思維導圖在藥學專業(yè)“無機化學”教學中的應(yīng)用

魏 明，周 穎，王夢婷，陳冬生

（南京醫(yī)科大學康達學院，江蘇連云港222000）

2018 年6 月，新時代全國高等學校本科教育工作會議強調(diào)：堅持“以本為本”，推進“四個回歸”，加快建設(shè)高水平本科教育，全面提高人才培養(yǎng)能力，造就堪當民族復興大任的時代新人[1-2]。新時代的高校教師，要回歸本分，傾心教學，研究教學，專注教書育人。

“無機化學”是化學、化工、食品、醫(yī)藥等相關(guān)專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)性科目[3]，一般在大學第一學期開設(shè)，在內(nèi)容、方法、觀念上無機化學都起著承上啟下的關(guān)鍵性作用。以藥學專業(yè)為例，“無機化學”與后續(xù)“物理化學”“藥理學”等課程均有聯(lián)系，如在動力學知識板塊，“無機化學”的知識與技能教學目標的掌握，是后續(xù)課程能否順利學習的基礎(chǔ)與保障（圖1）。籍學生人數(shù)的22.1%（人數(shù)統(tǒng)計截止為2019 年3 月）。為了提升藥學專業(yè)“無機化學”教學效果，打破這種教學窘境，需要教師結(jié)合新時代學生特點與教學實踐，進行教學改革創(chuàng)新，提出可行的教學方法。筆者在教學過程中發(fā)現(xiàn)，思維導圖的引入，可以快速幫助學生構(gòu)建章節(jié)知識體系，激發(fā)學生學習興趣，提高學習效率。

1 思維導圖

圖1 “無機化學”在藥學專業(yè)知識構(gòu)架中基礎(chǔ)性的體現(xiàn)

因此，教師教好、學生學好這門課十分必要，然而由于江蘇高考機制的因素，部分藥學專業(yè)學生在中學期間沒有選修化學科目，加之無機化學理論相比于中學化學更加深奧，知識體系涉及的范圍更廣，從而使學生對“無機化學”的學習產(chǎn)生逃避、厭學情緒，學習積極性較差，以南京醫(yī)科大學康達學院為例，2017 級與2018 級藥學專業(yè)共有學生223 人，其中江蘇籍生源共122 人，中學選修化學的學生27 人，占比僅為總?cè)藬?shù)的12.1%，江蘇

思維導圖（Mind Mapping）又叫心智導圖，由托尼·博贊（Tony Buzan）于二十世紀60 年代提出，引入我國后，相關(guān)學者對此做了相關(guān)研究[4]。繪制思維導圖的過程，是從一個關(guān)鍵詞出發(fā)，將彼此間有關(guān)聯(lián)的信息連接，同時運用圖片、顏色、標識等工具將思維過程整理出來，最終能夠形成一個清晰的、系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡(luò)，這不僅能有效地幫助教師授課，也能增強學生對知識點的理解和記憶，提高學生的思維發(fā)散能力，促進學生學習的興趣。此外，思維導圖的制作簡單易學，學生可以根據(jù)自己的思維習慣進行創(chuàng)作?；谏鲜鲇懻?，思維導圖的四大特征可以概括為：①主題突出，支干分散；②層次分明，條理清晰；③作用強大，效果顯著；④操作簡單，圖形色彩相輔相成。

近年來隨著科技水平的高速發(fā)展，思維導圖的繪制軟件也層出不窮，包括MindManager、MindMaster、XMind等軟件。本文中展示的思維導圖利用MindMaster 進行繪制。

2 思維導圖法教學的理論依據(jù)

奧蘇伯爾認為，學生的認知結(jié)構(gòu)是從教材的知識結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化而來[5]，因此教師在教學過程中，要注意對“無機化學”基本知識結(jié)構(gòu)的把握。認知心理學認為，人類在認識一個全新的知識領(lǐng)域時，遵循從整體到部分的順序關(guān)系，因此教師在呈現(xiàn)教材內(nèi)容時，要遵循“不斷分化”的原則，要讓學生能夠把握知識之間的相互關(guān)系，達到融會貫通的目的。

此外，學習遷移的形式訓練說指出，學習方法、思維方法相比于學習內(nèi)容來說更加重要，在引導學生掌握知識的同時，必須注重對學生能力的培養(yǎng)。

思維導圖作為一種思維工具，能很好地完成上述任務(wù)，在幫助學生從整體上把握知識結(jié)構(gòu)的同時，也為學生提供了一種新的學習方式，從而達到授人以漁的目的。

3 思維導圖法在藥學專業(yè)無機化學教學中的應(yīng)用研究

思維導圖的繪制是基于劉德育、劉有訓主編的《無機化學》展開討論[7]。在教學的過程中，根據(jù)所繪制章節(jié)的知識結(jié)構(gòu)，筆者將思維導圖分為中心輻射型思維導圖、鏈式思維導圖及混合式思維導圖三種類型。

（1）中心輻射型思維導圖

中心輻射型思維導圖是思維導圖中較為簡單的一種表現(xiàn)形式，思維中心明確，可以直接輻射出相關(guān)內(nèi)容，主要用于一些較小的知識點的整理，如在進行“酸堿理論思維導圖”的繪制中，即可采用這種形式（圖2）。

圖2 酸堿理論中心輻射型思維導圖

如圖2 所示，在酸堿理論思維導圖的繪制過程中，選擇的思維中心為“酸堿理論”，由此引出5 個二級主題，分別為酸堿電離理論、酸堿質(zhì)子理論、酸堿電子理論、軟硬酸堿理論與其他理論。二級主題下，分別引出包括該理論的提出者、酸堿的概念及相應(yīng)的局限性，幫助學生能快速地進行對比學習，從而提高學習效率。

（2）鏈式思維導圖

在章節(jié)思維導圖繪制的過程中，如果所涉及的知識體系呈現(xiàn)明顯的線性邏輯關(guān)系，則可以用鏈式思維導圖進行繪制。如在進行“化學平衡”章節(jié)思維導圖的繪制過程中，采用鏈式思維導圖進行教學，可以產(chǎn)生很好的教學效果（圖3）。

圖3 化學平衡章節(jié)鏈式思維導圖

如圖3 所示，在進行“化學平衡”這一章節(jié)的思維導圖的繪制過程中，筆者所選取的思維中心為范特霍夫等溫式，為了凸顯思維中心，在圖中加以“★”進行標注。由于在范特霍夫等溫式中，涉及到了△rGθm與反應(yīng)商Qp，所以由此引出△rGθm的四種求解方式。

在△rGθm的四種求解方式中，其中一種方式涉及到了熱力學函數(shù)焓（H）與熵（S），這與學生后續(xù)所要在物理化學中學習的內(nèi)容出現(xiàn)交集，此處可作為開放端口與后續(xù)內(nèi)容進行對接。另外一種求解方式涉及到了電池電動勢E，因此可以與電化學思維導圖進行鏈接，實現(xiàn)了知識的遷移。剩余兩種求解方式分別涉及到了△fGθm與平衡常數(shù)，也可進行相關(guān)內(nèi)容的展開。

鏈式思維導圖最大的優(yōu)勢在于可以將知識結(jié)構(gòu)以一維形式呈現(xiàn)，簡單明了，可使學生迅速地把握章節(jié)脈絡(luò)，明確學習內(nèi)容的隸屬關(guān)系。

（3）混合式思維導圖

混合式思維導圖結(jié)合了中心輻射型思維導圖與鏈式思維導圖的特征，對于較為繁雜的內(nèi)容進行整理時采用此種形式的思維導圖，如在進行“動力學”章節(jié)思維導圖的繪制過程中，采用此種形式（圖4）。

圖4 化學動力學混合式思維導圖

化學動力學是“無機化學”重要的組成部分，是研究化學反應(yīng)速率、機理和體現(xiàn)反應(yīng)現(xiàn)實性的一個分支。本章節(jié)教學重點為各種因素，如溫度、催化劑、濃度等對化學反應(yīng)速率的影響與簡單級數(shù)反應(yīng)的相關(guān)討論。本章節(jié)教學難點為分子動力學理論模型的理解，包括碰撞理論與過渡態(tài)理論，特別是其中關(guān)于活化能的討論。

在繪制思維導圖的過程中，由于涉及教學內(nèi)容較多，采用簡單形式的思維導圖樣式不再滿足要求。在設(shè)計本章思維導圖的過程中，采用“豐”字型結(jié)構(gòu)，思維中心選取為“化學反應(yīng)（按機理分類）”，主線內(nèi)容為由思維中心引出的兩種類型“基元反應(yīng)”與“復雜反應(yīng)”。通過對兩類反應(yīng)進行動力學速率方程描繪，引出反應(yīng)速率常數(shù)k 與反應(yīng)級數(shù)的概念?！柏S”字型結(jié)構(gòu)的兩翼就相關(guān)重點內(nèi)容進行討論，如對碰撞理論與過渡態(tài)理論進行描述，對簡單級數(shù)反應(yīng)的特征進行概括，力圖精煉。

混合式思維導圖適用于對整章內(nèi)容進行概括，其特點是包含內(nèi)容較多。為了保證圖像的美觀與內(nèi)容全面，只能對知識點進行簡要描述，必要時，可對其所含的具體知識點進行二級思維導圖的繪制。

4 教學效果評價

（1）教學評價對象

由于無機化學在南京醫(yī)科大學康達學院藥學專業(yè)授課中采取的方式為4 個班級合班上課，故無法在一屆學生中進行實驗組與對照組的劃分。筆者在無機化學教學實踐中，對2018 級學生采取思維導圖授課法，故選擇2017 與2018 級藥學專業(yè)學生為研究對象，其中2018級學生為實驗組，2017 級學生為對照組。

（2）教學考核方式

無機化學考核方式為平時成績25%，其中，出勤5%，課堂測驗10%，筆記及作業(yè)10%，期末考試成績占比75%。試題類型包含判斷、選擇、填空及計算，知識點覆蓋全面，難度適中。

（3）學生成績分析評價

經(jīng)過系統(tǒng)論證，南京醫(yī)科大學康達學院藥學專業(yè)2017 與2018 級無機化學教學大綱一致，教學進度安排一致，期末考試試題難度相近，題型一致，考查知識點一致，對照組2017 級藥學專業(yè)參與無機化學考試人數(shù)121 人，實驗組2018 級藥學專業(yè)參與無機化學考試人數(shù)125 人，樣本量相近，故兩年的學生期末總評成績有一定的可比性。具體成績分析參見表1 與表2。

由表1 與表2 對比可以看出，在教學過程中，對2018 級藥學專業(yè)學生采取思維導圖教學法后，學生的成績有了明顯提高，掛科率由2017 年的24.0%降至2018 年的16.0%，降幅達8.0%，由此可見，思維導圖法對成績較差的學生也產(chǎn)生了積極的作用，通過調(diào)動學生的學習主觀能動性，使之不再對無機化學產(chǎn)生畏難情緒。

70～89 分段學生比例由2017 年的49.6%上升至2018 年的60.8%，年級平均分也由71.26 分上升至71.86 分。由此可見，思維導圖法可以使大部分同學受益。通過對學生進行問卷調(diào)查，學生普遍反映，思維導圖法不僅在知識的掌握上產(chǎn)生了積極的影響，更重要的是提供了一種全新的學習方式，通過師生間的良性互動，實現(xiàn)教學相長。

表1 2017 級藥學專業(yè)學生無機化學成績分析

表2 2018 級藥學專業(yè)學生無機化學成績分析

5 總結(jié)

在傳統(tǒng)的“無機化學”教學活動中，學生總是按照教材或教師的思路學習相關(guān)內(nèi)容，因而是一個“被動”過程?！盁o機化學”是藥學專業(yè)學生一年級學習的專業(yè)基礎(chǔ)課，部分學生很難順利地完成角色的轉(zhuǎn)換，而思維導圖法的引入恰好解決了這個問題。通過教師的引導，學生可以快速地構(gòu)建知識框架，從而實現(xiàn)對“知識群”的整體把握。通過圖像的形式呈現(xiàn)知識，可以較好地引起學生興趣，激發(fā)學生學習的主觀能動性。此外，結(jié)合當代學生思維活躍的特點，通過讓學生自行繪制思維導圖，并組織學生互相交流，取得較好的教學效果。關(guān)于思維導圖教學法在“無機化學”中的具體應(yīng)用，還有很多細節(jié)需要探索，如對于評價指標的量化等，希望更多的化學工作者參與其中，完善思維導圖在“無機化學”中的教學模式，以培養(yǎng)高質(zhì)量的藥學專業(yè)人才。