思維導(dǎo)圖應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)生物化學(xué)教學(xué)的實(shí)踐與總結(jié)

唐王剛,黃 樺,連超群,胡維佳,夏 俊

生物化學(xué)是一門從分子水平揭示生物體的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和功能及研究生命活動中各種變化的一門基礎(chǔ)生命學(xué)科。由于生物化學(xué)以“看不見”的生物分子為研究對象,而體內(nèi)生物分子種類繁多,分子間轉(zhuǎn)變復(fù)雜,導(dǎo)致生物化學(xué)課程的知識點(diǎn)抽象、瑣碎和繁雜,因此學(xué)生普遍反映生物化學(xué)的學(xué)習(xí)難度大、學(xué)習(xí)強(qiáng)度高。對于臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)的學(xué)生,生物化學(xué)又是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。由于生物化學(xué)與疾病的預(yù)防、診斷和治療密切相關(guān),同時對于揭示某些疾病的分子機(jī)制至關(guān)重要,所以臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)的學(xué)生必須學(xué)好生物化學(xué)。面對這樣兩難的境地,生物化學(xué)課程的教學(xué)改革迫在眉睫。如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率、幫助學(xué)生記憶生物化學(xué)的知識點(diǎn),是生物化學(xué)課程教學(xué)改革的方向。

當(dāng)前有多種教學(xué)方法已經(jīng)被用于生物化學(xué)的教學(xué)改革,如PBL教學(xué)[1]、翻轉(zhuǎn)課堂[2]、三軌教學(xué)模式[3]和思維導(dǎo)圖的應(yīng)用[4]。在這些方法中,英國學(xué)者BUZAN創(chuàng)立的思維導(dǎo)圖值得關(guān)注。思維導(dǎo)圖是一種可以將大腦思維活動可視化的思維工具,通過利用線條、關(guān)鍵詞、符號、圖像和色彩等,把復(fù)雜的文字信息轉(zhuǎn)變?yōu)榉浅Ｖ庇^且脈絡(luò)清晰的圖形,非常有利于龐大知識的整理和歸納[5-6],同時也有利于老師通過學(xué)生繪制的思維導(dǎo)圖了解學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和認(rèn)知程度[7]。它的這種特點(diǎn)很適合生物化學(xué)的教學(xué),當(dāng)然也可應(yīng)用于其他領(lǐng)域,如在護(hù)理實(shí)踐中思維導(dǎo)圖有助于提高護(hù)理人員的理解力和記憶力[8]。

鑒于思維導(dǎo)圖的上述諸多優(yōu)勢,筆者在蚌埠醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)首次開展了思維導(dǎo)圖輔助的生物化學(xué)教學(xué)改革。雖然有不少文獻(xiàn)[4-5,9-11]已經(jīng)報道了思維導(dǎo)圖在生物化學(xué)教學(xué)中的改革和實(shí)踐,但對具體的實(shí)施過程以及改革經(jīng)驗(yàn)缺少清晰的表述。本文比較詳細(xì)地介紹了思維導(dǎo)圖輔助的生物化學(xué)教學(xué)改革的具體過程,并總結(jié)了一些本次教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn),希望為今后在大班開展類似的教學(xué)改革提供一定的借鑒。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取我校2019級臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)2個平行班為研究對象,分別作為觀察組(135人)和對照組(143人),2組性別結(jié)構(gòu)、年齡層次和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)等均有可比性。對照組采用傳統(tǒng)教學(xué),觀察組在傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上引入思維導(dǎo)圖。鑒于觀察組人數(shù)較多,進(jìn)一步設(shè)置了小組,每小組6人左右。為了便于交流和討論,原則上以同寢室同學(xué)為一組,共設(shè)立23個小組,每組設(shè)1名組長,主要負(fù)責(zé)組內(nèi)協(xié)調(diào)和監(jiān)督工作。

1.2 方法

1.2.1 前期準(zhǔn)備

1.2.1.1 學(xué)情分析 課前開展有關(guān)思維導(dǎo)圖的問卷調(diào)查。結(jié)果顯示,62.6%的學(xué)生對思維導(dǎo)圖了解甚少,79.9%的學(xué)生有繪制經(jīng)歷,86.6%的學(xué)生對基于思維導(dǎo)圖的生物化學(xué)教學(xué)感興趣,但43.3%的學(xué)生對思維導(dǎo)圖的構(gòu)成要素認(rèn)識不清。

1.2.1.2 教學(xué)資源的發(fā)布和講解 向?qū)W生提供制作思維導(dǎo)圖的教學(xué)視頻,并鼓勵大家在課后通過中國大學(xué)MOOC平臺學(xué)習(xí)有關(guān)思維導(dǎo)圖的課程。此外,通過板書現(xiàn)場演示繪制思維導(dǎo)圖的基本要點(diǎn),同時提醒學(xué)生不要重形式而輕內(nèi)容。

1.2.1.3 其他準(zhǔn)備 為了便于收集學(xué)生的思維導(dǎo)圖作品(以下簡稱“作品”)和便于教師點(diǎn)評,為學(xué)生提供教師自制的繪圖紙,該圖紙包括組號、簽名區(qū)、完成時間、評語區(qū)和繪圖區(qū),且在手繪和電腦繪中都須使用。若手工繪制,可直接在繪圖區(qū)繪制;若電腦繪制,須將打印的作品粘貼至繪圖區(qū)。

1.2.2 教學(xué)設(shè)計

1.2.2.1 實(shí)施方案 選用的教材是周春燕和藥立波主編的《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》第9版。思維導(dǎo)圖的訓(xùn)練主要針對理論課程的結(jié)構(gòu)生物化學(xué)和代謝生物化學(xué)篇章,以小組為單位提交針對每章的作品,對于前3章要求手繪,后續(xù)章節(jié)的繪制方式不作要求。另外要向?qū)W生強(qiáng)調(diào),作品必須是小組集體智慧的結(jié)晶,并按以下流程繪制作品:(1)組內(nèi)協(xié)商確定每次作品的繪制人(要求輪流繪制);(2)繪制人繪制一份作品的初稿;(3)其他組員對初稿進(jìn)行討論,并提出修改建議;(4)繪制人根據(jù)建議進(jìn)行反復(fù)修改,最終定稿;(5)將定稿的作品呈現(xiàn)在專用紙的繪圖區(qū),填寫相關(guān)信息,根據(jù)實(shí)際貢獻(xiàn)大小依次簽名(默認(rèn)繪制人貢獻(xiàn)最大)。學(xué)習(xí)委員負(fù)責(zé)收集全班的作品并交老師批閱,老師批閱后,通過課堂或?qū)W習(xí)通平臺對作品予以點(diǎn)評。此外,為了促進(jìn)學(xué)生思維導(dǎo)圖的應(yīng)用,在教學(xué)PPT中盡可能多地融入教師繪制的思維導(dǎo)圖。

1.2.2.2 特色性做法 為了鼓勵學(xué)生繪制高水平的作品,在結(jié)束糖代謝章節(jié)后,開展了一次作品繪制競賽,并制定了如下競賽流程:(1)各組在規(guī)定時間內(nèi)完成作品繪制,并通過學(xué)習(xí)委員送給老師批閱;(2)老師挑選10份入圍作品參與評分,評分方式是自評(占10%,此成績寫在作品背面)、老師評分(占35%)和學(xué)生匿名互評(占55%,依托學(xué)習(xí)通平臺);(3)根據(jù)評分排名,最終選取4組進(jìn)入決賽,要求決賽組選派一名組員利用PPT對作品的亮點(diǎn)和創(chuàng)作思路進(jìn)行講解,時間為5 min,(4)講解結(jié)束后,以全班同學(xué)的支持票數(shù)的多少決定最終排名,競賽設(shè)一、二、三等獎各一名,獎品分別為128 G、64 G和32 G U盤,獎勵對象為繪制人。

1.2.3 評價指標(biāo) 生物化學(xué)課程結(jié)束,2組學(xué)生參加統(tǒng)一期末考試(考試題型包括選擇題、名詞解釋和問答題,滿分100分),比較2組學(xué)生卷面成績。在學(xué)習(xí)結(jié)束,通過學(xué)習(xí)通平臺對觀察組進(jìn)行問卷調(diào)查,內(nèi)容涉及學(xué)習(xí)效率、創(chuàng)新能力、思維能力、知識體系構(gòu)建、知識記憶、學(xué)習(xí)動機(jī)和課程復(fù)習(xí)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 作品收集 在學(xué)生的積極配合下,累計收集207份作品,內(nèi)容涉及蛋白質(zhì)和核酸的結(jié)構(gòu)與功能、維生素、酶、生物氧化、三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝和核苷酸代謝等章節(jié)。代表性作品見圖1。

2.2 2組學(xué)生期末考試卷面成績比較 觀察組學(xué)生期末考試的卷面成績?yōu)?64.92±14.43)分,高于對照組的(61.39±14.97)分(t=2.00,P<0.05)。

2.3 觀察組學(xué)生對思維導(dǎo)圖的評價 教學(xué)除了關(guān)注學(xué)習(xí)成績外,更應(yīng)該注重學(xué)生綜合能力和學(xué)習(xí)效率等是否有提升。為此對觀察組135名學(xué)生進(jìn)行了問卷回訪,共收集有效問卷102份,有效問卷回收率75.6%。問卷分析表明,90.2%～97.1%的學(xué)生認(rèn)為思維導(dǎo)圖對提高學(xué)習(xí)效率、提高創(chuàng)新能力、提高思維能力、構(gòu)建知識體系和課后知識復(fù)習(xí)有幫助或非常有幫助。其中思維導(dǎo)圖幫助課后知識復(fù)習(xí)已經(jīng)成為學(xué)生的廣泛共識,認(rèn)為非常有幫助和有幫助的學(xué)生占比分別高達(dá)44.1%和53.0%,僅2.9%的學(xué)生認(rèn)為思維導(dǎo)圖不能幫助其課后知識復(fù)習(xí)。盡管有85.3%的學(xué)生認(rèn)為思維導(dǎo)圖對激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)有幫助或很有幫助,但仍有14.7%的學(xué)生認(rèn)為思維導(dǎo)圖并不能激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī),提示在今后的教學(xué)中應(yīng)該注重和思考怎樣運(yùn)用思維導(dǎo)圖去激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)。

3 討論

一幅優(yōu)秀的作品應(yīng)該在形式上和內(nèi)容上俱佳,但實(shí)際過程中,難以要求學(xué)生在短時間同時達(dá)到這兩個標(biāo)準(zhǔn),為此我們前期更注重學(xué)生作品的格式規(guī)范程度。事實(shí)上前期的作品確實(shí)反映出諸多形式問題,比較突出的問題有:(1)缺少對關(guān)鍵詞的提煉,有的關(guān)鍵詞多達(dá)20字;(2)思維導(dǎo)圖的同一級分支應(yīng)該由同一個節(jié)點(diǎn)發(fā)散出來,但不少作品出現(xiàn)多個節(jié)點(diǎn)發(fā)散出同一級分支;(3)顏色使用不規(guī)范,對于思維導(dǎo)圖而言,同一主分支下的線條應(yīng)為同一顏色,有些作品出現(xiàn)顏色混用;(4)思維導(dǎo)圖的關(guān)鍵詞應(yīng)該在線條上,但不少作品的關(guān)鍵詞下面沒有線條;(5)沒有按順時針方向展開各主分支。慶幸的是,經(jīng)過多次反復(fù)強(qiáng)調(diào),在中后期,大多數(shù)組的作品都基本符合思維導(dǎo)圖的格式要求。

繪制思維導(dǎo)圖的目的之一是為了幫助課程復(fù)習(xí)[4]?？墒怯行┳髌繁M管格式規(guī)范,但所涉及的內(nèi)容與教學(xué)大綱在內(nèi)容的完整性與側(cè)重點(diǎn)上都不符合。有的作品因繪制過于簡單,導(dǎo)致提供的信息量有限,只能反映出少部分教學(xué)內(nèi)容。此外,也出現(xiàn)本該重點(diǎn)發(fā)散的內(nèi)容寫得過于簡單,一些了解的內(nèi)容反而發(fā)散過多,從而顯得本末倒置。例如,三羧酸循環(huán)是糖代謝章節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容,有的組僅僅提到了它的名稱,至于部位、關(guān)鍵酶和生理意義等沒有體現(xiàn)。一幅好的作品應(yīng)該具有較高的與中心主題相關(guān)的知識完整性,同時也能詳略得當(dāng)。針對這一問題,可以建議學(xué)生在繪制前先熟悉教學(xué)大綱,并在繪制完成后進(jìn)行比對,但同時也要提醒學(xué)生不必追求100%的完整性,只要做到絕大多數(shù)教學(xué)內(nèi)容能體現(xiàn)在作品上即可。

繪制思維導(dǎo)圖需要的發(fā)散性思維,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效手段。但本次課程改革中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力有待提高。譬如,盡管教師不向?qū)W生指定思維導(dǎo)圖的中心主題,更不指定各主分支,但很多作品的中心主題和主分支是相同的。學(xué)生慣用的主題是某章的名稱,而主分支則是各節(jié)的標(biāo)題。這顯然不利于學(xué)生的思考,更不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。教師在進(jìn)行點(diǎn)評時須強(qiáng)調(diào),應(yīng)該在基于對教學(xué)內(nèi)容的理解上提出自己的觀點(diǎn),不要拘泥于教材的知識框架。以糖代謝為例,中心主題可以簡單寫成“葡萄糖”,設(shè)2個主分支:“來源”和“去路”;也可以將中心主題定為“葡萄糖代謝”,設(shè)3個主分支:“分解代謝”“儲存”和“合成代謝”,還可以以糖代謝中心代謝產(chǎn)物“葡萄糖-6-磷酸”作為中心主題。以上三種思路繪制的思維導(dǎo)圖都可以很好地把糖代謝的主要代謝途徑囊括其中。類似地,對于脂代謝,除了可以以脂質(zhì)構(gòu)成展開,也可以以脂質(zhì)代謝中心代謝產(chǎn)物“乙酰CoA”作為中心主題進(jìn)行發(fā)散。

教學(xué)改革通常不是一蹴而就,它可能會經(jīng)歷一個曲折的過程,在這個過程中,需要反復(fù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),汲取教訓(xùn),從而指導(dǎo)下一次的教學(xué)改革。與已報道的一些基于思維導(dǎo)圖的生物化學(xué)或其他課程教學(xué)改革[5,11-12]相比,本研究中觀察組相比對照組而言,其學(xué)習(xí)成績的提高程度偏低,可能歸因于以下3個原因:(1)思維導(dǎo)圖的繪制沒有貫穿所有章節(jié);(2)沒有將思維導(dǎo)圖的成績納入形成性評價體系,導(dǎo)致學(xué)生對思維導(dǎo)圖的重視程度不夠;(3)在課程的復(fù)習(xí)中,學(xué)生沒有充分運(yùn)用思維導(dǎo)圖。

本研究首次對我校臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)的生物化學(xué)課程開展了基于思維導(dǎo)圖的教學(xué)改革,研究結(jié)果表明,思維導(dǎo)圖的運(yùn)用有助于提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力以及幫助學(xué)生記憶和復(fù)習(xí),同時也可以有利于學(xué)生構(gòu)建知識框架以及提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)成績。在今后的教學(xué)中,我們將繼續(xù)推進(jìn)和優(yōu)化思維導(dǎo)圖支持下的生物化學(xué)課程教學(xué)改革,探索將思維導(dǎo)圖作業(yè)成績納入形成性評價體系,力爭在提升學(xué)生學(xué)習(xí)成績和激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)上有新的突破。