應用思維導圖 提高學習績效

應用思維導圖 提高學習績效

張豪鋒 王娟

摘要：思維導圖工具和基於思維可視化原理的理念應用到教育領域以來已經產生了積極的影響。本文採用案例分析的方法，主要分析了思維導圖在支持學習過程，提高學習績效方面的潛在優勢，探討了「思維導圖」的理論基礎，並具體探究其在學習過程中的應用。作為一個近幾年來新興的研究視角，文章從思維導圖和學習績效的關係進行分析，以期為基於思維導圖的教育教學應用提供借鑒。

關鍵詞： 思維導圖 學習績效

思維導圖工具和基於思維可視化原理的理念引入到教育領域以來，已經在教育教學過程中產生了積極的影響。尤其是基於思維導圖的學習過程很好地體現了建構主義學習理論的理念和靈活交互的特徵，在國內外的中小學教育改革實踐項目中進行得如火似荼。英國已經把思維導圖作為國民中小學的必修課程，新加坡、韓國、日本、德國、美國等國家的教育教學機構也已經開始對該課題進行研究和探索。

在我國，目前關於思維導圖的研究和應用還處於介紹和引進階段，但是其潛在的教育應用的價值已經引起教育工作者，尤其是教育技術研究者的高度關注。上海師範大學黎加厚教授認為「思維導圖」即「概念圖」 ^[1]，北京師範大學知識工程研究中心的趙國慶和陸志堅老師對兩者進行了辨析^[2]；曲志男和河北唐山開灤二中的齊偉等中小學一線教師對思維導圖的使用和探索較早，並通過網路博客（blog）分享各自的應用體會和思考。本文將基於這些研究和探索，重點分析「思維導圖」的理論基礎以及思維導圖在提高學習績效方面的優勢，並具體介紹了基於思維導圖的學習應用，以期為更多的一線教師所了解、掌握和應用。

1.何謂「思維導圖」

思維導圖（Mind Mapping）是英國學者托尼.巴贊（Tony Buzan ）在20世紀60年代所創，剛開始只是作為一種新的筆記方法，現在已經發展成為一種組織性思維工具。

「思維導圖」按照發散性思考的特徵，把注意的焦點清晰地集中在中央圖形上，主題的主幹從中央向四周放射；分支由一個關鍵的圖形或寫在產生聯想的線條上面的關鍵詞構成，次級話題也以分支形式表現出來，附在較高層次的分支上；各分支形成一個連接的節點結構並且末端開放^[3]。因此，思維導圖在表現形式上是樹狀發散結構，見圖1所示。

圖1 關於水果的思維導圖

2. 「思維導圖」的理論基礎

（1）人腦神經生理基礎

人的心理是通過人腦、人的整個神經系統的活動而實現的。神經元（也叫神經細胞）是構成人神經系統的基本結構和功能單位。神經細胞跟其他細胞明顯不同，它的細胞體生有許多突起，分為軸突和樹突（見圖2）。神經元具有接收刺激、傳遞和整合信息的功能。人腦內約有1000億個神經元。各個神經元的突起未端都與多個神經元的突起相連接，形成非常複雜的網路。這個複雜的網路就是人體內的信息傳遞和處理系統。

圖2 神經元及其模式圖

（圖片來源：http://www.pep.com.cn/200406/ca464951.htm）

由此可以看出，人腦自然的信息加工方式就是樹狀發散式的。我們對圖1和圖2進行比較，會發現兩者的相似之處。實際上「思維導圖」正是在此基礎上提出的一種將發散式思考具體化的方法。

另外，腦科學研究還發現人的大腦由左右兩部分組成。左大腦負責語言、邏輯和數字等理性思考，而右大腦負責心象、直覺和感性等。由於知性所進化的現代人的腦，左腦比右腦稍大。左右腦的失衡發展將會導致人的發展不平衡。 「思維導圖」善用左右腦的功能，藉由顏色、圖像、符碼的使用，不但可以協助我們增進記憶和優化學習，還有助於左右腦的協調發展。

（2）學習與記憶信息加工模型中的「組塊理論」

現代心理學家一般把人類的學習過程看作信息加工過程，認為人腦可以像計算機一樣從外界接收信息，並對信息進行加工編碼，存儲在記憶系統中，當需要時再進行提取並做出相應的反應。這個過程中預期系統和控制系統起著指引和決策的作用。在信息加工過程中有兩個非常重要的組成部分：工作記憶和長時記憶。工作記憶的容量有限，通常只有5-9個信息組塊。工作記憶中的信息經過加工進入長時記憶。人腦長時記憶的容量是無限的，但其中的信息是相對靜止的，如果不被工作記憶激活，則會出現遺忘。因此為了增大工作記憶容量，應該把散亂的信息組成信息塊。這也正是「思維導圖」能夠做到的。

（3）「雙編碼理論」

要提高人類學習的績效，最需要關注的是知識的表徵。知識的表徵是指人在自己的工作記憶和長時記憶中對信息的表式方式。對此，Paivio了提出「雙編碼理論」。Paivio聲明：人類的認知是獨特的。它在同時處理語言和非語言對象時非常特別。該理論認為，語言系統直接處理語言的輸入和輸出（以演講和書寫的形式），同時充當非語言對象、事件和行為的符號功能，任何的表徵理論都必須符合這一二重性。該理論設想有兩個認知自系統，一個專門用於表徵和處理非語言對象（如表象），另一個則專門用於處理語言對象。Paivio還假定有兩個不同類型的表徵單元：imagens和logogens。Imagens 用於表徵心理圖像，logogens用於表示語言實體。logogens是以關聯和層次的形式組織的，而imagens 是以部分-整體關係組織的^[4]。「雙編碼理論」認為認為長時記憶中的信息既可以由語義編碼，也可以用形象編碼，並且凡是能進行「雙編碼」的信息則容易保持，因為在提取時，該信息比僅用一種形式編碼的信息多一層提取線索。因此，「雙編碼」是有效和高效思維的重要方面。

「思維導圖」採用文字結合圖形的方式，通過聯想和連接去幫助組織知識並使之結構化，符合「雙編碼理論」的要求，使知識的獲取、存儲和提取更加便捷高效。

1.信息提煉中的「梳理」和「壓縮」功能

思維導圖僅用關鍵詞、圖形和連線等可以把一節課、一個單元的知識甚至一本書、一門課程的內容「梳理」並「壓縮」成由關鍵信息及其聯繫所組成的一張圖，去除了冗餘雜亂的信息，保留了關鍵內容，這不僅便於加速資料的累積量，大大減輕了記憶的負擔，更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，從而提高大腦運作的效率，使學習者在浩瀚無邊的知識海洋中能夠快速獲取所需的知識，獲得成就感，因而增強學習的興趣和信心。所謂：學海無涯「圖」作舟，學亦樂乎。

2.信息加工過程中的可視化和可操作性

思維導圖運用圖形化技術來表達人類思維的發散性特質，藉助於文字、圖像、色彩和線條等組成的簡單明了的圖形把複雜內隱的思維過程呈現出來，在一定程度上實現了隱性知識的可視化、顯性化，便於理清思維脈絡，便於自己回顧整個思維過程，促進學習者的反思；同時也便於交流，有利於他人及時給予恰當的反饋，使得不正確的思路能夠得到及時的修改，從而使我們的思維過程變得可以操作。

3.信息擴展中的「發散」與「收斂」並存

吉爾福特在研究智力結構時，運用因素分析法發現了發散和收斂兩種不同類型的思維。發散性思維又稱發散性認知加工方式，它是一種不受常規束縛，尋求變異，尋找多種解題途徑的思維方式。收斂性思維即收斂性認知加工方式是指用已有的知識經驗或傳統模式去分析問題和解決問題的一種有方向、有範圍、有條理、有組織的思維方式。發散性思維與收斂性思維既是對立的，又是統一的，是一個辯證的統一體。創造力是「一種以發散性思維為核心、收斂性思維為支持因素、發散性與收斂性有機結合的操作方式^[5]」。因此要培養學生的創造力和創新精神必須同時重視這兩種認知加工方式的鍛煉。

思維導圖提供思維的「全景圖」，可以使人的思維從焦點問題出發，在不同的分支上無限地發散和延伸，從而突破收斂性思維的束縛，激發出靈感的火花，產生創造性思維和創新的方案等；同時，它也可以使思維從分支中跳躍出來，隨時縱覽全局，把握思維的重點和方向，避免無限制和無益的發散。所以說，思維導圖不失為一種培養學生良好思維品質的有效工具和方法。

4. 左腦+右腦的「全腦」思考模式

腦科學研究發現人類的右半腦開發和利用非常有限。 「人腦好像一個沉睡的巨人，我們只用了不到1%的腦力。一個正常的大腦記憶容量有大約6億本書的知識總量，相當於一部大型電腦存儲量的120萬倍^[6]。」 托尼.巴贊發現，人類大腦的各種技巧如果能被和諧而巧妙地運用，將比彼此分開工作產生更大的效率^[6]。而思維導圖利用了左腦+右腦的「全腦」思考模式，有利於激發大腦的潛能並使大腦平衡協調發展。

綜上所述，無論是在效率、效果還是效益上，思維導圖都比傳統學習方法更有效。美國管理學作家Dr Tony Turrill評價說：「思維導圖可以讓複雜的問題變得非常簡單，簡單到可以在一張紙上畫出來，讓你一下子看到問題的全部。它的另一個巨大優勢是隨著問題的發展，你可以幾乎不費吹灰之力地在原有的基礎上對問題加以延伸^[7]。」波音公司將原本須費時一年才能上完的關於飛機維修技術的培訓，運用思維導圖方法重新整理課程之後（將所有的飛機維修工作手冊繪成一張25英尺的思維導圖），僅花了短短數周便有效地執行完成了訓練計劃，估計因為運用思維導圖作為教育訓練工具所節省的經費達美金一仟一百萬^[7]。

按照信息加工理論的觀點，學習的一般過程包括信息的接收、加工、存儲和提取等，其中每一步都要受到控制系統的作用。在這些環節中引入「思維導圖」，將會大大提高學習績效。

1.「思維導圖」用於獲取和存儲知識

在知識獲取階段，如閱讀書籍、課堂學習、聽報告和演講等，只要是需要接受信息，都可以用思維導圖做筆記，它能幫助您把這些信息很容易地組織成一張圖表，使理解和記憶變得更輕鬆。另外，通過繪製思維導圖，可以把雜亂的信息有條理地組織起來牢固地存儲在人腦中，同時也使得抽象的知識以知識網路圖的形式呈現出來，變得可視化。

以高中歷史課程《世界近代現史》上冊中《馬克思主義的誕生》的課堂學習為例。這一節課老師要講馬克思主義的理論來源、《共產黨宣言》和巴黎公社的實踐等，信息量很大。在聽課時，學生可以用「思維導圖」做筆記來幫助理解和記憶。具體步驟如下：1課前准

備好一張白紙（或者筆記本，便於保存）和幾支彩筆；2上課後在老師導入新課時，學生把這節課的主題---「馬克思主義的誕生」用較大的字體寫在紙的中央，並根據老師的對這節課主要內容的介紹，從中央向外用不同顏色的彩筆畫出三條分枝，分別寫上「理論來源」、「誕生標誌」、 「實踐」等關鍵詞;3當老師逐點講解時，學生跟隨講解在各分支後根據需要添加新的分枝並記下關鍵詞（若有時間可以配畫一些與該知識點有關的圖畫）；4在對課堂進行小結時，學生可以獨立或在老師的指導下找出這些知識點之間的關係，用連線標出，並用不同顏色註明本課知識的重點和難點。比如《共產黨宣言》和馬克思主義之間有怎樣的關係？本課的重點是什麼？各知識點的學習需要達到哪一個能力層級等（見圖3）。因為所有的知識點都綜合在一張圖上，使學生很容易找到這些知識之間的關係，這不僅有利於他們建立良好的知識結構，而且有利於培養學生的科學思維。這樣的做筆記方法不僅在本節課上能夠幫助學生理解和掌握新知識，而且對於後續學習以及考前複習都非常有幫助。

2. 「思維導圖」用於知識的提取和利用

以上我們知道了人們獲取的知識都存儲在人的長時記憶系統中，當需要使用這些知識時（如做練習題、考試等），從感應器中接收到的刺激信息（如某一道試題）就在人腦的知識庫中進行檢索，查找並與已有的相關信息「連接」起來，然後把有關信息提取出來，再結合具體情況來解決問題。因為按照「思維導圖」組織的信息是由關鍵詞及其間的聯繫組成的信息網路，所以按照關鍵詞等進行查找和提取非常高效，甚至比我們通過功能強大的搜索引擎在網上查找資源還要快捷有效。因而，思維導圖被譽為「人腦中巨大圖書館裡出色的數據檢索和存取系統^[8]」。使用「思維導圖」，學到的越多，就越容易學到更多的東西，並能夠更好地解決問題。

3.「思維導圖」用於交流和共享

繪製出的「思維導圖」可以用於交流、共享，如協作學習、頭腦風暴、師生交流、小組討論等。

以初中化學課程中的《質量守恆定律》小組協作探究學習為例。首先由教師提出問題----「在化學反應中，參加化學反應的各物質質量總和是否與反應後生成的各物質質量總和相等」，然後各學習小組展開討論。每個都說出自己對這一問題的思考，並安排一名記錄員用「思維導圖」把大家討論的內容一一記下，比如有人認為「相等」，也有人認為「不相等」；接著就會討論用什麼方法來驗證各自的觀點，最後共同決定採用實驗法。接下來大家就會討論選用什麼實驗藥品、需要哪些實驗器材、實驗如何實施、結果如何評價等。當這個共同的思維導圖完成時，大家對這個問題的認識已經比較清晰了。然後派一個代表到講台上把這個思維導圖展示給老師和全班同學，師生共同對各小組的方案進行評價，最後形成統一方案，由大家共享。在這過程中，每個組員的意見都被考慮，不僅可以增進學生與學生之間的知識交互，產生出更多觀點甚至是創意，而且有助於學生之間及師生之間的情感交互，提升成員的團隊歸屬感和合作意識。

4. 「思維導圖」用於評價、反思和調控

運用「思維導圖」的可視化優勢，學習者自己或他人可以對認知過程和思維過程進行評價、反思、修改和調控，從而提升人們的認知技能。另外通過學習者對這一策略運用的成功與否進行反思，可以促進認知策略的遷移，提高人們的元認知技能，並逐漸達到學會學習的目的。

5.「思維導圖」用於知識創新和思維創新

人類的進步不僅要靠學習已有的知識和經驗，更重要的是要創造新的知識。這就要求人們將已獲取的知識進行組合、聯繫和聯想，採用發散式思維，突破思維定勢，進行知識創新。而這恰恰正是「思維導圖」的優勢所在。另外，運用「思維導圖」還能夠將人類不同智能之間用一個有效的方式聯繫起來。通過這種方式的訓練，久而久之，不僅擴展了思維的深度與廣度，而且還會在不同智能之間架起溝通的橋樑，甚至產生一種思維的跳躍，將原本不太可能聯繫起來的東西進行創造性的連接。這無形中鍛煉了思維，會使人產生一種超出常人的創造力和想像力! ^[9]

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