靈活運(yùn)用思維導(dǎo)圖提升《動(dòng)物生物化學(xué)》教學(xué)質(zhì)量

趙素梅,張永云,霍金龍,達(dá)永仙,李衛(wèi)真(.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 65020；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)科專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，云南 昆明 65020； 3.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，云南 昆明 65020)

為了保障新生代進(jìn)入大學(xué)后的本科教學(xué)質(zhì)量，必須更新現(xiàn)有教學(xué)理念，改進(jìn)現(xiàn)有教學(xué)方法，探索出一條符合跨世紀(jì)新時(shí)代學(xué)生特征的教學(xué)之路。在教學(xué)實(shí)踐中選擇合適的教學(xué)方法并靈活運(yùn)用就是能夠達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的最好利器[1]。使用科學(xué)合理的教學(xué)方式和多樣化教學(xué)手段，豐富教學(xué)要素，使枯燥的理論知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗笊鷦?dòng)的圖畫(huà)形式，投其所好，博得新時(shí)代學(xué)生好感，達(dá)到提升教學(xué)品質(zhì)的最終目標(biāo)。

1 了解課程特點(diǎn)，認(rèn)清教學(xué)現(xiàn)狀

生物化學(xué)是從分子水平上研究生命有機(jī)體化學(xué)組成和變化規(guī)律的一門(mén)科學(xué)。生物化學(xué)依據(jù)研究對(duì)象的不同可分為動(dòng)物生物化學(xué)、植物生物化學(xué)、微生物生物化學(xué)等。動(dòng)物生物化學(xué)是動(dòng)物科學(xué)、動(dòng)物醫(yī)學(xué)和水產(chǎn)養(yǎng)殖等動(dòng)物類相關(guān)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，并在動(dòng)物生產(chǎn)和獸醫(yī)臨床實(shí)踐中占據(jù)重要地位和作用[2]。因此，如果學(xué)生沒(méi)有扎實(shí)掌握動(dòng)物生物化學(xué)相關(guān)知識(shí)，系統(tǒng)構(gòu)建動(dòng)物生物化學(xué)知識(shí)體系，將會(huì)嚴(yán)重地影響后續(xù)學(xué)科一系列專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。

動(dòng)物生物化學(xué)這門(mén)課程不僅知識(shí)點(diǎn)繁多、零碎，內(nèi)容抽象，難點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容也較多，且各章節(jié)之間聯(lián)系緊密，還涉及到大分子和小分子物質(zhì)的化學(xué)組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)代謝途徑等內(nèi)容。鄒思湘教授主編的動(dòng)物生物化學(xué)教材共四個(gè)部分，21個(gè)章節(jié)，各章節(jié)內(nèi)容是以層層遞進(jìn)、螺旋式上升的方式設(shè)置，知識(shí)點(diǎn)間縱橫交錯(cuò)相互關(guān)聯(lián)，從而構(gòu)成了“點(diǎn)一線一面一網(wǎng)”立體交叉的整個(gè)知識(shí)體系[2]。

由于生物化學(xué)是從化學(xué)和生理學(xué)中脫離并興起的一門(mén)學(xué)科，其理論知識(shí)比較抽象，生物體中的代謝反應(yīng)十分復(fù)雜且密切關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致了學(xué)生普遍反映生物化學(xué)是一門(mén)較難理解和掌握的課程。相對(duì)于其它專業(yè)基礎(chǔ)課，長(zhǎng)期以來(lái)在動(dòng)物生物化學(xué)教學(xué)中存在著一系列問(wèn)題，如學(xué)生普遍反映難學(xué)、枯燥、抽象、深?yuàn)W、重點(diǎn)和難點(diǎn)較多，對(duì)內(nèi)容的理解相對(duì)膚淺，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握不牢固且容易忘記，不明白前后知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系等[3-5]。這是由于很大一部分的學(xué)生在動(dòng)物生物化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程不能清晰地辨別知識(shí)點(diǎn)，建構(gòu)知識(shí)框架，只是機(jī)械地重復(fù)記憶概念、代謝途徑與變化規(guī)律，對(duì)知識(shí)點(diǎn)與知識(shí)點(diǎn)，章節(jié)與章節(jié)之間的邏輯關(guān)系缺乏深入的理解和探究。這樣，學(xué)生所學(xué)到的只是動(dòng)物生物化學(xué)中一些零散的抽象的基本知識(shí)點(diǎn)，不能有效地建構(gòu)化學(xué)物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)與功能、代謝途徑等整個(gè)完善的知識(shí)體系，無(wú)法靈活地提取與應(yīng)用動(dòng)物生物化學(xué)基本原理，從而導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)生思維能力低下，并因此對(duì)動(dòng)物生物化學(xué)的學(xué)習(xí)缺乏興趣。

為了提升動(dòng)物生物化學(xué)課程學(xué)習(xí)效果，在動(dòng)物生物化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，就必須引導(dǎo)學(xué)生把一個(gè)具體的知識(shí)點(diǎn)和整個(gè)知識(shí)體系有機(jī)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行理解，宏觀把握某個(gè)章節(jié)或整個(gè)知識(shí)體系后，知識(shí)體系中的重點(diǎn)、難點(diǎn)就變得容易理解[6-7]。

2 利用思維導(dǎo)圖，構(gòu)建知識(shí)體系

思維導(dǎo)圖被教育界廣泛地推廣、應(yīng)用到各學(xué)科的教學(xué)實(shí)踐中，并被證實(shí)了在實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)中發(fā)揮著積極作用[8]。思維導(dǎo)圖又叫思維地圖，是一種放射性的思維工具，類似于大腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能順應(yīng)大腦思考模式，兼顧并協(xié)調(diào)左右腦合作；是一個(gè)圖式工具，有助于建立與發(fā)展認(rèn)知體系；是一個(gè)建構(gòu)知識(shí)體系的輔助工具，有助于主動(dòng)探索和發(fā)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)，有利于系統(tǒng)梳理和建構(gòu)知識(shí)間的聯(lián)系。思維導(dǎo)圖作為工具，是以人腦中的某個(gè)概念、某個(gè)想法和某個(gè)思維等作為一個(gè)核心主題，通過(guò)大腦放射性思維向外發(fā)散相關(guān)聯(lián)的多個(gè)分支，形成每一分支與中心主題相關(guān)聯(lián)的次主題，每一個(gè)次主題又可以成為另一核心主題繼續(xù)向外放射性地發(fā)散出更多的相關(guān)聯(lián)分支的次次主題，這樣周而復(fù)始地逐層放射、發(fā)散，最終以層次化或網(wǎng)絡(luò)化的形式勾畫(huà)出相應(yīng)知識(shí)圖形，從而使人腦中的隱性知識(shí)顯性化、可視化、系統(tǒng)化[8]。總之，運(yùn)用思維導(dǎo)圖可建立知識(shí)與知識(shí)間的聯(lián)系，揭示出知識(shí)間的邏輯關(guān)系，并分層次儲(chǔ)存知識(shí)，有利于提取與應(yīng)用知識(shí)。因此，思維導(dǎo)圖在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用是理清知識(shí)思路的有效途徑，是建構(gòu)知識(shí)體系的有利工具。

3 確定核心主題，構(gòu)建思維導(dǎo)圖

3.1 選取章節(jié)核心，構(gòu)建思維導(dǎo)圖

動(dòng)物生物化學(xué)共有21章，但由于教學(xué)課時(shí)有限，只有48個(gè)學(xué)時(shí)。因此對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了刪減，主要講授第1～17章的內(nèi)容。但由于每一章節(jié)都是一個(gè)知識(shí)單元，內(nèi)容信息量較大，這就需要教師能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生首先掌握每個(gè)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)，繼而再拓展到了解整本書(shū)內(nèi)容。總之，如何在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)，高效地完成如此多的教學(xué)章節(jié)，并取得較好的教學(xué)效果，采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法是關(guān)鍵。

在多年的動(dòng)物生物化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，以章節(jié)內(nèi)容為核心主題靈活建構(gòu)思維導(dǎo)圖可以很好地幫助初學(xué)者在時(shí)間短，任務(wù)重的現(xiàn)狀下建立知識(shí)間的邏輯關(guān)系，牢固地掌握重點(diǎn)內(nèi)容。具體步驟如圖1所示，首先標(biāo)出每章節(jié)的中心主題，圍繞這個(gè)中心進(jìn)行思考，畫(huà)出各主要的分支，然后整理各個(gè)分支內(nèi)容用圖形、線條和顏色等將各部分知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。如生物大分子蛋白質(zhì)的組成分支是由生物小分子氨基酸通過(guò)肽鍵連接聚合而成，而化學(xué)元素由化學(xué)鍵連接形成氨基酸。簡(jiǎn)單的思維導(dǎo)圖直接明了地勾勒出了化學(xué)元素-氨基酸-蛋白質(zhì)的邏輯關(guān)系，同時(shí)衍生出連接氨基酸基本單元的肽鍵等相關(guān)概念。同時(shí)另一個(gè)分支為蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)包括一級(jí)結(jié)構(gòu)和高級(jí)結(jié)構(gòu)，高級(jí)結(jié)構(gòu)的分支由二級(jí)結(jié)構(gòu)、超二級(jí)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)組成。蛋白質(zhì)的功能分支為一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系和高級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。鑒于蛋白質(zhì)性質(zhì)與分離鑒定是動(dòng)物生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的主講內(nèi)容，理論課只簡(jiǎn)單介紹該部分知識(shí)?？傊煤?jiǎn)單的圖形和標(biāo)注將各章節(jié)知識(shí)間的關(guān)系標(biāo)出，有助于學(xué)生理清思路，幫助理解每章節(jié)內(nèi)容及其邏輯關(guān)系。

圖1 以蛋白質(zhì)為核心構(gòu)建的思維導(dǎo)圖Fig. 1 Thinking map based on protein content

3.2 選取代謝物質(zhì)，構(gòu)建思維導(dǎo)圖

選取某個(gè)知識(shí)點(diǎn)為核心主題，并以此為中心，從大腦中提取與之相關(guān)聯(lián)的知識(shí)信息來(lái)構(gòu)建各個(gè)分支主題，并將這些核心主題和分支主題圖形化、可視化，然后又以分支主題為中心，深入或發(fā)散，最終形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化知識(shí)結(jié)構(gòu)圖。

動(dòng)物生物化學(xué)課程中的許多教學(xué)內(nèi)容，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間都存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，尤其是物質(zhì)代謝途徑部分的內(nèi)容，每一條代謝途徑整理出來(lái)就是一個(gè)簡(jiǎn)單的思維導(dǎo)圖。如以乙酰CoA為關(guān)鍵詞的核心主題，圍繞機(jī)體內(nèi)乙酰CoA的來(lái)源和去路，具體如圖2所示。同時(shí)在構(gòu)建思維導(dǎo)圖時(shí)，可賦予豐富的色彩，如用紅色代表糖代謝的知識(shí)點(diǎn)，綠色代表脂類代謝的知識(shí)點(diǎn)?？傊?，通過(guò)乙酰CoA核心主題，整合梳理糖類、脂類等物質(zhì)代謝途徑相關(guān)內(nèi)容，構(gòu)建系統(tǒng)化、可視化的知識(shí)體系。同時(shí)使枯燥的理論知識(shí)通過(guò)顏色豐富起來(lái)，變成一幅美麗的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖畫(huà)。

圖2 以乙酰CoA為關(guān)鍵詞構(gòu)建的思維導(dǎo)圖Fig. 2 Thinking map based on acetyl CoA

3.3 選取生活實(shí)例，構(gòu)建思維導(dǎo)圖

經(jīng)典案例教學(xué)法 (Case Based Study，CBS)，是將現(xiàn)實(shí)生活和行業(yè)實(shí)踐引入理論課堂教學(xué)中，讓學(xué)生通過(guò)日常生活中耳熟能詳?shù)陌咐?，將專業(yè)問(wèn)題帶入理論教學(xué)過(guò)程中的一種開(kāi)放式教學(xué)模式。經(jīng)典案例教學(xué)法最早被應(yīng)用于法學(xué)教育教學(xué)實(shí)踐中，后因其教學(xué)效果良好，被廣泛地應(yīng)用于多個(gè)學(xué)科的教學(xué)過(guò)程[7]。動(dòng)物生物化學(xué)是從分子水平探討動(dòng)物生命現(xiàn)象本質(zhì)的一門(mén)科學(xué)。從內(nèi)容來(lái)看，其涉及的基本概念抽象、代謝過(guò)程繁多，學(xué)生學(xué)起來(lái)略感吃力。但考慮到動(dòng)物生物化學(xué)是一門(mén)與生活實(shí)際密切相關(guān)的學(xué)科，生活中具有豐富的、廣泛的、隨處可見(jiàn)的生活案例資源。因而，在動(dòng)物生物化學(xué)中，嘗試通過(guò)生動(dòng)、具體和深入分析典型生活實(shí)例，揭示生活實(shí)例中所包含的深?yuàn)W的生物化學(xué)原理，并利用思維導(dǎo)圖方法勾畫(huà)出來(lái)。

在講過(guò)第8章糖代謝和第10章脂代謝的教學(xué)內(nèi)容后，布置作業(yè)，請(qǐng)同學(xué)們尋找科學(xué)合理的減肥方式，并利用學(xué)過(guò)的動(dòng)物生物化學(xué)原理加以解釋，構(gòu)建相關(guān)的思維導(dǎo)圖。課堂上，重點(diǎn)講解運(yùn)動(dòng)減肥和節(jié)食減肥，引導(dǎo)學(xué)生們科學(xué)合理減肥，因此圍繞這兩種減肥方式構(gòu)建了生物化學(xué)原理思維簡(jiǎn)圖(圖3)。肥胖是脂肪代謝發(fā)生紊亂，致使甘油三酯在機(jī)體內(nèi)蓄積。運(yùn)動(dòng)減肥是增加脂肪組織內(nèi)脂肪的動(dòng)員，產(chǎn)生甘油和脂肪酸，生成的脂肪酸通過(guò)血液循環(huán)被運(yùn)輸?shù)郊∪饨M織，進(jìn)行β-氧化，為機(jī)體運(yùn)動(dòng)提供能量。而節(jié)食減肥，尤其是不吃面食、米飯的減肥方式，主要是以減少碳水化合物的攝入，減少脂肪合成的原料--甘油和脂肪酸為切入點(diǎn)，因?yàn)楦视蛠?lái)源于糖代謝的中間產(chǎn)物，脂肪酸是以乙酰CoA為原料來(lái)合成的，乙酰CoA的來(lái)源途徑之一就是糖代謝產(chǎn)生的丙酮酸穿過(guò)線粒體膜進(jìn)入線粒體后發(fā)生氧化脫羧作用生成，再被檸檬酸-丙酮酸途徑轉(zhuǎn)運(yùn)到胞液，就可作為合成脂肪酸的原料?？傊?，以減肥為關(guān)鍵詞構(gòu)建思維導(dǎo)圖，可拓寬學(xué)生們思維空間，使看不見(jiàn)摸不著的純粹理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為生活實(shí)際案例，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

圖3 以減肥為核心主題的思維導(dǎo)圖Fig. 3 Thinking map based on weight loss

4 強(qiáng)化大腦思維，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)

動(dòng)物生物化學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐中，教師要以動(dòng)物生物化學(xué)書(shū)本知識(shí)為中心，選擇以章節(jié)內(nèi)容、代謝關(guān)鍵物質(zhì)或生活案例為核心主題，構(gòu)建思維導(dǎo)圖，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用大腦本身自然的思考方式來(lái)思考，讓大腦時(shí)刻處于積極和不斷創(chuàng)造的風(fēng)暴狀態(tài)。每一張清晰明白、色彩鮮艷、個(gè)性突出思維導(dǎo)圖的完整繪制，就是以層次化和網(wǎng)絡(luò)化的形式對(duì)動(dòng)物生物化學(xué)知識(shí)進(jìn)行的綜合表征，就是儲(chǔ)存和應(yīng)用動(dòng)物生物化學(xué)知識(shí)，梳理動(dòng)物生物化學(xué)知識(shí)間的聯(lián)系，就是對(duì)動(dòng)物生物化學(xué)系統(tǒng)知識(shí)的凝練和升華，且能夠給人以美感，增強(qiáng)感知力。從而使動(dòng)物生物化學(xué)教學(xué)內(nèi)容由淺到深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由具體到抽象的多層次結(jié)構(gòu)的不斷深化，同時(shí)重視知識(shí)在縱橫方向上的關(guān)聯(lián)，形成系統(tǒng)化的“知識(shí)網(wǎng)絡(luò)”，使課程內(nèi)容更易于理解、記憶和掌握[9]。同時(shí)可幫助教師們把新知識(shí)整合到原有知識(shí)結(jié)構(gòu)中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)過(guò)知識(shí)掌握情況的診斷與評(píng)價(jià)[10]。

思維導(dǎo)圖教學(xué)方法在動(dòng)物生物化學(xué)中的靈活應(yīng)用，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。基于思維導(dǎo)圖對(duì)知識(shí)體系的管理是一個(gè)靈活的不斷重復(fù)的過(guò)程，為了讓自己的思維導(dǎo)圖發(fā)揮出更大的功效，一定要及時(shí)復(fù)習(xí)，這樣不僅能夠修改和完善內(nèi)容，還可以結(jié)合生活案例加強(qiáng)聯(lián)想[9]。在梳理知識(shí)的過(guò)程中，學(xué)生也可對(duì)學(xué)過(guò)的所有課程內(nèi)容有效地整合到動(dòng)物生物化學(xué)知識(shí)資源，系統(tǒng)、科學(xué)、有效地建構(gòu)動(dòng)物科學(xué)、動(dòng)物醫(yī)學(xué)或水產(chǎn)專業(yè)整個(gè)知識(shí)體系。同時(shí)學(xué)生可利用思維導(dǎo)圖表達(dá)思想和創(chuàng)意，突出個(gè)性特點(diǎn)，從而使枯燥的動(dòng)物生物化學(xué)理論知識(shí)鮮活起來(lái)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?？傊?，思維導(dǎo)圖教學(xué)方法在動(dòng)物生物化學(xué)課程理論教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用，教師可做到超越書(shū)本、超越課堂；學(xué)生可使知識(shí)得以拓展，思維得以升華，境界得到提高。從而達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)、提升教學(xué)品質(zhì)的最終目標(biāo)。