思維導(dǎo)圖在生物化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

張 茜，姚 青，李建寧，羅明秀，杜 星，朱永生

（1.寧夏醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，寧夏 銀川 750001；2.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部法醫(yī)學(xué)院，陜西 西安 750061）

生物化學(xué)是生物學(xué)領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)學(xué)科之一，也是醫(yī)學(xué)院校學(xué)生的必修課，對醫(yī)學(xué)生今后從分子水平認(rèn)識理解疾病的發(fā)生、發(fā)展及治療具有十分重要的作用。但該課程學(xué)習(xí)內(nèi)容多且抽象，概念復(fù)雜，尤其是對龐雜的知識點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)化的梳理及知識點(diǎn)之間的有效關(guān)聯(lián)更是生物化學(xué)課程學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，往往讓學(xué)生感到無所適從，難以應(yīng)對。因此，嘗試將思維導(dǎo)圖引入生物化學(xué)課程教學(xué)中，對零碎繁雜的知識點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)，幫助學(xué)生厘清思路，構(gòu)建完整、準(zhǔn)確的知識體系，提高教學(xué)效果；同時培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，促進(jìn)其對生物化學(xué)課程的學(xué)習(xí)。

“思維導(dǎo)圖”概念于1970 年由英國學(xué)者東尼·博贊提出，是一種簡單有效的實(shí)用性思維工具，它主要采用圖文并重的技巧，借助關(guān)鍵詞、連接線及輔助性文字等，將各級主題的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的層級圖清晰明確地展現(xiàn)出來，并在中心主題、各級分支主題與色彩、圖像之間建立記憶鏈接，將思維形象化，具有承載信息量大、層次分明的特征[1]。其核心就是畫出思維過程，利用圖形技術(shù)把形象思維和邏輯思維結(jié)合起來，以此提高學(xué)生的思考能力，并開發(fā)學(xué)生大腦的潛力。在繪制思維導(dǎo)圖過程中，大腦對知識點(diǎn)進(jìn)行碎片整理和不斷優(yōu)化。思維導(dǎo)圖不僅能實(shí)現(xiàn)知識點(diǎn)的整合，還可借助圖示及網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將知識構(gòu)建可視化，有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，使知識系統(tǒng)化[2-5]。

1 思維導(dǎo)圖在生物化學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用

1.1 教師利用思維導(dǎo)圖組織教學(xué)

學(xué)系在前期組織教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師根據(jù)每個章節(jié)的教學(xué)大綱繪制思維導(dǎo)圖，并裝訂整理成冊。每個章節(jié)的思維導(dǎo)圖都是以教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)為指導(dǎo)，將章節(jié)中的知識點(diǎn)、講授內(nèi)容之間的邏輯層次關(guān)系有機(jī)整合起來形成完整有序的知識體系。本文以第一章“蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能”為例，制作章節(jié)大綱型思維導(dǎo)圖（見圖1）。在制作過程中，根據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成層層遞進(jìn)的關(guān)系，首先繪制基本元素構(gòu)成氨基酸的結(jié)構(gòu)，接下來氨基酸按順序排列構(gòu)成蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)，在一級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)象形成高級結(jié)構(gòu)，也就是二級、三級、四級結(jié)構(gòu)，標(biāo)注每種結(jié)構(gòu)的定義、特點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。又如“生物氧化”這一章節(jié)，內(nèi)容瑣碎抽象，難以理解，通過思維導(dǎo)圖（見圖2）讓學(xué)生對生物氧化中的呼吸鏈有一個整體清晰的認(rèn)識，再去學(xué)習(xí)體內(nèi)兩條呼吸鏈的具體組成、排列順序、偶聯(lián)部位、偶聯(lián)機(jī)制及影響因素等，就不再有摸不著頭緒的混亂感。在新學(xué)期教師授課前，會將制作好的思維導(dǎo)圖冊發(fā)給學(xué)生。思維導(dǎo)圖冊能讓學(xué)生對每個章節(jié)的內(nèi)容有整體性的框架認(rèn)識，使學(xué)生從章節(jié)開篇就做到心中有“圖”可尋，能快速了解整個章節(jié)的知識結(jié)構(gòu)、內(nèi)容體系以及各個知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，就會極大提升學(xué)習(xí)效果。學(xué)生學(xué)習(xí)過程中利用思維導(dǎo)圖將碎片化的知識點(diǎn)一環(huán)接一環(huán)，層層鋪開，以點(diǎn)帶面，有助于構(gòu)建完整的知識框架。

圖2 生物氧化思維導(dǎo)圖Figure 2 Mind map of bio-oxidation

1.2 學(xué)生利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行知識點(diǎn)梳理和課后復(fù)習(xí)鞏固

生物化學(xué)課程主要包括三大內(nèi)容：生物大分子、物質(zhì)代謝與調(diào)節(jié)以及分子生物學(xué)。整個課程知識點(diǎn)非常多且分散，因此，利用制作的思維導(dǎo)圖冊讓學(xué)生對講授過的內(nèi)容進(jìn)行歸納整理，要求其在思維導(dǎo)圖冊上將每部分涉及的具體知識點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充擴(kuò)展，利用思維導(dǎo)圖將零散孤立的知識點(diǎn)形成完整的知識體系，培養(yǎng)學(xué)生的整體思維和邏輯思維。例如，“糖代謝”一章，要求學(xué)生在已有思維導(dǎo)圖框架的基礎(chǔ)上，將每條糖代謝途徑中具體的反應(yīng)部位、限速酶、產(chǎn)能、調(diào)節(jié)方式、生理意義以及和臨床相關(guān)聯(lián)的疾病進(jìn)行補(bǔ)充拓展。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，將新舊知識串聯(lián)，繪制基于個人理解的更為詳細(xì)的思維導(dǎo)圖（見圖3），促進(jìn)主動完成知識構(gòu)建的學(xué)習(xí)過程。

圖3 糖代謝思維導(dǎo)圖Figure 3 Mind map of sugar metabolism

1.3 思維導(dǎo)圖聯(lián)合病例討論應(yīng)用于教學(xué)中

在實(shí)驗(yàn)課病例討論中，學(xué)生以小組為單位對理論課相關(guān)病例繪制思維導(dǎo)圖并進(jìn)行展示。具體做法是：在病例討論課的前一次實(shí)驗(yàn)課上，教師提前對學(xué)生進(jìn)行分組以及思維導(dǎo)圖的相關(guān)培訓(xùn)，讓其了解繪制思維導(dǎo)圖的優(yōu)點(diǎn)和意義、掌握繪制方法和步驟，并布置相關(guān)病例的思維導(dǎo)圖繪制任務(wù)，要求學(xué)生在下次的病例討論課上進(jìn)行展示。例如，“糖代謝”這一章布置糖尿病、蠶豆病病例的思維導(dǎo)圖繪制任務(wù)，學(xué)生以所給的病例為中心主題，通過小組分工協(xié)作、查找相關(guān)資料，分析兩種疾病的臨床表現(xiàn)、發(fā)病機(jī)制、實(shí)驗(yàn)室檢查、相關(guān)治療及研究進(jìn)展等，最終形成層次清晰、邏輯性較強(qiáng)的思維導(dǎo)圖。最后教師就學(xué)生思維導(dǎo)圖中關(guān)鍵詞與子主題詞之間的邏輯關(guān)系、發(fā)散性思維、病例分析的準(zhǔn)確性、深入程度等進(jìn)行點(diǎn)評。

2 教學(xué)效果評價

2.1 理論測試

為了解思維導(dǎo)圖應(yīng)用于生物化學(xué)課程教學(xué)的效果，選取我校2020 級臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)3 班45 名學(xué)生為對照組，6 班46 名學(xué)生為實(shí)驗(yàn)組。對照組采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，教師講、學(xué)生聽，教學(xué)中未使用思維導(dǎo)圖。實(shí)驗(yàn)組采用思維導(dǎo)圖教學(xué)模式，具體方法如上文中所述。將實(shí)驗(yàn)組以及對照組學(xué)生的生物化學(xué)期末考試成績作為教學(xué)效果評價標(biāo)準(zhǔn)。期末考試的題目緊扣教學(xué)大綱，采用題庫選題和教師命題結(jié)合的方式，題型有單選題（A1 和A2 型）、名詞解釋、病例分析題以及論述題?？荚嚍殚]卷模式，采用百分制，由學(xué)系專職教師進(jìn)行流水閱卷。采用SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計量資料采用（±s）表示，組間比較采用t 檢驗(yàn)，P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2.2 問卷調(diào)查

自編思維導(dǎo)圖教學(xué)模式效果評價調(diào)查問卷，于教學(xué)結(jié)束后對實(shí)驗(yàn)組學(xué)生進(jìn)行調(diào)查。采用不記名的方式填寫，共發(fā)放問卷46 張，回收有效問卷46 張，有效問卷回收率為100%。

3 結(jié)果

3.1 兩組學(xué)生生物化學(xué)期末考試成績比較

實(shí)驗(yàn)組學(xué)生期末成績?yōu)椋?9.37±5.62）分，明顯優(yōu)于對照組的（68.00±4.56）分，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01），見表1。

表1 兩組學(xué)生生物化學(xué)期末考試成績比較（±s，分）Table 1 Comparison of biochemistry final exam scores between two groups of students（±s，score）

表1 兩組學(xué)生生物化學(xué)期末考試成績比較（±s，分）Table 1 Comparison of biochemistry final exam scores between two groups of students（±s，score）

組別 考試成績79.37±5.62 68.00±4.56 5.635<0.01 n實(shí)驗(yàn)組對照組46 45 t P

3.2 實(shí)驗(yàn)組學(xué)生思維導(dǎo)圖教學(xué)模式效果評價

實(shí)驗(yàn)組學(xué)生對思維導(dǎo)圖教學(xué)模式的效果評價見表2。從表2可以看出，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生一致認(rèn)為思維導(dǎo)圖教學(xué)模式對生物化學(xué)課程的學(xué)習(xí)具有促進(jìn)作用；70%以上的學(xué)生認(rèn)為思維導(dǎo)圖教學(xué)模式對培養(yǎng)邏輯思維能力、激發(fā)學(xué)習(xí)主動性、提升學(xué)習(xí)能力、課后自主學(xué)習(xí)有幫助；80%以上的學(xué)生認(rèn)為思維導(dǎo)圖教學(xué)模式有利于知識鞏固及形成完整知識框架、提高學(xué)習(xí)效率、增強(qiáng)病例分析的條理性；65%以上的學(xué)生愿意一直借助思維導(dǎo)圖進(jìn)行學(xué)習(xí)。

表2 實(shí)驗(yàn)組學(xué)生思維導(dǎo)圖教學(xué)模式效果評價Table 2 Evaluation of the effectiveness of the mind map teaching model from experimental group students

4 討論

思維導(dǎo)圖教學(xué)模式能有效踐行“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，能夠彌補(bǔ)現(xiàn)行本科教學(xué)體系中的短板[6]。在本研究中，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生一致認(rèn)為思維導(dǎo)圖教學(xué)模式對生物化學(xué)課程的學(xué)習(xí)具有促進(jìn)作用，說明思維導(dǎo)圖教學(xué)模式是被學(xué)生接受和認(rèn)可的。

3.1 思維導(dǎo)圖有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和理解記憶能力

眾所周知，課前預(yù)習(xí)是學(xué)習(xí)過程中非常重要的環(huán)節(jié)，通過預(yù)習(xí)對所學(xué)知識有了初步的印象，再通過課堂教師的講授和學(xué)生自己進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，理解就會更為深刻，尤其結(jié)合生物化學(xué)這門課程的特點(diǎn)，在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行知識點(diǎn)的記憶，學(xué)習(xí)效率會大大提高。預(yù)習(xí)做好了，聽課時針對預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)學(xué)不懂的難點(diǎn)就會更加認(rèn)真去聽講，聽課效率也會顯著提高，甚至?xí)l(fā)進(jìn)一步的思考，這對知識的深層次學(xué)習(xí)和提高理解能力都是非常有效的。教師在授課前發(fā)放思維導(dǎo)圖冊，目的就是幫助學(xué)生對課程內(nèi)容有整體性認(rèn)識并加深理解，幫助其進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。教師授課結(jié)束后，還會要求學(xué)生自己繪制思維導(dǎo)圖。繪制過程中，學(xué)生需要對所學(xué)章節(jié)的全部知識進(jìn)行總體的加工處理，主動梳理相關(guān)知識點(diǎn)與關(guān)鍵主題之間的關(guān)系，提取和歸納各個知識點(diǎn)的關(guān)鍵信息，準(zhǔn)確把握學(xué)習(xí)內(nèi)容的要點(diǎn)和核心，這其實(shí)就是一個被動學(xué)習(xí)變主動學(xué)習(xí)的過程，最終使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)質(zhì)量得到提升[7]。本研究問卷調(diào)查結(jié)果顯示，84.7%的實(shí)驗(yàn)組學(xué)生認(rèn)為思維導(dǎo)圖教學(xué)模式能提高學(xué)習(xí)效率，說明這種教學(xué)模式有利于學(xué)生生物化學(xué)課程的學(xué)習(xí)。

3.2 思維導(dǎo)圖有助于知識的歸納總結(jié)和梳理，增強(qiáng)思維條理性和邏輯性

在生物化學(xué)課堂上，教師利用思維導(dǎo)圖授課，能很好地幫助學(xué)生構(gòu)建清晰的知識點(diǎn)之間的邏輯思維關(guān)系。前面已經(jīng)提到，生物化學(xué)這門課程的特點(diǎn)之一就是知識點(diǎn)繁雜抽象，因此對知識點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)化的梳理尤為重要，而經(jīng)過教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的一線教師精心制作的思維導(dǎo)圖冊就派上了大用場。其將章節(jié)中的知識點(diǎn)、講授內(nèi)容之間的邏輯層次關(guān)系有機(jī)整合起來，形成完整有序的知識體系展示給學(xué)生。課后要求學(xué)生利用思維導(dǎo)圖對所學(xué)課程內(nèi)容進(jìn)行歸納整理，對知識點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充拓展，在個人理解的基礎(chǔ)上繪制更為詳細(xì)的思維導(dǎo)圖，復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)知識，構(gòu)建完整的知識框架。這些做法使學(xué)生掌握了基于邏輯構(gòu)建的學(xué)習(xí)方法，有效增強(qiáng)了能學(xué)會、能學(xué)好的自信心，從而增強(qiáng)了學(xué)生的自我效能感，使思維的條理性和邏輯性都得到了提升。問卷調(diào)查結(jié)果顯示，76.1%的實(shí)驗(yàn)組學(xué)生認(rèn)為思維導(dǎo)圖教學(xué)模式對培養(yǎng)邏輯思維能力有幫助，這與我們的預(yù)期相符。

3.3 思維導(dǎo)圖教學(xué)模式促進(jìn)了學(xué)生之間的交流合作，激發(fā)了其學(xué)習(xí)主動性

每個章節(jié)的相關(guān)病例要求學(xué)生分組分工完成思維導(dǎo)圖繪制任務(wù)，這就使小組成員必須進(jìn)行有效的溝通交流，充分發(fā)揮團(tuán)隊合作精神，才能順利完成整個病例的思維導(dǎo)圖繪制任務(wù)。因此，思維導(dǎo)圖教學(xué)模式是促進(jìn)學(xué)生之間交流學(xué)習(xí)的有效形式，有助于培養(yǎng)學(xué)生的同伴教育能力和交流協(xié)作精神。在繪制病例思維導(dǎo)圖時需要查閱大量資料，這一過程促使學(xué)生主動獲取知識，通過以這種“自主、探究、合作”為特征的學(xué)習(xí)方式來完成病例思維導(dǎo)圖的繪制任務(wù)，不但激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，同時鍛煉了其溝通交流合作能力，極大地提升了學(xué)習(xí)能力。問卷調(diào)查結(jié)果顯示，73.9%的實(shí)驗(yàn)組學(xué)生認(rèn)為思維導(dǎo)圖教學(xué)模式對激發(fā)學(xué)習(xí)主動性、提升學(xué)習(xí)能力有幫助。傳統(tǒng)教學(xué)模式多采用“灌輸式”或“填鴨式”的、以教師講授為主體的被動教學(xué)模式，很難調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及積極性，無法充分鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)的主動性[8]。從兩組學(xué)生的期末考試成績來看，實(shí)驗(yàn)組成績明顯優(yōu)于對照組（P＜0.01），這也說明思維導(dǎo)圖教學(xué)模式教學(xué)效果優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)模式。

3.4 思維導(dǎo)圖教學(xué)模式有助于教師教學(xué)能力的提升

在整個思維導(dǎo)圖教學(xué)中，教和學(xué)始終相互促進(jìn)。思維導(dǎo)圖教學(xué)模式在具體實(shí)施過程中，首先，要求本系資深授課教師制作思維導(dǎo)圖冊，這就要求教師必須具備豐富的知識儲備、清晰的邏輯思路并且能精準(zhǔn)理解、掌握各章節(jié)內(nèi)容和知識點(diǎn)。其次，在實(shí)驗(yàn)課病例討論環(huán)節(jié)，學(xué)生分組繪制思維導(dǎo)圖，授課教師進(jìn)行點(diǎn)評，這就要求教師不但要具備組織協(xié)調(diào)和隨機(jī)應(yīng)變能力，還要有一定的臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)知識儲備。這些環(huán)節(jié)對授課教師提出了較高的要求，促使授課教師不斷學(xué)習(xí)，擴(kuò)大自身專業(yè)知識和醫(yī)學(xué)臨床專業(yè)知識儲備。在這個過程中，教師教學(xué)能力和自身素質(zhì)得到了提升，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)相長。

3.5 思維導(dǎo)圖教學(xué)實(shí)施過程中存在的問題及解決對策

思維導(dǎo)圖教學(xué)模式在實(shí)施過程中存在的問題主要來自教師和學(xué)生兩方面。教師方面：很多教師已經(jīng)習(xí)慣了以往按部就班的傳統(tǒng)授課模式，新教學(xué)模式的實(shí)施會給其帶來新的挑戰(zhàn)和壓力，使其付出更多的時間和精力；個別教師由于自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、能力不足以及缺乏臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)知識儲備，會產(chǎn)生抵觸和焦慮情緒。因此，在進(jìn)行教學(xué)改革之初要積極開展教師思想動員工作，轉(zhuǎn)變更新教師固有理念；定期開展教師培訓(xùn)工作和集體備課，共同討論和解決教學(xué)中存在的問題，及時總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)；還可以邀請臨床醫(yī)生到系里舉辦相關(guān)臨床病例講座，拓展授課教師的臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)知識面。學(xué)生方面：在進(jìn)行病例討論聯(lián)合思維導(dǎo)圖的教學(xué)時，要求學(xué)生掌握一定的基礎(chǔ)理論知識，具備查閱資料和獲取相關(guān)知識的能力[9]，這對學(xué)生提出了較高要求，學(xué)習(xí)難度增大，可能會有個別學(xué)生不愿完成教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)；有些性格比較內(nèi)向或靦腆的學(xué)生不愿當(dāng)眾發(fā)言或展示學(xué)習(xí)成果；還有些學(xué)生繪制的思維導(dǎo)圖直接照搬書上的文字表述，缺乏圖式關(guān)聯(lián)，不能達(dá)到厘清思路的目的。這就需要授課教師充分做好前期的準(zhǔn)備工作，對學(xué)生進(jìn)行思維導(dǎo)圖相關(guān)培訓(xùn)，讓其完全掌握繪制思維導(dǎo)圖的方法和精髓；利用好系里編寫的思維導(dǎo)圖冊，使其能真正幫助學(xué)生全面系統(tǒng)地掌握所學(xué)理論知識；同時做好指導(dǎo)工作，通過對相關(guān)病例的深入分析，訓(xùn)練學(xué)生的臨床思維能力，鼓勵學(xué)生積極發(fā)言，使其在學(xué)習(xí)過程中各方面能力得到提升[10]。