应用思维导图 提高学习绩效

应用思维导图 提高学习绩效

张豪锋 王娟 

    摘要：思维导图工具和基于思维可视化原理的理念应用到教育领域以来已经产生了积极的影响。本文采用案例分析的方法，主要分析了思维导图在支持学习过程，提高学习绩效方面的潜在优势，探讨了“思维导图”的理论基础，并具体探究其在学习过程中的应用。作为一个近几年来新兴的研究视角，文章从思维导图和学习绩效的关系进行分析，以期为基于思维导图的教育教学应用提供借鉴。

   关键词： 思维导图 学习绩效

    思维导图工具和基于思维可视化原理的理念引入到教育领域以来，已经在教育教学过程中产生了积极的影响。尤其是基于思维导图的学习过程很好地体现了建构主义学习理论的理念和灵活交互的特征，在国内外的中小学教育改革实践项目中进行得如火似荼。英国已经把思维导图作为国民中小学的必修课程，新加坡、韩国、日本、德国、美国等国家的教育教学机构也已经开始对该课题进行研究和探索。

    在我国，目前关于思维导图的研究和应用还处于介绍和引进阶段，但是其潜在的教育应用的价值已经引起教育工作者，尤其是教育技术研究者的高度关注。上海师范大学黎加厚教授认为“思维导图”即“概念图” ^[1]，北京师范大学知识工程研究中心的赵国庆和陆志坚老师对两者进行了辨析^[2]；曲志男和河北唐山开滦二中的齐伟等中小学一线教师对思维导图的使用和探索较早，并通过网络博客（blog）分享各自的应用体会和思考。本文将基于这些研究和探索，重点分析“思维导图”的理论基础以及思维导图在提高学习绩效方面的优势，并具体介绍了基于思维导图的学习应用，以期为更多的一线教师所了解、掌握和应用。

一、“思维导图”的涵义及理论基础

1.何谓“思维导图”

    思维导图（Mind Mapping）是英国学者托尼.巴赞（Tony Buzan ）在20世纪60年代所创，刚开始只是作为一种新的笔记方法，现在已经发展成为一种组织性思维工具。

    “思维导图”按照发散性思考的特征，把注意的焦点清晰地集中在中央图形上，主题的主干从中央向四周放射；分支由一个关键的图形或写在产生联想的线条上面的关键词构成，次级话题也以分支形式表现出来，附在较高层次的分支上；各分支形成一个连接的节点结构并且末端开放^[3]。因此，思维导图在表现形式上是树状发散结构，见图1所示。

图1 关于水果的思维导图 

2. “思维导图”的理论基础

（1）人脑神经生理基础

    人的心理是通过人脑、人的整个神经系统的活动而实现的。神经元（也叫神经细胞）是构成人神经系统的基本结构和功能单位。神经细胞跟其他细胞明显不同，它的细胞体生有许多突起，分为轴突和树突（见图2）。神经元具有接收刺激、传递和整合信息的功能。人脑内约有1000亿个神经元。各个神经元的突起未端都与多个神经元的突起相连接，形成非常复杂的网络。这个复杂的网络就是人体内的信息传递和处理系统。

图2 神经元及其模式图

（图片来源：http://www.pep.com.cn/200406/ca464951.htm）

    由此可以看出，人脑自然的信息加工方式就是树状发散式的。我们对图1和图2进行比较，会发现两者的相似之处。实际上“思维导图”正是在此基础上提出的一种将发散式思考具体化的方法。

    另外，脑科学研究还发现人的大脑由左右两部分组成。左大脑负责语言、逻辑和数字等理性思考，而右大脑负责心象、直觉和感性等。由于知性所进化的现代人的脑，左脑比右脑稍大。左右脑的失衡发展将会导致人的发展不平衡。 “思维导图”善用左右脑的功能，藉由颜色、图像、符码的使用，不但可以协助我们增进记忆和优化学习，还有助于左右脑的协调发展。

（2）学习与记忆信息加工模型中的“组块理论”

    现代心理学家一般把人类的学习过程看作信息加工过程，认为人脑可以像计算机一样从外界接收信息，并对信息进行加工编码，存储在记忆系统中，当需要时再进行提取并做出相应的反应。这个过程中预期系统和控制系统起着指引和决策的作用。在信息加工过程中有两个非常重要的组成部分：工作记忆和长时记忆。工作记忆的容量有限，通常只有5-9个信息组块。工作记忆中的信息经过加工进入长时记忆。人脑长时记忆的容量是无限的，但其中的信息是相对静止的，如果不被工作记忆激活，则会出现遗忘。因此为了增大工作记忆容量，应该把散乱的信息组成信息块。这也正是“思维导图”能够做到的。

（3）“双编码理论”

    要提高人类学习的绩效，最需要关注的是知识的表征。知识的表征是指人在自己的工作记忆和长时记忆中对信息的表式方式。对此，Paivio了提出“双编码理论”。Paivio声明：人类的认知是独特的。它在同时处理语言和非语言对象时非常特别。该理论认为，语言系统直接处理语言的输入和输出（以演讲和书写的形式），同时充当非语言对象、事件和行为的符号功能，任何的表征理论都必须符合这一二重性。该理论设想有两个认知自系统，一个专门用于表征和处理非语言对象（如表象），另一个则专门用于处理语言对象。Paivio还假定有两个不同类型的表征单元：imagens和logogens。Imagens 用于表征心理图像，logogens用于表示语言实体。logogens是以关联和层次的形式组织的，而imagens 是以部分-整体关系组织的^[4]。“双编码理论”认为认为长时记忆中的信息既可以由语义编码，也可以用形象编码，并且凡是能进行“双编码”的信息则容易保持，因为在提取时，该信息比仅用一种形式编码的信息多一层提取线索。因此，“双编码”是有效和高效思维的重要方面。

    “思维导图”采用文字结合图形的方式，通过联想和连接去帮助组织知识并使之结构化，符合“双编码理论”的要求，使知识的获取、存储和提取更加便捷高效。

二、“思维导图”在提高学习绩效方面的优势

1.信息提炼中的“梳理”和“压缩”功能

    思维导图仅用关键词、图形和连线等可以把一节课、一个单元的知识甚至一本书、一门课程的内容“梳理”并“压缩”成由关键信息及其联系所组成的一张图，去除了冗余杂乱的信息，保留了关键内容，这不仅便于加速资料的累积量，大大减轻了记忆的负担，更将数据依据彼此间的关联性分层分类管理，使资料的储存、管理及应用更加系统化，从而提高大脑运作的效率，使学习者在浩瀚无边的知识海洋中能够快速获取所需的知识，获得成就感，因而增强学习的兴趣和信心。所谓：学海无涯“图”作舟，学亦乐乎。

2.信息加工过程中的可视化和可操作性

    思维导图运用图形化技术来表达人类思维的发散性特质，借助于文字、图像、色彩和线条等组成的简单明了的图形把复杂内隐的思维过程呈现出来，在一定程度上实现了隐性知识的可视化、显性化，便于理清思维脉络，便于自己回顾整个思维过程，促进学习者的反思；同时也便于交流，有利于他人及时给予恰当的反馈，使得不正确的思路能够得到及时的修改，从而使我们的思维过程变得可以操作。

3.信息扩展中的“发散”与“收敛”并存

    吉尔福特在研究智力结构时，运用因素分析法发现了发散和收敛两种不同类型的思维。发散性思维又称发散性认知加工方式，它是一种不受常规束缚，寻求变异，寻找多种解题途径的思维方式。收敛性思维即收敛性认知加工方式是指用已有的知识经验或传统模式去分析问题和解决问题的一种有方向、有范围、有条理、有组织的思维方式。发散性思维与收敛性思维既是对立的，又是统一的，是一个辩证的统一体。创造力是“一种以发散性思维为核心、收敛性思维为支持因素、发散性与收敛性有机结合的操作方式^[5]”。因此要培养学生的创造力和创新精神必须同时重视这两种认知加工方式的锻炼。

    思维导图提供思维的“全景图”，可以使人的思维从焦点问题出发，在不同的分支上无限地发散和延伸，从而突破收敛性思维的束缚，激发出灵感的火花，产生创造性思维和创新的方案等；同时，它也可以使思维从分支中跳跃出来，随时纵览全局，把握思维的重点和方向，避免无限制和无益的发散。所以说，思维导图不失为一种培养学生良好思维品质的有效工具和方法。

4. 左脑+右脑的“全脑”思考模式

    脑科学研究发现人类的右半脑开发和利用非常有限。 “人脑好像一个沉睡的巨人，我们只用了不到1%的脑力。一个正常的大脑记忆容量有大约6亿本书的知识总量，相当于一部大型电脑存储量的120万倍^[6]。” 托尼.巴赞发现，人类大脑的各种技巧如果能被和谐而巧妙地运用，将比彼此分开工作产生更大的效率^[6]。而思维导图利用了左脑+右脑的“全脑”思考模式，有利于激发大脑的潜能并使大脑平衡协调发展。

    综上所述，无论是在效率、效果还是效益上，思维导图都比传统学习方法更有效。美国管理学作家Dr Tony Turrill评价说：“思维导图可以让复杂的问题变得非常简单，简单到可以在一张纸上画出来，让你一下子看到问题的全部。它的另一个巨大优势是随着问题的发展，你可以几乎不费吹灰之力地在原有的基础上对问题加以延伸^[7]。”波音公司将原本须费时一年才能上完的关于飞机维修技术的培训，运用思维导图方法重新整理课程之后（将所有的飞机维修工作手册绘成一张25英尺的思维导图），仅花了短短数周便有效地执行完成了训练计划，估计因为运用思维导图作为教育训练工具所节省的经费达美金一仟一百万^[7]。        

三、基于“思维导图”的学习应用

    按照信息加工理论的观点，学习的一般过程包括信息的接收、加工、存储和提取等，其中每一步都要受到控制系统的作用。在这些环节中引入“思维导图”，将会大大提高学习绩效。

1.“思维导图”用于获取和存储知识

    在知识获取阶段，如阅读书籍、课堂学习、听报告和演讲等，只要是需要接受信息，都可以用思维导图做笔记，它能帮助您把这些信息很容易地组织成一张图表，使理解和记忆变得更轻松。另外，通过绘制思维导图，可以把杂乱的信息有条理地组织起来牢固地存储在人脑中，同时也使得抽象的知识以知识网络图的形式呈现出来，变得可视化。

    以高中历史课程《世界近代现史》上册中《马克思主义的诞生》的课堂学习为例。这一节课老师要讲马克思主义的理论来源、《共产党宣言》和巴黎公社的实践等，信息量很大。在听课时，学生可以用“思维导图”做笔记来帮助理解和记忆。具体步骤如下：1课前准备好一张白纸（或者笔记本，便于保存）和几支彩笔；2上课后在老师导入新课时，学生把这节课的主题---“马克思主义的诞生”用较大的字体写在纸的中央，并根据老师的对这节课主要内容的介绍，从中央向外用不同颜色的彩笔画出三条分枝，分别写上“理论来源”、“诞生标志”、 “实践”等关键词;3当老师逐点讲解时，学生跟随讲解在各分支后根据需要添加新的分枝并记下关键词（若有时间可以配画一些与该知识点有关的图画）；4在对课堂进行小结时，学生可以独立或在老师的指导下找出这些知识点之间的关系，用连线标出，并用不同颜色注明本课知识的重点和难点。比如《共产党宣言》和马克思主义之间有怎样的关系？本课的重点是什么？各知识点的学习需要达到哪一个能力层级等（见图3）。因为所有的知识点都综合在一张图上，使学生很容易找到这些知识之间的关系，这不仅有利于他们建立良好的知识结构，而且有利于培养学生的科学思维。这样的做笔记方法不仅在本节课上能够帮助学生理解和掌握新知识，而且对于后续学习以及考前复习都非常有帮助。 

2. “思维导图”用于知识的提取和利用 

    以上我们知道了人们获取的知识都存储在人的长时记忆系统中，当需要使用这些知识时（如做练习题、考试等），从感应器中接收到的刺激信息（如某一道试题）就在人脑的知识库中进行检索，查找并与已有的相关信息“连接”起来，然后把有关信息提取出来，再结合具体情况来解决问题。因为按照“思维导图”组织的信息是由关键词及其间的联系组成的信息网络，所以按照关键词等进行查找和提取非常高效，甚至比我们通过功能强大的搜索引擎在网上查找资源还要快捷有效。因而，思维导图被誉为“人脑中巨大图书馆里出色的数据检索和存取系统^[8]”。使用“思维导图”，学到的越多，就越容易学到更多的东西，并能够更好地解决问题。

3.“思维导图”用于交流和共享

    绘制出的“思维导图”可以用于交流、共享，如协作学习、头脑风暴、师生交流、小组讨论等。

    以初中化学课程中的《质量守恒定律》小组协作探究学习为例。首先由教师提出问题----“在化学反应中，参加化学反应的各物质质量总和是否与反应后生成的各物质质量总和相等”，然后各学习小组展开讨论。每个都说出自己对这一问题的思考，并安排一名记录员用“思维导图”把大家讨论的内容一一记下，比如有人认为“相等”，也有人认为“不相等”；接着就会讨论用什么方法来验证各自的观点，最后共同决定采用实验法。接下来大家就会讨论选用什么实验药品、需要哪些实验器材、实验如何实施、结果如何评价等。当这个共同的思维导图完成时，大家对这个问题的认识已经比较清晰了。然后派一个代表到讲台上把这个思维导图展示给老师和全班同学，师生共同对各小组的方案进行评价，最后形成统一方案，由大家共享。在这过程中，每个组员的意见都被考虑，不仅可以增进学生与学生之间的知识交互，产生出更多观点甚至是创意，而且有助于学生之间及师生之间的情感交互，提升成员的团队归属感和合作意识。

4. “思维导图”用于评价、反思和调控

    运用“思维导图”的可视化优势，学习者自己或他人可以对认知过程和思维过程进行评价、反思、修改和调控，从而提升人们的认知技能。另外通过学习者对这一策略运用的成功与否进行反思，可以促进认知策略的迁移，提高人们的元认知技能，并逐渐达到学会学习的目的。

5.“思维导图”用于知识创新和思维创新

    人类的进步不仅要靠学习已有的知识和经验，更重要的是要创造新的知识。这就要求人们将已获取的知识进行组合、联系和联想，采用发散式思维，突破思维定势，进行知识创新。而这恰恰正是“思维导图”的优势所在。另外，运用“思维导图”还能够将人类不同智能之间用一个有效的方式联系起来。通过这种方式的训练，久而久之，不仅扩展了思维的深度与广度，而且还会在不同智能之间架起沟通的桥梁，甚至产生一种思维的跳跃，将原本不太可能联系起来的东西进行创造性的连接。这无形中锻炼了思维，会使人产生一种超出常人的创造力和想象力! ^[9]