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思維導圖在數(shù)字圖像處理課程中的具體使用
思維導圖不僅是一種強有力的思維工具，而且是一種非常有效的教學輔助手段，以下是小編搜集整理的一篇探究思維導圖實際應(yīng)用的論文范文，歡迎閱讀查看。
思維導圖由著名教育學家托尼·博贊于20世紀60年代首創(chuàng)而成。作為一種有效的創(chuàng)造性思維工具，它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在個人的自我分析和問題解決，家庭和商業(yè)的各種計劃，甚至企業(yè)的員工培訓和經(jīng)驗管理等方面[1].特別的，教育界也通過研究和挖掘思維導圖的潛在教育價值和教學功能，已經(jīng)將思維導圖應(yīng)用于國內(nèi)外的許多中小學課程的建設(shè)和教學中，典型的如外國語、數(shù)學、物理、化學等課程。
然而調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在高校(特別是二本地方高校)的課程教學中，引入思維導圖的課程仍主要是偏文科的課程，比如外國語，鮮見在工科課程教學中引入思維導圖這一創(chuàng)新思維工具。
另一方面，數(shù)字圖像處理作為工科院校的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在遙感、交通、醫(yī)療、軍事、航天、航空等諸多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。盡管數(shù)字圖像處理技術(shù)有著如此廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，數(shù)字圖像處理課程也有著特別重要的教學地位，但由于該課程起點高、難度大、公式多、概念多，加之二本地方高校學生的數(shù)學知識總體相對更薄弱，這些因素交織在一起，使得很多學生在學習過程中容易感到枯燥，產(chǎn)生厭學感，很難達到預定的教學目的和效果。
注意到思維導圖的正面教育價值和多樣化的教學功能，同時也注意到數(shù)字圖像處理課程教學中的典型問題，本文在分析思維導圖的基本涵義和特點的基礎(chǔ)上，簡要介紹思維導圖的繪制方法，并探討思維導圖在數(shù)字圖像處理課程教學中的實際應(yīng)用及其效果。
1、思維導圖的含義與特點
思維導圖通過模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的外向放射性結(jié)構(gòu)，以一種高度可視化的模式來展現(xiàn)人的認知結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)大腦思維圖譜的外化。它是一種有效激發(fā)大腦思維潛能的創(chuàng)新思維工具[2].
一幅思維導圖通常包含主題、節(jié)點、色彩、圖像等關(guān)鍵要素，以及連接這些要素的多樣化連線。這些關(guān)鍵要素通過連線連接成樹狀結(jié)構(gòu)，從而能從多維度來組織和表達感興趣的領(lǐng)域知識。思維導圖由中心主題分支出節(jié)點，節(jié)點分支出子節(jié)點，并由此發(fā)散，節(jié)點不斷增加。思維導圖的繪制過程實際上反映的是一個思維過程，它從中心主題開始，隨著思維的不斷擴展和深入，逐步形成一個向周圍發(fā)散的樹狀圖。樹狀圖的同一層節(jié)點數(shù)表示思維的廣度，一個分支的長度表示思維的深度[3].
思維導圖的基本特點主要包括：1)中心主題位于中央位置;2)主題涉及的不同主干內(nèi)容作為分支向四周放射;3)每個主干內(nèi)容由一個關(guān)鍵圖或關(guān)鍵詞構(gòu)成，并放置于分支之上;4)各分支連接主題與主干內(nèi)容或者兩個主干內(nèi)容;5)不同級別的分支和內(nèi)容可采用不同的色彩來區(qū)分[4].
2、思維導圖的繪制方法
繪制思維導圖可以采用手工方式，也可以采用軟件方式。目前可用于繪制思維導圖的軟件較多，比較流行的有MindMapper、MindManager、XMind、VisualMind、Headcase等教學與商業(yè)軟件。無論是手工繪制還是軟件繪制，都應(yīng)該遵循共同的規(guī)則：突出重點、發(fā)揮聯(lián)想、清晰明白、形成個性風格。具體的繪制方法一般包括五個方面[5]：
1)在紙或者屏幕中心位置繪制所要表達的中心主題(可以用圖像或者關(guān)鍵詞表達中心主題);2)從主題出發(fā)延伸出各級子主題，連接各級主題/子主題線條近粗遠細;3)在各分支線上添加必要的關(guān)鍵詞或內(nèi)容，可以隨時根據(jù)需要補充或刪減構(gòu)成圖的分支;4)為了反映各分支之間的關(guān)系，可將對應(yīng)分支用箭頭相連接，同時可以添加一些小圖案或符號進行標記，以增強思維導圖的清晰性和生動性;5)可以使用自己喜愛的形式或內(nèi)容突出個性風格。
3、思維導圖優(yōu)化教學的實踐應(yīng)用
思維導圖模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的放射性結(jié)構(gòu)，以樹狀結(jié)構(gòu)存儲信息，并以形象化的圖文模式傳輸表達信息，從而使得思維導圖具有多種教學功能。下面結(jié)合本校計算機與信息學院數(shù)字圖像處理課程教學，說明思維導圖在教師的備課階段、師生互動的授課階段、學生的復習階段的教學作用。
備課階段：思維導圖有助于教師的教學規(guī)劃數(shù)字圖像處理是一門跨度大、綜合性強、知識點雜的工學課程。
傳統(tǒng)的備課方案費時費力費篇幅，且制作出的教案往往比較枯燥，缺乏一定的靈活性和生動性。但是運用思維導圖可以使教師以分明的層次、清晰的結(jié)構(gòu)展示各概念、知識點之間的相互邏輯關(guān)系，從而便于教師從全局上把握各章節(jié)的教學內(nèi)容，幫助教師理順知識點間的來龍去脈，明了各知識點的重要程度，最終將有助于教師進行高質(zhì)量的教學設(shè)計。以此為基礎(chǔ)，教師可以快速準確地歸納整理出各章節(jié)的教學思路，提前將各種素材有條不紊地整合起來，以直觀和生動的方式把備課內(nèi)容及整個教學流程表示出來。
圖1展示了數(shù)字圖像處理課程中關(guān)于圖像增強主題的思維導圖示例(利用XMind軟件繪制)，能夠幫助教師把握圖像增強的知識脈絡(luò)。思維導圖能夠?qū)㈦[藏于教師頭腦中的教學內(nèi)容、教學思路、教學經(jīng)驗和知識體系以一種可視化的方式展現(xiàn)出來，相當于教師模擬了一次教學的進展過程。由于思維導圖的繪制(特別是對軟件繪制方式而言)是開放式的和遞進式的，教師在進行教學設(shè)計時，完全可以根據(jù)學生方面的實際情況、教學方面的實際條件等對制作好的思維導圖做適度修改。這個優(yōu)點使得寶貴的思維導圖資料不但可以方便原創(chuàng)教師對教案的不斷優(yōu)化，而且也方便不同教師之間教案的資源共享。
授課階段：思維導圖有助于促進課堂教學效果在實際授課時，通過師生互動的形式(教師為主，學生為輔)，教師和學生共同在黑板上把授課內(nèi)容用思維導圖畫出來，或者利用多媒體技術(shù)把預先準備好的有關(guān)思維導圖展現(xiàn)出來，這樣能有效地促進教學效果。首先，層次化、直觀化、多色彩與多維度的思維導圖能激發(fā)學生的學習興趣和學習熱情，從而提高學生的學習注意力，進而能激發(fā)學生的聯(lián)想力，增強學生的課堂記憶效果;其次，思維導圖使得隱性知識顯性化，從而將零散細碎的知識點系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)化，讓學生從整體上掌握教學內(nèi)容;再次，形象化的圖案元素以及精煉的關(guān)鍵詞要素，不僅能突出重點，而且能激發(fā)學生進行發(fā)散性思考問題，并培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維;最后，生動有趣的繪圖過程能有效提高學生的課堂參與積極性，利于師生及生生互動，活躍課堂氣氛。
復習階段：思維導圖有助于學生的復習總結(jié)思維導圖不僅可以幫助學生定制個人學習計劃，還可以引導、組織學生對課堂授課內(nèi)容進行歸納整理。學生可以根據(jù)教師提供的思維導圖，總結(jié)回憶所學習的知識以及它們的關(guān)系，把握各個知識點之間的關(guān)系，在頭腦中形成清晰的知識網(wǎng)絡(luò)。另外，學生可以通過循環(huán)往復地繪制、修改教師提供的思維導圖，學會反思自己的學習過程。
思維導圖具有極大的伸縮性，它順應(yīng)人腦的自然思維模式，從而可以使人們的主觀意識自然地在圖上表達出來。
比如，學生復習數(shù)字圖像處理的圖像增強內(nèi)容時，可以采用圖2的方式，從主要知識點、重點、難點、實驗、自評和思考與討論等方面建立思維導圖，以此促進學生積極動手操作和動腦思考，促進學生進行新舊知識的結(jié)合，對復習總結(jié)起到事半功倍的效果。
結(jié)語
思維導圖不僅是一種強有力的思維工具，而且是一種非常有效的教學輔助手段。熟練使用思維導圖，使教師能夠在備課階段對課程的整體把握起到提綱挈領(lǐng)的作用，使教師和學生在課堂上能增強互動，加深學生對知識點的理解，使學生可以在課后進行有效復習。實踐證明，將思維導圖引入數(shù)字圖像處理課程教學中，能夠為教學改革注入新的活力，提高教學的效率和質(zhì)量。
參考文獻：
[1]博贊.思維導圖[M].李斯,譯.北京:作家出版社,1998.
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