魏明

（南京醫(yī)科大學(xué)康達(dá)學(xué)院理學(xué)部，江蘇 連云港 222000）

思維導(dǎo)圖由英國(guó)學(xué)者托尼·博贊在二十世紀(jì)60 年代初創(chuàng)立，通過(guò)把研究?jī)?nèi)容各級(jí)主題的關(guān)系利用層級(jí)圖的形式表現(xiàn)出來(lái)，經(jīng)與特定的顏色、聲音及視頻建立特定的記憶鏈接，將抽象的思維具象化，從而幫助使用者更好地掌握相關(guān)內(nèi)容[1-2]。思維導(dǎo)圖的應(yīng)用領(lǐng)域較廣，如課程學(xué)習(xí)、計(jì)劃制定、成果展示和會(huì)議記錄等諸多方面。在課程學(xué)習(xí)方面，思維導(dǎo)圖更多扮演的是一種輔助學(xué)習(xí)工具，集中在歸納、總結(jié)、記憶等層面，其潛能并未完全開(kāi)發(fā)出來(lái)。

以“無(wú)機(jī)化學(xué)”為代表的本科化學(xué)類(lèi)課程，不僅是化學(xué)、化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的必修專(zhuān)業(yè)課程，同時(shí)也是藥學(xué)、環(huán)境、醫(yī)學(xué)等專(zhuān)業(yè)所必修的基礎(chǔ)課程。作為一門(mén)實(shí)驗(yàn)學(xué)科，化學(xué)類(lèi)課程要求學(xué)習(xí)者具備一定的邏輯思考能力和較強(qiáng)的實(shí)踐能力[3]。化學(xué)類(lèi)課程包括“無(wú)機(jī)化學(xué)”“有機(jī)化學(xué)”“分析化學(xué)”“物理化學(xué)”等，各個(gè)課程之間彼此獨(dú)立又相互聯(lián)系，因此要求教師在授課的過(guò)程中，對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)，讓學(xué)生能在宏觀層面上對(duì)所學(xué)內(nèi)容有所掌握。思維導(dǎo)圖特有的發(fā)散性，可以很好地幫助教師完成此項(xiàng)任務(wù)。如何讓思維導(dǎo)圖在化學(xué)類(lèi)課程教學(xué)中發(fā)揮更大的作用，是一個(gè)值得深入探討的課題。

1 思維導(dǎo)圖的理論基礎(chǔ)

思維導(dǎo)圖特有的表達(dá)形式，可以幫助使用者在學(xué)習(xí)過(guò)程中，構(gòu)建完整的認(rèn)知地圖，輔助學(xué)習(xí)者對(duì)所獲取的信息完成加工，轉(zhuǎn)化為自己的特征符號(hào)，通過(guò)多種感官的協(xié)同活動(dòng)，發(fā)散思維，加深記憶。

思維導(dǎo)圖幫助學(xué)習(xí)者在認(rèn)知的過(guò)程中，從已經(jīng)掌握的信息出發(fā)，沿著不同的路徑探索，重新組織自己已掌握的信息，完成思維的發(fā)散和知識(shí)框架的構(gòu)建，這對(duì)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)具有極為重要的促進(jìn)作用[4]。

記憶過(guò)程包括識(shí)記、保持、回憶三個(gè)基本過(guò)程。由于在思維導(dǎo)圖繪制的過(guò)程中，不同的顏色、聲音等標(biāo)示刺激學(xué)習(xí)者多種感官，加深有意識(shí)記。在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)思維導(dǎo)圖完成新知識(shí)在原先知識(shí)體系下的“生長(zhǎng)”過(guò)程，可以更好地實(shí)現(xiàn)保持和回憶兩個(gè)過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)記憶。

2 思維導(dǎo)圖繪制軟件的選擇

一般來(lái)說(shuō)，Word、PowerPoint 等具備繪圖功能的軟件基本都可以繪制思維導(dǎo)圖，但其制作耗時(shí)長(zhǎng)，美化排版較為繁瑣，效率較低[5]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的逐步成熟，相關(guān)公司開(kāi)發(fā)出新的軟件，極大地方便了思維導(dǎo)圖的繪制，如 MindMaster[6]、MindManager、XMind 等。在實(shí)踐中，使用者可以根據(jù)自己的操作習(xí)慣選擇合適的繪制軟件。鑒于MindMaster提供了較為豐富的設(shè)計(jì)元素，且具備智能布局功能，文中的思維導(dǎo)圖均采用該軟件進(jìn)行繪制。

3 思維導(dǎo)圖教學(xué)法實(shí)施的若干思考

3.1 思維導(dǎo)圖的定位

目前大部分采用思維導(dǎo)圖的課例，都簡(jiǎn)單地把思維導(dǎo)圖作為一種總結(jié)工具，導(dǎo)致思維導(dǎo)圖的功能性沒(méi)有得到充分開(kāi)發(fā)。教學(xué)實(shí)踐證明，思維導(dǎo)圖可以作為一種教學(xué)方式，貫穿在教學(xué)活動(dòng)的全部過(guò)程。

3.2 思維導(dǎo)圖教學(xué)法的實(shí)施

思維導(dǎo)圖教學(xué)法的實(shí)施，包括教師與學(xué)生兩個(gè)層面。

教師在新課開(kāi)始前，通過(guò)多媒體幻燈片呈現(xiàn)上節(jié)課程完成的思維導(dǎo)圖，在帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行當(dāng)堂內(nèi)容學(xué)習(xí)的過(guò)程中，教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，逐步將本堂課程的內(nèi)容在之前的思維導(dǎo)圖上進(jìn)行標(biāo)注，完成思維導(dǎo)圖的“生長(zhǎng)”，以此往復(fù)，從而完成整個(gè)章節(jié)的思維導(dǎo)圖。

以“物理化學(xué)”課程中“熱力學(xué)第一定律”為例?！拔锢砘瘜W(xué)”概念多，公式雜，對(duì)學(xué)習(xí)者的理解能力要求較高。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，必須抓住每一章的重點(diǎn)，熟悉所學(xué)的主要內(nèi)容，要知道通過(guò)哪些實(shí)驗(yàn)得到了什么結(jié)論，并且了解公式的適用條件是什么，只有對(duì)所學(xué)內(nèi)容有了通盤(pán)把握，才能有徹底的理解?！盁崃W(xué)第一定律”作為熱力學(xué)的開(kāi)篇，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生物理化學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維過(guò)程具有非常重要的意義。在授課過(guò)程中，教師按照?qǐng)D1所示的思維導(dǎo)圖展開(kāi)教學(xué)。

“熱力學(xué)第一定律”主要圍繞熱力學(xué)函數(shù)U 展開(kāi)討論，用來(lái)計(jì)算變化過(guò)程中的熱效應(yīng)。教師在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程中，考慮到在“熱力學(xué)第一定律”的數(shù)學(xué)表達(dá)式中，狀態(tài)函數(shù)U 和過(guò)程量Q 與W 均有所體現(xiàn)，故可選取為思維中心。思維中心確定后，不同的二級(jí)主題利用不同的顏色加以區(qū)分，依次展開(kāi)。必須注意的是，教師在制作思維導(dǎo)圖的過(guò)程中，一定要注意保存繪圖過(guò)程的中間步驟，便于在課程中為學(xué)生依次展示，從而呈現(xiàn)出思維導(dǎo)圖的“生長(zhǎng)”過(guò)程。

圖1 熱力學(xué)第一定律思維導(dǎo)圖

從學(xué)生層面來(lái)說(shuō)，教師采用思維導(dǎo)圖教學(xué)法的初衷，是為了更好地幫助學(xué)生理解所學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容有宏觀的掌握。但如果單純依靠教師在課堂上對(duì)思維導(dǎo)圖的展示，基于學(xué)生對(duì)教師固有的依賴(lài)性和教師在教學(xué)活動(dòng)中的權(quán)威性，可能會(huì)對(duì)學(xué)生思維發(fā)散產(chǎn)生阻礙，即教師的思維導(dǎo)圖會(huì)被學(xué)生認(rèn)為是最佳選擇?；谏鲜鲈?，教師需提前告知學(xué)生思維導(dǎo)圖并非唯一，學(xué)生可以充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性進(jìn)行思維拓展。

在思維導(dǎo)圖教學(xué)法實(shí)施的過(guò)程中，教師可按照?qǐng)D2的模式進(jìn)行，鼓勵(lì)學(xué)生提前對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，并初步手繪思維導(dǎo)圖。教師在學(xué)生預(yù)習(xí)結(jié)束后，對(duì)部分學(xué)生手繪的思維導(dǎo)圖進(jìn)行檢查，了解學(xué)生預(yù)習(xí)情況和對(duì)所學(xué)素材的理解程度。在授課結(jié)束后，學(xué)生應(yīng)及時(shí)對(duì)自己的思維導(dǎo)圖初稿進(jìn)行完善，教師收集并提出指導(dǎo)性意見(jiàn)。結(jié)束整個(gè)教學(xué)活動(dòng)后，教師應(yīng)根據(jù)課堂及學(xué)生反饋情況進(jìn)行教學(xué)反思，及時(shí)調(diào)整教學(xué)思路，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

圖2 思維導(dǎo)圖教學(xué)法的實(shí)施過(guò)程

3.3 思維導(dǎo)圖的評(píng)價(jià)要素

評(píng)價(jià)一張思維導(dǎo)圖的質(zhì)量好壞，最關(guān)鍵的內(nèi)容為思維中心的選取是否合理，各個(gè)層級(jí)之間的邏輯關(guān)系是否清晰明確，另外，整體圖像的布局、顏色搭配、線條粗細(xì)等因素是否合理。建議學(xué)生在手繪的過(guò)程中，盡量采用橫版，將思維中心置于中點(diǎn)位置，線條可按照樹(shù)狀圖的模式，依據(jù)層級(jí)關(guān)系由粗到細(xì)，顏色選取盡量豐富，同一個(gè)層級(jí)使用相同的顏色，為了增加感官刺激，必要時(shí)可以使用互補(bǔ)色，如綠色和品紅色、藍(lán)色和黃色等。圖3為南京醫(yī)科大學(xué)康達(dá)學(xué)院2017 級(jí)藥學(xué)專(zhuān)業(yè)部分學(xué)生在溶液章節(jié)手繪的思維導(dǎo)圖。

由于要在課堂上完成思維導(dǎo)圖的知識(shí)“生長(zhǎng)”，教師在利用如MindMaster 等軟件進(jìn)行思維導(dǎo)圖的繪制過(guò)程中，除了要考慮上述因素外，還要注意布局的合理性，同一個(gè)層次的知識(shí)內(nèi)容，盡量平行放置，便于對(duì)比，同時(shí)需為后續(xù)的教學(xué)內(nèi)容留下足夠的空間。如在繪制“無(wú)機(jī)化學(xué)”難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡的思維導(dǎo)圖（圖4）時(shí)，沉淀溶解和沉淀析出部分盡量做到位置平行，對(duì)比明顯，便于學(xué)生理解和掌握。

圖3 學(xué)生手繪思維導(dǎo)圖

圖4 難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡思維導(dǎo)圖

3.4 思維導(dǎo)圖與課程一體化

課程一體化又叫“課程整合”，是為了整合教學(xué)資源而形成的一種組織模式，強(qiáng)調(diào)教學(xué)資源和內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性、統(tǒng)一性和銜接性，特別注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)。從本科化學(xué)的角度來(lái)看，不同的二級(jí)學(xué)科之間相互聯(lián)系，共同構(gòu)建了完整的學(xué)科網(wǎng)絡(luò)，思維導(dǎo)圖教學(xué)法可以很好地將其表現(xiàn)出來(lái)。以電化學(xué)板塊為例，“無(wú)機(jī)化學(xué)”“物理化學(xué)”“分析化學(xué)”都有所涉及，教師在教學(xué)過(guò)程中，可以按照如下思路引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行電化學(xué)學(xué)習(xí)：由范特霍夫等溫式（“物理化學(xué)”）引出電池（或電極）能斯特方程（“無(wú)機(jī)化學(xué)”“物理化學(xué)”），繼而引出電極電位（“無(wú)機(jī)化學(xué)”“物理化學(xué)”），最后指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行條件電極電位（“分析化學(xué)”）的推導(dǎo)，完成氧化還原滴定的應(yīng)用。在不同的學(xué)科之間，同樣存在課程一體化的條件，以筆者所在的醫(yī)學(xué)院校為例，在本科化學(xué)的教學(xué)中，會(huì)涉及到緩沖溶液，包括其組成、機(jī)理等內(nèi)容，教師會(huì)簡(jiǎn)單給學(xué)生講解人體血漿pH 維持在7.35～7.45 的原因，學(xué)生在后續(xù)病理生理學(xué)的學(xué)習(xí)中，會(huì)涉及到酸堿平衡紊亂及相關(guān)的機(jī)制介紹，這些都為思維導(dǎo)圖的制作積累了很好的素材。

課程一體化要求教師對(duì)特定專(zhuān)業(yè)的學(xué)生所學(xué)全部課程有一定的了解，在繪制思維導(dǎo)圖的過(guò)程中，可以留下一些“思維接口”，待學(xué)生學(xué)習(xí)到后續(xù)課程時(shí)，將“思維接口”打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)貫通，從而幫助學(xué)生形成自己的思維體系，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。

3.5 思維導(dǎo)圖與實(shí)驗(yàn)課程

筆者前期在“物理化學(xué)”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程中，引入了思維導(dǎo)圖，并建立了相應(yīng)的評(píng)分體系[7]。思維導(dǎo)圖在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中最主要的應(yīng)用在于引導(dǎo)學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)框架，掌握理論與實(shí)踐的聯(lián)系，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行很好的梳理，但對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程的有效描述，還需要一定的探索。在實(shí)驗(yàn)課中，教師應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。在綜合性實(shí)驗(yàn)中，可利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新思維進(jìn)行一定的啟迪。

3.6 思維導(dǎo)圖教學(xué)法的作用及實(shí)施意義

長(zhǎng)期以來(lái)，學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程是按照教材或教師設(shè)定的既定路線進(jìn)行，教師的教學(xué)過(guò)程，如同帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行一次知識(shí)的“參觀”，學(xué)生幾乎沒(méi)有機(jī)會(huì)去決定知識(shí)學(xué)習(xí)的先后順序，學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性不能被很好地激發(fā)。近年來(lái)，隨著翻轉(zhuǎn)課堂（Inverted Classroom）、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法（Problem-Based Learning）等全新教學(xué)理論走入課堂，學(xué)生占據(jù)學(xué)習(xí)主動(dòng)權(quán)的比重逐漸加大。相比于翻轉(zhuǎn)課堂和問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法，思維導(dǎo)圖教學(xué)法給予學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)較小，其側(cè)重于幫助學(xué)生梳理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，使學(xué)生能夠站在一定的高度上對(duì)教學(xué)材料進(jìn)行組織，對(duì)學(xué)生的能力要求較低，適合大多數(shù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)，可以為后期的PBL或翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)進(jìn)行前期鋪墊。

4 總結(jié)

以本科化學(xué)為代表的理工類(lèi)學(xué)科，通過(guò)引入思維導(dǎo)圖教學(xué)法，將抽象的理工思維形象化，便于學(xué)生理解和掌握。教師通過(guò)在預(yù)習(xí)前和授課后，兩次對(duì)學(xué)生所繪制的思維導(dǎo)圖進(jìn)行干預(yù)，幫助學(xué)生梳理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，從而實(shí)現(xiàn)提高教學(xué)質(zhì)量的目的。在思維導(dǎo)圖教學(xué)法實(shí)施的過(guò)程中，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生具體情況做適當(dāng)調(diào)整，做到量身定做。關(guān)于思維導(dǎo)圖教學(xué)法如何高效的實(shí)施，還有很多討論的空間，歡迎更多的化學(xué)教育工作者一起參與進(jìn)來(lái)，為本科化學(xué)類(lèi)課程高質(zhì)量教學(xué)一起努力！