思維導圖在生命科學研究中的應用

王超 侍福梅

摘要： 隨著科學技術的發(fā)展，生命科學與各學科之間的交叉滲透越來越多，生命科學研究者所面對的信息和資料也越來越龐雜。思維導圖作為一種表達發(fā)散性思維的有效圖形思維工具，可以幫助科研工作者高效地管理資料、日程安排、快速整理思路撰寫論文等。結合生命科學的特點及未來發(fā)展的趨勢，綜述了思維導圖在生物科研中的應用，以期為科研工作者使用思維導圖軟件管理科研資料提供幫助。

關鍵詞：思維導圖;生命科學;信息管理

中圖分類號：Q-0 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）10-0015-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.10.003 ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： With the development of science and technology， there are increasing number of infiltration and mergence between life science and other scientific branches， and the information and data that life science researchers are facing with are becoming more and more complicated. As a graphics thinking tool that expressing divergent thinking， mind mapping can help life science researchers to manage data and information effectively， arrange schedules and quickly organize thoughts to write papers， etc. Here combing with the characteristics and the trend of future development of life science， we summarize the application of mind mapping in life science research， aiming to offer help for life science researchers to use mind mapping software to manage scientific data and information.

Key words： mind mapping; life science; information management

1 ?思維導圖概述

思維導圖（Mind map）是表達發(fā)散性思維的有效圖形思維工具。思維導圖最初是由英國心理學家東尼·博贊在20世紀70年代逐步形成的概念[1]?！秵哟竽X》（Use Your Head）一書的出版首次正式公開將思維導圖介紹給讀者，隨后思維導圖在全世界推廣開來。在大學時代，東尼·博贊遇到了整理筆記、記憶知識以及寫作思路整理方面的困難。在試圖解決這些問題的過程中，他開始研究心理學、神經語言學、記憶和助記法感知理論、創(chuàng)造性思維等學科，并在研究中發(fā)現人類思考的方式與腦神經的結構的類似性。在人類思考的過程中，大腦中的信息，如某個詞、數字、圖像、音符等，都可以以一定的方式放射性地和一個中心連接[2]，即從一個中心可以發(fā)散出多種聯想，而每個由中心發(fā)散出的聯想又可以作為新的中心發(fā)散出新的聯想，每個聯想作為一個節(jié)點共同組成一個整體的網絡。思維導圖通過模仿腦神經的生理結構和人的思維模式，并使用文字符號圖像等綜合以畫面的形式呈現人的思維過程，將生理和心理統(tǒng)一于圖畫中，使得記憶十分輕松，快捷且持久。思維導圖模糊了圖像和文字的界限，某種程度上統(tǒng)一了多年以來關于看圖還是閱讀文字的矛盾[3-5]。目前，思維導圖主要作為一種信息管理的工具幫助人們將復雜的原始信息整理出簡單清晰的思路和框架。

目前，思維導圖被廣泛地應用于教育領域和商業(yè)領域。韓國、德國、新加坡、美國、日本等國的教育機構都開展了對其的研究[6]。英國甚至已經把其作為中小學的必修課程。在商業(yè)領域，思維導圖對信息的管理也可以幫助決策者更清晰地了解整體利益和局部利益的關系，是營銷策劃師培訓員工的重要部分。隨著生命科學的發(fā)展，與其他學科之間的滲透交叉以及試驗操作的復雜性都對生命科學研究者提出了更高的要求，思維導圖在教學和商業(yè)領域的成功模式給生命科學研究人員提供了很好的方法，可以系統(tǒng)且高效地管理科研中的規(guī)劃安排與各種資料[7]。

2 ?生命科學研究的特點及其未來的趨勢

生命科學研究的特點包括兩方面，一是需要多學科知識的交叉。隨著生命科學研究范圍的深入和不斷擴大，相關學科之間的交叉和互相滲透變成了未來生命科學研究的重要特點。不論是物理、化學、數學、地質學、天文學和醫(yī)學等基礎學科，還是計算機科學、認知科學和生物控制論等新興學科，都廣泛地與生命科學相互滲透，在促進了生命科學發(fā)展的同時也擴展了其他學科的研究范圍[8，9]。二是涉及到的技術手段較為多樣且復雜。隨著計算機科學和物理學的發(fā)展，生命科學研究的試驗設備也發(fā)生了較大的變化。如觀察微觀生命形態(tài)結構的顯微鏡，隨著相關學科的進步，從傳統(tǒng)的光學顯微鏡到放射自顯影再到熒光顯微鏡和激光共聚焦顯微鏡，從晶體衍射到后來的全息影像不斷提高觀察的精度，使研究者可以在更微觀的水平觀察生命現象[10]。

隨著計算機科學的飛速發(fā)展，互聯網改變了傳統(tǒng)的生物學收集資料的方式。在知識爆炸的時代，信息的收集已經不是最主要的困難，而將獲取到的信息整理、歸類以及在使用的時候快速查詢變得更為重要。與此同時隨著科學技術的發(fā)展，不同學科之間的交叉融合變得更頻繁，需要生命科學研究從業(yè)者對相關學科知識有一定的了解。生命科學在未來的發(fā)展趨勢主要是系統(tǒng)化、規(guī)?；底只?。因此，為了應對這些變化，生命科學從業(yè)者可以從使用思維導圖開始將思路以可見的方式呈現出來，這樣不但可以將自己的思路和電腦中的文獻數據對接，同時在與其他同行分享的時候也比較直觀和方便[11]。

3 ?思維導圖在生命科學研究中的應用探究

3.1 ?對科研項目的整體規(guī)劃和推進

使用思維導圖的方法整理科研數據，可以把查找文獻、分類整理、閱讀文獻并撰寫標注和筆記、科研數據的記錄和整理、撰寫報告或論文、演講交流等分離的步驟統(tǒng)一在一張圖中（圖1），這樣的視覺呈現有利于整體思路的把握，將科研過程中的不同階段呈現出來，從而提高各步驟的相互關聯和整體完成的效率。將傳統(tǒng)方法中孤立的文件夾和資料用附件或超鏈接的形式與思維導圖連接起來，從而實現打開電腦后不是處理單一的文件，而是打開思維導圖后，以整體的思維由附件或超鏈接的形式打開單個文件，使每一個過程更系統(tǒng)，可以避免很多不必要的錯誤。此外，不同的思維導圖軟件還提供了不同的附屬功能，如待辦事項功能，即讓軟件用戶可以用不同級別來標記待辦事項的辦理順序，以及標記一個事件的完成度，可以將日常的試驗計劃融入到思維導圖中。

3.2 ?快速整理文獻

在生命科學科研的過程中資料整理大致有幾個步驟：查找文獻、分類整理、閱讀文獻并撰寫標注和筆記[12]、科研數據的記錄與整理、撰寫報告或論文和演講交流。這些過程都互相關聯，但是在使用傳統(tǒng)方法的時候都是分別存放在電腦的文件夾中或是打印出來，很難在整體上把握全局并且不能快速理清思路（圖2）。

當前，主流的文獻管理方式都是直接使用Endnote、Zotero和Noteexpress等文獻管理軟件進行管理與分類，但是對整體的思路沒有圖像視覺的呈現，很難在整體上把握文獻之間除了標題、作者和年代等基本信息之外的關聯。對科研背景的調查和對文獻的閱讀筆記的整理分類不能做到很好地展現效果。根據思路使用思維導圖將試驗的研究背景分成不同的類別，如將植物微管相關的文獻歸為一類，具體的關于基本結構、動態(tài)組裝和微管列陣的文獻分別以附件（或超鏈接）的形式添加在節(jié)點的背后，并且可以將筆記與心得以備注的形式添加在附件的后邊（圖3）。此外，有些思維導圖軟件如Docear，還可以把一些文獻管理軟件（如Endnote）的功能整合進來，在思維導圖上的文獻導入引文信息后直接拖拽到Word中既可以插入參考文獻，將查找文獻整理思路和撰寫論文時的插入文獻整合起來，使用十分方便 [13，14]。

4 ?思維導圖相關軟件

目前常用的思維導圖軟件有XMind、Mindjet、Docear、 Freemind、 ProcessOn、百度腦圖和Thebrain8等（表1）。側重應用于本地管理的有XMind、Mindjet、Freemind。其中，Mindjet因其強大的功能以及操作界面與Microsoft Office相近，有利于初學者學習而被廣泛使用。Mindjet還提供了移動版，用戶可以在移動設備上同步瀏覽思維導圖。這類思維導圖軟件可作為本地思路整理軟件，配合添加附件和超鏈接，將整理論文的過程以思維導圖的形式呈現出來。搜集文獻時，Docear這類思維導圖軟件可以將不同類別的文獻使用思維導圖歸類并整理閱讀筆記，同時在寫作時可以將參考文獻進行插入直接拖動到Microsoft Word中，比較方便。側重在線分享的軟件有ProcessOn和百度腦圖等，這類軟件可以將導圖方便地分享給他人，適合對某一具體問題整理思路并分享。最后，Thebrain8是模擬大腦聯想的方式，以動態(tài)思維導圖的形式將信息呈現，適合長期整理思路記錄靈感使用。

5 ?展望

5.1 ?思維導圖可以幫助生命科學研究者更加系統(tǒng)地整理資料

隨著生命科學研究領域技術的進步，生命科學研究者可以獲得更全面且真實反映生命本質的數據思維導圖，具有將思維視覺化，將文字圖片化等特點，可以滿足研究人員的個人數據整理以及與他人溝通交流。因此，思維導圖可以幫助研究者將人腦中的思維和電腦中的數據進行整合，以幫助生命科學更快速地發(fā)展。

5.2 ?思維導圖可以使學術交流變得更快速有效

隨著更多的生物科研從業(yè)者使用思維導圖整理自己的試驗數據和科研論文，科研工作者之間的交流不再局限于電子郵件發(fā)送數據及論文，演講PPT，而是使用自己制作的思維導圖導出后發(fā)送給對方，或者使用在線思維導圖軟件直接與對方交流，從而使學術交流從線性的論文或PPT變成思維導圖，將思維的碰撞視覺化，使學術交流更有效率。

此外，通過觀察對方思維導圖的畫法，還可以了解對方的思維模式，因此，科研學術交流的深度被大大提升，從而在思維方式這一水平上將科研人員整合在一起，對生命科學的探索將更進一步。

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