基于思维导图的有机化学 PBL教学探索与实践 ——以苯丙酮尿症案例为例

刘雨清 罗玄梅 王 凯 张振琴

(南京医科大学 基础医学院，江苏 南京 211166；*南京医科大学 药学院，江苏 南京 211166)

作为一种辅助展开发散性和集中性思考过程，以图形形式展现思维轮廓的组织性思维工具，思维导图可使人的隐性思维显性化、可视化[1]。思维导图通常由线条、图形、颜色、词汇、词汇等元素构成，采用从中心主题向四周发散的结构；从中心主题向四周放射，引出一系列与中心主题相关的子主题；通过分支的关键图形或关键词，引出次主题，以此类推，各分支形成一个连接的节点结构，并向末端衍生，对问题层层剖析[2]。思维导图可将抽象的思维过程转化为具体的图形文字，使学生从整体上把握知识，促使他们构建知识网络，浓缩知识结构。

PBL(Problem Based Learning)是一种以学生为主体，问题为导向，小组讨论的新型教学模式，是目前国际医学教育主流的教学方法之一[3]。PBL教学中的问题常称为案例，可为学生提供真实的情境。学生通过对案例的分析和问题的解答，可加深对基础理论知识的理解和掌握，提高运用利用基础理论解决实际问题的能力。

作为高等医学院校的一门重要专业基础课程，有机化学课程知识体系庞大，内容繁多，结构复杂、概念抽象，其中关于氨基酸、多肽和蛋白质的内容更是与生物化学、药物化学、生理学、药理学等学科联系紧密[4]。为了激发学生学习这部分内容的学习兴趣，促进学生对这部分知识的综合应用，我们在有机化学PBL教学过程中，结合苯丙酮尿症案例，通过思维导图构建思维框架，形成知识网络，促进他们对此部分内容的理解和应用。

1基于思维导图的PBL教学过程

案例概述：两岁的苯丙酮尿症(phenylketonuria，PKU)患者滔滔想要喝酸奶，却得不到允许，平时只能吃昂贵的特制食品，同时每周都要进行血值检查。滔滔的父母长期处于经济和心理压力之下，幸运的是，有类似情况的其他孩子的好转为其父母带来了安慰。

1.1 提炼关键词，确立中心节点

本案例为学生提供了一个精心设计的问题情境，我们在设计案例时，首先确定了学生需要获得的基本概念和原理，如图1 所示，围绕苯丙酮尿症，从临床思维出发，学生讨论并提出该疾病的临床症状、检验和诊断、发病机制、治疗手段和对病人的人文关怀五个中心节点。

图1 PKU相关中心节点

1.2 结合思维特点，构建子节点

根据PBL教学分组，将学生分成五个小组，每组学生选择其中的一个中心节点，绘制思维导图的子节点。

1.2.1临床症状的思维导图

绘制如图2所示思维导图，从肤色发白，尿液有鼠臭味，智力低下等临床症状对苯丙酮尿症进行初步判断，并由此层层剖析，发现由于四氢生物蝶呤辅酶缺失或着苯丙氨酸羟化酶活性降低缺乏导致苯丙氨酸富集，络氨酸缺乏导致的。同时建立发病机制和临床症状之间的联系，加深对苯丙酮尿症的认识。另外，通过苯丙氨酸代谢过程的学习，巩固有机化学中的物质结构，反应机制等知识。

图2 PKU的临床表现及发病机制 注：PAH：苯丙氨酸羟化酶，BH4：四氢生物蝶呤，Phe：苯丙氨酸

图3 PKU的检验和诊断 注：①PCR-RFLP：聚合酶链反应-限制性片段长度多态性分析；②PCR-STR：聚合酶链反应-短串联重复序列； ③SSCP：单链构象多态性分析；④DGGE：变性梯度凝胶电泳

1.2.2检验与诊断的思维导图

根据临床思维特点，诊断PKU，除查体，还需进行临床检验，绘制如图3所示思维导图，探讨包括生化检测和分子生物学检测的检验方法。根据血中苯丙氨酸的浓度和每天饮食的耐受量，苯丙酮尿症可分为经典型、中间型、轻型、轻型高Phe血症及非经典型PKU五类。其中，非经典型PKU还有专门的检验方法，如尿蝶呤分析法、BH4负荷试验和基因检测等。从思维导图可见，PKU的临床检验和诊断除有机化学知识外，还涉及电化学、生物化学等相关知识。

1.2.3治疗手段的思维导图

如图4所示，根据所检验出的不同类型，针对性的选择治疗方法，饮食治疗是一般性治疗方法，患者需要控制天然高蛋白食物的摄取，并食用特制食品补充矿物质、维生素等营养物质。而对于BH4反应型苯丙酮尿症患者，则可以利用药物治疗辅助饮食治疗。

图4 PKU的治疗手段

2教学效果

思维导图是一种可视化的工具，在有机化学PBL教学中应用思维导图不仅有利于激发学生学习兴趣，培养逻辑思维，还有助于提高学生自主研究能力，培养创新精神，更有助于提高学生的理解记忆能力。通过对参与思维导图有机化学PBL教学的各班级有机化学试卷评测和结果分析，我们发现无论是记忆或理解的典型题目，参加思维导图PBL教学讨论学生的卷面正确率比未参加此种讨论学生的卷面得分高即对前者的教学效果明显好于后者[3]。

3结论与展望

综上所述，通过在有机化学PBL教学中有效地结合思维导图，条理清晰，层层深入，融合了有机化学、电化学、生物化学等多门学科知识，突破单一学科

的限制，有助于学生构建完整的PKU知识体系。通过案例，能让同学产生同情心，使学生不仅是学习知识，更能达到情感上的融通，加深对社会的关注与思考，这与当下医德与医技、人文医学教育等理念相一致。总之，基于思维导图的有机化学PBL教学达到了PBL教学的预期目的，值得进行推广。

[1] 托尼·巴赞．思维导图：放射性思维[M]．李斯译．世界图书出版公司北京公司，2004．

[2] 姚磊，黄海树，乔露．基于思维导图的PBL教学设计研究[J]．软件导刊，2012，11(12)，177．

[3] 罗玄梅，姜慧君，居一春，等．基于E-learning教学平台的有机化学PBL教学效果分析[J]．化工时刊，2016，9：46．

[4] 张振琴，周乐山，朱荔，等．医用化学分层次教学体系的探索与实践[J]．基础医学教育，2017，19(1)，44．