思維導圖在代謝控制發(fā)酵教學中的應用

張元新　葛雅琨

摘要：思維導圖，可以將所學內容展示出清晰思維線條，引導學習者帶著興趣深入理解掌握、融會貫通。將思維導圖引入代謝控制發(fā)酵課程的教學，提高學習興趣和效率，積極推進代謝控制發(fā)酵教學改革，取得了優(yōu)良的教學效果。

關鍵詞：思維導圖；代謝控制發(fā)酵；生物技術；教學

中圖分類號：G642 中文標識碼：A

Abstract： Mind mapping is a way to organize the contents of teaching. It was applied in the teaching of metabolic control fermentation course. The application of mind mapping lead to an enjoyment in study and enhanced the effectiveness of students and was beneficial to improving the quality of teaching.

Key words：mind mapping； metabolic control fermentation； biotechnology； teaching

思維導圖，由英國人Tony Buzan于20世紀60年代提出[1]。它從一個主題開始，對彼此間有關聯(lián)的信息進行分層、分類管理，逐步建立一個有序的發(fā)散思維圖，對思維過程進行導向和記錄[2]。思維導圖能夠梳理思維過程，教師可以通過思維導圖清晰明了的將知識呈現(xiàn)出來，學生可以通過思維導圖迅速掌握整個知識架構，有助于學生對各知識點的理解和相互之間的融會貫通，全面理解和掌握所學知識。代謝控制發(fā)酵是生物技術的重要專業(yè)基礎課，涉及的知識面很廣，知識點很多。本文旨在充分利用思維導圖優(yōu)勢，探索與研究如何在代謝控制發(fā)酵課程的教學中運用思維導圖，使學生全面理解和掌握代謝控制發(fā)酵的知識體系。

作者簡介：張元新（1978-），男，遼寧建昌人，吉林化工學院講師，博士，主要從事分子生物學、細胞生物學研究。

*通訊作者：葛雅琨，E-mail： yakunge@126.com

1、代謝控制發(fā)酵中教與學的問題

代謝控制發(fā)酵的主要內容是利用遺傳學的方法或其他生物化學方法，人為地在脫氧核糖核酸（DNA）的分子水平上，改變和控制微生物的代謝，使有用的代謝產物大量生成、積累和發(fā)酵[3]。最早在氨基酸發(fā)酵中得到成功應用。代謝控制發(fā)酵研究的主要對象是為人類生產大量的抗生素、酶、氨基酸、生理活性物質等有用產物的工業(yè)微生物育種技術，其關鍵取決于微生物原有代謝控制機制能否被解除，能否打破微生物正常的代謝調節(jié)，實現(xiàn)人為控制，使目標產物積累，達到發(fā)酵的目的。代謝控制發(fā)酵課程，是聯(lián)結生物學理論到生產實踐的重要紐帶。代謝控制發(fā)酵涉及的知識面非常廣泛，包括生物化學、微生物學、基因工程學、發(fā)酵工藝學等。在教學過程中，學生常常因為錯綜復雜的知識結構而感到迷惑，以往以幻燈片線性教學的方式常常不能給學生構建系統(tǒng)的知識體系，所以，本學期以來，嘗試以思維導圖的模式講授代謝控制發(fā)酵這門復雜的專業(yè)課程。

2、思維導圖在教學中的應用

我們嘗試從教師的教和學生的學兩個方面入手研究思維導圖在代謝控制發(fā)酵中的應用。

（1）教師方面

教師的授課方式采用板書與多媒體相結合的方式。主要的知識體系及構架，即思維導圖，由教師在黑板上逐步呈現(xiàn)給學生，有需要時，將相關知識點的圖片動畫等，通過多媒體展示，使學生對相關知識點深入理解和掌握。一個主題講完以后，黑板上顯現(xiàn)的是圍繞該主題展開的思維導圖，由教師再次簡明扼要的回顧該主題的主要內容，加深學生的印象，讓學生以整體的而不是分散的、關聯(lián)的而不是孤立的觀點去對待相關知識。

（2）學生方面

要求學生課前預習，在預習時自己構建簡要的思維導圖，使學生了解即將學到的學習內容；聽課時，要求學生記筆記，筆記也要以思維導圖的模式來記，并通過提問，使學生知道我們?yōu)槭裁粗v某一個知識點，該知識點與主題之間有何關聯(lián)，并引導學生思考，講完這個知識點后，我們是否已將全部主題相關內容講完，是否還需要在講述其它的內容，如果需要，要講什么，為什么？通過這樣的教學方式，我們不但可以教會學生系統(tǒng)的學習知識，還教會他們如何學，如何思考，提高學生解決問題的能力。

（3）應用實例分析

代謝控制發(fā)酵中，第二章“代謝控制發(fā)酵的基本思想”是非常重要的一章。包括微生物細胞的調節(jié)機制、代謝控制發(fā)酵的基本思想、微生物代謝控制發(fā)酵的措施和環(huán)境條件控制四個小節(jié)，從表面上看，學生普遍感覺內容非常繁多，一時不知如何著手。我們幫助學生構建本章的思維導圖，核心環(huán)節(jié)建立在代謝控制發(fā)酵的關鍵，即“打破微生物原有代謝調節(jié)，實現(xiàn)人為控制”這一中心思想上，引申出三個主要方面就是：微生物原有調節(jié)方式是什么？怎樣打破原有調節(jié)方式？如何實施？這三個方面分別對應的是第一節(jié)、第二節(jié)和第三、四節(jié)。這樣，在第一個層次上，學生就掌握了這些小節(jié)之間的有機聯(lián)系，也展現(xiàn)出我們所學的不是零散的知識點，而是為我們的主題思想服務的。

又如，接下來要討論的微生物細胞的調節(jié)機制，構建第二個層級的思維導圖。這一節(jié)同樣給學生無從下手的感覺，內容復雜繁多。我們還是從關鍵入手，提問學生“對于代謝這個復雜的生物化學反應體系，調節(jié)的關鍵是什么？”學生們會得出是“酶的調節(jié)”，這是微生物代謝調節(jié)的關鍵；接下來，再引導學生思考，“酶的調節(jié)包含哪些方面？”學生思考后總結出分為“酶的活性調節(jié)和酶量的調節(jié)”，這樣，第二個層級的思維導圖就比較清晰的呈現(xiàn)在學生面前。由此，可以繼續(xù)構建出關于“酶活性調節(jié)”與“酶量調節(jié)”的第三個層級的思維導圖。再此，不一一贅述。

3、考核方式

代謝控制發(fā)酵是32學時的必修考查課，成績由期末論文和平時成績兩部分組成。期末論文是學生自行找一些感興趣的主題，查閱相關文獻，制定出代謝控制發(fā)酵的基本戰(zhàn)略，占70%；平時成績占30%，包括出勤、紀律、作業(yè)、參與討論的效果等方面。

經過上述嘗試，代謝控制發(fā)酵課程的教學取得了良好效果，學生在課上能夠積極配合教師，參與到整個教學過程中來。更重要的是，在整個過程中，學生們學到了一種學習的方法。大學教育，不是知識點的教育，而是知識體系的教育。學生們通過這樣的學習方法，始終知道自己為什么學，才知道自己如何學。而構建思維導圖這種學習方法的建立，勢必對學生們學習其他課程產生深遠的影響。

參考文獻

1. 托尼·巴贊思維導圖[M].李新譯，作家出版社， 1999.

2. 惠岑懌， 周宜君， 王文蜀等. 淺析思維導圖在高校有機化學實驗教學中的應用[J]. 實驗室研究與探索. 2013， 32（3）： 153-157.

3. 張克旭， 陳寧， 張蓓等. 代謝控制發(fā)酵[M].中國輕工業(yè)出版社， 2013.endprint