安 曉 瑞

(隴南師范高等專科學校 數信學院，甘肅 隴南 742500)

思維導圖(The Mind Map)是表達發(fā)散性思維的有效圖形思維工具，它簡單、有效，是一種實用性的思維工具.思維導圖用圖文并重的方式，把各級主題的關系用相互隸屬與相關的層級圖表現(xiàn)出來，把主題、關鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接.思維導圖被稱為“瑞士軍刀”般的思維工具[1]，可用于生活的各個方面.思維導圖作為一種支持學習和工作的高效工具，其重點不在“圖”，而在“思維”，或者說是“圖導思維”，其核心價值是激發(fā)思維和整理思維，核心特征是非線性和可視化[2].思維導圖在教學中的運用體現(xiàn)在四個方面：一是通過提取關鍵詞將碎片化的知識聯(lián)系起來，形成內部邏輯結構，并以圖解的形式呈現(xiàn)知識體系的結構，使知識體系化、層次化；二是幫助學生理順思維和拓展思路，形成系統(tǒng)的思考能力，改變被動接受和機械記憶知識的狀況；三是有助于培養(yǎng)學生提煉、歸納、評價知識的高級思維能力；四是促進教師進行系統(tǒng)教學，注重知識間的縱橫聯(lián)系[3].

網絡安全基礎是網絡或信息安全相關專業(yè)開設的專業(yè)課程，具有很強的專業(yè)性，內容涉及計算機科學、網絡技術、網絡安全技術、信息論、密碼技術、操作系統(tǒng)、數據庫等方面，是一門多學科交叉的基礎課程.該課程內容多，涉及面廣，理論性和實踐性都很強，對學生的科學素質和實踐能力的培養(yǎng)具有重要作用.學生學習時，由于概念抽象和難以理解而存在一定的難度，而思維導圖的繪制過程就是對大腦中的知識和想法進行“碎片整理”并“不斷優(yōu)化”的過程[4]，因此，本文試將思維導圖運用在網絡安全基礎課程教學中，通過梳理相關知識之間的關系，幫助學生建立系統(tǒng)化的知識體系，對教學效果和教學中存在的問題進行深入研究.

1 研究對象與方法

研究對象為隴南師范高等?？茖W校三年制計算機應用技術專業(yè)2018級二個班(人數分別為46和48)和信息安全與管理專業(yè)2018級一個班(人數為51)的學生，選取計算機應用技術專業(yè)2018級1班為實驗班、2班為對照班，信息安全與管理專業(yè)的班為實驗班.實驗班運用思維導圖教學，對照班采用傳統(tǒng)方式教學.教材均選用清華大學出版社出版的《計算機網絡安全基礎》(杜文才編寫).采用相同的教學大綱、教學內容、任課教師和考評方式.

采用實驗法、文獻資料法和數理統(tǒng)計法進行研究.通過對比同類研究成果，為改進教學提供參考.利用Excel和SPSS軟件對成績數據進行歸類統(tǒng)計.

2 思維導圖在課程教學過程中的應用

在網絡安全基礎課程教學過程中，一是講授思維導圖軟件(Mind Manager)的操作方法，讓學生掌握軟件的基本使用方法；二是建立課程章與章之間的思維導圖，見圖1，并區(qū)分重點、難點章節(jié)，讓學生對課程的知識框架產生清晰的認識;三是讓學生根據講授過程，嘗試使用思維導圖軟件建立課程章與章之間的關系圖.

圖1 計算機網絡安全基礎課程章與章之間的關系圖

2.1 課前

教師運用思維導圖備課時，要理清思路，突出重點、難點.基于思維導圖的教學設計需要從四方面入手.第一，確定本章與本書所有內容的邏輯關系.第二，仔細研讀本章教學內容，把握本章所需講授的內容，確定教學的重點、難點和其中的內在聯(lián)系，并構建本章的重點、難點、教學目標、教學方法、教學過程的思維導圖.第三，透徹分析本章節(jié)的各個知識點，從授課內容中找到本章節(jié)的邏輯框架，讓學生能夠建立起知識間的聯(lián)系.第四，形成本章節(jié)知識結構的思維導圖，思考在課堂教學中如何引導學生建立思維導圖[5].

學生完善上節(jié)課的思維導圖，復習相關內容，預習新課，完成作業(yè).

2.2 課堂教學過程

教師可選取學生建立的優(yōu)秀的思維導圖或自行建立的思維導圖對上節(jié)課學習的內容進行回顧，幫助學生對認知結構中原有的觀念或之前所學的內容進行復習，并與本節(jié)課將要學習的知識產生關聯(lián).教師告知學生本節(jié)課的重點、難點及教授的內容，展示自己建立的本節(jié)課的思維導圖，并根據思維導圖進行本節(jié)課內容的講解.每講解一個知識點，需要學生建立不同知識點的關鍵詞圖.當本節(jié)課講解完成后，建立各知識點之間的聯(lián)系，即建立一個層次分明、邏輯性強的思維導圖，以利于提高學生的學習效率.

對于比較容易理解的章節(jié)，教師可安排學生自主學習，學生掌握知識后先獨立建立思維導圖.教師再根據學生建立思維導圖的情況對內容進行梳理,也可設計問題列表，讓學生回答問題，理解知識，進行建圖.對于比較難理解的章節(jié)，教師要引導學生搞明白相關的知識內容，讓學生自行建圖.教師利用自己建立的思維導圖為學生進行補充講解，讓學生更加輕松地掌握知識.

2.3 課堂總結

本節(jié)課講授結束后，教師可以選取學生建立的優(yōu)秀和較差的思維導圖進行對比，幫助學生掌握思維導圖建立的方法，激發(fā)學生思考，對所學知識進行梳理和總結.教師也可以讓部分學生對照自己建立的思維導圖對每一部分的知識進行回顧，最終制作一張有助于促進學生有條理地記憶重難點知識，理解知識內在結構，展示清晰思路的思維導圖.

2.4 課后

收集學生建立的思維導圖，評判學生本節(jié)課對知識的掌握情況，發(fā)現(xiàn)教學過程中哪些內容沒有講清楚，學生對思維導圖軟件的運用情況怎樣，確定下節(jié)課需要對哪些內容進行補充講解.學生可以應用思維導圖進行課程復習，搞清章節(jié)之間、各部分知識之間的邏輯關系.

2.5 課程考核

教師可根據學生制作的思維導圖，從知識的系統(tǒng)性、合理性和圖的清晰度、精美度等方面對學生的平時學習效果進行判定，分析學生對課程知識的掌握情況，發(fā)現(xiàn)存在的問題.

3 思維導圖的應用效果分析

課程結束后，通過考試來分析思維導圖的應用效果.考試內容緊扣課程教學大綱要求，重視對基礎知識和基本技能的考查，密切聯(lián)系教材，關注學生的實際情況，題量和題目的難易程度適中，覆蓋面廣，能較好地體現(xiàn)課程的教學目標.

3.1 對課程成績的影響分析

將實驗班和對照班的期末考試成績進行對比分析，具體情況見表1-2.

表1 期末考試成績分段分布情況

由表1可知，考試成績在80分以上的人數實驗班高于對照班，50分以下的人數實驗班低于對照班.這說明采用思維導圖有助于學生綜合素質的培養(yǎng)，可以幫助學生掌握相關知識.

由表2可知，優(yōu)秀率、及格率、低分率、平均分實驗班均高于對照班.這也表明思維導圖對學生成績的提高有幫助且效果明顯.

表2 期末成績統(tǒng)計情況

3.2 對不同題型成績的統(tǒng)計對比

整個卷面分值為100分，單選題、填空題重點考察學生對基礎知識的掌握情況，屬于客觀題型.多選題、簡答題、論述題主要考察學生對基礎理論的理解能力、分析推理能力，屬于主觀題型，整個考試內容以創(chuàng)設問題情境、兼顧基礎知識、重視能力培養(yǎng)為目的.各題型得分情況見表3.

表3 各題型得分情況對比

由表3可知，實驗班各題型的得分均高于對照班.無論是客觀題還是主觀題，思維導圖都能幫助學生構建課程知識體系，加深對知識的理解和應用，通過學習內化知識，形成自己的認知模型.

4 總結與反思

運用“先見林、再來看樹”的方式，讓學生在漸進式、多元化的教學中，看到知識點與課程的邏輯關系，從而激發(fā)學生持續(xù)學習的興趣，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力.讓學生先見森林后見樹，幫助學生建立穩(wěn)定的知識結構體系，把碎片化的知識系統(tǒng)化.通過思維導圖，可建立網絡安全基礎課程的知識體系，使知識系統(tǒng)化，減少學生對理論知識的認知障礙.實驗表明，應用思維導圖有助于提高教學效果.

4.1 思維導圖對教學的作用

(1)提高師生的發(fā)散思維能力

思維能力的培養(yǎng)比單純學習知識更重要.基于思維導圖教學，一方面在課程知識傳授過程中，讓學生活學活用；另一方面引導學生進行發(fā)散思維訓練，建立完整的課程知識體系與邏輯結構.通過思維導圖，可對課程內容進行概括、推理、歸納、分析等，教師和學生的發(fā)散思維能力均可得到提高.

(2)提高課堂教學效果

在每節(jié)課中，教師會確定教學主題，建立本節(jié)課的關鍵詞和知識點的思維導圖，形成清晰的知識脈絡.這樣，教師對授課內容的理解會更加深入和透徹，更能準確地控制教學進度；使學生理解并把握知識內容，通過提取關鍵詞形成知識點之間的邏輯關系.因此，有利于提高課堂教學效果.

(3)有利于形成完整的知識體系結構

運用思維導圖來組織網絡安全基礎課程教學活動，可將碎片化和復雜化的知識點簡化成層次清晰、邏輯性強、簡單明了的知識圖譜，幫助學生建立知識點間的關聯(lián)，形成完整的知識體系結構[6].

4.2 在課堂教學中的注意事項

(1)注意學生繪圖差異

有些學生繪制的圖缺乏科學性，不能準確地反映出知識的邏輯結構；有些學生可能對本節(jié)內容理解得不透徹，在腦海中沒有形成相關知識脈絡，繪圖比較粗糙，不熟悉或者不愿使用思維導圖軟件；有的學生關鍵詞提取不準確，繪制的圖不能準確地反映教學內容.這就需要引導學生了解思維導圖的優(yōu)勢及作用，幫助學生梳理知識間的邏輯關系，掌握相關內容，并提煉出要點.

(2)注意課堂時間利用

通過教學發(fā)現(xiàn)，有些學生對課程不預習，課前不進行思維導圖的繪制；有些學生能跟上教師的進度，完成章節(jié)的思維導圖制作.原因在于學生自主學習的習慣沒有養(yǎng)成，不愿意或沒時間安排預習.課堂上要對學生的預習情況進行檢查，預習與否要通過平時成績體現(xiàn)出來，并在講授新課時展示預習時學生制作的思維導圖.讓學生組成學習小組，選出組長，分配任務，協(xié)同完成思維導圖制作.這樣在課堂上就不會用大量的時間繪圖，而是完善圖.

(3)注意區(qū)別筆記和思維導圖

建立思維導圖是一種可以事半功倍的方法[1].通常，筆記以列表或線性方式呈現(xiàn)知識，運用符號或數字表示邏輯關系，內容多為原文或敘述形式，關鍵詞模糊且不易記憶，缺乏知識關聯(lián)和思維過程.思維導圖則是通過思考后提取關鍵詞，以多維度(圖形、樹形或網狀)、多色彩方式展現(xiàn)內容，將零散的、碎片的知識關聯(lián)起來形成層次分明、邏輯性強、條理清楚的圖形，有助于快速回顧和有效記憶.要引導學生注意二者的區(qū)別，合理使用.

(4)注意加強知識儲備

計算機理論課在教學內容上，應更加關注新技術.教師要不斷更新自身知識，不斷提高自身理論水平，不斷豐富專業(yè)知識，不斷進行科學研究，只有這樣才能跟上技術的發(fā)展步伐，教授給學生的知識才能不脫離技術的發(fā)展.

(5)注意使用多樣化的課程教學方法和資源

在使用思維導圖進行課堂教學的過程中，一是應考慮教學方法的多樣化，比如，采用項目教學法、情景教學法和翻轉課堂等來豐富課堂教學過程；二是準備和應用多樣化的學習資源，給學生不同的感官體驗，提高學生的學習興趣.

(6)注重理論聯(lián)系實際

教師要了解和掌握工作崗位對專業(yè)的能力需求，優(yōu)化教學內容，將理論知識與實際問題相結合，設置項目或場景開展教學，讓學生在學習過程中感受到工作崗位中理論知識的重要性.