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        思維導(dǎo)圖在藥學(xué)專業(yè)“無機(jī)化學(xué)”教學(xué)中的應(yīng)用

        2019-08-30 07:20:34王夢婷陳冬生
        安徽化工 2019年4期
        關(guān)鍵詞:無機(jī)化學(xué)酸堿章節(jié)

        魏 明,周 穎,王夢婷,陳冬生

        (南京醫(yī)科大學(xué)康達(dá)學(xué)院,江蘇連云港222000)

        2018 年6 月,新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議強(qiáng)調(diào):堅持“以本為本”,推進(jìn)“四個回歸”,加快建設(shè)高水平本科教育,全面提高人才培養(yǎng)能力,造就堪當(dāng)民族復(fù)興大任的時代新人[1-2]。新時代的高校教師,要回歸本分,傾心教學(xué),研究教學(xué),專注教書育人。

        “無機(jī)化學(xué)”是化學(xué)、化工、食品、醫(yī)藥等相關(guān)專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)性科目[3],一般在大學(xué)第一學(xué)期開設(shè),在內(nèi)容、方法、觀念上無機(jī)化學(xué)都起著承上啟下的關(guān)鍵性作用。以藥學(xué)專業(yè)為例,“無機(jī)化學(xué)”與后續(xù)“物理化學(xué)”“藥理學(xué)”等課程均有聯(lián)系,如在動力學(xué)知識板塊,“無機(jī)化學(xué)”的知識與技能教學(xué)目標(biāo)的掌握,是后續(xù)課程能否順利學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)與保障(圖1)。籍學(xué)生人數(shù)的22.1%(人數(shù)統(tǒng)計截止為2019 年3 月)。為了提升藥學(xué)專業(yè)“無機(jī)化學(xué)”教學(xué)效果,打破這種教學(xué)窘境,需要教師結(jié)合新時代學(xué)生特點與教學(xué)實踐,進(jìn)行教學(xué)改革創(chuàng)新,提出可行的教學(xué)方法。筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),思維導(dǎo)圖的引入,可以快速幫助學(xué)生構(gòu)建章節(jié)知識體系,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效率。

        1 思維導(dǎo)圖

        圖1 “無機(jī)化學(xué)”在藥學(xué)專業(yè)知識構(gòu)架中基礎(chǔ)性的體現(xiàn)

        因此,教師教好、學(xué)生學(xué)好這門課十分必要,然而由于江蘇高考機(jī)制的因素,部分藥學(xué)專業(yè)學(xué)生在中學(xué)期間沒有選修化學(xué)科目,加之無機(jī)化學(xué)理論相比于中學(xué)化學(xué)更加深奧,知識體系涉及的范圍更廣,從而使學(xué)生對“無機(jī)化學(xué)”的學(xué)習(xí)產(chǎn)生逃避、厭學(xué)情緒,學(xué)習(xí)積極性較差,以南京醫(yī)科大學(xué)康達(dá)學(xué)院為例,2017 級與2018 級藥學(xué)專業(yè)共有學(xué)生223 人,其中江蘇籍生源共122 人,中學(xué)選修化學(xué)的學(xué)生27 人,占比僅為總?cè)藬?shù)的12.1%,江蘇

        思維導(dǎo)圖(Mind Mapping)又叫心智導(dǎo)圖,由托尼·博贊(Tony Buzan)于二十世紀(jì)60 年代提出,引入我國后,相關(guān)學(xué)者對此做了相關(guān)研究[4]。繪制思維導(dǎo)圖的過程,是從一個關(guān)鍵詞出發(fā),將彼此間有關(guān)聯(lián)的信息連接,同時運用圖片、顏色、標(biāo)識等工具將思維過程整理出來,最終能夠形成一個清晰的、系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡(luò),這不僅能有效地幫助教師授課,也能增強(qiáng)學(xué)生對知識點的理解和記憶,提高學(xué)生的思維發(fā)散能力,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。此外,思維導(dǎo)圖的制作簡單易學(xué),學(xué)生可以根據(jù)自己的思維習(xí)慣進(jìn)行創(chuàng)作。基于上述討論,思維導(dǎo)圖的四大特征可以概括為:①主題突出,支干分散;②層次分明,條理清晰;③作用強(qiáng)大,效果顯著;④操作簡單,圖形色彩相輔相成。

        近年來隨著科技水平的高速發(fā)展,思維導(dǎo)圖的繪制軟件也層出不窮,包括MindManager、MindMaster、XMind等軟件。本文中展示的思維導(dǎo)圖利用MindMaster 進(jìn)行繪制。

        2 思維導(dǎo)圖法教學(xué)的理論依據(jù)

        奧蘇伯爾認(rèn)為,學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是從教材的知識結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化而來[5],因此教師在教學(xué)過程中,要注意對“無機(jī)化學(xué)”基本知識結(jié)構(gòu)的把握。認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為,人類在認(rèn)識一個全新的知識領(lǐng)域時,遵循從整體到部分的順序關(guān)系,因此教師在呈現(xiàn)教材內(nèi)容時,要遵循“不斷分化”的原則,要讓學(xué)生能夠把握知識之間的相互關(guān)系,達(dá)到融會貫通的目的。

        此外,學(xué)習(xí)遷移的形式訓(xùn)練說指出,學(xué)習(xí)方法、思維方法相比于學(xué)習(xí)內(nèi)容來說更加重要,在引導(dǎo)學(xué)生掌握知識的同時,必須注重對學(xué)生能力的培養(yǎng)。

        思維導(dǎo)圖作為一種思維工具,能很好地完成上述任務(wù),在幫助學(xué)生從整體上把握知識結(jié)構(gòu)的同時,也為學(xué)生提供了一種新的學(xué)習(xí)方式,從而達(dá)到授人以漁的目的。

        3 思維導(dǎo)圖法在藥學(xué)專業(yè)無機(jī)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究

        思維導(dǎo)圖的繪制是基于劉德育、劉有訓(xùn)主編的《無機(jī)化學(xué)》展開討論[7]。在教學(xué)的過程中,根據(jù)所繪制章節(jié)的知識結(jié)構(gòu),筆者將思維導(dǎo)圖分為中心輻射型思維導(dǎo)圖、鏈?zhǔn)剿季S導(dǎo)圖及混合式思維導(dǎo)圖三種類型。

        (1)中心輻射型思維導(dǎo)圖

        中心輻射型思維導(dǎo)圖是思維導(dǎo)圖中較為簡單的一種表現(xiàn)形式,思維中心明確,可以直接輻射出相關(guān)內(nèi)容,主要用于一些較小的知識點的整理,如在進(jìn)行“酸堿理論思維導(dǎo)圖”的繪制中,即可采用這種形式(圖2)。

        圖2 酸堿理論中心輻射型思維導(dǎo)圖

        如圖2 所示,在酸堿理論思維導(dǎo)圖的繪制過程中,選擇的思維中心為“酸堿理論”,由此引出5 個二級主題,分別為酸堿電離理論、酸堿質(zhì)子理論、酸堿電子理論、軟硬酸堿理論與其他理論。二級主題下,分別引出包括該理論的提出者、酸堿的概念及相應(yīng)的局限性,幫助學(xué)生能快速地進(jìn)行對比學(xué)習(xí),從而提高學(xué)習(xí)效率。

        (2)鏈?zhǔn)剿季S導(dǎo)圖

        在章節(jié)思維導(dǎo)圖繪制的過程中,如果所涉及的知識體系呈現(xiàn)明顯的線性邏輯關(guān)系,則可以用鏈?zhǔn)剿季S導(dǎo)圖進(jìn)行繪制。如在進(jìn)行“化學(xué)平衡”章節(jié)思維導(dǎo)圖的繪制過程中,采用鏈?zhǔn)剿季S導(dǎo)圖進(jìn)行教學(xué),可以產(chǎn)生很好的教學(xué)效果(圖3)。

        圖3 化學(xué)平衡章節(jié)鏈?zhǔn)剿季S導(dǎo)圖

        如圖3 所示,在進(jìn)行“化學(xué)平衡”這一章節(jié)的思維導(dǎo)圖的繪制過程中,筆者所選取的思維中心為范特霍夫等溫式,為了凸顯思維中心,在圖中加以“★”進(jìn)行標(biāo)注。由于在范特霍夫等溫式中,涉及到了△rGθm與反應(yīng)商Qp,所以由此引出△rGθm的四種求解方式。

        在△rGθm的四種求解方式中,其中一種方式涉及到了熱力學(xué)函數(shù)焓(H)與熵(S),這與學(xué)生后續(xù)所要在物理化學(xué)中學(xué)習(xí)的內(nèi)容出現(xiàn)交集,此處可作為開放端口與后續(xù)內(nèi)容進(jìn)行對接。另外一種求解方式涉及到了電池電動勢E,因此可以與電化學(xué)思維導(dǎo)圖進(jìn)行鏈接,實現(xiàn)了知識的遷移。剩余兩種求解方式分別涉及到了△fGθm與平衡常數(shù),也可進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的展開。

        鏈?zhǔn)剿季S導(dǎo)圖最大的優(yōu)勢在于可以將知識結(jié)構(gòu)以一維形式呈現(xiàn),簡單明了,可使學(xué)生迅速地把握章節(jié)脈絡(luò),明確學(xué)習(xí)內(nèi)容的隸屬關(guān)系。

        (3)混合式思維導(dǎo)圖

        混合式思維導(dǎo)圖結(jié)合了中心輻射型思維導(dǎo)圖與鏈?zhǔn)剿季S導(dǎo)圖的特征,對于較為繁雜的內(nèi)容進(jìn)行整理時采用此種形式的思維導(dǎo)圖,如在進(jìn)行“動力學(xué)”章節(jié)思維導(dǎo)圖的繪制過程中,采用此種形式(圖4)。

        圖4 化學(xué)動力學(xué)混合式思維導(dǎo)圖

        化學(xué)動力學(xué)是“無機(jī)化學(xué)”重要的組成部分,是研究化學(xué)反應(yīng)速率、機(jī)理和體現(xiàn)反應(yīng)現(xiàn)實性的一個分支。本章節(jié)教學(xué)重點為各種因素,如溫度、催化劑、濃度等對化學(xué)反應(yīng)速率的影響與簡單級數(shù)反應(yīng)的相關(guān)討論。本章節(jié)教學(xué)難點為分子動力學(xué)理論模型的理解,包括碰撞理論與過渡態(tài)理論,特別是其中關(guān)于活化能的討論。

        在繪制思維導(dǎo)圖的過程中,由于涉及教學(xué)內(nèi)容較多,采用簡單形式的思維導(dǎo)圖樣式不再滿足要求。在設(shè)計本章思維導(dǎo)圖的過程中,采用“豐”字型結(jié)構(gòu),思維中心選取為“化學(xué)反應(yīng)(按機(jī)理分類)”,主線內(nèi)容為由思維中心引出的兩種類型“基元反應(yīng)”與“復(fù)雜反應(yīng)”。通過對兩類反應(yīng)進(jìn)行動力學(xué)速率方程描繪,引出反應(yīng)速率常數(shù)k 與反應(yīng)級數(shù)的概念。“豐”字型結(jié)構(gòu)的兩翼就相關(guān)重點內(nèi)容進(jìn)行討論,如對碰撞理論與過渡態(tài)理論進(jìn)行描述,對簡單級數(shù)反應(yīng)的特征進(jìn)行概括,力圖精煉。

        混合式思維導(dǎo)圖適用于對整章內(nèi)容進(jìn)行概括,其特點是包含內(nèi)容較多。為了保證圖像的美觀與內(nèi)容全面,只能對知識點進(jìn)行簡要描述,必要時,可對其所含的具體知識點進(jìn)行二級思維導(dǎo)圖的繪制。

        4 教學(xué)效果評價

        (1)教學(xué)評價對象

        由于無機(jī)化學(xué)在南京醫(yī)科大學(xué)康達(dá)學(xué)院藥學(xué)專業(yè)授課中采取的方式為4 個班級合班上課,故無法在一屆學(xué)生中進(jìn)行實驗組與對照組的劃分。筆者在無機(jī)化學(xué)教學(xué)實踐中,對2018 級學(xué)生采取思維導(dǎo)圖授課法,故選擇2017 與2018 級藥學(xué)專業(yè)學(xué)生為研究對象,其中2018級學(xué)生為實驗組,2017 級學(xué)生為對照組。

        (2)教學(xué)考核方式

        無機(jī)化學(xué)考核方式為平時成績25%,其中,出勤5%,課堂測驗10%,筆記及作業(yè)10%,期末考試成績占比75%。試題類型包含判斷、選擇、填空及計算,知識點覆蓋全面,難度適中。

        (3)學(xué)生成績分析評價

        經(jīng)過系統(tǒng)論證,南京醫(yī)科大學(xué)康達(dá)學(xué)院藥學(xué)專業(yè)2017 與2018 級無機(jī)化學(xué)教學(xué)大綱一致,教學(xué)進(jìn)度安排一致,期末考試試題難度相近,題型一致,考查知識點一致,對照組2017 級藥學(xué)專業(yè)參與無機(jī)化學(xué)考試人數(shù)121 人,實驗組2018 級藥學(xué)專業(yè)參與無機(jī)化學(xué)考試人數(shù)125 人,樣本量相近,故兩年的學(xué)生期末總評成績有一定的可比性。具體成績分析參見表1 與表2。

        由表1 與表2 對比可以看出,在教學(xué)過程中,對2018 級藥學(xué)專業(yè)學(xué)生采取思維導(dǎo)圖教學(xué)法后,學(xué)生的成績有了明顯提高,掛科率由2017 年的24.0%降至2018 年的16.0%,降幅達(dá)8.0%,由此可見,思維導(dǎo)圖法對成績較差的學(xué)生也產(chǎn)生了積極的作用,通過調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性,使之不再對無機(jī)化學(xué)產(chǎn)生畏難情緒。

        70~89 分段學(xué)生比例由2017 年的49.6%上升至2018 年的60.8%,年級平均分也由71.26 分上升至71.86 分。由此可見,思維導(dǎo)圖法可以使大部分同學(xué)受益。通過對學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查,學(xué)生普遍反映,思維導(dǎo)圖法不僅在知識的掌握上產(chǎn)生了積極的影響,更重要的是提供了一種全新的學(xué)習(xí)方式,通過師生間的良性互動,實現(xiàn)教學(xué)相長。

        表1 2017 級藥學(xué)專業(yè)學(xué)生無機(jī)化學(xué)成績分析

        表2 2018 級藥學(xué)專業(yè)學(xué)生無機(jī)化學(xué)成績分析

        5 總結(jié)

        在傳統(tǒng)的“無機(jī)化學(xué)”教學(xué)活動中,學(xué)生總是按照教材或教師的思路學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容,因而是一個“被動”過程?!盁o機(jī)化學(xué)”是藥學(xué)專業(yè)學(xué)生一年級學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課,部分學(xué)生很難順利地完成角色的轉(zhuǎn)換,而思維導(dǎo)圖法的引入恰好解決了這個問題。通過教師的引導(dǎo),學(xué)生可以快速地構(gòu)建知識框架,從而實現(xiàn)對“知識群”的整體把握。通過圖像的形式呈現(xiàn)知識,可以較好地引起學(xué)生興趣,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。此外,結(jié)合當(dāng)代學(xué)生思維活躍的特點,通過讓學(xué)生自行繪制思維導(dǎo)圖,并組織學(xué)生互相交流,取得較好的教學(xué)效果。關(guān)于思維導(dǎo)圖教學(xué)法在“無機(jī)化學(xué)”中的具體應(yīng)用,還有很多細(xì)節(jié)需要探索,如對于評價指標(biāo)的量化等,希望更多的化學(xué)工作者參與其中,完善思維導(dǎo)圖在“無機(jī)化學(xué)”中的教學(xué)模式,以培養(yǎng)高質(zhì)量的藥學(xué)專業(yè)人才。

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