思維導圖在《生物化學》教學實踐中的應用

朱龍寶 葉生梅 陶玉貴 葛 飛 李婉珍 宋 平

（安徽工程大學，安徽 蕪湖 241000）

1 《生物化學》教學改革背景

1.1 我?！渡锘瘜W》教學模式概況

安徽工程大學生物化學課程主要面向生物工程、生物制藥、食品科學與工程三個專業(yè)，是一門重要的基礎課程。隨著高等學校課程改革和突出我校工科特色，實踐教學環(huán)節(jié)課時得到增加，理論課時進一步壓縮，共90個學時，60學時理論和30學時的實驗。在60學時的理論課教學中，大分子的結構與功能、物質與能量代謝及遺傳信息的傳遞三大部分的平均理論課時僅僅為20學時，在課堂教學中很難把知識點全面覆蓋、講透，學生普遍反映上課枯燥乏味，給生物化學的教學帶來挑戰(zhàn)。課堂教學主要采用傳統(tǒng)的板書和多媒體ppt的形式，其中板書教學內(nèi)容的信息量少，花費時間多，在60個學時內(nèi)很難完成全部的教學內(nèi)容，而且對于抽象的生物化學知識不能形象化，學生難于理解和掌握。隨著計算機的普及應用，板書逐漸被多媒體的教學形式代替，克服了板書提供的信息量少的缺陷，適合生物化學這種知識內(nèi)容多、繁雜的課程，而且多媒體教學還方便將文字、圖片、動畫相結合，為學生提供信息量大的感官知識，教學直觀形象，便于學生理解和記憶[1]。為此，我校生物化學的教學主要采用多媒體方式進行教學，每年通過舉辦多媒體教學競賽，提高多媒體的教學水平和質量，經(jīng)過近10年的摸索和探討，多媒體教學已經(jīng)成為我校的主要教學方式。采用多媒體教學雖然能在課時不足的情況下，完成大量的教學內(nèi)容的要求，特別是生物化學這類基礎課，但是容易導致教師過度依賴多媒體，教師在課堂上極易成為機械的解說員，上課節(jié)奏較快，學生難于掌握和理解，被動學習，形成填鴨式的教學，長時間后學生的學習積極性大幅度下降，多媒體的教學手段無法滿足當前的教學形式。

為此，我們在多媒體教學過程中引入思維導圖，彌補多媒體教學的不足。思維導圖是英國記憶學家Tony Buzan創(chuàng)造的一種圖形思維工具[2－3]，運用圖文并重的方法，用層級圖表現(xiàn)各級主題之間的關系，將枯燥煩瑣的教學內(nèi)容按照內(nèi)在邏輯順序建立相互的節(jié)點聯(lián)系，從而變成容易記憶的、有高度組織性、發(fā)散性的系統(tǒng)圖，構建的層級圖與大腦思維方式相銜接，創(chuàng)建的一種具體化、形象化的知識結構，利于對知識進行歸納總結和記憶，引導學生積極自主思考。這種方式特別適合知識點多、繁瑣復雜的生物化學的教學和學習[4]。

1.2 思維導圖是構建生物化學知識系統(tǒng)化、模塊化的內(nèi)在要求

到目前為止，中外各種生物化學教材都是將生物化學知識劃分為三個大的部分，即生物大分子的結構與功能、物質能量代謝及調節(jié)、遺傳信息的傳遞。將生物化學的內(nèi)容分塊安排有利于內(nèi)容表述層次清晰，但內(nèi)容分塊也存在著明顯的不足，各塊內(nèi)容相對獨立，而且有的學校安排好幾位教師進行授課，不同的教師獨立教授不同的分塊內(nèi)容，這極容易導致知識內(nèi)容銜接困難，增加學生的學習難度[5－6]。提高學生綜合運用知識的能力通常并不是用一個獨立的知識點就能解決，需建立模塊化、系統(tǒng)化的知識架構，就是要在把握生物化學各模塊主體內(nèi)容的同時，尋找各個章節(jié)內(nèi)容、模塊之間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系，挖掘生物化學學科內(nèi)在的邏輯性和系統(tǒng)性[7－8]。利用思維導圖構建的知識模塊可以實現(xiàn)生物化學各章節(jié)、內(nèi)容模塊的前后銜接，增加內(nèi)容之間的邏輯性、系統(tǒng)性，學生容易理解和記憶復雜的生物化學知識，提高學生的學習積極性和主動性，提高教學效果。

2 思維導圖應用于《生物化學》的教學實踐

2.1 思維導圖的繪制方法

思維導圖可以用手工繪制，也可以采用目前普遍流行的專用軟件制作，有三種普遍使用的軟件如 Xmid、Mindmanager和 Freemind[7]。本文繪制的生物化學教學內(nèi)容思維導圖采用Xmind軟件制作，這款軟件在實用的同時具有簡單易學、教學內(nèi)容可視化、操作界面美觀等優(yōu)點，非常適用于將生物化學知識點根據(jù)內(nèi)在邏輯進行串聯(lián)，形成美觀的組織結構圖，使得學生對于需要掌握的知識一目了然，有利于提高學生的學習效率。生物化學教學內(nèi)容的思維導圖制作分為四步：（1）繪制中心主題：主題是整個教學內(nèi)容思維導圖的核心，起到引領提綱的作用，因此放在中心位置，然后以中心主題為主軸開始發(fā)散，形成分支；（2）分支的繪制：中心主題發(fā)散出的每個次級主題作為分支向四周發(fā)散性地連接起來，再以各二級分支為主干，向四周發(fā)散出下一級的知識點等信息內(nèi)容。發(fā)散性地連接知識點內(nèi)容符合人腦的思考習慣，有助于學生學習記憶和理解。為區(qū)分不同層級的知識內(nèi)容，不同的次級主題之間可以用不同的顏色標注；（3）填寫各級主題的內(nèi)容：用簡潔明了的學科專業(yè)詞語填寫各級主題的內(nèi)容，讓學生清楚需要掌握的知識點；（4）完善各級分支的內(nèi)容，各級分支內(nèi)容繪制完成后，用箭頭將各個分支內(nèi)容進行連接，使其具有較強的邏輯性、系統(tǒng)性[9]。

2.2 《生物化學》章節(jié)思維導圖

在上生物化學第一節(jié)課即緒論時就應該把全部的生物化學知識架構呈現(xiàn)給學生，讓學生了解生物化學主要的知識模塊即生物高分子結構與功能、物質能量代謝與條件和遺傳信息傳遞之間的相互聯(lián)系，掌握內(nèi)在的邏輯性[10]。這就需要在講解緒論時采用思維導圖的教學模式給學生呈現(xiàn)，為此我們制作了如圖1的生物化學系統(tǒng)性的知識架構，有利于幫助學生掌握課程中相對獨立的各個知識要點，幫助學生梳理整個單元的整體內(nèi)容，將前后知識連貫起來。

圖1 生物化學知識架構

2.3 繪制知識點的思維導圖

根據(jù)我校生物化學的教學大綱，主要講述生物大分子的結構與功能、代謝及遺傳信息傳遞三個部分，其中物質代謝這一部分內(nèi)容是教學的重點和難點，包括三大營養(yǎng)物質糖、脂和氨基酸的代謝。三大營養(yǎng)物質代謝之間有復雜的聯(lián)系，知識點之間相互關聯(lián)，需要掌握的內(nèi)容繁多，反應步驟多，學生普遍反映難以掌握?，F(xiàn)以糖的代謝為例，講述授課教師如何在教學中應用思維導圖，制作了如圖2的思維導圖。從圖中可以看出糖分解和合成代謝與能量消耗與合成之間的相互關系，將知識點進行很好的串聯(lián)，學生容易從總體上把握學習的重點，而且可以對各個分支的內(nèi)容進行比較，學生學習容易理解和記憶，從而提高教學效果。

圖2 糖代謝思維導圖

3 結語

我們在利用思維導圖進行生物化學教學過程中，以學生學習為中心，教師引導學生學習，解釋教學重點和難點，實現(xiàn)吸引學生認真積極主動的學習，提高了學生的學習興趣，培養(yǎng)了學生的邏輯思維能力，加深了學生對生物化學知識的理解和記憶，提高了學生分析問題和解決問題的能力，而且更方便教師與學生的互動，思維導圖與多媒體結合的教學模式有效地解決了生物化學知識繁雜、反應步驟多、縮短教學學時和保證教學質量之間的矛盾。經(jīng)過近2年的教學實踐，學生普遍反映思維導圖能夠突出教學重點，知識脈絡清晰，并且利用思維導圖來記憶和聯(lián)想基本概念、生物化學反應歷程等比以往僅僅靠多媒體課件更容易實現(xiàn)，在課后和考試復習時重點章節(jié)和知識內(nèi)容時使用思維導圖可以節(jié)省70%—80%的時間，極大地提高了學習效率。近2年來的期末考試測驗成績也表明了思維導圖的應用效果，學生的考試通過率超過90%，證明了采用思維導圖應用于生物化學的教學中是非常有效的。