思维导图在《生物化学》教学实践中的应用

朱龙宝 叶生梅 陶玉贵 葛 飞 李婉珍 宋 平

（安徽工程大学，安徽 芜湖 241000）

1 《生物化学》教学改革背景

1.1 我校《生物化学》教学模式概况

安徽工程大学生物化学课程主要面向生物工程、生物制药、食品科学与工程三个专业，是一门重要的基础课程。随着高等学校课程改革和突出我校工科特色，实践教学环节课时得到增加，理论课时进一步压缩，共90个学时，60学时理论和30学时的实验。在60学时的理论课教学中，大分子的结构与功能、物质与能量代谢及遗传信息的传递三大部分的平均理论课时仅仅为20学时，在课堂教学中很难把知识点全面覆盖、讲透，学生普遍反映上课枯燥乏味，给生物化学的教学带来挑战。课堂教学主要采用传统的板书和多媒体ppt的形式，其中板书教学内容的信息量少，花费时间多，在60个学时内很难完成全部的教学内容，而且对于抽象的生物化学知识不能形象化，学生难于理解和掌握。随着计算机的普及应用，板书逐渐被多媒体的教学形式代替，克服了板书提供的信息量少的缺陷，适合生物化学这种知识内容多、繁杂的课程，而且多媒体教学还方便将文字、图片、动画相结合，为学生提供信息量大的感官知识，教学直观形象，便于学生理解和记忆[1]。为此，我校生物化学的教学主要采用多媒体方式进行教学，每年通过举办多媒体教学竞赛，提高多媒体的教学水平和质量，经过近10年的摸索和探讨，多媒体教学已经成为我校的主要教学方式。采用多媒体教学虽然能在课时不足的情况下，完成大量的教学内容的要求，特别是生物化学这类基础课，但是容易导致教师过度依赖多媒体，教师在课堂上极易成为机械的解说员，上课节奏较快，学生难于掌握和理解，被动学习，形成填鸭式的教学，长时间后学生的学习积极性大幅度下降，多媒体的教学手段无法满足当前的教学形式。

为此，我们在多媒体教学过程中引入思维导图，弥补多媒体教学的不足。思维导图是英国记忆学家Tony Buzan创造的一种图形思维工具[2－3]，运用图文并重的方法，用层级图表现各级主题之间的关系，将枯燥烦琐的教学内容按照内在逻辑顺序建立相互的节点联系，从而变成容易记忆的、有高度组织性、发散性的系统图，构建的层级图与大脑思维方式相衔接，创建的一种具体化、形象化的知识结构，利于对知识进行归纳总结和记忆，引导学生积极自主思考。这种方式特别适合知识点多、繁琐复杂的生物化学的教学和学习[4]。

1.2 思维导图是构建生物化学知识系统化、模块化的内在要求

到目前为止，中外各种生物化学教材都是将生物化学知识划分为三个大的部分，即生物大分子的结构与功能、物质能量代谢及调节、遗传信息的传递。将生物化学的内容分块安排有利于内容表述层次清晰，但内容分块也存在着明显的不足，各块内容相对独立，而且有的学校安排好几位教师进行授课，不同的教师独立教授不同的分块内容，这极容易导致知识内容衔接困难，增加学生的学习难度[5－6]。提高学生综合运用知识的能力通常并不是用一个独立的知识点就能解决，需建立模块化、系统化的知识架构，就是要在把握生物化学各模块主体内容的同时，寻找各个章节内容、模块之间的内在逻辑联系，挖掘生物化学学科内在的逻辑性和系统性[7－8]。利用思维导图构建的知识模块可以实现生物化学各章节、内容模块的前后衔接，增加内容之间的逻辑性、系统性，学生容易理解和记忆复杂的生物化学知识，提高学生的学习积极性和主动性，提高教学效果。

2 思维导图应用于《生物化学》的教学实践

2.1 思维导图的绘制方法

思维导图可以用手工绘制，也可以采用目前普遍流行的专用软件制作，有三种普遍使用的软件如 Xmid、Mindmanager和 Freemind[7]。本文绘制的生物化学教学内容思维导图采用Xmind软件制作，这款软件在实用的同时具有简单易学、教学内容可视化、操作界面美观等优点，非常适用于将生物化学知识点根据内在逻辑进行串联，形成美观的组织结构图，使得学生对于需要掌握的知识一目了然，有利于提高学生的学习效率。生物化学教学内容的思维导图制作分为四步：（1）绘制中心主题：主题是整个教学内容思维导图的核心，起到引领提纲的作用，因此放在中心位置，然后以中心主题为主轴开始发散，形成分支；（2）分支的绘制：中心主题发散出的每个次级主题作为分支向四周发散性地连接起来，再以各二级分支为主干，向四周发散出下一级的知识点等信息内容。发散性地连接知识点内容符合人脑的思考习惯，有助于学生学习记忆和理解。为区分不同层级的知识内容，不同的次级主题之间可以用不同的颜色标注；（3）填写各级主题的内容：用简洁明了的学科专业词语填写各级主题的内容，让学生清楚需要掌握的知识点；（4）完善各级分支的内容，各级分支内容绘制完成后，用箭头将各个分支内容进行连接，使其具有较强的逻辑性、系统性[9]。

2.2 《生物化学》章节思维导图

在上生物化学第一节课即绪论时就应该把全部的生物化学知识架构呈现给学生，让学生了解生物化学主要的知识模块即生物高分子结构与功能、物质能量代谢与条件和遗传信息传递之间的相互联系，掌握内在的逻辑性[10]。这就需要在讲解绪论时采用思维导图的教学模式给学生呈现，为此我们制作了如图1的生物化学系统性的知识架构，有利于帮助学生掌握课程中相对独立的各个知识要点，帮助学生梳理整个单元的整体内容，将前后知识连贯起来。

图1 生物化学知识架构

2.3 绘制知识点的思维导图

根据我校生物化学的教学大纲，主要讲述生物大分子的结构与功能、代谢及遗传信息传递三个部分，其中物质代谢这一部分内容是教学的重点和难点，包括三大营养物质糖、脂和氨基酸的代谢。三大营养物质代谢之间有复杂的联系，知识点之间相互关联，需要掌握的内容繁多，反应步骤多，学生普遍反映难以掌握。现以糖的代谢为例，讲述授课教师如何在教学中应用思维导图，制作了如图2的思维导图。从图中可以看出糖分解和合成代谢与能量消耗与合成之间的相互关系，将知识点进行很好的串联，学生容易从总体上把握学习的重点，而且可以对各个分支的内容进行比较，学生学习容易理解和记忆，从而提高教学效果。

图2 糖代谢思维导图

3 结语

我们在利用思维导图进行生物化学教学过程中，以学生学习为中心，教师引导学生学习，解释教学重点和难点，实现吸引学生认真积极主动的学习，提高了学生的学习兴趣，培养了学生的逻辑思维能力，加深了学生对生物化学知识的理解和记忆，提高了学生分析问题和解决问题的能力，而且更方便教师与学生的互动，思维导图与多媒体结合的教学模式有效地解决了生物化学知识繁杂、反应步骤多、缩短教学学时和保证教学质量之间的矛盾。经过近2年的教学实践，学生普遍反映思维导图能够突出教学重点，知识脉络清晰，并且利用思维导图来记忆和联想基本概念、生物化学反应历程等比以往仅仅靠多媒体课件更容易实现，在课后和考试复习时重点章节和知识内容时使用思维导图可以节省70%—80%的时间，极大地提高了学习效率。近2年来的期末考试测验成绩也表明了思维导图的应用效果，学生的考试通过率超过90%，证明了采用思维导图应用于生物化学的教学中是非常有效的。