思维导图在无机化学课程中的应用研究

李金芳

（贺州学院 化学与生物工程学院，广西 贺州 542899）

1 前 言

思维导图（Mind Map）又称作脑图、心智图，是英国学者托尼·布赞（Tony Buzan）在20世纪60年代初基于对脑神经生理科学的研究，类比自然万物放射性状，在分析了人们的笔迹习惯，以及在训练“学习障碍者”的实践中，逐渐形成的关于放射性思维及其图形表达的研究成果。1971年，这些成果被结集成书，广泛地应用于教育学习、商业决策等领域［1］。它运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来，以层级和分类的信息组织为基础，把主题关键词与图像、颜色等建立记忆链接，从而将放射性思维状思维过程和结果可视化的一种工具［2］。

思维导图在我国的发展起步较晚，最早一篇关于思维导图的论文是2000年王功玲在《黑龙江科技信息》上介绍了思维导图的理论基础和制作程序，并将导图的笔记方法应用于教案编写，以及课堂教学［3］。思维导图在教育应用研究中发表的论文，从2001－2010年各年度发表的数量不一，但呈曲折上升趋势［4］。其中在化学教学中的研究多为中学化学教学中运用思维导图的相关研究［5－9］，在大学化学教学中开展思维导图的相关研究为数很少。以“思维导图”做关键词通过对中国知网的检索，发现大学化学中对思维导图的研究只有四篇［10－13］，其中只有一篇是无机及分析化学教学中的应用研究，从实践的角度阐明了思维导图技术对促进无机及分析化学教学效果的促进作用。

随着高校招生规模的逐渐扩大，学生学习基础参差不齐。作为刚进入大学一年级的新生，他们的学习方式还停留在中学阶段死记硬背的被动学习，面对无机化学这一门内容庞杂的专业课程，在教学中存在的的课时少、知识面广、思维跳跃性强的新特点会使大一新生在学习中存在很大的不适应，甚至跟不上教师的教学思路。如何学好这第一门专业课，在整个化学专业学习生涯中显得尤其重要。现代教学改革强调发展学生的智能和培养学生的创新能力，为适应这一改革发展的趋势，通过引入思维导图的方法，可以加强对大一新生学习方式的指导和学习思路的引导。

2 思维导图在无机化学课程教学中的应用实践

思维导图的绘制有手绘和计算机绘制两种。手绘简便易行，只需要纸和笔，随时随地都可以完成。前提是绘图者对所绘内容有全面深刻的认识即可，不足之处是由于纸张大小会影响所绘内容的全面性，并且手绘的思维导图保存、传播上也有很大局限性。计算机绘制思维导图解决了传统手绘的不足之处，进一步拓宽了思维导图的应用领域。当前出现了很多根据思维导图的原理和特点开发的应用软件，例 如：Inspiration、Mind Man、Info Map、Mind Mapper、personal Brain、Brainstom 和 Mind Manager等［5］。本研究主要用 Mind Manager9．1软件制作相关的思维导图。

在无机化学课程教学中运用思维导图，实际上是由普通的简单学习阶段进入到了系统学习阶段，这个环节可以分两步走。第一步，在每节的知识教学结束时，可以先由教师运用思维导图把一节内容的知识点联系起来，即用画知识体系图的方式把无机化学课程中某一节的知识点都联系起来帮助学生建立该节完整的知识结构。在学生掌握了思维导图基本绘制方法以后，教师在无机化学课程教学过程中要阶段性地给学生学习主动权，让其对前面学习的知识通过思维导图（主要以节的形式）来总结。当学生头脑中有了一幅较为完整的知识体系图时，该节的知识框架结构和内在的联系就一目了然了。第二步，教师在每章结束的时候再来对整章知识做图，进而在前面“节”型知识的基础上加深了对各个知识点的联系。

2．1 思维导图在无机化学“节”型知识中的应用案例分析

在无机化学物质结构基础篇部分，由于涉及微观领域中的原子结构、分子结构，很多概念、术语对于大一新生来说都是很抽象的，繁多的新概念在有限的课堂讲解中不足以使学生认识清楚，为帮助学生认识并掌握知识要点，可借助思维导图来对相关知识点进行构建。现以大连理工大学无机化学教研室主编的《无机化学》第八章第三节“氢原子结构的量子力学描述”为例进行画图。

第一步：确定知识要点。本节知识点有三个，围绕着薛定谔方程与波函数引出了量子数、概率密度与电子云、原子轨道与电子云的空间图像。

第二步：选定中心词。本节知识都是围绕薛定谔方程来，通过引入一组量子数使该方程能够有合理解，并对该方程中涉及到的相关概念作出解释。故薛定谔方程是中心词。

第三步：确定第一层级的概念或命题。第一层级的概念或命题要符合两个原则，首先，该概念或命题包涵性强，才能够涵盖下一层级的知识；如量子数，这个概念包含了主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数四个子概念。其次，这些概念或命题又要相互独立，才能构成本节的主要知识内容。通过分析该节内容的第一层级概念有量子数、概率密度。

第四步：进行图形的整体配置。本节内容初步可以用三个层级来构建知识体系，每个层级辐射出来的分支多少不一，这些层级和分支配置要注意层次清晰，间隙得当。

第五步：绘出整个图像。把相关概念写入每个分支，并将一部分概念以符号、色彩等形式将其形象化，个性化。最后绘图见图1。2．2 思维导图在无机化学“章”型知识中的应用案例分析

图1 氢原子结构的量子力学描述思维导图

“章”型知识与“节”型知识相比在，在知识容量、包容性上更大一些，通过思维导图的绘制过程，学习者可以更全面和深入地对所学知识建立关联，使其自身的知识体系得以扩展。其构图过程跟“节”型构图基本一致，也要经过五个步骤，只是对相关知识点的确定要统领全章。以大连理工大学无机化学教研室主编的《无机化学》第六章“沉淀溶解平衡”为例作图。

第一步：确定知识要点。本章知识点有三个，溶度积概念、沉淀的生成与溶解判断、沉淀的转化。

第二步：选定中心词。本章知识都是沉淀溶解平衡来，通过分析沉淀溶解、生成、转化的条件来判断溶液中难溶物的平衡状态。故沉淀溶解平衡是中心词。

第三步：确定第一层级的概念或命题。通过分析该章内容的第一层级概念有溶度积与溶解度区别和联系、沉淀的生成与溶解、沉淀的转化。

第四步：进行图形的整体配置。本章内容初步可以用三个层级来构建知识体系。

第五步：绘出整个图像。作图见图2。

图2 沉淀溶解平衡思维导图

3 关于思维导图在无机化学课程运用的思考

思维导图通过对颜色、图像、符号的使用，可以帮助学生梳理知识、加深理解，使学生具有全面思维的能力，有效地提高了学生对庞杂的无机化学知识的记忆力。在使用思维导图的过程中也大胆发展了学生的创新思维能力，从而使大一学生在进入大学阶段逐步学会自主、创新地学习。

需要注意的是，思维导图的使用应遵循循序渐进的原则，由教师在无机化学课程教学中适当地穿插使用思维导图，逐步演示、讲解其绘制原则，引导学生在无机化学课堂笔记、预习、小结等环节中逐步运用思维导图来帮助理清思路，让学生在整个无机课程学习过程中逐步达到对该方法的全面认识。教师要大胆放手、允许学生创造性地去构建无机化学知识网络的思维导图，并及时反馈给学生相应的评价以帮助学生认清在绘图过程中的优缺点，进而促进学生积极创新地学习。

本次仅仅以氢原子结构的量子力学描述一节内容和沉淀溶解平衡一章内容要点为案例，研究思维导图在无机化学课程中的应用，旨在为思维导图在无机化学课程甚至化学专业其他专业课程中的应用提供一些借鉴，借此与同行交流。希望更多的教育教学工作者关注思维导图，不断地开发和完善思维导图在大学无机化学课程教学中的应用，为大学阶段的学生更好地发展创造性学习做出贡献。

［1］刘晓宁．我国思维导图研究综述［J］．四川教育学院学报，2009（5）：109－111．

［2］T．Buzen，B．Buzen．The Mind Map book：How to use radiant thinking to Maximize your brain’s untapped potential［M］．New York：plume，1993：146－151．

［3］王功玲．浅析思维导图教学法［J］．黑龙江科技信息，2000，（4）：66．

［4］张海森．2001－2010年中外思维导图教育应用研究综述［J］．中国电化教育，2011（8）：120－124．

［5］李静雯．思维导图在中学化学教学中应用的研究［D］．南京：南京师范大学，2006．

［6］石岩霞．某于思维导图的初三化学计算的教学设计［D］．天津：天津师范大学，2012．

［7］安牧冰．思维导图在高中化学教学中的应用［J］．内蒙古师范大学学报，2007（12）．

［8］梁峰丽．思维导图在高一化学教学中的应用研究［D］．上海：上海师范大学，2012．

［9］梁晓康，廖锐星，杨美珠等．思维导图在高一化学教学中的应用研究——以人教版《化学1（必修）》第一章为例［J］．化学教育，2007（8）．

［10］龙云开．培养化学师范生利用思维导图进行教学设计的研究［D］．长沙：湖南师范大学，2012．

［11］陈博，陈凯，薛蒙伟等．思维导图应用于大学有机化学学习［J］．大学化学，2009（2）．

［12］贾佩云，张志民，周志强等．思维导图在无机及分析化学教学中的应用研究［J］．教育教学论坛，2012（6）．

［13］关成．思维导图在工科非化学专业化学教学中的应用［J］．教育教学论坛，2013（2）．