新課標下思維導圖軟件在初中課堂教學中的應用研究開題報告

《新課標下思維導圖軟件在初中課堂教學中的應用研究》開題報告

蘭鐵四中課題組 馮小凌

各位領導、老師們：

今天邀請大家參加我校《新課標下思維導圖軟件在初中課堂教學中的應用研究》課題

開題報告會,非常感謝大家的光臨和支持。

《新課標下思維導圖軟件在初中課堂教學中的應用研究》課題是蘭州市教育科研“十

一五”規劃2010年度市級規劃課題.經領導批準，今天開題。我代表課題研究組,將本課題

的有關情況匯報如下：

一、核心概念的界定：

? 什么是思維導圖？

思維導圖(Mind Mapping）是英國人托尼.巴贊創造的一種記錄思維活動的方法，它與傳

統的直線記錄方法完全不同,它以直觀形象的圖示建立起各個概念，是一種將思想圖象化的

技巧,是將知識結構圖象化的過程。它包含有概念圖（Concept Mindmapping）、群聚法

(Clustering）和心靈地圖（Mindmapping）。三者之間的差別在于：概念圖的制作過程是將高

層次概念寫在白紙上方,再向下發展次級概念；群聚法則是將主題寫在白紙的中間，再向各

方發展子題、次子題；心靈地圖則是在發展知識結構的過程中，加入簡單的圖畫,使圖形的

訊息交互出現,增強記憶，活化知識結構.

思維導圖基于對人腦的模擬,它的整個畫面正像人的大腦結構（分布著許多“溝"“回”），

其模擬突出了思維內容的重心和層次，強化了聯想功能。

人腦對圖像的加工記憶能力大約是文字的1000倍，思維導圖運用圖文并重的技巧,把各級主

題的關系用相互隸屬與相關的層級圖表現出來，把主題關鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接,

充分運用左右腦的機能，利用記憶、閱讀、思維的規律，協助人們在科學與藝術、邏輯與想

象之間平衡發展,從而開啟人類大腦的無限潛能。因此，思維導圖具有推動人類思維的強大

功能.

思維導圖是一種將放射性思維具體化的方法。人類從一出生即開始累積這些龐大而復雜

的數據庫,大腦驚人的儲存能力使我們累積了大量的資料，經由思維導圖的放射性思考方法，

除了加速資料的累積量外，更多的是將數據依據彼此間的關聯性分層分類管理，使資料的儲

存、管理及應用更加系統化或者更有條理性，從而極大地提高了大腦運作的效率。

思維導圖的放射性結構反映了大腦的自然結構，它對以筆記形式出現的知識體系進行快速構

建與擴展,從而得到一張所有的相關的、有內在聯系的清晰和準確的知識架構圖，可以快速

有效的進行知識的管理。用一句簡單的話來說，就是它可以幫助我們學習、思考及解決問題,

使我們的思考過程可視化，最大限度的使我們的大腦潛能得到開發。

? 思維導圖軟件簡介

目前,思維導圖軟件比較多，既有MindManager、MindMapper、VisualMind、Headca、

Inspiration等商業軟件，也有Freemind這樣的開放源程序。而國內目前也自主開發出一

些軟件如易思－認知助手、KeystoneConceptMap等。其中美國Mindjet公司的MindManager

是一款比較專業的優秀思維導圖軟件。MindManager是德國程序師MikeJettier編寫，目

前大概在全世界65％以上的國家(地區)中的商業、政府、教育、集團公司等領域中使用，

用戶達75萬.MindManager軟件是一個以制作思維導圖為主要功能的軟件.它提供兩種工作

環境：圖表形式和大綱形式.圖表形式利于顯示各要點之間的聯系；大綱形式利于組織書寫

文件的要點。使用者可借助這個軟件制作出圖文并茂、色彩鮮艷、有動感的各類型、不同

層次的思維導圖；也可借助這個軟件組織文字內容，擬寫內容大綱。通過視覺上的刺激,

可以讓使用者更清楚要點之間的聯系，使思維活動更活躍，思路更清晰，較之文字段落更

能促進學習及記憶.并且操作簡單，功能強大,可以插入各種格式的圖片、超鏈接、注釋、

子概念等，可以直接演示，也可以和PowerPoint、Word、網頁、PDF文件等進行直接轉換.

二、國內外研究現狀述評

1971年托尼·巴贊開始將他的研究成果集結成書，慢慢形成了發射性思考（Radiant

Thinking）和思維導圖法（Mind Mapping）的概念。引起了學術界對思維導圖的高度關注，

不斷出現了許多關于思維導圖的論文、著作,其中不乏涉及到利用思維導圖進行教學研究的

文章。由美國康奈爾大學(cornrnell university）教育系的Johp d Novak 教授在上世

紀60年代最早提出主動自覺地在教學活動中運用思維導圖來幫助教師和學生提高教學質

量.Novak教授認為，思維導圖對于學習者和教師同樣重要,可以在教學活動中幫助師生的

認知活動。此外，思維導圖作為幫助學生認知的工具,在美國的中小學教育中得到了廣泛的

應用,從《美國國家教育技術標準》所提供的教案范例和軟件資源目錄中也可以看到許多優

秀教案都使用了思維導圖。

相對于國外的發展來說,國內的思維導圖的應用還剛剛起步，教育界的很多教師和研究

人員也對此進行了積極的探索,在一些小學、中學、大學進行了思維導圖與學科教學的嘗試,

使思維導圖的應用無論在理論上還是實踐上都有了很大的發展.港澳臺地區有不少學校都

在推行思維導圖教學，特別是語文教學.如香港衛理中學的何嘉華老師,在香港大學舉辦的

2000年國際語文教育研討會上宣讀的《幫助學生提升寫作能力的捷徑-—思維導圖教學》

的論文,還有值得一提頗有借鑒意義的是澳門大學圖書館文獻中心收藏的梁佑澄所著的《以

思維導圖（mind map）為核心的學習輔導課程對初中學生之學習業成績提升之研究》。大陸

起步較晚，但發展迅猛，關于思維導圖應用于教學的研究越來越多.現在據互聯網所查，上

海師范大學教育技術學系主任黎加厚博士，北京師范大學網絡教育實驗室的趙國慶等已經

有眾多的教育界的先行者在關注和積極談討它的應用，還有河北省唐山市開灤二中的齊偉

老師把思維導圖應用于物理學中取得了一定的成果,桂林市中山中學一級教師石向東開展

了《“思維導圖”優化教學過程提高思政課實效》的課題研究等。目前中文互聯網上有不少

關于思維導圖的論壇，有利于人們互相切磋。可以肯定的是，在明確的可以預見的時間里，

思維導圖必將有更加廣泛的應用,也必將更加深入到教學的各個環節中去。

三、選題意義及研究價值

? 視覺教育理論

1946年,美國專家戴爾在他的《視聽教學法》一書中，研究了錄音、廣播等視聽教學

手段如何運用于教學,會產生怎樣的教學效果等一系列問題，總結了視聽教學方法，提出了

視聽教學理論，也就是說實物與模型等視覺符號更有助于人們對事物的理解。思維導圖就通

過把教育內容通過圖形的視覺形式來表現，可以促進對事物的形象認知和加深對知識的深度

理解.

? 思維可視化與認知工具觀

首先,可視化（visualize)是指一種通過可以覺察的視覺方式將思維進行外化呈現的

過程。事實上,可視化能夠大大提高學習者思維認知的表現績效,使他們的認知水平提升到一

個新的層面上,從而解決各種更加復雜的問題.思維導圖就通過將思維以視覺化的方式呈現，

從而通過智力相關的圖形化符號來連接創建一種對概念的信息和知識的認知模式。通過應用

可視化思維工具，將能提高成功的問題解決能力，并增加學習者的滿意度。認知工具

(Cognitive tools)由美國著名教學設計專家喬納森(Jonasn, 1996)提出，指可以幫助人

們完成認知任務，增強思考問題、解決問題以及學習認知能力的工具。在《Computer In The

Classroom： Mindtools for Critical Thinking》中,列舉了包括概念圖在內的八種常見認

知工具，把思維導圖看做是一種屬于促進認知和語義建構的認知工具。

? 學習支架/支架圖式論

作為一種教學策略，支架教學（Scaffolded Instruction）從維果斯基（Vygotsky，1978）

的社會文化理論和臨近發展區中發展而來,是指教師等人在支持學習者發展中,提供支持結

構以讓他們進入下一階段或水平的角色。主要是通過一個更有知識的人提供支架或支持來促

進學習者發展，讓學習者能夠完成自己無法獨立完成的任務，由此通過臨近發展區。當學習

者的知識和能力增加，越來越對自己的學習負責和自治時,教學者便漸漸減少了所提供的支

架支持.如果用教學支架的觀點來分析思維導圖的教學應用，意味著它應該體現為一種支持

結構，而這種支持結構將能夠有效地促進學習者的思維支撐和能力自治。圖形組織器

（Graphic Organizer)是一種思維導圖作為思維可視化支架的典型表現形式。圖形組織器能

夠通過特定的圖示來隱含特定的組織類型和結構關系，為教學者和學習者提供了一種使用信

息和認知加工的思維支持框架。

? 新課標理論

教師在教學過程中應與學生積極互動、共同發展，要處理好傳授知識與培養能力的關

系，注重培養學生的獨立性和自主性，引導學生質疑、調查、探究，在實踐中學習，促進

學生在教師指導下主動地、富有個性地學習。教師應尊重學生的人格，關注個體差異,滿足

不同學生的學習需要，創設能引導學生主動參與的教育環境,激發學生的學習積極性，培養

學生掌握和運用知識的態度和能力，使每個學生都能得到充分的發展。

大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用，促進信息技術與學科課程的整合，逐步

實現教學內容的呈現方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革,充分

發揮信息技術的優勢，為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具。

國內目前，思維導圖軟件指導初中課堂教學的研究并不多，如何利用思維導圖軟件進

行課堂教學的實踐經驗很不豐富，因此從此角度進行研究既能有效提高中學課堂教學效果，

又能實現新課標的目標還是很有意義的.

四、研究目標、內容、假設和擬創新點

1、研究目標:

以思維導圖軟件為載體，探索在初中課堂教學中創造新的教學方法，幫助師生掌握正

確有效的學習方法策略,促進教學效率,提高教學質量,并能更好、更快的實現新課標目標。

2、研究內容：

（1)如何借助思維導圖軟件進行建構主義支架教學等；

建構主義認為，要進行有意義的學習，就要將新舊知識聯系起來，通過同化和順化過

程,實現認知結構的發展（陳桂生：1998）。借助思維導圖軟件使學習者在主動構建知識結

構并形成思維導圖的過程中，促進學習者看到概念和知識之間的聯系，從而促進知識結構

的發展,進行支架教學。

（2）如何借助思維導圖軟件培養學生發散思維和創新思維;

創新思維是一種借助于想象與聯想、直覺與靈感,使人們的認識打破常規，尋求變異,

探索多種解決問題的新方案或新途徑的思維方式，是靈活運用多種思維方式的獨特思維過

程，是眾多思維方法的綜合、交替運用。而發散思維作為一種多角度、多方向，尋求多種

答案的思維方式，,最集中地體現了創新思維的性質和本質。發散思維又稱多向思維、輻射

思維，就是沿著不同的方向、不同的角度思考問題，從多方面尋找解決問題答案的思維方

式。它是一種綜合的、全方位、高層次的思維方式,是一種非線性思維，一種立體思維,具

有獨特性、變通性、多向性、綜合性等特點（楊文圣,李振云：2003)。利用思維導圖軟件

制作的思維導圖正是從主要概念或中心問題(MainIdea）出發，利用學習者原有的知識經驗，

借助自己的想象與聯想、直覺與靈感來完成的.

探究在教學中，教師如何先提取出學習內容的主要概念或者形成問題利用問題來驅動

教學，然后利用思維導圖軟件,讓學習者圍繞主要概念或中心問題進行發散思維,即要想學

習和理解新的概念（MainIdea）需要先知道那些概念(下層級概念),如此依次往下層層分解，

一直到和學習者已經掌握的概念知識接軌,同時還可以列出每一個概念（節點）的衍生問題

而將學習者頭腦中的知識形成一個思維導圖。這整個過程是一個學習者根據中心問題進行

發散思維,解決問題的過程。和以往的灌輸式教學不同，學習者不是以接受和記憶為主，而

是充分發揮了自己的主觀思維，建構了新的知識體系.整個學習過程培養了學習者的發散思

維和創新思維。

（3）如何借助思維導圖軟件記錄和整理集體思維過程；

探究在主題教學中，教師和學生如何根據給定的主題，借助思維導圖軟件記錄和整理

集體思維過程，在這個過程中，每個學習者可以充分敞開自己的思維,列出和主題相關的問

題，記錄師生的每一個想法，先讓每位同學的思想得到體現,提高學習者參與的積極性,然

后師生一起協商討論，整理各種想法（節點），理順它們之間的關系，共同編織思維導圖。

3、研究假設：

假設能以思維導圖軟件為載體，進行建構主義支架教學；培養發散思維和創新思維；記

錄和整理集體思維過程等新的教學方法,幫助師生掌握正確有效的學習方法策略，促進教學

效率，提高教學質量，并能更好、更快的實現新課標目標。

4、擬創新點：

通過本課題的研究，尋找思維導圖在初中各學科教學中、在各種課型教學中運用的新模

式，為新課程實施和提高教學效率提供創新性和有價值的支持。

五、研究思路、研究方法、技術路線和實施步驟:

1、研究思路：

首先，對我校本課題組各科教師進行思維導圖基礎理論的學習和思維導圖軟件的培

訓，并對已有利用思維導圖軟件進行課堂教學的實例進行學習、分析、研究、總結，最終達

到各位教師能在思維導圖基礎理論指導下，熟悉的使用思維導圖軟件進行本學科教學設計，

能很好的利用思維導圖課件進行實際課堂教學.其次，根據各學科＼各年級段的實際，確定

幾個學科進行課堂教學實際應用案例研究，在同一個教師所帶平行班中選一個實驗班（采用

思維導圖軟件課堂教學)和對比班（采用一般課堂教學）作為比較對象，進行不同方式的課

堂教學，探究將思維導圖軟件作為載體，進行課堂教學的創新教學方法，最終達到本課題的

研究目標.

2、研究方法：

文獻法、比較法、行動研究法、經驗總結法、案例研究法

3、實施步驟：

2010年4月—2012年4月，分四個階段。

（1）培訓準備階段：(2010年4—2010年10）擬訂初步研究方案，申報課題，成立課題小

組，對課題研究人員開展培訓.

(2）初期研究階段:(2010年11月—2011年2月）根據各學科＼各年級段的實際，確定相關

子課題,制定各學科初步研究計劃，開展好相關的現狀調查，收集原始資料，整理思路.

（3）中期研究階段:（2011年3月—2011年9月）部分學科實際應用思維導圖軟件進行課

堂教學嘗試、分析、反思、總結(案例研究法），探究將思維導圖軟件作為載體,進行課堂教

學的創新教學方法.

（4）后期研究及結題階段:（2011年10月-2012年4月)全面整理課題實驗的情況，進行實

踐的總結和理論的升華，最終總結出各項成果。

六、主要參考文獻：

1、托尼·巴贊(英國）著,李新譯（1999）。思維導圖【M】.北京：作家出版社

2、齊偉與黎加厚談概念圖【J】。信息技術教育,2003，(9）：34—36

3、邵瑞珍【J】.教育心理學。上海教育出版社。1998年2月版

4、董建春。創造性思維與創新教育【J 】.教育探索,2001，(8）:15-17

5、陳云輝、謝百治、趙麗等.思維導圖與學生創新思維能力的培養【J】。中國醫學教育技

術，2006,（20）：10—11

6、陳敏。思維導圖及其在英語中的應用【J】。外國電話教育，2005，(2）101期：37—41

7、楊文圣,李振云.試析發散思維是創新思維的核心【J】.衡水師專學報。2003（12）.55

—57

8、陳桂生.教育學的建構【M】。長沙。湖南教育出版社。1998

七、負責人及研究人員情況：

課題學科分類 F4 中學綜合教育 課題負責人 馮小凌

主

要

參

加

者

16 胡馨予 女 1982。2 中教二級 信息技術 本科 蘭鐵四中

八、預期研究成果

主 要 階 段 性 成 果

序號 研究階段（起止時間） 階 段 成 果 名 稱 成果形式 負責人

1 2010年4月—2010年10月 培訓準備階段 開題報告 馮小凌

2 2010年11月—2011年2月 初期研究階段 研究計劃 呂曉紅

3 2011年3月—2011年9月 中期研究階段 楊萬翰

4 2011年10月—2012年4月 后期研究及結題階段 研究報告、論文 馮小凌

最 終 研 究 成 果

教學設計集、課件

集、課堂實錄

序號 姓名 性別 出生年月 職稱 研究專長 學歷 工作單位

1 張俊 男 1962。10 中教高級 化學教學 本科 蘭鐵四中

2 孔雯 女 1968。7 中教高級 英語教學 本科 蘭鐵四中

3 呂曉紅 女 1967。11 中教高級 歷史教學 本科 蘭鐵四中

4 楊萬翰 男 1974。1 中教一級 數學教學 本科 蘭鐵四中

5 馮小凌 女 1976。1 中教一級 信息技術 本科 蘭鐵四中

6 孫愛梅 女 1968.5 中教高級 英語教學 本科 蘭鐵四中

7 郭琪 女 1968。6 中教高級 政治教學 本科 蘭鐵四中

8 董麗梅 女 1967.12 中教高級 語文教學 本科 蘭鐵四中

9 張亞紅 女 1972。1 中教一級 語文教學 本科 蘭鐵四中

10 朱弘波 女 1973.9 中教一級 生物教學 本科 蘭鐵四中

11 朱小敏 男 1974.12 中教一級 數學教學 本科 蘭鐵四中

12 張占梅 女 1968.5 中教高級 政治教學 本科 蘭鐵四中

13 張桂寧 女 1976。10 中教二級 物理教學 本科 蘭鐵四中

14 魏錦娓 女 1973。2 中教一級 政治教學 本科 蘭鐵四中

15 張慶 女 1967。3 中教一級 體育教學 本科 蘭鐵四中

序號 完成時間 最 終 成 果 名 稱 成果形式 負 責 人

1 2012年10月 10日 研究報告 研究報告 馮小凌

2 2012年4月 20日 優秀教學設計、課件 教學設計集、課件集 楊萬翰

3 2012年4月 20日 課堂實錄 課堂實錄集 馮小凌

4 2012年4月 20日 論文 論文 馮小凌

各位領導、老師們，本課題的研究得到了學校領導的高度重視，在人力、物力和經費

上都給予了大力的支持和充分的保障,我們課題組全體成員有信心、有決心完成課題研究的

任務。謝謝！

2010年10月12日