思维可视化技术在课堂教学中的应用——以思维导图为例

发表时间:2021/5/13   来源:《教育学文摘》2021年第36卷第4期   作者: 陆丽萍
[导读] 建设高质量教育体系是我国实现教育强国的重要奋斗目标。
        陆丽萍
        (浙江理工大学科技与艺术学院,浙江 绍兴 312000)

        摘  要:建设高质量教育体系是我国实现教育强国的重要奋斗目标。本文以解决传统课堂教学模式的缺陷为出发点,提出借鉴思维可视化技术及思维导图工具重构教学内容知识体系,构建节、章、单元、问题知识结构,促进学生点、线、面、立体思维发展,提出在教学策略中要坚持更新教师的教学理念、转变教师和学生角色、创建互动循环反馈的教学评价,从而提升课堂教学效果,提高学生思维想象能力。
关键字:课堂教学;思维可视化技术;思维导图

        一、引言
        当前,我国正处于现代化建设的关键时刻,发展教育是建设文化软实力的重要目标。为了促进教育的发展,更好地将我国从教育大国发展到教育强国,2020年12月党的十九届五中全会审议通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》,指明了教育的方向“建设高质量教育体系”[1]。促进教育高质量发展,推进高校课堂模式转变,优化人才培养方案,是高校教育的迫切任务与目标。
        在高等教育中,传统的教学手段注重以教师为主体,教师对学生进行灌输式的教学,学生对知识只暂停于接受和认识方面,难以做到理解知识后的触类旁通。特别是文科类专业,专业培养计划中大多数课程以理论教学为主,灌输式的教学难以引起学生的学习兴趣,对知识内容局限于“感性认识”,难以上升为“理性认识”灵活运用。
        在有效学习与提高思维能力方面,传统的高校课堂教学遇到的主要问题是:(1)课程教材在章、节内容编写上以线性顺序编排为主,缺少前后章、节的内容联系;(2)教师大都采用多媒体PPT课件,学生按照PPT课件的内容记录知识要点,记录的笔记也是按照课件内容的线性顺序结构。由于教材编排的顺序结构,加之文科类专业的知识理论性较强,学习过程也是一章一章去理解和记忆知识点,学习不乏枯燥,学习效果不佳。(3)笔记缺乏图形与线条。学生记录的笔记大多以文字为主,很少有学生会用图形和线条去将知识点串联起来,纯文字的记录让学生难以发挥创造性和想象力,容易将知识点遗忘,复习起来也比较吃累,强行记忆成为学习教材内容的常态。因此,如何突破以上的难题是目前高校进行课堂教学设计的难点。
        二、思维可视化技术及可视化工具
        随着信息技术革命的发展,近年来在教育学、心理学、计算机科学、管理学等研究领域里出现了一种新的技术手段——思维可视化技术,即增加图形、图像、线条等视觉内容弥补传统教学方法的不足。通过思维可视化技术手段的应用,学生对知识点反映的内容有了认识层次的提高,能够理性地理解与记忆,还能发挥学生的想象创造力。
        思维可视化指的是把学习过程中的思考方法和思考路径通过图示技术呈现出来。思考方法主要指在学习过程中常用的抽象、概括、区分、推理(演绎、归纳、类比)、分析、综合等逻辑思考的方法,还包括发散、聚合、递进、抽具象转化等思考方式。思考路径主要指思考过程中的思维发展线索(包括横向展开、纵向推进、侧向切入等)。[2] 思维可视化工具是帮助学习者发散思维创造力的技术工具,目前学习者尝试较多的可视化工具有思维导图、思维地图、视觉隐喻及语义网络等。笔者认为在这些可视化工具中思维导图适合大多数初学者学习,使用起来也比较方便。“思维导图是用图表表现的发散性思维,可应用到所有认知功能领域,尤其是记忆、创造、学习和各种形式的思考。”[3][4]自从英国学者托尼·巴赞发明了思维导图后,“终极思维工具”是学习者对它的高度评价。高校教师可以借鉴思维可视化技术,重新设计课堂教学内容,将有助于学生提高知识理解力。笔者认为思维可视化课堂教学设计灵活多变且极具想象力,不仅要求学习者对知识要点的领悟能力高,尝试将思考方法和思考路径通过复杂多样的图示技术绘制出来,实现知识、内容、数据等可视化,而且强调学习者的构图创造力和思维发散力。
        三、基于思维导图的教学案例分析
        思维导图是辅助学习的重要可视化工具,利用思维导图进行教学设计对高校教师来说是一项具有挑战性的工作,需要投入充足的热情和时间,更需要耐心与精力。政治学是高校文科类专业常设的一门课程,笔者以该课程为例进行教学案例分析,该课程选用的教材书为杨光斌著《政治学导论》[5],在实际教学中增加思维导图以绘制复杂多样的图形与色彩丰富的条线加深同学对知识要点的理解,目的是通过思维导图的运用促进学生点、线、面、立体思维的发展。在课堂上,学生通过教师的指导,首先理解思维导图视角下构建的可视化知识,然后学会自己尝试作图,可使用手绘作图也可使用思维导图工具(XMind软件)制作,最后教师与学生进行交流与讨论。
        1.构建“节”知识结构,促进学生“点”思维发展
        “节”知识结构是教材书中一节的教学内容,教师一般会设计一节课的教案进行授课,也有可能是教师对书本某个节的重要知识点进行汇总后,设计的一节课教案。每节课的知识点反映在教学内容中应该是相互有关联的,特别是对基本概念、基础理论的把握。学生对知识点的认识既要把握概念内涵,又要深刻理解概念外延。如图1所示“政治”的节知识结构图,通过绘制思维导图,可以清楚地看到政治的含义、本质等内涵及政治地位、政治观等外延。对知识点的扩散创造力方面,思维导图有很强的适用性。

        图1 “政治”的节结构图
        
        2.构建“章”知识结构,促进学生“线”思维发展
        “章”知识结构是教材书中一章的教学内容,“章”知识结构涉及到具体的“节”知识,学生在学习时对相关内容的认识所需要的时间也更多。“章”知识内容牵涉面大,信息量广,节与节之间的联系紧密,教师做到如何整体把握与分节教学是难点。如图2所示“政府”的章结构图,通过思维导图我们可以清楚直观地了解本章学习的主要内容。

图2 “政府”的章结构图

        3.构建“单元”知识结构,促进学生“面”思维发展
        “单元”知识结构是教材书中一个单元的教学内容,“单元”知识结构与各章、各节的内容有一定的联系性,可能是某个问题的总结,也有可能是某个问题的延伸。对教师和学生来说,“单元”知识结构处理起来非常复杂,既要理解核心要义,又要对延伸的知识点触类旁通,它们大多是“节”知识、“章”知识的结合或创造,教师在利用思维导图进行教学时还可根据实际教学内容补充教材外的知识。比如政治学研究的核心问题是国家权力问题,但并没有一个章、节的内容明确指出,这个知识点是在对章、节的内容“政治权力”、“国家”、“政府”“政治社会”等内容的概括中总结出来的,因为这些内容均涉及到国家权力的问题。在课堂教学中教师如何把这个“单元”知识点跟学生讲解清楚非常重要。如图3所示,通过思维导图工具,我们可以清楚地看到国家权力问题涉及到的“面”的具体内容。

        图3 “国家权力”的单元结构图
        
        4.构建“问题”知识结构,促进学生“立体”思维发展
        带着疑问去探索知识是我们学习的基本精神,任何的科学都是从发现问题开始的,任何的教学也会设置问题与学生互动。“问题”知识结构与章、节的内容设计不同,设置问题对教师来说既要合理又要符合教材的内容,对学生来说更是对知识整体的理解与掌握。在认识问题时需要学生对知识的时间、空间有整体的把握,时间与空间的纵横交错决定了问题的复杂程度。比如回答什么是民主这个问题,既涉及到不同时间段的代表理论,又涉及到同时期不同学者的代表观点,还要进一步联系我国政治民主的相关内容。

 图4 “什么是民主?”的问题结构图

        四、基于思维导图的教学实施措施
        教师基于思维可视化技术的教学设计,重在以学生为中心展开教学,下面从教学理念、师生角色、教学反馈等方面提出了基于思维导图的教学实施措施。
        1.更新教师的教学理念
        通过思维导图工具进行教学内容设计,教师第一步需更新教学理念,更要让每一位教师获得对思维可视化技术深刻的认识。教师从原有的“教而为学”理念更新为“教而为学、为思维而教”的新理念,教师与学生的思维创造性在学习过程中一起获得提升。教师将自己的思考和智慧倾注于图形、线条中,用复杂且丰富的图形去表达枯燥乏味的知识,展现的是教师的教学魅力;学生将获得的知识进行加工整理、去伪存真,手绘知识图,展现的是学生的创新能力。在不同的学习阶段,教师通过引导与学生一起绘图,还可以增加师生互动,提高学习效率。
        2.转变教师和学生角色
        基于思维导图的教学设计,要进一步转变教师和学生的角色。教师的角色应是指导者而不是领导者,教师虽然把知识传授给学生并进行解惑,但在课堂教学中并不是主体地位,学习的主体应为学生本人,学生才是自己的领导者。第一,课上,良好的互动源自于教师的引导和学生的积极配合,学生主动通过思维导图构建知识联系,是学生作为主体发挥的思维联想力。第二,课后,学生将理论知识要点融会贯通,去解释现实问题,是学生作为主体发挥自己的能动创造性。
        3.创建互动循环反馈的教学评价
        良好的教学得益于学生的及时反馈与教师的课后反思,虽然每个学期教师会评学,学生会评教,但并不能反映全部的教学成效。基于思维导图的教学需要创建互动循环反馈的教学评价,这是一个需要时间和毅力的工作,互动循环反馈主要指课上的互动反馈和课后的双向反馈。同时,教师和学生之间需要更有耐心,绘制思维导图比纯文字记录更需要毅力,如果不能坚持,将前功尽弃。我们能够做出知识要点的复杂思维图,也展现了一个人的审美能力与求知需要。
        
        五、结语
        在教学过程中,如何提高学生的理解记忆,如何提升学生的学习体验感,思维导图的运用是一次新的探索和实践。可视化作为信息传达的手段已经被社会普遍认识,作为教育工作者,关注思维可视化教学方式,是我们正在努力的新方向。
        
参考文献:
[1]陈宝生.建设高质量教育体系,加快建成教育强国[J].旗帜,2020(12).
[2]刘濯源.基于“未来课堂”的思维可视化研究[J].中国信息技术教育,2013(01).
[3][英]托尼·巴赞著,李斯译.思维导图——放射性思维[M].作家出版社,1999.
[4][英]东尼·博赞、巴利·博赞著,卜煜婷译.思维导图[M].化学工业出版社,2016.
[5]杨光斌.政治学导论[M].中国人民大学出版社,2019.

[ 作者简介:陆丽萍,讲师,主要研究方向为政府管理。]
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