Xmind软件辅助学生遗传工程自主学习的一次尝试

丁滨，蒋福升，钱朝东，高承贤，窦晓兵，吴昊

摘 要：思维导图是培养学生逻辑思维能力、辅助记忆的好工具。Xmind是绘制导图的常用软件之一。将这个软件推荐给学生并建议他们在遗传工程自主学习中应用。学生不但在实践中学会了Xmind软件的基本操作方法，而且确实提高了学习效率。表现在50%的同学在期末考试中取得了好成绩。

关键词：思维导图；自主学习；遗传工程

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）22-0102-03

Abstract： Mind map is perfect tool to promote logical thinking ability and improve memory efficiency. Xmind is one of the popular soft-wares for maps drawing. We recommended this software to students and advised them use it in autonomous learning process of genetic engineering courses. Students not only grasped the basic operation of Xmind in practicing， but also improved effectiveness of study. It is revealed that fifty percent of students have good scores in the final exam.

Keywords： Mind map； autonomous learning； genetic engineering

2009年托尼·博赞（Tony Buzan）的《思维导图》（The Mind Map book）一书由叶刚翻译，中信出版社出版[1]。自此关于应用导图的研究报道层出不穷。以思维导图为主题词在中国知网中搜索，发现自2010年每年有超过百篇文章发表，2016年达到了563篇之多，对其的应用涉及教育、教学、项目管理、培训等诸多领域。2017年仅1-4月间就有112篇文章发表，思维导图从小学基础教育到大学专业课教育均有应用。可见其对提升教育质量的积极作用。

2005年[2]中国脑力运动会组委会秘书长于小央在接受记者采访时谈到，“思维导图是大脑中形成的一种图像，它可以通过想象、创造来联想，设定一个图画，目的就是为了便于思考和记忆。”“可以通过运用思维导图来增强记忆力。”通俗的讲，思维导图是把信息“画出来”[3-4]，并通过线条、箭头、符号、形状和颜色表现，将抽象的概念转化成容易记忆的图形，不但可以提高记忆力，而且可以帮助记忆者梳理思维的逻辑关系、增强对知识体系的总体把握[5]。

一、Xmind软件及基本操作

目前常见的思维导图软件很多，例如MindManager、NovaMind、iMindMap、MindMap

per、FreeMind等等。而Xmind是一款开源免费的软件，兼容FreeMind和MindManager的数据格式。軟件中提供了思维导图、逻辑图等16种空白图以及年度报告、商业计划书等23种模板，另外还提供了30个模板风格。Xmind可以将脑图导出生成PDF、word、excell以及图片格式，方便学生后期制作ppt进行汇报。

Xmind软件采取了视窗操作模式，操作简单、易于掌握。在软件视窗的上面显示有文档、编辑、查看、插入、修改、工具、窗口以及帮助等一级菜单。一级菜单栏下方是常用的快捷菜单。右侧提供了显示大纲、修改主题格式、插入图片和图标、改变风格、添加备注和批注等操作的快捷键。打开软件“画布”的中央就显示“新建空白图”，可以单击建立空白图，也可以单击左上角“文件”中的“新建命令”，选择软件自带的空白图或模板图。脑图的编辑可以分成两个部分。一个部分是基于知识或问题的逻辑构架图，可以根据实际情况增加或减少次级主题。另一部分就是框架的文本修改，双击各级主题方框，可以进入编辑模式。各级主题在窗口内的布局，可以通过鼠标拖拽实现或修改。编辑好的文件，可以在一级主菜单“文件”中“保存”。

二、以往遗传工程课程教学中存在的问题

《遗传工程》是我校滨江学院生物技术专业生物制药方向必修的主干专业课程。学习该课程的学生是大学本科四年级的学生，已经学习了《遗传学》，《分子生物学》和《微生物学》的理论基础，在实验技术方面经过《植物组织培养》、《遗传学实验》和《分子生物学大实验》的训练。学生已经掌握了这门课程学习的理论基础及实验技能，学生需要将之前学到的生物学知识和实验技能在《遗传工程》这节课上融会贯通。2015-2016年度我们对这门课进行了改革，在教学中采用了以项目为主导的教学方法（PBL），学期末考核平均成绩为72.67分，虽然仅比2014-2015年度（改革前）高出2.67分，但80分以上的人数7人其中仅1人超过90分。在2016-2017年度的教学中我们引入思维导图，利用Xmind辅助PBL自主学习，旨在进一步提高学生对知识的掌握以及灵活应用的能力。

三、Xmind在遗传工程课程自主学习中应用举例

遗传工程课程以4个项目为教学主线，涉及到细菌、酵母菌、植物和动物遗传工程四个方面。自主学习过程分为两步；首先要求学生对项目进行分解，提出完成项目需要解决的问题。第二步是解决问题，学生详细绘制项目实施技术路线图。这里我们以其中一个项目为例子，说明Xmind软件的应用

（一）项目分解，提出问题

项目

给出某蛋白质的mRNA序列，请同学利用分子生物学的手段构建重组pET21质粒，并在大肠杆菌BL21中表达，要求该重组蛋白携带6个His标签方便纯化。

问题分解（见图1）

图1展示的是一组学生分解项目，提出问题制作的鱼骨图。项目目的：主题位于鱼头部位，要达到这一目的需要经过三方面的实验，作为次主题位于中心线两侧按照实验时间先后从尾向头部排列，分别是；表达条件、感受态制备、重组质粒的构建。每一个次主题（实验）根据实验顺序关系继续细分成子主题，提示待解决的关键问题。

（二）解决问题绘制技术路线图

经过讨论，这一组的同学又用垂直时间图（图2）详细列出了解决问题的关键因素。组长根据這一思维导图最低一级的主题词，布置任务，小组中每一个成员都要参与问题的解决。最终由组长汇总解决问题的方案，制作ppt将一个研究项目用形状、关键词、线条在总结课上做了展示。

四、教学效果

2016-2017学年遗传工程考核平均成绩为76，与之前两个学年相比有显著性差异（p<0.01），超过90分的人数达到了7人，80分以上的学生比例达到了50%，有了明显的增长。特别是四个小组的组长成绩均在90分以上。分析其原因可能与我们的分组学习模式有关。我们要求学生自由组成8-9人的学习小组，由组长组织学习并展示学习结果。所以，在今后的教学中我们将调整学习模式，限制小组人数不能超过4人，要求每一个学生都要制作脑图，确保每个同学都能够参与思考和讨论。

在教学过程中，我们花了4学时的时间介绍思维导图以及Xmind软件，为此压缩了其他教学内容的时间。然而这种利用软件，用简单的图形线条自行分析及设计项目的学习手段很快引起了学生的兴趣。他们根据自己的喜好选择图例、色彩、拆分项目，抽象的科研项目在学生的想象中变成了具体的结构图。不但调动了学生的学习积极性，而且显著提高了学生的记忆效率和逻辑思维能力。总之，这次教学方法的改革达到了我们提高学生自主学习能力的目的，同时我们也发现了不足，这次尝试为今后的教学改革指明了方向，也为应用Xmind软件辅助学生自主学习积累了经验。

参考文献：

[1]（英）东尼·博赞&巴利.思维导图[M]叶刚，译.北京：中信出版社，2009.

[2]司春杰.脑力开发——新兴的思维革命访中国脑力运动会组委会秘书长于小央[J].浦东开发，2005，11：41-43.

[3]谢英胜，吴至明，陈丽，等.教学脑图——一种新的教学信息的形象载体——整体脑图教学模式实验研究系列论文之二[J].广西师范大学学报（自然科学版），2000（2）：129-135.

[4]张立昌.论高效课堂的技术性及其意蕴——从脑图辅助教学谈起[J].湖南师范大学教育科学学报，2014（3）：51-57.

[5]赵国庆.概念图、思维导图教学应用若干重要问题的探讨[J].电化教育研究，2012（5）：78-84.

[6]王向华.通过思维导图实现高职生态化教学的研究[J].高教学刊，2015（24）：161+163.