摘要：針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用課程教學(xué)效果不理想的現(xiàn)狀，以教育技術(shù)學(xué)專業(yè)為例，闡述在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入思維導(dǎo)圖工具的具體做法，展現(xiàn)其在小組建立、重難點(diǎn)呈現(xiàn)、知識(shí)關(guān)聯(lián)、問(wèn)題解決、協(xié)同建構(gòu)和成果展示等方面的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：思維導(dǎo)圖；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)；教育技術(shù)；教學(xué)改革

1、背景

從20世紀(jì)60年代末數(shù)據(jù)管理技術(shù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段到信息量猛增的今天，各行各業(yè)的信息管理對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的依賴越來(lái)越大，掌握這項(xiàng)技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)學(xué)科的信息化建設(shè)和現(xiàn)代化應(yīng)用有一定促進(jìn)作用。為提升畢業(yè)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，各大高校的不同學(xué)科都開(kāi)設(shè)了數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用課程。該課程主要以關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為核心，系統(tǒng)全面地講授數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念、基本原理和應(yīng)用技術(shù)，是從理論到實(shí)踐的一門(mén)課程。該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目標(biāo)是幫助學(xué)生熟悉某一種具體的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，并能利用其進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。

筆者授課的對(duì)象是大二下學(xué)期的教育技術(shù)學(xué)專業(yè)師范學(xué)生。這些學(xué)生在前期學(xué)習(xí)了C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程，有一定的編程基礎(chǔ)，但因?yàn)榻佑|多媒體應(yīng)用軟件較多，普遍對(duì)操作即見(jiàn)效的可視化軟件，如Photoshop、Flash等較為感興趣，而對(duì)邏輯性較強(qiáng)、直觀性較差的c語(yǔ)言較為排斥。筆者常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式是“講授+驗(yàn)證+綜合練習(xí)”，從基礎(chǔ)的SQL語(yǔ)法驗(yàn)證，到復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)，由易到難，讓學(xué)生在熟悉操作的基礎(chǔ)上應(yīng)用操作。但在實(shí)際教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)枯燥的代碼講授，會(huì)使學(xué)生的自主性和積極性受到損傷，教學(xué)效果并不理想。

在借鑒某些學(xué)者提出的任務(wù)驅(qū)動(dòng)、自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等方法進(jìn)行教學(xué)改革后，實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得一定成效。在新的學(xué)習(xí)方式中，教師的角色發(fā)生了改變，由原來(lái)的知識(shí)傳遞者變成思維引導(dǎo)者，幫助學(xué)生理解、尋找解決問(wèn)題的方法。思維引導(dǎo)和促進(jìn)可窺一斑，但可借鑒的文獻(xiàn)資料較少，特別是缺少思維引導(dǎo)工具的介紹。

2、思維導(dǎo)圖研究筒述

通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研和實(shí)際訪談，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題比較普遍，大多數(shù)學(xué)生反映無(wú)法將學(xué)習(xí)的零散知識(shí)系統(tǒng)地整理成可操作的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐，所以很難完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)最后的綜合練習(xí)。我們?cè)谠搶?shí)驗(yàn)課程教學(xué)過(guò)程中引入思維導(dǎo)圖，利用其進(jìn)行合作小組的建立、重難點(diǎn)的直觀呈現(xiàn)、知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)、問(wèn)題解決能力的提升、協(xié)同建構(gòu)知識(shí)的支持、協(xié)作成果的高效展示等方面的應(yīng)用，經(jīng)過(guò)兩屆學(xué)生的嘗試，有一定的成效。

思維導(dǎo)圖最初是英國(guó)東尼·博贊發(fā)明的一種筆記方法。博贊不是專業(yè)的教學(xué)研究人員，其著作并不追求科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性，所以至今未對(duì)思維導(dǎo)圖作出嚴(yán)格的定義。北京師范大學(xué)博士趙國(guó)慶老師將思維導(dǎo)圖定義為促進(jìn)思維激發(fā)和思維整理的可視化、非線性思維工具。作為有效的知識(shí)可視化工具，思維導(dǎo)圖在教學(xué)中受到越來(lái)越高的關(guān)注。思維導(dǎo)圖最先的實(shí)現(xiàn)方式是手繪，后來(lái)出現(xiàn)了很多計(jì)算機(jī)支持的思維導(dǎo)圖繪制軟件，例如Mind Manager、iMindMap、Freemind等。這些軟件大同小異，都能很好地支持思維導(dǎo)圖的繪制。計(jì)算機(jī)繪制的方式更方便快捷，逐步在中小學(xué)教師的培訓(xùn)中被大力推廣，因此與思維導(dǎo)圖相關(guān)的研究以宏觀研究和中小學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)為主，如文科的快速閱讀、理科的知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)等。也有不少高校教師把其作為研究生創(chuàng)新思維訓(xùn)練課程內(nèi)容的一部分進(jìn)行介紹。

3、思維導(dǎo)圖在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用

針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問(wèn)題，文章主要解決以下幾個(gè)問(wèn)題。

3.1 科學(xué)建立合作小組

由于教育技術(shù)專業(yè)文理皆收，學(xué)生基礎(chǔ)不同、興趣多樣。為了提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，降低任務(wù)驅(qū)動(dòng)中的任務(wù)負(fù)擔(dān)，我們可以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用小組合作的方式完成任務(wù)。有的學(xué)生擅長(zhǎng)人際交流，適于協(xié)調(diào)分配工作，可以擔(dān)任組織者；有的學(xué)生知識(shí)面廣，能夠迅速用自己的語(yǔ)言表征新知識(shí)，可以擔(dān)任陳述者；有的學(xué)生編程基礎(chǔ)較好，新軟件上手快，可以擔(dān)任記錄者；有的學(xué)生教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，善于總結(jié)教與學(xué)的需求，可以擔(dān)任評(píng)價(jià)者。課程開(kāi)始時(shí)，首先需要學(xué)生學(xué)會(huì)手繪思維導(dǎo)圖，讓每個(gè)學(xué)生利用手繪的方式快速繪制自我簡(jiǎn)介，包括姓名、性別、兩個(gè)特長(zhǎng)、兩個(gè)不足、兩個(gè)愛(ài)好和自薦擔(dān)任的兩個(gè)角色。根據(jù)異質(zhì)分組標(biāo)準(zhǔn)和隨機(jī)組合原則，每個(gè)組由4個(gè)人組成，由教師隨機(jī)組合，分別擔(dān)任組織者、陳述者、記錄者、評(píng)價(jià)者4種角色。利用手繪思維導(dǎo)圖，學(xué)生還可以快速了解學(xué)習(xí)伙伴，便于生生互助，促進(jìn)學(xué)習(xí)共同體的建立。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，筆者以小組為單位設(shè)置評(píng)價(jià)，促進(jìn)其各盡所長(zhǎng)，提升小組競(jìng)爭(zhēng)力。

3.2 直觀呈現(xiàn)重難點(diǎn)

常見(jiàn)的重難點(diǎn)講解采用演示文稿的頁(yè)面以順序方式展現(xiàn)，用超級(jí)鏈接擴(kuò)展每個(gè)細(xì)節(jié)。這種呈現(xiàn)方式在知識(shí)點(diǎn)較多時(shí)不能使學(xué)習(xí)者從全局把握重難點(diǎn)，明確細(xì)節(jié)和總體間的關(guān)系。而思維導(dǎo)圖可以作為教學(xué)進(jìn)程引導(dǎo)工具，在教學(xué)過(guò)程中逐步展開(kāi)，對(duì)不同重難點(diǎn)可以采用不同顏色、不同字號(hào)字體、不同圖片進(jìn)行展示，既形象生動(dòng)，又易于引導(dǎo)學(xué)生的思維和注意力。如在E-R圖繪制教學(xué)中，E-R知識(shí)重難點(diǎn)思維導(dǎo)圖如圖1所示。思維導(dǎo)圖的繪制利用先行組織者策略，讓學(xué)生先有全局概念，然后逐步了解分支內(nèi)容，確定知識(shí)重難點(diǎn)，再進(jìn)行小組實(shí)驗(yàn)任務(wù)討論，共同繪制任務(wù)中的E-R圖。整體知識(shí)框架和重難點(diǎn)的給出也便于學(xué)生有計(jì)劃地彌補(bǔ)自己的不足，完善重難點(diǎn)的學(xué)習(xí)，盡量縮短和其他學(xué)生的差距。

3.3 關(guān)聯(lián)眾多知識(shí)點(diǎn)

多數(shù)院校采用的數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用課程教材是由薩師煊、王珊編著，高等教育出版社出版的《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論》。該教材通過(guò)幾次再版，內(nèi)容的篩選和組織已經(jīng)較為成熟，但因?yàn)檎n時(shí)緊張，基本無(wú)法按照教材體系進(jìn)行授課。經(jīng)過(guò)篩選后的章節(jié)若還按照原章節(jié)順序授課，就無(wú)法協(xié)調(diào)統(tǒng)一地展現(xiàn)給學(xué)生。在進(jìn)行對(duì)應(yīng)章節(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，學(xué)生會(huì)反映知識(shí)點(diǎn)多而散，不易理解消化。我們可以在備課過(guò)程中采用思維導(dǎo)圖制作課件，調(diào)整授課章節(jié)順序，先引出第七章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的背景和作用，然后再根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段所需知識(shí)進(jìn)行課件設(shè)計(jì)規(guī)劃。思維導(dǎo)圖既突出所講授知識(shí)點(diǎn)和其他知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系，讓學(xué)生理清結(jié)構(gòu)，明確學(xué)習(xí)目的；又可利用伸縮功能，根據(jù)需求展開(kāi)詳細(xì)內(nèi)容，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)或回顧；還可以根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)，對(duì)所講述知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深度拓展，幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)深層次加工。例如，在查詢語(yǔ)句學(xué)習(xí)過(guò)程中，查詢語(yǔ)句分為單表查詢、多表查詢和嵌套查詢，嵌套查詢分為無(wú)關(guān)子查詢和相關(guān)子查詢，每一種查詢適用于不同條件，并分別包含不同的語(yǔ)法格式要求。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可根據(jù)任務(wù)需求，分析所處數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)階段，自行打開(kāi)對(duì)應(yīng)思維導(dǎo)圖，回顧知識(shí)并選取適于當(dāng)前任務(wù)的查詢方式，進(jìn)一步分析所書(shū)寫(xiě)SQL語(yǔ)句的正確性和規(guī)范性。

3.4 提升學(xué)生解決問(wèn)題能力

思維導(dǎo)圖可以幫助學(xué)生分析現(xiàn)有問(wèn)題中的已知條件、限制因素、可行方案和注意事項(xiàng)，幫助學(xué)生在細(xì)致規(guī)劃后選取適當(dāng)方案進(jìn)行實(shí)施，提升解決問(wèn)題的效率，同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生的空間直覺(jué)思維，鍛煉從大處著眼、把握重點(diǎn)、逐個(gè)擊破的問(wèn)題解決方法，提高學(xué)習(xí)效率。這種解決問(wèn)題的方式遵從于系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，思維導(dǎo)圖把這種思考方式可視化，讓小組內(nèi)不同成員能夠準(zhǔn)確把握問(wèn)題所在，了解學(xué)習(xí)伙伴的解決方法，并對(duì)不同的方案直觀呈現(xiàn)，更易于比較分析。例如，任務(wù)中的查詢語(yǔ)句撰寫(xiě)，不同的學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求編寫(xiě)出來(lái)的SQL語(yǔ)句是不相同的，學(xué)生可以利用思維導(dǎo)圖直觀對(duì)比所有SQL語(yǔ)句的優(yōu)劣，選取最合適的語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)小組任務(wù)操作。

3.5 提供協(xié)同建構(gòu)工具

根據(jù)美國(guó)緬因州國(guó)家訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室的研究成果——學(xué)習(xí)金字塔顯示，學(xué)習(xí)效果在30%以下的幾種傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，都是個(gè)人學(xué)習(xí)或被動(dòng)學(xué)習(xí)；而學(xué)習(xí)效果在50%以上的學(xué)習(xí)方式，都是團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)和參與式學(xué)習(xí)。我們要用科學(xué)研究的方式去組織教學(xué)、引導(dǎo)學(xué)生，不僅要讓學(xué)生掌握和運(yùn)用知識(shí)，更要讓他們學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法，從而培育學(xué)生的科研創(chuàng)新精神。我們把思維導(dǎo)圖引入本科生的教學(xué)，作為討論交流的工具，這樣做可以支持協(xié)同知識(shí)建構(gòu)的進(jìn)行。例如，在多級(jí)嵌套exists語(yǔ)句教學(xué)過(guò)程中，常規(guī)舉例講授的方法對(duì)不同學(xué)生知識(shí)掌握的程度不同。由于枯燥的代碼講授限制了學(xué)生的主動(dòng)思考，效果并不理想。有的學(xué)生只能從理論上掌握語(yǔ)句的特點(diǎn)，有的學(xué)生能夠掌握語(yǔ)句的執(zhí)行方法，有的學(xué)生能夠模仿寫(xiě)出正確的語(yǔ)句。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革過(guò)程中，我們?nèi)∠麊我坏拇a講授方式，利用思維導(dǎo)圖繪制案例分析的過(guò)程，開(kāi)展小組討論，要求小組結(jié)合自己的理解修改思維導(dǎo)圖。若不同小組意見(jiàn)差異較大，由各小組的陳述者展開(kāi)辯論，修訂并推選出最易理解的1～2幅成為最終的思維導(dǎo)圖，用以參考完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。學(xué)生普遍反映這樣的方式比單一教師講授實(shí)例的印象更深刻，理解更容易。思維導(dǎo)圖很好地支持了學(xué)生協(xié)同建構(gòu)新知識(shí)。

3.6 高效展現(xiàn)學(xué)習(xí)成果

學(xué)習(xí)成果既包含教師講授過(guò)程中學(xué)生獨(dú)立記下的筆記，又包含合作學(xué)習(xí)過(guò)程中小組的工作呈現(xiàn)。傳統(tǒng)流水賬式的筆記對(duì)學(xué)生幫助不大，很多學(xué)生機(jī)械地記下演示文稿中出現(xiàn)的文字，可是并沒(méi)有理會(huì)其中的含義。有些學(xué)者專門(mén)研究了一般筆記的問(wèn)題，例如，埋沒(méi)了關(guān)鍵詞、不容易記憶、浪費(fèi)時(shí)間、不能有效地刺激大腦等。而小組合作學(xué)習(xí)過(guò)程中自主學(xué)習(xí)的成果匯報(bào)，若采用演示文稿輔助呈現(xiàn)，學(xué)生常會(huì)出現(xiàn)照念文稿文字、邏輯思路不清晰、重點(diǎn)不突出等問(wèn)題。利用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)筆記或者合作學(xué)習(xí)成果的優(yōu)勢(shì)有3個(gè)：第一，避免了死記硬背，將自己的知識(shí)融入到了思維導(dǎo)圖中，使講解變得生動(dòng)；第二，避免了課堂筆記帶來(lái)的單調(diào)無(wú)聊，節(jié)約了記錄時(shí)間，學(xué)生更能集中精力思考主題，保持了思維的連續(xù)性；第三，思維導(dǎo)圖末端開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)會(huì)增強(qiáng)大腦對(duì)知識(shí)的“渴望”，激發(fā)學(xué)生的探究意識(shí)，而且使新信息的補(bǔ)充更加方便。

4、結(jié)語(yǔ)

思維導(dǎo)圖的優(yōu)勢(shì)是明顯的，但現(xiàn)今還沒(méi)有被廣泛應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，原因可能有3點(diǎn)：第一，從思維導(dǎo)圖教育應(yīng)用的使用者來(lái)看，這一認(rèn)知工具的應(yīng)用有賴于思維導(dǎo)圖教育應(yīng)用推動(dòng)者的技術(shù)敏感度和教學(xué)創(chuàng)新的自我驅(qū)動(dòng)力。從文獻(xiàn)的分析來(lái)看，教育技術(shù)學(xué)科的教師更愿嘗試將新興技術(shù)作為提升教學(xué)效率的手段，所以在其他專業(yè)不易普及。第二，思維導(dǎo)圖的掌握有一定的階段性。一般培訓(xùn)和教學(xué)定位在初級(jí)階段，僅把其當(dāng)作一種方法或軟件傳授，沒(méi)有結(jié)合具體的教學(xué)應(yīng)用，在后期真實(shí)情境使用時(shí)缺乏指導(dǎo)，使學(xué)習(xí)者掌握思維導(dǎo)圖教學(xué)應(yīng)用技巧困難加大。第三，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，基于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力的認(rèn)可，我們較為重視知識(shí)傳授的結(jié)果，而忽略知識(shí)掌握的過(guò)程，所以針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中師生思維方式的研究不多。

筆者在數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用的教學(xué)過(guò)程中引入患維導(dǎo)圖，不僅是要推廣一個(gè)優(yōu)秀的教學(xué)方法，而且希望能夠培養(yǎng)學(xué)生如下能力：第一，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力，按照從中心到分支繪制的思維導(dǎo)圖可以引導(dǎo)學(xué)生的發(fā)散思維；第二，培養(yǎng)學(xué)生的直覺(jué)思維能力，突出重點(diǎn)的思維導(dǎo)圖可以培養(yǎng)學(xué)生從全局人手，把握重點(diǎn)，提高處理問(wèn)題的效率；第三，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，思維導(dǎo)圖工具能夠讓學(xué)生分析因素之間的關(guān)系，理清主次，條理分明。這些能力的培養(yǎng)都充分契合教育技術(shù)學(xué)本科生當(dāng)前新的培養(yǎng)目標(biāo)需求，為其增強(qiáng)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力打下良好的基礎(chǔ)。

致謝

該論文得到四川省教育廳科研項(xiàng)目“基于信息技術(shù)的教學(xué)分析”、四川師范大學(xué)教學(xué)改革研究課題“提升交互白板的學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)能力促進(jìn)卓越教師培養(yǎng)”的支持，在此表示誠(chéng)摯感謝。