思維導(dǎo)圖在“植物生理學(xué)”課程中的應(yīng)用研究

王娟英，曾曉芳，王旭初*

（1.貴州大學(xué)農(nóng)業(yè)生物工程研究院 貴州 貴陽 550025；2.貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 貴州 貴陽 550025）

近年來，隨著高等教育質(zhì)量要求提高，大學(xué)課程改革勢在必行。“植物生理學(xué)”作為一門基礎(chǔ)課程，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力方面起著重要作用。該課程研究植物生命活動，揭示了植物生長發(fā)育和與外界互動的規(guī)律。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)方法限制了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和知識的綜合運用能力[1]。為解決這個問題，思維導(dǎo)圖作為一種視覺化學(xué)習(xí)工具被引入教學(xué)中，幫助學(xué)生組織和整理知識，激發(fā)創(chuàng)造性和批判性思維，促進主動學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。許多同行已進行了各種教學(xué)改革措施，如以學(xué)生為中心的教學(xué)模式[2]、問題導(dǎo)入法[3]、混合式教學(xué)模式[4]和研討式教學(xué)方法[5]，取得了積極效果。本研究旨在探索思維導(dǎo)圖在“植物生理學(xué)”課程中的應(yīng)用，評估其實際效果，并探討對學(xué)生思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作用。通過本研究，期望為教師在植物生理學(xué)課程中提供參考，推動教育教學(xué)改革的發(fā)展。

1 教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 概念復(fù)雜

植物生理學(xué)是一個廣泛而復(fù)雜的領(lǐng)域，涉及許多生物化學(xué)和生理學(xué)的概念。這些概念包括植物的營養(yǎng)吸收、水分平衡、光合作用、呼吸作用、植物激素等重要的生理過程和機制。對于學(xué)生來說，理解這些復(fù)雜的概念可能是一項挑戰(zhàn)。

1.2 理論與實踐的結(jié)合不夠

“植物生理學(xué)”在農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護和生物技術(shù)等實際領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。然而，目前在教學(xué)中雖有配套的實驗課程，但由于課時限制、實驗場地設(shè)備限制等原因，往往難以給予學(xué)生足夠的實踐機會[6]。這導(dǎo)致理論與實踐的結(jié)合不夠緊密，使得學(xué)生可能無法了解“植物生理學(xué)”在實際應(yīng)用中的重要性和價值，進而影響了他們對課程知識的應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

1.3 缺乏課程互動

傳統(tǒng)的教學(xué)方法往往偏重于教師的講授，在這種教學(xué)方式下，教師往往扮演著主導(dǎo)角色，注重知識傳授，而忽略了學(xué)生之間的互動交流。這使得學(xué)生難以積極參與，限制了他們對所學(xué)知識的深入理解和實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

1.4 學(xué)生凝練知識點的能力不足

知識點的瑣碎性和分散性對學(xué)生的知識框架建構(gòu)造成挑戰(zhàn)，教材中有些甚至是提綱式的要點疊加，章節(jié)內(nèi)容銜接缺乏緊密性，導(dǎo)致學(xué)生難以自行從教材中進行知識點的提煉和知識體系的系統(tǒng)形成[7]。

2 基于思維導(dǎo)圖教學(xué)的優(yōu)勢

2.1 幫助概念整合

“植物生理學(xué)”課程涉及多個概念和過程，學(xué)生需要理解和整合這些概念和原理。使用思維導(dǎo)圖可以以圖形化的方式呈現(xiàn)不同概念和關(guān)系，有助于整合和理解課程中的知識。同時，思維導(dǎo)圖也能夠幫助學(xué)生建立起整體認(rèn)知框架，更好地理解知識的結(jié)構(gòu)和內(nèi)在邏輯，并組織和整理復(fù)雜的植物生理學(xué)知識。

2.2 直觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)

“植物生理學(xué)”內(nèi)容廣泛且復(fù)雜，包括植物的生長、光合作用、水分運輸?shù)确矫?。思維導(dǎo)圖可以通過主題、分支和節(jié)點的層次結(jié)構(gòu)來組織知識，幫助學(xué)生更好地理解各個概念之間的關(guān)系和內(nèi)在邏輯[8]。通過繪制連接線和節(jié)點，學(xué)生可以清晰地看到不同概念之間的聯(lián)系和層次結(jié)構(gòu)，從而更好地理解和記憶課程內(nèi)容。

2.3 強化記憶效果

思維導(dǎo)圖的視覺化表達方式能夠幫助學(xué)生更容易地記憶和回顧重要知識點。通過以圖形的形式展示知識點，思維導(dǎo)圖激活了學(xué)生的視覺和空間記憶，提升了記憶效果。此外，思維導(dǎo)圖利用圖形、顏色和關(guān)聯(lián)線等元素進行可視化表達，使得抽象概念和復(fù)雜關(guān)系變得更加直觀和易于理解，有助于提高學(xué)習(xí)效果。

2.4 有利于探索思考

思維導(dǎo)圖不僅幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)“植物生理學(xué)”中的關(guān)聯(lián)和新的觀點，而且鼓勵學(xué)生以創(chuàng)造性思維解決問題。思維導(dǎo)圖通過將不同的想法、概念和關(guān)聯(lián)點以分支的形式展示出來，幫助學(xué)生更容易地發(fā)現(xiàn)新的關(guān)聯(lián)和觀點，并且學(xué)生可以在思維導(dǎo)圖中添加自己的想法、問題和注釋，促進創(chuàng)造性思維的發(fā)展。

2.5 便于復(fù)習(xí)復(fù)盤

思維導(dǎo)圖可作為復(fù)習(xí)和復(fù)盤的工具，學(xué)生可以根據(jù)思維導(dǎo)圖回顧課程內(nèi)容，快速復(fù)習(xí)重點概念和關(guān)系，并檢查自己的理解程度。思維導(dǎo)圖的結(jié)構(gòu)和視覺化特點有助于提高復(fù)習(xí)效率，幫助學(xué)生迅速回顧和鞏固所學(xué)的知識。

2.6 促進溝通合作

思維導(dǎo)圖可以促進學(xué)生的溝通和合作能力。在團隊項目中，使用思維導(dǎo)圖方便學(xué)生之間的交流與協(xié)作，幫助他們共同完成任務(wù)。思維導(dǎo)圖也可用于合作學(xué)習(xí)和團隊合作的活動，學(xué)生可以共同創(chuàng)建思維導(dǎo)圖，通過討論和合作了解和整理知識，從而培養(yǎng)學(xué)生的合作和溝通能力。

3 思維導(dǎo)圖在“植物生理學(xué)”教學(xué)中的具體應(yīng)用

3.1 植物的呼吸作用章節(jié)應(yīng)用

思維導(dǎo)圖在整理課程大綱方面非常有效。通過以圖形化方式組織主要概念、關(guān)鍵點和子主題，可以幫助學(xué)生清晰地了解整個課程的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容概要。

植物的呼吸作用是“植物生理學(xué)”課程中較為重要且知識點較多的一個章節(jié)，只依靠零散的記憶方式顯然無法牢固記憶知識點。通過思維導(dǎo)圖的方式，學(xué)生可以將呼吸作用這一章節(jié)劃分為若干部分，將這些串聯(lián)后作為主線，進行條理清晰的梳理。從呼吸作用的概念及生理意義出發(fā)，學(xué)生可以進一步繪制與之相關(guān)的知識點分支，包括呼吸代謝途徑、電子傳遞與氧化磷酸化、呼吸過程中能量的貯存和利用、呼吸作用的調(diào)控、影響因素以及呼吸作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等內(nèi)容。這樣的設(shè)計使得學(xué)生可以清晰地了解這些概念之間的關(guān)聯(lián)和邏輯關(guān)系，同時鼓勵學(xué)生根據(jù)自己的理解對知識點進行整理劃分，以便更深入地理解植物生理學(xué)的知識。除此之外，思維導(dǎo)圖還可以作為學(xué)生進一步拓展知識的基礎(chǔ)。通過在呼吸作用的主題下添加附屬的分支，學(xué)生可以更深入地探索相關(guān)概念和領(lǐng)域，如呼吸作用的調(diào)節(jié)機制、呼吸作用與環(huán)境因素的關(guān)系等。這有助于學(xué)生更全面地理解和應(yīng)用所學(xué)的知識。這種思維導(dǎo)圖的設(shè)計能夠幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中建立起知識點之間的聯(lián)系和邏輯關(guān)系，提高他們對植物呼吸作用的掌握和理解。

3.2 在具體知識點間的應(yīng)用

學(xué)生可以使用思維導(dǎo)圖，以分支的形式展示不同植物生理學(xué)概念、關(guān)鍵詞和相關(guān)信息，并圍繞某一概念進行串聯(lián)。同時，他們可以通過選擇合適的顏色、形狀和線條來突出重點內(nèi)容，使其更加醒目和易于記憶。例如，學(xué)生可以利用不同顏色標(biāo)記植物生長過程中的關(guān)鍵階段，如發(fā)芽、生長、開花和結(jié)果，從而直觀地展示植物的生命周期。此外，學(xué)生還可以使用特殊形狀或符號表示重要的物質(zhì)交換過程，例如水分吸收、光合作用和氣體交換等，以便更清晰地展示植物內(nèi)部發(fā)生的復(fù)雜生理過程。通過使用連接線條，學(xué)生可以揭示植物內(nèi)部的信息傳遞路徑，如激素運輸、信號傳遞和養(yǎng)分分配等。通過創(chuàng)建思維導(dǎo)圖，學(xué)生可以更好地理解植物生長和發(fā)育的過程、生理反應(yīng)的機制，并將這些知識應(yīng)用于實際問題的解決中。這種可視化的方式為學(xué)生提供了一個更有趣和有效的學(xué)習(xí)工具，有助于提升他們的學(xué)習(xí)成果。

另外，在學(xué)生探索植物光合作用的過程中，他們可以創(chuàng)建一個以光合作用為中心的節(jié)點，并以分支的方式記錄光合作用的各個階段、關(guān)鍵分子和其他的相關(guān)概念。通過思維導(dǎo)圖，學(xué)生可以使用不同顏色來標(biāo)記光合作用的不同階段，例如光依賴反應(yīng)和暗反應(yīng)。他們還可以使用特殊形狀來表示重要的分子，如葉綠素、光合色素復(fù)合物和酶。學(xué)生還可以用連接線條展示光合作用中分子之間的相互作用和能量傳遞路徑。這種可視化的方式有助于學(xué)生更深入地理解光合作用的整個過程，清晰地看到光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的步驟，并理解不同分子在光合作用中所扮演的角色。構(gòu)建思維導(dǎo)圖，可以幫助學(xué)生整理、概括和回顧光合作用的關(guān)鍵概念和過程，思維導(dǎo)圖以視覺化和圖形化的方式呈現(xiàn)關(guān)鍵概念和過程，幫助學(xué)生深入學(xué)習(xí)和應(yīng)用植物生理學(xué)知識。

4 結(jié)論與展望

思維導(dǎo)圖作為一種有效的學(xué)習(xí)工具，在大學(xué)課程“植物生理學(xué)”中具有重要的應(yīng)用價值。它可以幫助學(xué)生整理和歸納知識，梳理思路，提高對植物生理學(xué)知識的理解和記憶效果。此外，思維導(dǎo)圖以圖形化的方式展示概念和關(guān)系，有助于學(xué)生建立整體認(rèn)知框架，更好地理解和應(yīng)用課程內(nèi)容。同時，思維導(dǎo)圖還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和問題解決能力，提升他們的綜合能力。因此，在大學(xué)課程“植物生理學(xué)”中應(yīng)用思維導(dǎo)圖是一種值得推廣和研究的教學(xué)方法。

思維導(dǎo)圖因其輔助記憶的特性優(yōu)勢，具有巨大的應(yīng)用價值和潛力。隨著科技的不斷發(fā)展，可以預(yù)見思維導(dǎo)圖工具將與其他教學(xué)科技進行整合。例如，結(jié)合虛擬現(xiàn)實（VR）或增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)，學(xué)生可以通過沉浸式體驗更好地理解植物生理學(xué)的概念和過程[9]，獲得更互動、直觀的學(xué)習(xí)體驗。而通過與協(xié)作平臺相結(jié)合，使學(xué)生能夠在團隊中共同制作和編輯思維導(dǎo)圖，促進學(xué)生之間的合作學(xué)習(xí)和知識分享，提高課程的互動性和學(xué)習(xí)效果?；趯W(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和反饋，思維導(dǎo)圖工具可提供個性化的學(xué)習(xí)建議和推薦，并加強對插入圖片、音頻、視頻等多媒體內(nèi)容的支持，豐富思維導(dǎo)圖的內(nèi)容和呈現(xiàn)方式。另外，思維導(dǎo)圖工具還可以集成語音識別、自動摘要等智能輔助功能，幫助學(xué)生更方便地創(chuàng)建和編輯思維導(dǎo)圖，減少手動操作的煩瑣，并提供更高效的學(xué)習(xí)體驗。