思維導(dǎo)圖在數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程教學(xué)中的應(yīng)用

張麗英 張巖 朱瑛 王新

摘要：本文針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程課堂教學(xué)中使用PPT存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，嘗試引入一種圖形思維工具——思維導(dǎo)圖實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程的知識(shí)進(jìn)行記憶、歸納和學(xué)習(xí)，使得抽象知識(shí)以直觀、符合人類思維邏輯的方式展現(xiàn)出來(lái)，從而提高教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

關(guān)健詞：思維導(dǎo)圖；數(shù)據(jù)庫(kù)原理；教學(xué)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）09-0247-02

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是當(dāng)今整個(gè)智慧社會(huì)賴以運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，具有不可或缺的地位。因此，各大高校的不同學(xué)科都開設(shè)了數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程。在數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程的教學(xué)過(guò)程中，探索使用高效的教學(xué)工具和方法一直是提高教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，多媒體技術(shù)輔助課堂教學(xué)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程教學(xué)中，尤其是以PPT課件的形式進(jìn)行授課。使用PPT授課可以很好地解決數(shù)據(jù)庫(kù)原理課時(shí)削減而授課信息量增加的矛盾。但是，單純的PPT演示文稿只能按事先設(shè)定的順序?qū)⒔虒W(xué)過(guò)程一一展現(xiàn)，不能系統(tǒng)地將知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，學(xué)生難以整體上掌握整個(gè)課程的內(nèi)容。而思維導(dǎo)圖是非線性的圖像式的思維工具，是人類思維的自然功能。將思維導(dǎo)圖合理有效地應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程教學(xué)中，旨在彌補(bǔ)PPT課件教學(xué)的缺點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生思維激發(fā)并在學(xué)習(xí)過(guò)程中進(jìn)行思維整理，提高課堂學(xué)習(xí)效果。

一、PPT課件在數(shù)據(jù)庫(kù)原理教學(xué)中存在的問(wèn)題

（一）PPT課件不利于清晰的表征知識(shí)的相互關(guān)系，不利于促進(jìn)新舊知識(shí)的融合

數(shù)據(jù)庫(kù)原理是一門理論性和實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程。課程內(nèi)容不僅涉及到與數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)的基本概念、原理、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的理論與方法，還涉及到SQL的語(yǔ)法和操作。要求學(xué)生不但要掌握數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念和原理，還要學(xué)會(huì)使用常用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)中小型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。由于數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程概念多又抽象，使用PPT授課，學(xué)生普遍感覺(jué)難以掌握知識(shí)點(diǎn)之間的相互關(guān)系。PPT演示文檔是以線性的方式展示授課內(nèi)容，不方便學(xué)生回顧授課內(nèi)容的全景，不利于學(xué)生掌握局部知識(shí)與整體知識(shí)之間的關(guān)系。連接主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)就是不斷優(yōu)化腦中的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。放射性思考是人類大腦的自然思考方式，PPT的線性結(jié)構(gòu)不利于清晰地表征數(shù)據(jù)庫(kù)原理知識(shí)點(diǎn)之間的相互關(guān)系，不利于促進(jìn)新舊知識(shí)的融合。

（二）PPT課件不易突出邏輯結(jié)構(gòu)，不利于學(xué)生理解和記憶

放射性思維是一種自然和幾乎自動(dòng)的思維方式，人類所有的思維都是以這種方式發(fā)揮作用的。學(xué)習(xí)和收集數(shù)據(jù)的方法越集中、越具有放射性、組織得越好，學(xué)習(xí)就越容易。數(shù)據(jù)庫(kù)原理授課的所有內(nèi)容是以PPT課件的方式組織，所有內(nèi)容以線性結(jié)構(gòu)分布在不同的PPT頁(yè)面中，大部分以文字的形式描述，格式也相對(duì)單一，不易突出邏輯結(jié)構(gòu)，不利于發(fā)揮大腦的右腦圖像記憶功能，也不利于學(xué)生理解和記憶。

二、使用思維導(dǎo)圖提高課堂教學(xué)質(zhì)量

（一）思維導(dǎo)圖簡(jiǎn)介

思維導(dǎo)圖（Mind Map），又叫心智圖、概念圖，是英國(guó)的記憶之父、腦力開發(fā)專家托尼·博贊（Tony Buzan）發(fā)明的一種有效使用人腦的方法。它以放射性思維為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)單又極其有效，是一種革命性的思維工具。托尼·博贊認(rèn)為思維導(dǎo)圖有四個(gè)基本的特征：第一，注意的焦點(diǎn)清晰地集中在中央圖形上。第二，主題的主干作為分支從中央圖形向四周放射。第三，分支由一個(gè)關(guān)鍵的圖形或者寫在產(chǎn)生聯(lián)想的線條上面的關(guān)鍵詞構(gòu)成。不太重要的話題，也是以分支形式表現(xiàn)出來(lái)，附在較高層次的分支上。第四，各分支形成一個(gè)連接的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。因此思維導(dǎo)圖在表現(xiàn)形式上是樹狀結(jié)構(gòu)的，是人類放射性思維的表達(dá)。思維導(dǎo)圖可以應(yīng)用于生活的各個(gè)方面，其改進(jìn)后的學(xué)習(xí)能力和清晰的思維方式會(huì)改善人的行為表現(xiàn)。

（二）思維導(dǎo)圖的優(yōu)勢(shì)

相對(duì)于PPT純線性的幻燈片而言，思維導(dǎo)圖具有以下優(yōu)勢(shì)：

1.思維導(dǎo)圖富有邏輯且條理清晰，能夠幫助學(xué)習(xí)者理解和記憶。思維導(dǎo)圖是以非線性、可視化的形式展示知識(shí)，比純線性的PPT能更好地表達(dá)邏輯，因此易于學(xué)生理解和記憶。

2.思維導(dǎo)圖能清晰地表征知識(shí)的相互關(guān)系，促進(jìn)新舊知識(shí)的融合。思維導(dǎo)圖是以樹狀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)知識(shí)，不但能突出所講授知識(shí)點(diǎn)與其他知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系，幫助學(xué)生理清知識(shí)結(jié)構(gòu)，明確學(xué)習(xí)目的，而且能夠利用其隨時(shí)展開或折疊層級(jí)節(jié)點(diǎn)功能，使得學(xué)生能隨時(shí)看到上下文的內(nèi)容，定位局部知識(shí)和整體知識(shí)體系的關(guān)系，不會(huì)迷失方向，促進(jìn)新舊知識(shí)的融合。

3.思維導(dǎo)圖能更好地和學(xué)生進(jìn)行課堂交互。使用思維導(dǎo)圖授課時(shí)，可以根據(jù)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)對(duì)知識(shí)的掌握情況靈活進(jìn)行授課內(nèi)容的調(diào)整，能夠迅速定位臨時(shí)想要提及或者是要回顧的內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)，還可以對(duì)所講授的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深度拓展，幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)深層次的學(xué)習(xí)探究。

4.思維導(dǎo)圖幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)完成思維的整理。使用思維導(dǎo)圖能將一個(gè)思路或知識(shí)體系從頭開始逐漸完整地展現(xiàn)給學(xué)生，使得學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程中能夠完成思維的整理，提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率；另外思維導(dǎo)圖全新的演示方式，有助于學(xué)生在迅速掌握整個(gè)知識(shí)體系框架的同時(shí)，又會(huì)對(duì)其中的重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)建立起清晰深刻的印象。

（三）NovaMind在數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程教學(xué)中的應(yīng)用

NovaMind是目前常用的思維導(dǎo)圖軟件之一，與其他思維導(dǎo)圖軟件相比，它在功能上更加完善，設(shè)置也更加人性化，能更好地滿足教學(xué)工作的需要，因此，在數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程教學(xué)中使用NovaMind制作思維導(dǎo)圖，并結(jié)合PPT課件，充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢(shì)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程的知識(shí)體系主要由四大部分組成：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)、數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)庫(kù)編程和數(shù)據(jù)庫(kù)的管理與維護(hù)。數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程的整體知識(shí)體系思維導(dǎo)圖如圖1所示。

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫(kù)（簡(jiǎn)稱DB）、軟件（包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)簡(jiǎn)稱DBMS及數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)簡(jiǎn)稱DBAS等）、硬件和用戶構(gòu)成，其中數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心組成部分，其作用是科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)，DB是建立在DBMS的基礎(chǔ)上，DBAS為用戶提供了操作數(shù)據(jù)庫(kù)的平臺(tái)，用戶通過(guò)DBAS對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的各種請(qǐng)求操作都是由DBMS負(fù)責(zé)完成。數(shù)據(jù)庫(kù)是整個(gè)DBAS的根基，是軟件設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，它起著決定性的質(zhì)變作用。由此可見數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)是非常重要的，它決定了數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)模式，而關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。DBAS對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作是通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)編程實(shí)現(xiàn)的，其中結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言（簡(jiǎn)稱SQL）是一種功能齊全的數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言，是數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域中數(shù)據(jù)處理的主流語(yǔ)言。數(shù)據(jù)庫(kù)管理與維護(hù)保證數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)安全、高效地運(yùn)行。

圖1的思維導(dǎo)圖直觀清晰地表征出各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)原理各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯聯(lián)系，有利于幫助學(xué)生建立起數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程的整體知識(shí)體系框架。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是目前應(yīng)用最廣泛的數(shù)據(jù)庫(kù)，也是數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程中需要學(xué)生重點(diǎn)掌握的內(nèi)容，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢處理與優(yōu)化、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)是教學(xué)中重點(diǎn)講授的內(nèi)容。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)原理最主要的目的是能夠根據(jù)本專業(yè)的應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)。借助思維導(dǎo)圖和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)實(shí)例可以把數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的整個(gè)過(guò)程清晰地傳授給學(xué)生，能更好地幫助學(xué)生理解數(shù)據(jù)庫(kù)原理，運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)原理和方法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)。

三、總結(jié)

通過(guò)課堂測(cè)試環(huán)節(jié)的反饋情況來(lái)看，數(shù)據(jù)庫(kù)原理課堂教學(xué)使用思維導(dǎo)圖授課，極大地提高了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率，和以往的純PPT課堂教學(xué)相比，學(xué)生課堂測(cè)試結(jié)果的正確率比以往相同題目的測(cè)試結(jié)果正確率提高了大約一倍左右。學(xué)生普遍反饋，通過(guò)課堂學(xué)習(xí)，能夠快速建立起知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，課下借助于思維導(dǎo)圖，復(fù)習(xí)的效率也顯著地提高了。此外，安排的兩次研討課，學(xué)生們使用思維導(dǎo)圖，采用頭腦風(fēng)暴的原則，大家發(fā)表想法的積極性都很高，學(xué)生也嘗試著用思維導(dǎo)圖的方式整理大家討論的過(guò)程，這一學(xué)習(xí)過(guò)程不但激發(fā)了大家學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，也培養(yǎng)了學(xué)生們的發(fā)散思維和創(chuàng)新思維。

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