基于思維導(dǎo)圖的分析化學(xué)教學(xué)實踐與探討*

楊 靜，胡 琴，魏芳弟，許貫虹，蔡 政，何廣武，羅 俊 (南京醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院化學(xué)系， 南京 66;南京醫(yī)科大學(xué)康達學(xué)院)

分析化學(xué)是一門研究物質(zhì)化學(xué)組成、成分含量、化學(xué)結(jié)構(gòu)等信息的分析方法和有關(guān)理論的綜合性、實用性學(xué)科。作為一門重要的藥學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課，分析化學(xué)所涉及的理論知識和實驗技能貫穿各門藥學(xué)專業(yè)課(藥物分析、藥物化學(xué)、天然藥物化學(xué)、藥物制劑、藥理學(xué))中，是一種不可或缺的工具，相當(dāng)于“自然科學(xué)技術(shù)的眼睛”［1］。掌握和應(yīng)用分析化學(xué)的基本理論和實驗方法直接關(guān)系到藥物研制、藥物質(zhì)量評價、藥物生產(chǎn)過程監(jiān)控、藥物臨床監(jiān)控、藥物臨床實驗、藥物作用機理探討等各階段的工作。

因此，分析化學(xué)教學(xué)的目的不僅要教給學(xué)生每一種分析方法的基本原理，而且要讓學(xué)生能根據(jù)實際目標，靈活選用合適的分析方法，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、分析問題和解決問題的能力，實現(xiàn)學(xué)生由學(xué)習(xí)知識到進行科學(xué)研究的初步轉(zhuǎn)變，進而增強學(xué)生的創(chuàng)新意識。

在我校分析化學(xué)的教學(xué)過程中，我們采用了案例教學(xué)法、問題式教學(xué)法來調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性［1，2］，但在后續(xù)藥學(xué)專業(yè)課學(xué)習(xí)時，學(xué)生經(jīng)常會遇到這類問題:①在分析化學(xué)的實際應(yīng)用時，不知從何下手去選擇合適的分析方法;②遇到具體問題時，總表現(xiàn)出知識點的遺忘或混淆。究其原因，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生只是將所學(xué)的每種分析方法簡單雜亂地堆砌在頭腦中，沒有將相關(guān)知識點進行有效的歸納和總結(jié)，無法形成自己的知識體系。所以在后續(xù)知識的提取應(yīng)用過程中，容易遺忘和混淆，也因此失去了正確選用分析方法的能力。如果把人的大腦比喻為電腦中的CPU，知識點比喻為文件，那么這種文件儲存易形成單個孤立的文件碎片，在后續(xù)的文件提取過程中CPU的使用效率必然不高。

思維導(dǎo)圖(mind-map)是由英國著名心理學(xué)家、教育家托尼·巴贊(Tony Buzan)于20世紀60年代初提出并創(chuàng)立一種新的筆記方式，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為一種組織性思維工具或思維方式。像人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖，思維導(dǎo)圖以節(jié)點來代表一個概念、主題或想法，以線段或弧線來連接節(jié)點，從而表示出概念、主題、事實、或想法之間的關(guān)系。當(dāng)我們通過“畫圖”的方式把自己的放射性思維表現(xiàn)出來后，即可呈現(xiàn)出“可視化”的信息，這就相當(dāng)于在電腦中創(chuàng)建了整合的文件夾系統(tǒng)，構(gòu)建了個人獨有的知識數(shù)據(jù)庫。

“思維導(dǎo)圖”的理念被引入教育領(lǐng)域以后，對教學(xué)研究已經(jīng)產(chǎn)生了積極的影響。國內(nèi)外大量研究表明［3－10］，在教學(xué)過程中引入思維導(dǎo)圖，通過視覺感官刺激的關(guān)鍵詞、符號、顏色和聯(lián)想意象等，使得記憶力增強，教學(xué)和學(xué)習(xí)效率得以提高，同時可培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和解決問題的能力。

從分析化學(xué)學(xué)科性質(zhì)和內(nèi)容來看，分析化學(xué)所涵蓋分析方法的范圍廣(化學(xué)分析和儀器分析)，知識點繁多而龐雜，學(xué)科的特點決定了掌握分析化學(xué)知識絕不能單靠生硬的“死記硬背”。另一方面，分析化學(xué)的知識點雖然多而雜，但各個知識點之間是縱橫交叉、相互聯(lián)系，點、線、面聯(lián)系交織，能形成一個立體網(wǎng)狀的整合知識體系，零星、細碎的分析化學(xué)知識在其中變得有序化、網(wǎng)絡(luò)化。本文旨在探討如何將思維導(dǎo)圖引入分析化學(xué)教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生進行有效學(xué)習(xí)，增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，從而培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

1 基于思維導(dǎo)圖的分析化學(xué)教學(xué)設(shè)計

1.1 課堂準備，引導(dǎo)學(xué)生記“有效筆記” 目前的多媒體教學(xué)主要使用PPT教學(xué)，這種講授方式提供給學(xué)生給大量的知識點和信息量，但學(xué)生的思維很難跟得上PPT的翻頁速度，學(xué)習(xí)者還未用大腦進行有效信息提取和整合，新的PPT已經(jīng)“登場”，因此課堂教學(xué)的效果并不是很理想。

引入思維導(dǎo)圖教學(xué)法后，教師在新授課中首先用 Mind manager、Inspiration、XMind 等“思維導(dǎo)圖”軟件建構(gòu)知識點框架結(jié)構(gòu)準備教案;學(xué)生在課堂上準備筆和空白紙，先確定中心主題，建立學(xué)習(xí)的第一個知識網(wǎng)絡(luò)。隨著教師講授的深入，學(xué)生積極“檢索構(gòu)建關(guān)鍵詞”，步步深入，把教師單純的“教”轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖獭迸c“學(xué)”并舉，教師用思維導(dǎo)圖來對學(xué)生進行啟發(fā)、輔導(dǎo)，在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生在課堂上進行知識點發(fā)散性的記錄，做“有效筆記”以幫助學(xué)生加深對知識點的理解和記憶。

1.2 具體教學(xué)方案設(shè)計 針對分析化學(xué)每一個章是一種分析方法的介紹，涉及一個基本概念，一個基本原理及一個基本應(yīng)用等教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)過程借助“思維導(dǎo)圖”，建立“思維導(dǎo)圖、設(shè)問－關(guān)鍵詞擴充、設(shè)問－多級知識網(wǎng)絡(luò)－設(shè)問”4步走的教學(xué)方案。下面以沉淀滴定法為例，來闡明這種基于思維導(dǎo)圖的教學(xué)模式。

步驟1:教師首先利用Mind manager軟件繪制出“沉淀滴定法框架式”思維導(dǎo)圖(第一級知識點)，展現(xiàn)這一章節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，一目了然地給出本章學(xué)習(xí)的重點和難點(見圖1)，按知識點重要性以1和2標明。

步驟2:教師通過積極啟疑導(dǎo)思，借助設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生對知識點進行發(fā)散性“關(guān)鍵詞”擴充，形成自己的知識節(jié)點，幫助形成學(xué)生自有的思維導(dǎo)圖。

圖1 “沉淀滴定法”框架式思維導(dǎo)圖

①從沉淀滴定法所利用的化學(xué)反應(yīng)出發(fā)，Ag+與X－反應(yīng)生成難溶性銀鹽這一方程式中，引導(dǎo)學(xué)生分析沉淀滴定主要適合于哪些物質(zhì)的含量測定(教學(xué)設(shè)計:建立起化學(xué)反應(yīng)與實際應(yīng)用知識點之間的聯(lián)系)，繼續(xù)追問在配位滴定法中用EDYA測定Ag+含量的可行性(KAgY=7.69)(教學(xué)設(shè)計:架起沉淀滴定和配位滴定之間的連接點)。②分析沉淀滴定的可行性:如果用0.1 mol/L AgNO3滴定等濃度的 NaCl，NaBr，NaI，哪個滴定體系的滴定突躍最大，為什么?哪些因素會影響沉淀滴定的突躍范圍?③“誘敵深入“階段:沉淀滴定和酸堿、配位和氧化還原滴定一樣，存在著滴定突躍，那么當(dāng)測定對象是X－陰離子如何指示滴定終點，測定對象是Ag+時，又如何選擇指示劑呢?(引出本章教學(xué)重點)

在步驟2的講授過程中，通過教師的設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生對知識點進行發(fā)散性“關(guān)鍵詞”擴充，形成自己的知識節(jié)點，在課堂上幫助形成學(xué)生自有的二級思維導(dǎo)圖(圖2)。

步驟3:在沉淀滴定“指示劑的選擇”這一重點內(nèi)容的學(xué)習(xí)過程中，教師針對X－及Ag+的測定分別加以展開。教學(xué)過程中重點對鉻酸鉀法、吸附指示劑法及鐵銨礬指示劑法的原理、實驗條件、適用對象展開學(xué)習(xí)，擴充“關(guān)鍵詞”，實現(xiàn)多級網(wǎng)絡(luò)知識的建立，最終形成沉淀滴定的拓撲結(jié)構(gòu)思維導(dǎo)圖(圖3)。

步驟4:形成“沉淀滴定法”拓撲結(jié)構(gòu)思維導(dǎo)圖后，教師對本章內(nèi)容進行總結(jié)，并對知識點進行延伸，培養(yǎng)學(xué)生解決問題、分析問題的能力。請學(xué)生根據(jù)自己創(chuàng)建的思維導(dǎo)圖回答以下問題:①沉淀滴定法解決了什么物質(zhì)的測定問題?②如果需要測定葡糖糖氯化鈉的注射液含量，怎樣設(shè)計實驗方法?選擇哪種指示劑?③如果某一試樣中Ag+或者Cl－含量只有ppm數(shù)據(jù)級，需要選用什么分析方法進行測定(給學(xué)習(xí)者留下一個想象的空間，與后續(xù)所學(xué)的儀器分析分析法建立關(guān)聯(lián))?

圖2 “沉淀滴定法”二級思維導(dǎo)圖

圖3 “沉淀滴定法”拓撲結(jié)構(gòu)思維導(dǎo)圖

2 結(jié)語

在分析化學(xué)教學(xué)過程中構(gòu)建“思維導(dǎo)圖”教學(xué)模式展開教學(xué)，一方面促使“教”與“學(xué)”的有機結(jié)合，學(xué)生在聽課過程中主動、積極地對“關(guān)鍵字”進行加工、分析和整理，使學(xué)習(xí)內(nèi)容符合自己的認知規(guī)律，并積極地和教師對話，極大地提高了理解能力和記憶能力，使得所學(xué)知識直觀化、立體化、可視化。另一方面，用思維導(dǎo)圖作筆記有利于開發(fā)學(xué)生的空間智能，提高學(xué)習(xí)效率，在培養(yǎng)邏輯思維和創(chuàng)造性思維的同時，也增加了學(xué)習(xí)的趣味性和有效性。

［1］楊靜，胡琴，魏芳弟，等.案例教學(xué)法在藥學(xué)專業(yè)分析化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探討［J］.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2011，13(11):989.

［2］魏芳弟，胡琴，楊靜，等.案例版《分析化學(xué)》教材使用體會［J］.山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報:基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版，2010，12(12):1160.

［3］Abi-El-Mona I.The influence of mind mapping on eighth graders’science achievement［J］.School Science and Mathematics，2008，108(7):298.

［4］Mento AJ.Mind mapping in executive education:applications and outcomes［J］.J Management Development，1999，18(4):390.

［5］Farrand P，Hussain F，Hennessy E.The efficacy of the‘mind map’study technique［J］.Medl Educ，2002，36(5):426.

［6］Willis CL，Miertschin SL.Mind maps as active learing tools［J］.J Computing Sciences in Colleges，2006，21(4):266.

［7］何露.利用思維導(dǎo)圖提高化學(xué)教學(xué)有效性［J］.教育導(dǎo)刊，2009，(12):47.

［8］王竹萍，王文英.思維導(dǎo)圖:高校課程創(chuàng)新的有效途徑［J］.黑龍江高教研究，2011，(5):175.

［9］吉順育.思維導(dǎo)圖在大學(xué)生自主學(xué)習(xí)中的應(yīng)用研究［J］.軟件導(dǎo)刊·教育技術(shù)，2011，(10):79.

［10］成凌飛，高娜.培養(yǎng)本科生創(chuàng)新思維的知識可視化教學(xué)法［J］.教育教學(xué)論壇，2012，(36):53.