(jì)課程已是高等學(xué)校的一門基本計(jì)算機(jī)課程，在計(jì)算機(jī)教育中發(fā)揮著重要作用。這里所說的計(jì)算機(jī)課程，包括給計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)和核心課程，例如《C語言程序設(shè)計(jì)》、《數(shù)字圖像處理》、《三維圖形編程》等，也包括給非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的公共計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，例如《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》、《計(jì)算機(jī)語言C》等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容要不斷更新、豐富，僅靠課堂上傳授的知識(shí)難于滿足學(xué)生的需求，想在原有的教學(xué)課時(shí)內(nèi)達(dá)到更好的教學(xué)效果越來越困難，而已有的課堂教學(xué)方法難于繼續(xù)保證或強(qiáng)化教學(xué)效果。因此，課程教學(xué)要向課后學(xué)習(xí)延伸，將以知識(shí)為中心的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐阅芰χ行牡慕虒W(xué)方式，從而使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，以此維持或強(qiáng)化計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)效果。為此，我們嘗試在“C語言程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中，利用思維導(dǎo)圖強(qiáng)化課堂上和課后回顧和復(fù)習(xí)已學(xué)知識(shí)點(diǎn)、學(xué)生預(yù)習(xí)未學(xué)知識(shí)點(diǎn)的效果，從而一定程度上強(qiáng)化課程總體教學(xué)效果。

2.思維導(dǎo)圖

思維導(dǎo)圖，又叫心智圖，是一種放射狀的思維表達(dá)工具，能將人們的思維重點(diǎn)、思維過程和不同思路之間的聯(lián)系通過圖畫的方式再現(xiàn)，將原本復(fù)雜的邏輯思維用簡(jiǎn)單的線條和圖畫表示，讓我們?cè)诖罅啃畔⒅醒杆僬莆罩攸c(diǎn)、明確層次[1]。它可作為一種有效的學(xué)習(xí)工具和教學(xué)工具。思維導(dǎo)圖主要由圖像、顏色、曲線、關(guān)鍵詞等元素構(gòu)成，主要有四個(gè)特點(diǎn)[1-2]：主題主干作為分支呈放射狀、注意力主要集中在中央圖形上、分支構(gòu)成一個(gè)連接的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)體系、由關(guān)鍵詞或關(guān)鍵圖形構(gòu)成分支。通過將所有信息在樹狀結(jié)構(gòu)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，將短句、關(guān)鍵詞等以圖像、色彩的方式進(jìn)行分支。思維導(dǎo)圖是一種讓人充分進(jìn)行思考、記憶及分析的方法，通過可視化手段，發(fā)展學(xué)生的發(fā)散性和創(chuàng)造性思維。

思維導(dǎo)圖有很多用途[2]，在此不一一贅述。其對(duì)教學(xué)活動(dòng)的主要作用有：改進(jìn)教師的教學(xué)策略和方式，進(jìn)而提高教學(xué)效率，提高教學(xué)質(zhì)量；引導(dǎo)學(xué)生改善思考方式和學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生積極地聽課、思考，有效地記筆記，提高記憶力和創(chuàng)造性思維能力；思維導(dǎo)圖有利于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行意義建構(gòu)，在新授課中建構(gòu)知識(shí)結(jié)構(gòu)，在復(fù)習(xí)課中建構(gòu)知識(shí)體系，有效呈現(xiàn)思考過程及知識(shí)的關(guān)聯(lián)。

除了采用紙筆手繪思維導(dǎo)圖以外，還有眾多可制作思維導(dǎo)圖的計(jì)算機(jī)軟件。ThinkBuzan公司推出的imindmap是其中比較優(yōu)秀的一款，是思維導(dǎo)圖創(chuàng)始人托尼·巴贊（Tony Buzan）開發(fā)的思維導(dǎo)圖軟件，線條自由，具有手繪功能。該軟件可將繪制的思維導(dǎo)圖輸出為演示文檔格式（Power Point，PPT），便于在教學(xué)活動(dòng)中進(jìn)行展示。

3.相關(guān)研究現(xiàn)狀

自從思維導(dǎo)圖被引入到教育領(lǐng)域中以來，在西方國家已經(jīng)達(dá)到了很好的教學(xué)效果，其在國外教育改革實(shí)踐項(xiàng)目中進(jìn)行得如火如荼，成為很常用的一個(gè)輔助教學(xué)方法。其中，英國已經(jīng)把思維導(dǎo)圖作為國民中小學(xué)的必修課程。

思維導(dǎo)圖在國內(nèi)的應(yīng)用已經(jīng)開展數(shù)十年，有許多企業(yè)、公司在應(yīng)用思維導(dǎo)圖進(jìn)行培訓(xùn)、決策、召集會(huì)議等[3]。在教育領(lǐng)域的研究、推廣有所展開，如北京、廣州、上海和南京等地的基礎(chǔ)教育課程教學(xué)中，思維導(dǎo)圖早已由實(shí)驗(yàn)逐漸進(jìn)入常規(guī)教學(xué)階段。并且經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用思維導(dǎo)圖的學(xué)生在學(xué)習(xí)成績(jī)和創(chuàng)新力方面提高20%，老師真正體驗(yàn)到這種特殊思維方式與教學(xué)相結(jié)合帶來的優(yōu)勢(shì)[3]。大學(xué)層面開展思維導(dǎo)圖學(xué)習(xí)實(shí)踐的學(xué)校以師范大學(xué)居多，其中的研究者多是教育技術(shù)系的教師，其研究對(duì)象主要集中在中小學(xué)課程方面，如英語、化學(xué)等；其他高校的研究則是集中于英語等課程方面，在計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中全面開展思維導(dǎo)圖教學(xué)實(shí)踐的學(xué)校還不多見[4-5]。

圖1 C語言課程中“指針”這一章節(jié)的思維導(dǎo)圖

4.思維導(dǎo)圖在“C語言程序設(shè)計(jì)”教學(xué)中的應(yīng)用

在“C語言程序設(shè)計(jì)”這門課程中，語法知識(shí)點(diǎn)多且雜，包括數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、表達(dá)式、順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)、選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)、循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)、數(shù)組、函數(shù)、指針、文件的輸入輸出等。教師在講解時(shí)，一般都按先后順序進(jìn)行線性式講解，學(xué)生面對(duì)紛繁復(fù)雜的語法知識(shí)結(jié)構(gòu)，常常似是而非，概念模糊，學(xué)生學(xué)到后面卻忘了前面的知識(shí)，導(dǎo)致在上機(jī)調(diào)試程序時(shí)，因語法錯(cuò)誤過多而失去學(xué)習(xí)興趣。這涉及三個(gè)主要問題：①如何合適、有效地向?qū)W生呈現(xiàn)知識(shí)的整體性和知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系；②如何合適、有效地預(yù)習(xí)未學(xué)的知識(shí)點(diǎn)；③如何快速、有效地復(fù)習(xí)已學(xué)的知識(shí)點(diǎn)。為應(yīng)對(duì)這些問題，筆者嘗試用“思維導(dǎo)圖”的方法輔助強(qiáng)化課程教學(xué)效果。

（1）思維導(dǎo)圖在展現(xiàn)知識(shí)整體性和關(guān)聯(lián)性中的應(yīng)用。首先，借助思維導(dǎo)圖，可以以“C程序設(shè)計(jì)”為中心主題總攬課程全局，也可以某一章節(jié)為中心主題，展現(xiàn)該章節(jié)的知識(shí)要點(diǎn)。圖1所示的思維導(dǎo)圖是該課程“指針”這一章節(jié)的主要知識(shí)要點(diǎn)，以“指針”為中心主題進(jìn)行發(fā)散。其次，通過思維導(dǎo)圖中主題的折疊與展開，能夠較好地呈現(xiàn)知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)，促進(jìn)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化[5]。如圖2所示的以“函數(shù)”為主題的思維導(dǎo)圖，很好地展現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系和結(jié)構(gòu)。

圖2 C語言課程中“函數(shù)”部分的思維導(dǎo)圖

（2）思維導(dǎo)圖在課程預(yù)習(xí)中的應(yīng)用。課程預(yù)習(xí)主要指兩個(gè)方面：一是教師在課堂開始時(shí)，對(duì)這次課程內(nèi)容的簡(jiǎn)單介紹；二是學(xué)生在課下對(duì)未學(xué)內(nèi)容的自學(xué)預(yù)習(xí)。課堂開始時(shí)的課程內(nèi)容簡(jiǎn)介，主要由教師主導(dǎo)，而且不應(yīng)占用太多課時(shí)。傳統(tǒng)的那種“提綱挈領(lǐng)”的介紹方法，雖然花費(fèi)時(shí)間很少，但很難達(dá)到較好的介紹效果。采用思維導(dǎo)圖的方法，可以快速準(zhǔn)確地對(duì)本次課程內(nèi)容進(jìn)行瀏覽，在較完整地給出知識(shí)整體結(jié)構(gòu)的同時(shí)，也對(duì)大部分細(xì)節(jié)進(jìn)行說明。這一過程中，思維導(dǎo)圖是作為先行組織者呈現(xiàn)給學(xué)生的，讓學(xué)生有一個(gè)完整的心理預(yù)期，對(duì)后續(xù)深入講解知識(shí)內(nèi)容起到輔助作用。

高校學(xué)生絕大部分不會(huì)主動(dòng)在課前對(duì)未學(xué)的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行自學(xué)預(yù)習(xí)。但如果不提前預(yù)習(xí)，課堂上就很難達(dá)到滿意的教學(xué)效果，尤其是在“C語言程序設(shè)計(jì)”這類知識(shí)點(diǎn)繁多的計(jì)算機(jī)課程上。教師有很多種方法，可用于敦促學(xué)生預(yù)習(xí)，比如常規(guī)的布置預(yù)習(xí)作業(yè)、布置引導(dǎo)性的思考題等方式。除此之外，也可讓學(xué)生對(duì)未學(xué)的知識(shí)內(nèi)容繪制思維導(dǎo)圖。教師可提供一個(gè)初步的思維導(dǎo)圖讓學(xué)生細(xì)化，也可讓學(xué)生從零開始繪制。另外，也可讓學(xué)生分組協(xié)作完成，在協(xié)作學(xué)習(xí)過程中，思維導(dǎo)圖是很好的交流工具，每個(gè)人在思維導(dǎo)圖上不斷地進(jìn)行討論、完善和補(bǔ)充，其協(xié)作學(xué)習(xí)能力得以提高，經(jīng)歷頭腦風(fēng)暴的洗禮，對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有益補(bǔ)充。

（3）思維導(dǎo)圖在課程復(fù)習(xí)中的應(yīng)用。教師在課堂授課時(shí)，需要對(duì)上次或以往課程內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)短的回顧和復(fù)習(xí)，起到銜接和過渡的作用。但“C語言程序設(shè)計(jì)”這門課程的課時(shí)有限，授課內(nèi)容較多，課堂上不可能花費(fèi)很多時(shí)間按部就班地復(fù)習(xí)。若采用思維導(dǎo)圖的方式來進(jìn)行回顧和復(fù)習(xí)，則可達(dá)到事半功倍的效果。例如，按圖1所示的思維導(dǎo)圖對(duì)“指針”這一章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行回顧和復(fù)習(xí)，簡(jiǎn)單明了，知識(shí)點(diǎn)的整體性和結(jié)構(gòu)性都可以較為完整地呈現(xiàn)出來，復(fù)習(xí)的效率和效果都能有所保證。

學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，筆記是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。有效的筆記記錄應(yīng)該由關(guān)鍵詞體現(xiàn)，但傳統(tǒng)的筆記記錄方式包含太多信息，關(guān)鍵詞淹沒在一堆相對(duì)不重要的信息中[1-2]。學(xué)生難于堅(jiān)持采用傳統(tǒng)的方式記筆記，即使堅(jiān)持記錄筆記，但在復(fù)習(xí)筆記時(shí)仍然效率低下。另外，傳統(tǒng)的筆記以線性方式表達(dá)內(nèi)容，形式單一，不能很好地刺激和發(fā)揮大腦的聯(lián)想功能，思維導(dǎo)圖的發(fā)散性思維方式能很好地解決這一問題。學(xué)生只需要記錄相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)鍵字，構(gòu)成知識(shí)樹或知識(shí)網(wǎng)，將新舊知識(shí)結(jié)合起來，從而改變?cè)械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)，把新知識(shí)同化到自己的已有知識(shí)結(jié)構(gòu)中。在復(fù)習(xí)思維導(dǎo)圖筆記時(shí)，通過對(duì)關(guān)鍵信息的瀏覽與聯(lián)想，在對(duì)整體信息重構(gòu)的過程中，可有效增強(qiáng)記憶效果。

在學(xué)習(xí)結(jié)束或者備考階段，學(xué)生可通過繪制已學(xué)課程內(nèi)容的思維導(dǎo)圖，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整理、總結(jié)和反思。

5.結(jié)語

思維導(dǎo)圖作為一種教學(xué)輔助工具，教師可運(yùn)用圖文并重的技巧，動(dòng)態(tài)展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，總攬全局知識(shí)點(diǎn)，開發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，培養(yǎng)自學(xué)能力，增強(qiáng)學(xué)生的記憶力、邏輯組織能力和發(fā)散思維的創(chuàng)造力，同時(shí)提高學(xué)生整理知識(shí)等方面的能力，為“C語言程序設(shè)計(jì)”課程取得良好的教學(xué)效果奠定了良好的基礎(chǔ)。當(dāng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效率得到提高后，有利于學(xué)生將這一工具遷移至其他計(jì)算機(jī)課程的學(xué)習(xí)中。但是思維導(dǎo)圖也不是萬能的，其關(guān)鍵在于用厚積薄發(fā)的思路對(duì)各級(jí)知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系和結(jié)構(gòu)進(jìn)行提煉和整理[5]，其應(yīng)用更適合于有較多瑣碎零散知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知學(xué)習(xí)，否則效果和作用很有限。另外，學(xué)生使用思維導(dǎo)圖，有一個(gè)從不熟練到熟練的過程。當(dāng)使用者處于不熟練的狀態(tài)時(shí)，注意力可能主要集中在思維導(dǎo)圖本身的繪制和使用上，而不是關(guān)注在思維導(dǎo)圖所表達(dá)的內(nèi)容上，因而使用效果并不理想。所以，如何引導(dǎo)學(xué)生快速地從不熟練狀態(tài)進(jìn)入熟練狀態(tài)，仍是需要進(jìn)一步研究解決的問題。

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項(xiàng)目來源：2014年三峽大學(xué)高等教育研究青年項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：1409）、2014年湖北高校省級(jí)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2014245）。