思維導圖在大學物理化學教學中的應用

周曉榮 王又容 陳浩 費會 方華 徐玉玲

摘 ?要：大學物理化學是食品工程專業(yè)學生的學科基礎課，是學生參與科研工作的理論基礎，引導學生學好這門課程很有必要。筆者將思維導圖以小組合作式測試作業(yè)的方式引入物化教學中，實踐表明，思維導圖可提高學生學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維能力。

關鍵詞：思維導圖 ?物理化學 ?教學 ?創(chuàng)新思維

中圖分類號：G642 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）11（a）-0107-03

Abstract： As a basic course for students major in food engineering， college physical chemistry is the theoretical basis for students to participate in scientific research work. It is necessary to guide students to learn this course well. In this paper， Mindmap， which is a tool used to fulfill group cooperative testing， was brought into the teaching and learning of Physical Chemistry. It is indicated that the application of Mindmap can enhance students' interest in learning， cultivate students' innovative consciousness and ability of innovative thinking.

Key Words： Mindmap; Physical Chemistry; Teaching and Learning; Innovative thinking

物理化學是高校食品類專業(yè)本科生的一門學科基礎課，是他們學習食品化學、生物化學、食品工程原理等專業(yè)課的基礎，也是食品類專業(yè)的研究生參與科學研究工作的重要理論基礎。在科研領域有一句流傳的話語：“無物化、不科研”。如果要想將科研工作深入到理論分析的層次，就要用到物理化學的化學熱力學、化學反應動力學理論。物理化學知識理論性強，概念多，學好這門課程有一定難度，需要教師們從學生角度出發(fā)，多采用以學生為中心的方式改革教學方法，提高學生學習的積極性，幫助學生打下扎實的理論知識基礎，同時培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。筆者長期為大學二年級本科生講授物理化學，該文介紹筆者在以往教學改革的基礎上，嘗試將近年來教育界逐漸興起的思維導圖工具引入教學過程中的背景、設計及應用、效果，為同行們的工作提供一點經驗作為參考。

1 ?思維導圖的起源

思維導圖（Mindmap），起源于20世紀60年代左右，其創(chuàng)始人為英國的東尼·博贊（Tony Buzan），是一種將思維和知識結合起來的工具，又稱為思維地圖[1]。還有學者認為可追溯到公元3世紀左右，古希臘哲學家波菲力（Porphyry）構建的波菲利之樹（Tree of Porphyry）已經具備思維導圖的雛形（見圖1）[2]。

2 ?思維導圖的特點

已經有科學研究證明，人類的大腦思維是放射性的，所有進入大腦的信息均作為思想分支表現(xiàn)出來。思維導圖正是利用大腦思維的發(fā)散性構建圖形，幫助學習者擴散思維。思維導圖表現(xiàn)形式的共同點為以總知識點為核心，以一級分支和次級分支逐步向外發(fā)散，目前主要有圓圈圖、氣泡圖、雙重氣泡圖、樹狀圖、括號圖、流程圖、多重流程圖、橋狀圖8種形式[3]。不同點在于，根據(jù)知識點所屬學科不同，其圖形展示的畫面感有所不同?？傮w來講，思維導圖盡可能運用圖文并茂的方式，把各級主題之間的關系以層次感體現(xiàn)出來，并與圖像、顏色等建立鏈接，充分運用和協(xié)調左右腦的機能，幫助人們在科學與藝術、邏輯與想象之間平衡發(fā)展，開啟人類大腦思維的潛能。

3 ?思維導圖在教學中的應用

思維導圖充分調動和平衡左右腦的思維，在增強記憶和提升思維方面有積極作用。Tony Buzan提出思維導圖的概念之后，將這種方法用于幫助有學習障礙的學生，試驗證明短時間內可提升學習效果[1]。之后，思維導圖被推廣到全世界，受到廣泛關注。20世紀90年代，思維導圖傳入中國，最早應用于商業(yè)領域，2000年以后才在教育界逐漸受到重視[4]。筆者通過在中國知網查閱資料發(fā)現(xiàn)，近10年來，國內將思維導圖作為一個新工具應用于化學教學中主要是在中學課堂，占75%左右;在大學教學中主要用于英語類課程，占65%左右。將思維導圖用于大學化學教學中的報道為數(shù)尚少，且主要以教師設計思維導圖幫助學生記憶的方式引入，表明在大學化學教學領域思維導圖的應用還處于起步階段，值得繼續(xù)開展應用與研究。

4 ?思維導圖在物理化學課程中的應用

4.1 可行性分析

物理化學是食品、化學及相關專業(yè)大學生的學科基礎課之一，是科學研究的理論基礎，其理論涉及物理、數(shù)學和化學這3個領域，以經典熱力學和宏觀動力學理論為基礎，結合科學研究，歸納出理論公式。而其理論公式從一般到具體，層層遞進，具有邏輯聯(lián)系，是一個嚴謹且有用的知識體系[5]。從事科學研究，往往要探究物質變化的規(guī)律與機理，學好物化知識很重要。而大學生剛接觸物理化學課程時，往往覺得物化概念和公式多，抽象，記不住。這是因為學生對物化知識不熟悉，不能從整體上認識物化公式之間的聯(lián)系，因此只感覺云山霧罩，難以捉摸，產生畏懼情緒，更別說將理論與科研建立聯(lián)系了。思維導圖將概念、定律的一般形式和具體條件下的形式聯(lián)系起來，在一個頁面上展示它們之間的聯(lián)系，能夠幫助學生認識理論的系統(tǒng)性和應用條件，幫助學生理清思路，同時培養(yǎng)邏輯性思維和發(fā)散性思維，這些在科學研究工作中是非常重要的能力。而且，思維導圖的形式靈活，既可以手工在一頁紙上完成，也可以通過Office或者WPS軟件完成，有條件的學生還可以用專門的思維導圖軟件，如XMind、Mindmap、Mindmaster、百度腦圖等來完成。綜合以上情況可知，思維導圖在物理化學課程教學中的應用預估可以起到積極作用，具有可行性。

4.2 應用實例

筆者近年來在教學中堅持采用多媒體課件和板書相結合的形式，課件PPT力求簡潔，以大綱式為主，在重要內容的講解上采用板書，引導學生思考，取得較好的教學效果。時代在發(fā)展，教學方式也應與時俱進，既要考慮到傳統(tǒng)教學方式的優(yōu)點，也要結合新時代的要求，讓學生適應新時代的學習和思維要求，尤其是訓練學生的創(chuàng)新思維能力?；诖讼敕?，筆者考慮將思維導圖引入教學中，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力為主要目標，作為一個教學環(huán)節(jié)而存在，并且是以學生自主的方式完成思維導圖來達到教學目標。

筆者所教授的食品工程1701班，大學第四學期學習物理化學（2019年2～5月）。筆者將全班同學按照3個人一組的方式分成多個小組，小組成員由學生自主決定。除了平時的教學互動按照小組搶答問題的方式之外，在課程接近尾聲時，指定熱力學理論和動力學理論的內容，按照3個小組完成相同內容的思維導圖的形式開展一次創(chuàng)新能力訓練測試。測試要求所有小組在指定時間（筆者定為一周）內完成，完成形式不限制，學生可根據(jù)查閱與思維導圖有關的資料，選擇用軟件或者是手工的方式完成。其次，要求小組成員必須都有效參與，上交思維導圖成果的同時，要寫明每位小組成員所承擔的任務內容。小組得分即為成員得分，按照完成情況評為一等獎（95～100分）、二等獎（85～90分）、三等獎（75～80分），折合總成績的5%，在期末總評時加分。

學生如期上交作業(yè)，完成率100%，完成情況統(tǒng)計如表1所示。從表1中可知，有78%的學生選擇手工完成思維導圖;56%的小組分工明確;采用氣泡圖、括號圖和樹形圖的小組占多數(shù)，有一個小組采用了流程圖;89%的小組采用了兩種圖結合的方式。根據(jù)各個小組的思維導圖的完成方式和內容是否完整、重點是否突出進行評價，分別給予一、二、三等獎的評價。

4.3 效果分析

筆者在食品工程1701班的物化教學過程中，首次將思維導圖作為訓練學生創(chuàng)新思維能力的工具引入，鼓勵學生以小組分工、合作的方式，靈活選擇繪圖方式完成。從學生反饋的情況得知，學生在大一學年和大二上學期均未使用過思維導圖完成作業(yè)或者測試，對于筆者布置的思維導圖作業(yè)均感到新奇，愿意積極參與。學生通過查閱思維導圖的資料后，自主選擇繪圖模式，但他們使用電腦軟件制作思維導圖的能力不足，大部分學生均采用手繪的方式完成。表1中的分工情況也表明，接近一半的學生更愿意一起完成任務（未明確分工），獨立承擔任務的能力還需要培養(yǎng)。另有部分學生反映，將大家分成小組的方式來完成用思維導圖整理物化知識的工作，方式新穎。因為“團結力量大”，所以既促進了學生的學習積極性，又減輕了學生學習時的畏懼情緒，而且產生團隊（小組）競爭意識，組員互相督促，學習效果明顯提高。團隊合作意識、競爭意識、獨立承擔任務的能力都是進行科學創(chuàng)新研究所需要的重要能力。從筆者的這次教學改革的實踐結果可知，思維導圖在幫助學生提高學習物化課程效果的同時，也鍛煉了學生的創(chuàng)新能力，并且受到學生的肯定。學期末總結發(fā)現(xiàn)，食品工程1701班學生的物化總成績較同期其他同層次班級成績更好，成績優(yōu)良（總成績達80分）率達到81.5%，學生對筆者的評教等級為“優(yōu)”，形成“教學相長”的雙贏局面。

5 ?結語

大學教育的目的不僅在于傳授學生書本上的知識，更應該注意培養(yǎng)學生獲取知識的能力，訓練學生具備創(chuàng)新研究的能力。創(chuàng)新研究需要學生有發(fā)散性思維，還需要有團隊合作意識與競爭意識，教師們若能從大學生入校開始，積極在教學過程中向學生滲透創(chuàng)新意識和訓練學生的發(fā)散性思維能力，我國的大學生們的創(chuàng)新能力必定能得到有效促進。因此，筆者建議大學教師們在教學過程中，在不影響教學質量的情況下，盡可能采取有效措施培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，使學生盡早加入創(chuàng)新研究的隊伍，為國家發(fā)展自主產業(yè)發(fā)揮潛力。

參考文獻

[1] 畢宏偉.思維導圖在大學公共英語教學中的應用[J].現(xiàn)代交際，2018（23）：156.

[2] 簡書.思維導圖起源[EB/OL].[2016-09-08].https：//www.jianshu.com/p/47206651970f.html .

[3] 360doc.com.思維導圖的八種基本類型[EB/OL].[2017-06-04].https：//www.360doc.com/ontent/17/0604/23c/34717728_660038213.shtml.

[4] 余小英，李凡生.思維導圖在大學物理實驗中的應用[J]. 河池學院學報，2014（5）：118-122.

[5] 沈文霞，王喜章，許波連.物理化學核心教程[M].3版.北京：科學出版社，2016.