Xmind軟件輔助學生遺傳工程自主學習的一次嘗試

丁濱，蔣福升，錢朝東，高承賢，竇曉兵，吳昊

摘 要：思維導圖是培養(yǎng)學生邏輯思維能力、輔助記憶的好工具。Xmind是繪制導圖的常用軟件之一。將這個軟件推薦給學生并建議他們在遺傳工程自主學習中應(yīng)用。學生不但在實踐中學會了Xmind軟件的基本操作方法，而且確實提高了學習效率。表現(xiàn)在50%的同學在期末考試中取得了好成績。

關(guān)鍵詞：思維導圖；自主學習；遺傳工程

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）22-0102-03

Abstract： Mind map is perfect tool to promote logical thinking ability and improve memory efficiency. Xmind is one of the popular soft-wares for maps drawing. We recommended this software to students and advised them use it in autonomous learning process of genetic engineering courses. Students not only grasped the basic operation of Xmind in practicing， but also improved effectiveness of study. It is revealed that fifty percent of students have good scores in the final exam.

Keywords： Mind map； autonomous learning； genetic engineering

2009年托尼·博贊（Tony Buzan）的《思維導圖》（The Mind Map book）一書由葉剛翻譯，中信出版社出版[1]。自此關(guān)于應(yīng)用導圖的研究報道層出不窮。以思維導圖為主題詞在中國知網(wǎng)中搜索，發(fā)現(xiàn)自2010年每年有超過百篇文章發(fā)表，2016年達到了563篇之多，對其的應(yīng)用涉及教育、教學、項目管理、培訓等諸多領(lǐng)域。2017年僅1-4月間就有112篇文章發(fā)表，思維導圖從小學基礎(chǔ)教育到大學專業(yè)課教育均有應(yīng)用。可見其對提升教育質(zhì)量的積極作用。

2005年[2]中國腦力運動會組委會秘書長于小央在接受記者采訪時談到，“思維導圖是大腦中形成的一種圖像，它可以通過想象、創(chuàng)造來聯(lián)想，設(shè)定一個圖畫，目的就是為了便于思考和記憶?！薄翱梢酝ㄟ^運用思維導圖來增強記憶力?！蓖ㄋ椎闹v，思維導圖是把信息“畫出來”[3-4]，并通過線條、箭頭、符號、形狀和顏色表現(xiàn)，將抽象的概念轉(zhuǎn)化成容易記憶的圖形，不但可以提高記憶力，而且可以幫助記憶者梳理思維的邏輯關(guān)系、增強對知識體系的總體把握[5]。

一、Xmind軟件及基本操作

目前常見的思維導圖軟件很多，例如MindManager、NovaMind、iMindMap、MindMap

per、FreeMind等等。而Xmind是一款開源免費的軟件，兼容FreeMind和MindManager的數(shù)據(jù)格式。軟件中提供了思維導圖、邏輯圖等16種空白圖以及年度報告、商業(yè)計劃書等23種模板，另外還提供了30個模板風格。Xmind可以將腦圖導出生成PDF、word、excell以及圖片格式，方便學生后期制作ppt進行匯報。

Xmind軟件采取了視窗操作模式，操作簡單、易于掌握。在軟件視窗的上面顯示有文檔、編輯、查看、插入、修改、工具、窗口以及幫助等一級菜單。一級菜單欄下方是常用的快捷菜單。右側(cè)提供了顯示大綱、修改主題格式、插入圖片和圖標、改變風格、添加備注和批注等操作的快捷鍵。打開軟件“畫布”的中央就顯示“新建空白圖”，可以單擊建立空白圖，也可以單擊左上角“文件”中的“新建命令”，選擇軟件自帶的空白圖或模板圖。腦圖的編輯可以分成兩個部分。一個部分是基于知識或問題的邏輯構(gòu)架圖，可以根據(jù)實際情況增加或減少次級主題。另一部分就是框架的文本修改，雙擊各級主題方框，可以進入編輯模式。各級主題在窗口內(nèi)的布局，可以通過鼠標拖拽實現(xiàn)或修改。編輯好的文件，可以在一級主菜單“文件”中“保存”。

二、以往遺傳工程課程教學中存在的問題

《遺傳工程》是我校濱江學院生物技術(shù)專業(yè)生物制藥方向必修的主干專業(yè)課程。學習該課程的學生是大學本科四年級的學生，已經(jīng)學習了《遺傳學》，《分子生物學》和《微生物學》的理論基礎(chǔ)，在實驗技術(shù)方面經(jīng)過《植物組織培養(yǎng)》、《遺傳學實驗》和《分子生物學大實驗》的訓練。學生已經(jīng)掌握了這門課程學習的理論基礎(chǔ)及實驗技能，學生需要將之前學到的生物學知識和實驗技能在《遺傳工程》這節(jié)課上融會貫通。2015-2016年度我們對這門課進行了改革，在教學中采用了以項目為主導的教學方法（PBL），學期末考核平均成績?yōu)?2.67分，雖然僅比2014-2015年度（改革前）高出2.67分，但80分以上的人數(shù)7人其中僅1人超過90分。在2016-2017年度的教學中我們引入思維導圖，利用Xmind輔助PBL自主學習，旨在進一步提高學生對知識的掌握以及靈活應(yīng)用的能力。

三、Xmind在遺傳工程課程自主學習中應(yīng)用舉例

遺傳工程課程以4個項目為教學主線，涉及到細菌、酵母菌、植物和動物遺傳工程四個方面。自主學習過程分為兩步；首先要求學生對項目進行分解，提出完成項目需要解決的問題。第二步是解決問題，學生詳細繪制項目實施技術(shù)路線圖。這里我們以其中一個項目為例子，說明Xmind軟件的應(yīng)用

（一）項目分解，提出問題

項目

給出某蛋白質(zhì)的mRNA序列，請同學利用分子生物學的手段構(gòu)建重組pET21質(zhì)粒，并在大腸桿菌BL21中表達，要求該重組蛋白攜帶6個His標簽方便純化。

問題分解（見圖1）

圖1展示的是一組學生分解項目，提出問題制作的魚骨圖。項目目的：主題位于魚頭部位，要達到這一目的需要經(jīng)過三方面的實驗，作為次主題位于中心線兩側(cè)按照實驗時間先后從尾向頭部排列，分別是；表達條件、感受態(tài)制備、重組質(zhì)粒的構(gòu)建。每一個次主題（實驗）根據(jù)實驗順序關(guān)系繼續(xù)細分成子主題，提示待解決的關(guān)鍵問題。

（二）解決問題繪制技術(shù)路線圖

經(jīng)過討論，這一組的同學又用垂直時間圖（圖2）詳細列出了解決問題的關(guān)鍵因素。組長根據(jù)這一思維導圖最低一級的主題詞，布置任務(wù)，小組中每一個成員都要參與問題的解決。最終由組長匯總解決問題的方案，制作ppt將一個研究項目用形狀、關(guān)鍵詞、線條在總結(jié)課上做了展示。

四、教學效果

2016-2017學年遺傳工程考核平均成績?yōu)?6，與之前兩個學年相比有顯著性差異（p<0.01），超過90分的人數(shù)達到了7人，80分以上的學生比例達到了50%，有了明顯的增長。特別是四個小組的組長成績均在90分以上。分析其原因可能與我們的分組學習模式有關(guān)。我們要求學生自由組成8-9人的學習小組，由組長組織學習并展示學習結(jié)果。所以，在今后的教學中我們將調(diào)整學習模式，限制小組人數(shù)不能超過4人，要求每一個學生都要制作腦圖，確保每個同學都能夠參與思考和討論。

在教學過程中，我們花了4學時的時間介紹思維導圖以及Xmind軟件，為此壓縮了其他教學內(nèi)容的時間。然而這種利用軟件，用簡單的圖形線條自行分析及設(shè)計項目的學習手段很快引起了學生的興趣。他們根據(jù)自己的喜好選擇圖例、色彩、拆分項目，抽象的科研項目在學生的想象中變成了具體的結(jié)構(gòu)圖。不但調(diào)動了學生的學習積極性，而且顯著提高了學生的記憶效率和邏輯思維能力?？傊?，這次教學方法的改革達到了我們提高學生自主學習能力的目的，同時我們也發(fā)現(xiàn)了不足，這次嘗試為今后的教學改革指明了方向，也為應(yīng)用Xmind軟件輔助學生自主學習積累了經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]（英）東尼·博贊&巴利.思維導圖[M]葉剛，譯.北京：中信出版社，2009.

[2]司春杰.腦力開發(fā)——新興的思維革命訪中國腦力運動會組委會秘書長于小央[J].浦東開發(fā)，2005，11：41-43.

[3]謝英勝，吳至明，陳麗，等.教學腦圖——一種新的教學信息的形象載體——整體腦圖教學模式實驗研究系列論文之二[J].廣西師范大學學報（自然科學版），2000（2）：129-135.

[4]張立昌.論高效課堂的技術(shù)性及其意蘊——從腦圖輔助教學談起[J].湖南師范大學教育科學學報，2014（3）：51-57.

[5]趙國慶.概念圖、思維導圖教學應(yīng)用若干重要問題的探討[J].電化教育研究，2012（5）：78-84.

[6]王向華.通過思維導圖實現(xiàn)高職生態(tài)化教學的研究[J].高教學刊，2015（24）：161+163.