通用技术教学中利用思维导图培养学生发散思维的研究.doc

通用技术教学中利用思维导图培养学生发散思维的研究陈春妹(广东省东莞市东莞中学) 摘 要:根据发散思维与思维导图两者之间的契合关系，结合通用技术教学特点，本研究提出了在通用技术教学中利用思维导图培养学生发散思维的教学策略，并采用实验组与控制组前-后测的准实验研究方式，对高一级学生的两个班分别进行了发散思维的前后测，比较实验前后学生发散思维的变化差异；同时，辅以对实验组与控制组学生的设计方案和作品进行分析比较，并对实验组进行学习效果问卷调查。结果显示，在通用技术中利用思维导图这一教学策略，对培养学生的发散思维是有效的；同时改进了学生的学习效率、学习能力、学习态度和情感意愿。 关键词：思维导图；通用技术；发散思维；策略 1问题的提出1.1传统教学中学生的思维品质存在问题在传统教育过程中，由于受标准化考试的影响，培养出的学生的思维方式往往趋于收敛，不敢对现有结论和答案提出非难、挑剔和质疑，不敢“胡思乱想”、另辟蹊径、别出心裁地提出新的假设和构想。 学生的思维呈现出：1、依赖性，“唯书唯师”是从，不敢也不愿大胆去质疑，死记硬背书上的知识、老师的笔记。2、单一性，表现为不善于多方面、多层次、多角度地去认识事物、理解问题，思路狭窄、思维片面简单。3、无序性，对所学知识，不善于梳理，不能建立起知识体系，知识散乱，不能举一反三、触类旁通。4、缓慢性，主要表现为思维迟钝、不敏捷。在这种模式下培养出来的学生，如北京大学钱理群教授所说“可以成为标准化、规范化的官员、技术人员、职员，但决无自己的思想、人格，无任何个人的创造性。”由此可见，学生的思维品质必须进一步改善，行之有效的方法之一，就是培养发散思维与学科教学整合。1.2国家培养创新型人才的需要面对当今世界经济和科技日新月异的发展形势和中华复兴强国的历史使命，党中央在2005年提出“建设创新型国家”发展战略的基础上，又在2007年党的十七大报告中明确指出：“提高自主创新能力，建设创新型国家。这是国家发展战略的核心，是提高综合国力的关键。”一个有创新精神的民族,才是有希望的民族。当今世界新技术革命的挑战，使培养创新型人才成为社会对教育的一种诉求，教育要创新,为了满足这种需要，各国纷纷把竞争的焦点投放在教育改革上。如何实施教育创新,教育如何面向未来,这是一个值得广大教育工作者面对和思考的问题。美国心理学家吉尔福特指出:“人的创造力，主要依靠发散性思维，它是创造思维的主要成份。”可见，发散思维是创新的基础，培养学生的创新思维和创新能力，培养创新型人才，必须重视发散性思维的培养。1.3通用技术学科教学的需要通用技术作为新课改的重要举措之一，承载着改革教学内容、教学方式、学习方式、培养创新人才等重要任务，承载着开发学生创造潜能的使命。这就决定了通用技术课不能象传统教学那样满堂灌，在学习活动中，要鼓励学生想象、怀疑和批判，培养学生的探究能力和敢于创新、善于创造的精神和勇气，使学生的创造潜能得到良好的引导和有效的开发，自然就少不了发散思维的培养。从通用技术学科的基本理念、内容结构和学科特点来看，特别是通用技术不用高考，不受高考指挥棒的限制，教师可以灵活的进行教学，通用技术非常有利于培养学生的发散思维，同时不误实现大纲要求的教学目标。并且，发散思维的教学本来就是通用技术技术与设计1里“正确思维方式的培养”中的一个知识点。1.4思维导图与发散思维的契合思维导图的最初灵感源自于大脑神经元,符合大脑的思维规律。从表现形式上来看，思维导图和大脑本身的思维方式是统一的，是一种利用大脑语言思维的模式, 而只有利用大脑自身的语言来思考问题才能最大程度地激发大脑的联想与创造力。托尼.巴赞先生说: “思维导图是你自己放射性思维的外部镜子,它使你能够进入这个广大无边的思维发电站。”无限的联想将产生创造性思维的火花。思维导图的教学引起学生的兴趣,从而产生学习的动力，思维导图绘制的过程实际上是发散思维的过程。2通用技术课中利用思维导图培养学生发散思维的教学策略2.1通用技术理论课根据通用技术学科内容和教学特点，教学内容多而课时少，要求学生课前进行预习，提出疑问，并初步绘制思维导图；教师上新课时解答学生提出的疑问，讲解重难点，接着创设情境，提出问题，小组就教师提出的问题头脑风暴绘制思维导图，绘制完思维导图后，小组代表上讲台用实物投影仪把所绘制的思维导图展示出来，师生一起点评，最后教师用思维导图对本节课所学习的内容进行归纳总结；课后，学生根据教师提出的新情境、新问题自主学习，并绘制思维导图。在教学中，教师应注意问题情境的创设，充分发挥引导者、组织者、指导者的作用。通用技术理论课中利用思维导图的教学策略（图2-1）（称之为策略一，下图中的绘图均指绘制思维导图）：图2-1通用技术理论课中利用思维导图的教学策略2.2通用技术设计制作实践课根据通用技术学科内容和教学特点，教学内容多而课时少，设计制作实践活动相对应的理论知识和设计方案的编写要求学生课外完成，学生自主学习课本内容（如实践活动中的设计、制作、评估和优化等理论知识），自主绘制相应知识的思维导图；对提出问题（生活中在使用产品的过程中有哪些不便、愿望和需求等）、编写设计方案（需要考虑哪些因素）、制作（要注意些什么）、评估（有哪些优缺点）、优化（从哪些方面改进）等活动，要求小组以头脑风暴的形式绘制思维导图；课堂中，学生根据小组设计方案在通用技术实验室实践制作。通用技术设计制作实践课中利用思维导图的教学策略（图2-2）（称之为策略二，下图中的绘图均指绘制思维导图）：图2-2通用技术设计制作实践课中利用思维导图的教学策略3通用技术教学中利用思维导图培养学生发散思维的实验研究主要包括实验设计的目的与假设、实验对象、实验内容、用到的测量工具、实验步骤，部分教学设计案例和实验结果分析。3.1准实验设计3.1.1研究目的与假设研究目的：验证通用技术教学中利用思维导图培养学生发散思维的教学策略是否有效。实验假设1：通用技术课中利用思维导图可以促进学生发散思维技能的发展。实验假设2：通用技术课中利用思维导图可以促进学生学习方式的多样化，激发学习兴趣、提高学习效果。教学干预：通用技术课中利用思维导图培养学生发散思维技能的教学策略，包括通用技术理论课中利用思维导图的教学策略（图2-1）和通用技术设计制作实践课中利用思维导图的教学策略（图2-2）。干预效果：学生的发散思维技能、学习效果。3.1.2准实验设计模式本实验采用前后测一控制组设计模式，在本研究者任教的7个班中随机抽取两个班，一个班作为实验组、另一个班作为控制组。实验组进行前测，接受教学干预处理，进行后测；控制组进行前测，不接受教学干预处理，进行后测。其设计模式如(表3-1)：表3-1 准实验设计模式后测处理前测y1y2x2组别x1实验组控制组如果实验组和控制组发散思维前测水平基本相当，而发散思维后测水平，实验组比控制组高，且差异显著，则认为该教学干预是有效的。3.1.3实验对象与实验内容3.1.3.1实验对象在本研究者任教的高一级7个平行班中随机抽取两个班，一个班为控制组，另一个班为实验组；每班51人，分别为男25人，女26人；年龄均在1516岁；男、女生比例相当，且皆没有使用思维导图学习的经历。3.1.3.2实验内容实验教材是普通高中课程标准实验教科书通用技术（必修1）技术与设计1，本书共有5章，以提高技术素养，掌握技术的思想、方法，提高实践能力和创新能力，开发创造设计潜能为主线,按照技术设计的过程来呈现学习的内容。3.1.4教学活动设计本实验研究的教学活动开展时间为2008年9月至2009年6月，共一个学年，分上下两个学期，每周0.5个课时，上学期主要进行通用技术课的理论教学，下学期是通用技术课的设计制作实践活动。对实验组，采用图2-1策略一对上学期的通用技术理论课进行教学；采用图2-2策略二对下学期的通用技术设计制作实践课进行教学。对控制组，无论是通用技术理论课还是实践课，时间上的安排与实验组是一样的，与实验组最大的差异是：无论是课前、课中还是课后，控制组都没有用思维导图进行教学、思考和分析问题；而在实验组中，学生是利用思维导图进行思考和分析问题的。图3-1控制组通用技术理论课教学策略图3-2 控制组通用技术设计制作实践课教学策略3.1.5测量工具3.1.5.1发散性思维技能测量量表本问卷是参考相关文献，结合通用技术学科内容及特点，自行编写的发散思维测试题。内容包括列举产品的缺点、产品的改进、解决问题、猜测结果、合理想象等项目，题目均是开放性问题，没有标准答案，针对这五道题从发散思维的流畅性、变通性、独创性、精致性四个方面进行评价，以等级评量的方式进行，评价等级为 1.07.0等级。3.1.5.2学生设计方案和作品分析教材第三章至第五章引领同学们经历一般的、完整的技术设计与制作的过程。学生以小组协作学习完成作品方案的设计和作品的制作，从发散思维的角度来评价学生的设计方案和作品，主要是评价独创性和精致性。独创性：根据作品的设计主题，设计思想，实现的功能，所制作模型或原型的结构形状，连接方式等评定。为好的，为 6-7 分，认为中等的，为3-5分，认为差的，为 1-2 分。 精致性：根据设计方案是否详细，是否增加了细节的考虑，模型或原型的做工是否精细，工艺的精湛程度而评定。为好的，为 6-7 分，认为中等的，为3-5分，认为差的，为 1-2 分。3.1.5.3学习效果调查问卷学习效果问卷设计旨在了解思维导图在通用技术教学应用后，学生对思维导图的认识与感受。包括促进思维发散、学习效率、学习能力、学习态度、情感意愿等几个方面。学生根据各个项目，在非常同意、同意、不确定、不同意、非常不同意五个等级中进行单项选择。3.1.6实验步骤实施时间是2008年9月到2009年6月，为期一个学年，每隔一周安排一个课时，平均每周0.5个课时。分以下几个阶段进行(图3-3)。对高一年级两个平行班进行前测实验组控制组设计思维导图教学策略（难点）不使用思维导图教学使用思维导图教学一学年后后测分析报告图3-3 实验步骤1、实验前测阶段：实验前对实验组和控制组进行发散性思维技能测量。2、实施教学阶段：按照教学活动计划进行教学，分两个学期进行；实验组使用思维导图教学策略，控制组不使用思维导图教学。3、实验后测阶段：实验结束后，再次对实验组和控制组学生分别施以发散思维测量，并对实验组学生进行学习效果问卷调查。4、数据处理阶段：用Excel和SPSS统计分析数据，得出相关实验结论。3.2研究结果分析3.2.1学生发散思维分析结果被测试共102人,前后测共发放204份问卷，全部回收，回收率为100%；回收的发散性思维技能测试问卷中，全部题目都完成才算有效问卷,问卷有效率为100%。男生50人，占49%；女生52人，占51%。利用 SPSS 10.0 统计软件对实验组和控制组的前后测数据分别进行配对样本T检验， 结果分析如表3-4所示。表3-2实验组与控制组学生发散思维前测得分比较特性组别人数平均值标准差T值流畅性实验组515.37651.0796-0.165控制组515.40590.8491变通性实验组515.3020.91180.202控制组515.27060.7918独创性实验组514.29221.1684-0.229控制组514.33730.8944精致性实验组514.70591.4497-0.316控制组514.78041.1005发散思维四项总分实验组5119.67653.9797-0.182控制组5119.79413.2511表3-2结果显示，实验组与控制组学生的前测分数在发散性思维总分、流畅性、变通性、独创性和精致性方面，均不存在显著差异（P0.05），因此可以认为实验组与控制组学生的发散思维水平是相当的。表3-3 实验组与控制组学生发散思维后测得分比较特性组别人数平均值标准差T值流畅性实验组515.92940.51782.876控制组515.53330.8059变通性实验组515.68430.62372.347控制组515.3490.7593独创性实验组514.75490.74412.386控制组514.34710.7267精致性实验组514.89220.99660.068控制组514.87840.9085发散思维四项总分实验组5121.26082.18372.189控制组5120.10782.7044表3-3结果显示，实验组与控制组学生的后测分数在发散思维总分、变通性、独创性方面，均存在显著差异（P0.05）；且在流畅性方面差异非常显著（p0.05）。为了更直观的表示通用技术教学中使用思维导图培养学生发散思维的教学策略对学生的影响,我分别求出了控制组与实验组在流畅性、变通性、独创性和精致性方面的前后之差(即后测成绩减去前测成绩),并比较两组前后差值的数据差异。表3-4 实验组与控制组学生发散思维前后测差值的比较流畅性变通性独创性精致性T值实验组0.550.380.460.193.856控制组0.130.080.010.1 表3-4结果显示，实验组与控制组学生发散思维前后测之差值的差异比较也是显著的（T=3.856,P0.05），因此可以认为实验组与控制组学生的发散思维水平是相当的；实验组与控制组学生的后测分数在发散性思维总分、流畅性、变通性、独创性、精致性方面，均比前测分数高，本研究者认为是学生的自然成熟和知识的积累引起的（毕竟经过了一个学年的学习）；实验组与控制组的后测分数在发散思维总分、变通性、独创性方面，均存在显著差异（P0.05），且在流畅性方面差异非常显著（p0.01）；表3-4直观的显示了实验组与控制组学生发散思维前后测之差值的比较是显著的（T=3.856,P0.05）；所以，本研究者认为在通用技术教学中利用思维导图培养学生发散思维的教学策略是有效的。3.2.2学生设计方案和作品分析结果对实验组与控制组的设计方案和作品进行独创性和精致性评分，利用 SPSS 10.0 统计软件对评分分别进行配对样本T检验， 结果分析如下：表3-5实验组与控制组学生设计方案和作品发散思维得分比较特性组别小组数平均值标准差T值独创性实验组124.94170.81182.242控制组124.45830.9876精致性实验组124.91670.90032.358控制组124.40.7816发散思维两项总分实验组129.85831.5123.436控制组128.85831.5681表3-5结果显示，实验组与控制组学生的设计方案和作品在发散思维的独创性、精致性方面，均存在显著差异（P0.05），两项总分差异非常显著（t=3.314,p0.01）。从学生设计方案和作品发散思维得分比较看，同样说明了在通用技术教学中利用思维导图培养学生发散思维的教学策略是有效的。3.2.3学习效果问卷分析结果向实验组学生发放学习效果调查问卷，共发放问卷51份，全部回收，回收率为100%；回收的学习效果问卷中，有一题或一题以上漏填或者多填的，都当作无效问卷处理，问卷有效率为100%。男生25人，占49%;女生26人，占51%。 (一)促进思维发散方面，设计了四个问题，得分统计结果如表3-6所示。 表3-6项目非常同意同意不确定不同意非常不同意Fi+2+10-1-21、使用思维导图进行思维训练时，有助于提高想象力。20(39.2%)24(47.1%)5(9.8%)2(3.9%)0(0%)0.612、思维导图提高了产生新想法的速度。21(41.2%)23(45.1%)5(9.8%)2(3.9%)0(0%)0.623、思维导图有助于从多个角度、多个方面思考问题。31(60.8%)18(35.3%)2(3.9%)0(0%)0(0%)0.784、思维导图有助于激发新奇、独特想法的产生。17(33.3%)26(51%)6(11.8%)2(3.9%)0(0%)0.57由表3-6可见，Fi（各项得分率）均大于0.5，说明思维导图促进学生发散思维的效果是明显的。多数学生认为思维导图有助于提高想象力，有助于提高产生新想法的速度，有助于从多个角度、多个方面思考问题，有助于激发新奇、独特想法的产生，各项选择“非常同意”、“同意”的均超过84%，其中认为思维导图有助于从多个角度、多个方面思考问题的学生高达95.3%。(二)提高学习效率方面，设计了四个问题，得分统计结果如表3-7所示。表3-7项目非常同意同意不确定不同意非常不同意Fi+2+10-1-25、思维导图有助于做好规划，明确学习目的。22(43.1%)25(49%)2（3.9%）2（3.9%）0(0%)0.666、思维导图有助于科学运筹时间。28(54.9%)20（39.2%）2（3.9%）1（3.9%）0(0%)0.747、绘制思维导图有助于梳理已学知识，便于理解和记忆，是一种科学有效的学习方法。35(68.6%)11(21.6%)5(9.8%)0(0%)0(0%)0.798、绘制思维导图左右脑结合，有利于科学用脑。28(54.9%)15(29.4%)6(11.8%)2(3.9%)0(0%)0.68由表3-7可见，Fi（各项得分率）均大于0.5，说明了学生学习效率的提高是明显的。大多数学生认为思维导图有助于做好规划，明确学习目的；有助于科学运筹时间；有助于梳理已学知识，便于理解和记忆，是一种科学有效的学习方法；绘制思维导图左右脑结合，有利于科学用脑（各项选择“非常同意”、“同意”所占比例分别是92.1%、94.1%、90.2%、84.3%）。 (三)从学习能力方面，设计了两个问题，得分统计结果如表3-8所示。表3-8项目非常同意同意不确定不同意非常不同意Fi+2+10-1-29、思维导图有助于提高分析问题的能力。25(49%)20(39.2%)5(9.8%)1(2.0%)0(0%)0.6810、思维导图有助于提高解决问题的能力。18(35.3%)24(47.1%)6(11.8%)3(5.9%)0(0%)0.56由表3-8可见，Fi（各项得分率）均大于0.5，说明了学生学习能力的提高是明显的。多数学生认为思维导图有助于提高分析问题的能力（选择“非常同意”、“同意”的占88.2%），思维导图有助于提高解决问题的能力（选择“非常同意”、“同意”的占82.4%）。 (四)从学习态度方面，设计了三个问题，得分统计结果如表3-9所示。表3-9项目非常同意同意不确定不同意非常不同意Fi+2+10-1-211、思维导图有助于提高学习的兴趣。23(45.1%)21(41.2%)3(5.9%)4(7.8%)0(0%)0.6212、思维导图有利于提高学习的积极性。22(43.1%)22(43.1%)4(7.8%)3(5.9%)0(0%)0.6213、思维导图有助于提高学习的主动性。15(29.4%)25(49%)6(11.8%)5(9.8%)0(0%)0.49 由表3-9可见，Fi（各项得分率）均大于0，其中提高学习兴趣和提高学习积极性两项得分率均大于0.5，提高学习主动性一项的得分率是0.49，接近0.5，说明了学生学习态度得到了明显的改善。提高学习兴趣和提高学习积极性两项选择“非常同意”、“同意”的均超过86%，提高学习主动性一项选择“非常同意”、“同意”的占78.4%。（五）从情感意愿方面，设计了两个问题，得分统计结果如表3-10所示。表3-10项目非常同意同意不确定不同意非常不同意Fi+2+10-1-214、我喜欢这样的课堂教学方式。26(51%)21(41.2%)2(3.9%)2(3.9%)0(0%)0.7015、在今后的学习中，我还会继续使用思维导图。23(45.1%)23(45.1%)4(7.8%)1(2.0%)0(0%)0.67由表3-10可见，Fi（各项得分率）均大于0.5，说明多数学生喜欢这样的课堂教学方式，学习过程中乐意使用思维导图。喜欢这样的课堂教学方式的学生占92.2%；在今后的学习中，还会继续使用思维导图的占90.2%。、（六）学习效果分析总结综上所述，思维导图在通用技术教学中的应用，促进了学生的思维发散、学习效率、学习能力、学习态度和情感意愿。4结论与分析4.1研究的结论本研究在系统分析国内外相关研究的基础上，制定了在通用技术教学中利用思维导图培养学生发散思维的教学策略，通过一个学年的研究，在实践中证明了：在通用技术教学中利用思维导图这一教学策略，对培养学生的发散思维是有效的。该策略能促进学生思维的流畅性、变通性和独创性的发展，但本研究中，还没有对精致性的促进作用得到明确的结果，需要在后续研究中进一步加以验证；同时，通过测试学生的学习效率、学习能力、学习态度和情感意愿，研究结果显示，在这些方面均有明显改进作用。具体表现在：1、发散思维技能测试结果说明了该策略对培养学生发散思维的流畅性、变通性和独创性是有效的，而精致性效果不明显。2、对实验组与控制组的设计方案和作品进行独创性和精致性进行分析，结果说明了该策略对培养学生发散思维的独创性和精致性是有效的。3、学习效果问卷分析结果说明了该策略促进了学生的思维发散、学习效率、学习能力、学习态度和情感意愿。 4.2讨论4.2.1该策略提高了学生的发散性思维技能1、头脑风暴绘制思维导图更利于学生自由的表达自己的想法，更利于产生思维火花碰撞，激发更多新想法。有些学生在小组学习时不敢发言，不敢说出自己的想法，怕其他同学笑话或不赞同他的观点，头脑风暴绘制思维导图很好地解决了这个问题，几个同学围在一起，把一张白纸放中间，并在白纸中间写上讨论的主题，每一个同学都可以自由的在纸上写下自己的观点，也可以看到同组其他同学写的观点，从而激发自己更多的新想法，在这个过程中，学生容易保持一种轻松的态度，敢于大胆地表达自己离奇的观点，有助于激发新奇、独特想法的产生，这对于发散性思维的培养是十分有利的。2、该策略是本研究者综合分析国内外相关研究的基础上，结合思维导图的优点和通用技术教学特点而提出来的，具有一定的针对性。通用技术课要培养学生的技术素养，开发学生的创造潜能，教学时通常采用开放性的思考题和设计项目，让学生自由发挥，学生在思考和分析问题的过程中使用思维导图，充分调动左右脑，容易产生更多新奇想法。4.2.2该策略提高了学生的学习效率1、激发了学生的学习兴趣，提高了学习的积极主动性2、思维导图有助于科学运筹时间，做好人生规划，明确学习目的。3、思维导图有助于提高分析问题和解决问题的学习能力。例如学生进行设计制作时，可以利用思维导图对课题进行分析，分析实现的功能、材料、分工用思维导图绘制出来，思路越来越清晰，课题的关键、难点等一目了然，可以有针