用思维导图增强软件工程教学效果

一、用思维导图做课堂引导

授课不等于照本宣科，把教科书上的内容全部拿出来讲一遍，那样不仅浪费时间，而且由于时间拖得太长，前后内容没办法连贯，学生很难形成对知识体系总体的把握，也抓不住学习的重点。对于教科书的作用，笔者授课时常常建议学生把教科书当成详细的参考书，只有在自己不理解课堂上某部分内容或者认为需要更为重点去关注某部分内容时，才有必要仔细研读书上相关的部分。而学生平时上课时要做的就是跟上教师授课的思路和理解讲授的内容重点。那么怎样才能达到这个目的，更好地发挥教师传授知识的作用呢？笔者的做法就是通过每节课的课前思维导图引导来完成。课前思维导图具体做法如下：首先提炼本节要讲授内容的重点、难点等关键词；其次，模拟大脑思考问题的逻辑性思维，以提问题的方式将这些关键词按顺序写在黑板上，这里的顺序就用发散性的线条代表，课堂中逐步添加显示；然后添加各关键词之间的联系及相关外扩内容，各知识内容的重点难点处以醒目颜色及线条标识；最后，课前思维导图就形成了。软件工程概述这一节的课前思维导图如图1所示。这个思维导图在整节课的教学过程中一直呈现在黑板上，本节的课堂教学就是以回答这些问题的方式，沿着这个思维导图的顺序逐步讲述，逐步补充内容。这样本节的内容就能顺利成章、顺畅连贯地传授，而且各部分之间的联系与知识要点都体现出来了，省去了学生课堂上自己组织前后关系、提炼重点的过程，使学生在课堂上更为关注知识本身。学生反馈说这种方式将书上零散的内容组织起来了，不仅上课跟得上了，而且更清楚地知道了内容之间的联系，同时难点、重点一目了然，需要集中注意力的地方和只需要了解一下的地方分得很清楚。学生上课的专心程度明显比以前有很大改善。这种方式同时也告诉大家知识的各部分之间不是孤立存在的，而是相互联系的，因此学习过程中要用联系的、逻辑性的思维来理解问题。

二、用思维导图做章节总结

《软件工程》这门课概念多、原理多，书上的内容虽详细，但不够系统，逻辑性不强。由于课时有限，而教师又要教授足够多的内容，因此一节课的内容可能牵涉到教科书上十多页甚至几十页的内容。对于学业繁重的本科生来说，每次上课前都要花几天时间预习这么多内容，是很难让人吃得消的。笔者的做法是特别强调课后复习的重要性。知识只有经过不断复习才能得到巩固，才能在学以致用的时候发挥效益。为了帮助大家复习，在每章结束的时候，笔者都会有意识地带领学生一起将本章内容回顾一遍，通过提取关键词，做关键词连接，逐渐添加细节等步骤，累积做成本章的思维导图。事实证明，课后复习时使用这种精炼的思维导图可以节省学生80％以上的时间，而且重点突出，脉络清楚，左右大脑同时启用，事半功倍。笔者以软件工程学中非常重要的需求分析为例来说明如何引导学生绘制思维导图。需求分析对于获得高质量的、成功的软件来说非常重要。需求分析中的错误发现得越晚，后面付出的代价越大，甚至可能会导致整个软件的失败。本章总结时，先明确需求分析就是我们的中心主题，画在思维导图的中心；之后边回答与之相关的问题，边提炼关键词并为其做出连接。首先带领大家回想“近50％的软件失败是由于需求分析的问题”，从而引出“重要性”这个关键词，同时还要意识到“软件公司明白需求分析的重要性，为什么还是在这里出问题”，因此引出“困难”这个关键词；其次要明确需求分析到底分析什么？也就是需求分析的“内容”是什么，包括功能需求、非功能需求和领域需求3个方面；接下来就是需求分析的“工作”了，实际上就是做完前面提到的“内容”。这里还可以概括一下“任务”，明确软件系统要做什么，这是和需求分析的工作密切相关的；知道了做什么，那要怎么做呢？就是“如何做”的问题，这里有4个步骤：先“获取需求”；然后“分析建模”；完成需求分析之后要与用户一起“确认”；后续工作中可能会对需求分析做一定的变更和“演进”。这里最为重要的部分，也是本章的重点就是“分析建模”部分，这里讲了3种技术和4种方法；本阶段作为软件生命期中极为重要的阶段，其成果就是“需求说明书”。最后用非常醒目的颜色和图形对本章的重点和难点进行标识，目的是加深学生的形象记忆效果。如“分析建模”中的结构化分析（SA）方法和面向对象分析（OOA）方法是本章最重要的部分，要求学生不仅理解、掌握而且要会运用，因此采用特别鲜艳的红色和橙色标识其重要性。又如“需求说明书”可以作为用户与软件开发部门的合同、软件设计与开发的依据、软件最后验收的依据，也是需要大家特别关注的，用深绿色显示。如此这般，本章的思维导图可以做出如图2所示。思维导图不能画得过于详细，否则就失去了它引导的作用，章节的思维导图到此为止，剩余空间留给学生自己去补充和细化。学生必须自己筛选内容、组合、联想，甚至发挥他们的创造力来完善这个图。这样不仅调动了他们主动思考的积极性，而且锻炼了学生的组织能力、逻辑思维和创造力。

三、用思维导图做课程总结

在最后的课程总结和复习时，笔者会做一个更精炼的思维导图。这个思维导图不再是以章节来划分了，而是站在全局的观点，从项目开发的角度，将各部分的知识以联系的层次关系来描述。整个思维导图（见图3）很像是描述软件生命周期的瀑布模型。事实上，它正是在这个学生极为熟悉的软件开发模型的基础上改编而成的。它将整个软件工程体系的各部分有机地联系在一起，而且把各部分的思维过程及该部分的重要成果直观形象地表现出来，有助于学生在了解是什么的基础上，更知道为什么，进而扩展到怎么用的层面。这种整体架构的复习将机械学习变成了有意义的学习建构，对于教与学都有积极的意义。

四、小结

目前思维导图在教学中的运用还有很大的改进空间。从大脑记忆的效率来看，自己创造的笔记更实用，更利于复习和记忆，更有效率。而目前教学中使用的思维导图大部分是教师自己提炼总结出来的，带有教师自己的理解和思维在里面，学生的参与程度还比较有限。如果学生能够自己创作出丰富多彩、更有个人特色的思维导图，而不是重复理解和背诵教师给的思维导图，学生的学习应该会更有效率。

作者：王玲 单位：电子科技大学