思维导图在药学专业“无机化学”教学中的应用

魏 明，周 颖，王梦婷，陈冬生

（南京医科大学康达学院，江苏连云港222000）

2018 年6 月，新时代全国高等学校本科教育工作会议强调：坚持“以本为本”，推进“四个回归”，加快建设高水平本科教育，全面提高人才培养能力，造就堪当民族复兴大任的时代新人[1-2]。新时代的高校教师，要回归本分，倾心教学，研究教学，专注教书育人。

“无机化学”是化学、化工、食品、医药等相关专业的一门重要的基础性科目[3]，一般在大学第一学期开设，在内容、方法、观念上无机化学都起着承上启下的关键性作用。以药学专业为例，“无机化学”与后续“物理化学”“药理学”等课程均有联系，如在动力学知识板块，“无机化学”的知识与技能教学目标的掌握，是后续课程能否顺利学习的基础与保障（图1）。籍学生人数的22.1%（人数统计截止为2019 年3 月）。为了提升药学专业“无机化学”教学效果，打破这种教学窘境，需要教师结合新时代学生特点与教学实践，进行教学改革创新，提出可行的教学方法。笔者在教学过程中发现，思维导图的引入，可以快速帮助学生构建章节知识体系，激发学生学习兴趣，提高学习效率。

1 思维导图

图1 “无机化学”在药学专业知识构架中基础性的体现

因此，教师教好、学生学好这门课十分必要，然而由于江苏高考机制的因素，部分药学专业学生在中学期间没有选修化学科目，加之无机化学理论相比于中学化学更加深奥，知识体系涉及的范围更广，从而使学生对“无机化学”的学习产生逃避、厌学情绪，学习积极性较差，以南京医科大学康达学院为例，2017 级与2018 级药学专业共有学生223 人，其中江苏籍生源共122 人，中学选修化学的学生27 人，占比仅为总人数的12.1%，江苏

思维导图（Mind Mapping）又叫心智导图，由托尼·博赞（Tony Buzan）于二十世纪60 年代提出，引入我国后，相关学者对此做了相关研究[4]。绘制思维导图的过程，是从一个关键词出发，将彼此间有关联的信息连接，同时运用图片、颜色、标识等工具将思维过程整理出来，最终能够形成一个清晰的、系统的知识网络，这不仅能有效地帮助教师授课，也能增强学生对知识点的理解和记忆，提高学生的思维发散能力，促进学生学习的兴趣。此外，思维导图的制作简单易学，学生可以根据自己的思维习惯进行创作。基于上述讨论，思维导图的四大特征可以概括为：①主题突出，支干分散；②层次分明，条理清晰；③作用强大，效果显著；④操作简单，图形色彩相辅相成。

近年来随着科技水平的高速发展，思维导图的绘制软件也层出不穷，包括MindManager、MindMaster、XMind等软件。本文中展示的思维导图利用MindMaster 进行绘制。

2 思维导图法教学的理论依据

奥苏伯尔认为，学生的认知结构是从教材的知识结构转化而来[5]，因此教师在教学过程中，要注意对“无机化学”基本知识结构的把握。认知心理学认为，人类在认识一个全新的知识领域时，遵循从整体到部分的顺序关系，因此教师在呈现教材内容时，要遵循“不断分化”的原则，要让学生能够把握知识之间的相互关系，达到融会贯通的目的。

此外，学习迁移的形式训练说指出，学习方法、思维方法相比于学习内容来说更加重要，在引导学生掌握知识的同时，必须注重对学生能力的培养。

思维导图作为一种思维工具，能很好地完成上述任务，在帮助学生从整体上把握知识结构的同时，也为学生提供了一种新的学习方式，从而达到授人以渔的目的。

3 思维导图法在药学专业无机化学教学中的应用研究

思维导图的绘制是基于刘德育、刘有训主编的《无机化学》展开讨论[7]。在教学的过程中，根据所绘制章节的知识结构，笔者将思维导图分为中心辐射型思维导图、链式思维导图及混合式思维导图三种类型。

（1）中心辐射型思维导图

中心辐射型思维导图是思维导图中较为简单的一种表现形式，思维中心明确，可以直接辐射出相关内容，主要用于一些较小的知识点的整理，如在进行“酸碱理论思维导图”的绘制中，即可采用这种形式（图2）。

图2 酸碱理论中心辐射型思维导图

如图2 所示，在酸碱理论思维导图的绘制过程中，选择的思维中心为“酸碱理论”，由此引出5 个二级主题，分别为酸碱电离理论、酸碱质子理论、酸碱电子理论、软硬酸碱理论与其他理论。二级主题下，分别引出包括该理论的提出者、酸碱的概念及相应的局限性，帮助学生能快速地进行对比学习，从而提高学习效率。

（2）链式思维导图

在章节思维导图绘制的过程中，如果所涉及的知识体系呈现明显的线性逻辑关系，则可以用链式思维导图进行绘制。如在进行“化学平衡”章节思维导图的绘制过程中，采用链式思维导图进行教学，可以产生很好的教学效果（图3）。

图3 化学平衡章节链式思维导图

如图3 所示，在进行“化学平衡”这一章节的思维导图的绘制过程中，笔者所选取的思维中心为范特霍夫等温式，为了凸显思维中心，在图中加以“★”进行标注。由于在范特霍夫等温式中，涉及到了△rGθm与反应商Qp，所以由此引出△rGθm的四种求解方式。

在△rGθm的四种求解方式中，其中一种方式涉及到了热力学函数焓（H）与熵（S），这与学生后续所要在物理化学中学习的内容出现交集，此处可作为开放端口与后续内容进行对接。另外一种求解方式涉及到了电池电动势E，因此可以与电化学思维导图进行链接，实现了知识的迁移。剩余两种求解方式分别涉及到了△fGθm与平衡常数，也可进行相关内容的展开。

链式思维导图最大的优势在于可以将知识结构以一维形式呈现，简单明了，可使学生迅速地把握章节脉络，明确学习内容的隶属关系。

（3）混合式思维导图

混合式思维导图结合了中心辐射型思维导图与链式思维导图的特征，对于较为繁杂的内容进行整理时采用此种形式的思维导图，如在进行“动力学”章节思维导图的绘制过程中，采用此种形式（图4）。

图4 化学动力学混合式思维导图

化学动力学是“无机化学”重要的组成部分，是研究化学反应速率、机理和体现反应现实性的一个分支。本章节教学重点为各种因素，如温度、催化剂、浓度等对化学反应速率的影响与简单级数反应的相关讨论。本章节教学难点为分子动力学理论模型的理解，包括碰撞理论与过渡态理论，特别是其中关于活化能的讨论。

在绘制思维导图的过程中，由于涉及教学内容较多，采用简单形式的思维导图样式不再满足要求。在设计本章思维导图的过程中，采用“丰”字型结构，思维中心选取为“化学反应（按机理分类）”，主线内容为由思维中心引出的两种类型“基元反应”与“复杂反应”。通过对两类反应进行动力学速率方程描绘，引出反应速率常数k 与反应级数的概念。“丰”字型结构的两翼就相关重点内容进行讨论，如对碰撞理论与过渡态理论进行描述，对简单级数反应的特征进行概括，力图精炼。

混合式思维导图适用于对整章内容进行概括，其特点是包含内容较多。为了保证图像的美观与内容全面，只能对知识点进行简要描述，必要时，可对其所含的具体知识点进行二级思维导图的绘制。

4 教学效果评价

（1）教学评价对象

由于无机化学在南京医科大学康达学院药学专业授课中采取的方式为4 个班级合班上课，故无法在一届学生中进行实验组与对照组的划分。笔者在无机化学教学实践中，对2018 级学生采取思维导图授课法，故选择2017 与2018 级药学专业学生为研究对象，其中2018级学生为实验组，2017 级学生为对照组。

（2）教学考核方式

无机化学考核方式为平时成绩25%，其中，出勤5%，课堂测验10%，笔记及作业10%，期末考试成绩占比75%。试题类型包含判断、选择、填空及计算，知识点覆盖全面，难度适中。

（3）学生成绩分析评价

经过系统论证，南京医科大学康达学院药学专业2017 与2018 级无机化学教学大纲一致，教学进度安排一致，期末考试试题难度相近，题型一致，考查知识点一致，对照组2017 级药学专业参与无机化学考试人数121 人，实验组2018 级药学专业参与无机化学考试人数125 人，样本量相近，故两年的学生期末总评成绩有一定的可比性。具体成绩分析参见表1 与表2。

由表1 与表2 对比可以看出，在教学过程中，对2018 级药学专业学生采取思维导图教学法后，学生的成绩有了明显提高，挂科率由2017 年的24.0%降至2018 年的16.0%，降幅达8.0%，由此可见，思维导图法对成绩较差的学生也产生了积极的作用，通过调动学生的学习主观能动性，使之不再对无机化学产生畏难情绪。

70～89 分段学生比例由2017 年的49.6%上升至2018 年的60.8%，年级平均分也由71.26 分上升至71.86 分。由此可见，思维导图法可以使大部分同学受益。通过对学生进行问卷调查，学生普遍反映，思维导图法不仅在知识的掌握上产生了积极的影响，更重要的是提供了一种全新的学习方式，通过师生间的良性互动，实现教学相长。

表1 2017 级药学专业学生无机化学成绩分析

表2 2018 级药学专业学生无机化学成绩分析

5 总结

在传统的“无机化学”教学活动中，学生总是按照教材或教师的思路学习相关内容，因而是一个“被动”过程。“无机化学”是药学专业学生一年级学习的专业基础课，部分学生很难顺利地完成角色的转换，而思维导图法的引入恰好解决了这个问题。通过教师的引导，学生可以快速地构建知识框架，从而实现对“知识群”的整体把握。通过图像的形式呈现知识，可以较好地引起学生兴趣，激发学生学习的主观能动性。此外，结合当代学生思维活跃的特点，通过让学生自行绘制思维导图，并组织学生互相交流，取得较好的教学效果。关于思维导图教学法在“无机化学”中的具体应用，还有很多细节需要探索，如对于评价指标的量化等，希望更多的化学工作者参与其中，完善思维导图在“无机化学”中的教学模式，以培养高质量的药学专业人才。