思维导图助力“环境化学”课程的“教”与“学”

高树梅 赵国华 刘娟

[摘 要] “环境化学”课程采用思维导图的方法进行教学，将课程中复杂凌乱的知识点整理归纳在一张思维导图上，在授课过程中，逻辑结构和知识内容一目了然，便于教学。同时通过学术沙龙、分组授课、小组作业等方式对学生进行强化训练，学生在学习过程中，愿意采用思维导图的方式进行学习和复习，提高了学习效率。思维导图为“环境化学”课程的教与学提供了一种实用高效的工具和方法。

[关键词] 思维导图;环境化学;逻辑结构;教与学

[基金项目] 2018年度嘉兴学院课程群建设项目“环境工程专业基础实验”（1089719103）;2018年度嘉兴学院应用型特色教材建设项目“环境工程专业基础实验”（002CD1904-5-B61824）;2020年度嘉兴学院重点SRT项目“高温热水解餐厨垃圾生产液体有机肥料的研究”（CD8517203263）

[作者简介] 高树梅（1981—），女，山东沂南人，博士，嘉兴学院生物与化学工程学院讲师，主要从事固废资源化理论研究;赵国华（1980—），女，山西运城人，博士，嘉兴学院生物与化学工程学院副教授，主要从事固体废弃物资源化理论研究;刘 娟（1987—），女，山东临朐人，博士，嘉兴学院生物与化学工程学院讲师，主要从事藻类资源化利用机理与技术研究。

[中图分类号] X-4   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）11-0157-04    [收稿日期] 2020-12-20

思维导图是由著名的英国学者东尼博赞发明的[1]，是一种表达发散性思维的有效图形工具，通过运行一些线条、符号、词汇和图像把一长串枯燥的信息，变成彩色的、容易记忆的、有高度组织性的图，具有图文并茂、主题突出，并促进大脑开发等典型特征[2]。思维导图法是运用图文并茂的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来，把主题关键词与图像、颜色等建立记忆链接，其核心思想就是把形象思维与抽象思维很好地结合起来[3]。近年来，思维导图在小学、中学及大学阶段的教学过程均得到广泛的应用。“环境化学”是环境学科各专业的重要专业基础课，主要研究有害物质在环境介质中的存在方式、化学特性、行为和效应，及其控制的化学原理和方法，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。因此“环境化学”教学过程中的改革和创新，有助于率先培养学生的专业兴趣，有利于后续专业课程的教学，在环境类专业人才培养中有着十分重要的作用[4]。“环境化学”的教学，一直在不断地改革和创新[5-8]。在前期的教学过程中，本教研组采取了各种手段提高教学质量，如案例式教学，互动式教学，体验式教学等，均取得良好的教学效果，教学方法也得到了同学们的认可[4]。鉴于“环境化学”的特点，知识点零散，不同知识点在不同章节间有交叉。为了便于“教”与“学”，作者在“环境化学”教学中尝试性地引入“思维导图”的思想和方法，并在教学设计、课程作业、微课中进行积极的尝试和探索。本文对“思维导图”在“环境化学”中的应用进行了分析和总结，以期更好地促进“教”与“学”，提高教学质量，助力人才培养。

一、教师教学过程中的思维导图

教师在教学过程中如何更有效地传递知识，启发同学们如何实现知识点的融会贯通，从而在学业路上达到事半功倍的效果。思维导图正是一个很好的方法，思维导图能够将知识进行结构化，帮助学生梳理抽象知识脉络，便于学生深入理解并维持长期记忆。为了让同学们更好地利用思维导图并灵活应用，我们主要做了如下工作。

1.借助学术沙龙，扩大推广和利用。通过学术沙龙的形式，教大家认识思维导图，并学会如何制作思维导图，从而扩大推广和利用。2020年11月12日在嘉兴学院生化学院，开展了一场学术沙龙，主题是“思维导图助你学业路上事半功倍”，参加的学生共有24人。根据课堂调查显示，大部分同学在学习过程中仍采用传统做笔记的方法，如线性笔记。大学里，很多同学喜欢打印老师的PPT或者课堂手机拍照，这些方法不方便检索，效率低下，更不利于知识管理[9]，仅适合考试前的短期记忆。而思维导图借助视觉刺激、多重色彩等手段，更便于长时间记忆，较常规的线性笔记，思维导图模式更加符合大脑的运作模式。调查问卷的统计结果显示，62.5%的同学评价本次沙龙的主题很满意，37.5%的同学认为满意;对于教师的授课方式，70.83%的同学评价是很满意，29.17%的同学评价是满意。

2.通过微课+思维导图，传递知识。本文以“环境化学”课程第二章大气环境化学为例[ 10 ]，介绍教学过程中采用的思维导图。这一章涉及的知识点主要包括大气中的主要污染物（来源、种类、危害）、污染物的迁移转化（自由基反应、碳氢化合物的转化，氮氧化物的转化）及典型的大气环境问题，如温室效应、臭氧层空洞、酸雨、光化学烟雾、雾霾等。其特点是知识点零散，又前后交叉，错综复杂。比如大气污染物种类繁多，分类方法多样，危害各不相同，彼此之间有着错综复杂的关系。我们通过思维导图的方法，将知识点总结归纳，便于教师讲解，也便于学生学习和理解。如大气中的主要污染物及其主要环境效应我们总结为图1。这是知识点的梳理，既有利授课教师本身对知识点的理解，也有利于课堂讲解、提高学生的学习效率。

3.依托小组作业，强化训练。针对嘉兴学院环境工程专业2017级、2018级的学生，均采用了思维导图提交作业的方式进行一定程度的考核。2018级的学生，我们还采用了分组授课的方式。新课程理论认为，教师的职责不应满足于学生“学会”，更要引导学生“会学”。分组教学过程中，学生为主体，教师为主导，通过创设问题情境，引导学生主动思考，充分发挥学生的主观能动性，形成良好的思维品质，达到提升素质的目的。教师以指导者、协助者的身份帮助学生解决问题;可以培养小组成员的团结协作能力，与人沟通能力，提高学生分析问题和解决问题的能力，促进全班同学的共同进步。我们以小组为单位，让大家对“环境化学”课程第二章大氣环境化学的知识点进行总结。“以环保之名”小组同学提交的作业如图2。其他组的作品未一一展示。

通過强化训练，合作小组提交的作业都比较有特色。这些知识点的梳理，能够实现所学知识融会贯通，便于同学们清晰快捷地组建结构化知识体系。经过上述训练之后，同学们在日常的学习过程中，已经开始将思维导图的方法融入日常的学习记笔记过程当中，在其他科目的学习过程中也有使用和应用。

二、学生学习过程中的思维导图

作者让同学们利用思维导图工具对大气环境化学章节的知识点进行总结和整理，如杨柳青同学采用XMind软件制作的思维导图，从课堂手绘到灵活地使用软件，学生对知识点的理解也更加深入，记忆也更加深刻。思维导图常用的软件包括百度脑图、iMindmap、Mindmanager和XMind等。这些软件，同学们可以根据软件的特点及自身的喜好，灵活选择，并推广使用，分享经验。

从思维导图可以看到，同学们已经将思维导图的方法融入日常的学习记笔记过程当中。当然，上述同学的作品（图3），并没有严格按照思维导图的制作原则来完成，而是具有非常强的个性化特征。因而思维导图的利用，不仅是知识点的总结，更能够体现一个人的思考特点，因而具有有利于个性的张扬和充分体现个体思考的多样性。另外，思维导图的关键点在于能够体现制作者自己的思考特征和制作目标，并发展其思考能力和提高其思考水平，通过运用“思维导图”的方法可以大大提高人的思考能力。课堂教学过程中，作者针对同学们的作品进行了点评，并适当地评奖评优，这种方式，树立了同学们的自信心，活跃了课堂气氛，也有利于同学们在日常的学习生活过程中继续使用思维导图。

三、调查与评价

本文针对嘉兴学院环境工程181、182班同学开展了一次问卷调查。根据调查结果显示，100%的同学认为思维导图有利于知识点的梳理和融会贯通;97.8%的同学认为思维导图有利于帮助记忆;17.4%的同学会在以后做笔记或复习过程中经常采用思维导图的方式，80.4%同学会偶尔使用;65.2%的同学认为自己的绘画太“丑”了，从而一定程度上限制了应用。

通过调查问卷显示，所有同学都认为思维导图方法确实有利于知识点的梳理和融会贯通，但是很多同学认为自己的绘画太“丑”了，从而一定程度上限制了应用。我们一再强调，思维导图的关键在“思维”，而非“导图”，这一理念应该在教学过程中不断地强化，思维导图并非画画比赛，它只是一种辅助的工具，借助这种工具，我们可以提高记忆，整合信息及创意思考。另外，大部分同学愿意在其他科目的学习过程中使用思维导图的方法，但是也有17.4%的同学抱有无所谓的态度，他们并非不愿意，而是相对处于被动的学习状态，对于这一部分同学要在以后的学习过程中加以引导和帮助，以提高自主学习的动力。

四、结语

利用思维导图梳理归纳知识点，将复杂的知识点图形化和直观化，将大量的凌乱的知识点，通过关键词和层次关系，浓缩成为一张图。教师在讲解或者学生在学习过程中，就能够对逻辑结构和知识内容一目了然，既方便教师教学，又方便学生学习。思维导图为“环境化学”课程的“教”与“学”提供了一种具有事半功倍效果的工具。有助于提高学习者包括教师和学生的学习能力，有助于使学习者真正实现终身学习和学会学习。

（课题组成员：高树梅，赵国华，刘娟，雷馨雨，郑阳，周琦，黄智超，黄沈诺）

参考文献

[1]东尼博赞.思维导图[M].北京：中信出版社，2009.

[2]曲建华，赵佳悦.基于思维导图的大学数学课程学习效果实证研究[J].山东师范大学学报（自然科学版），2020，35（2）：242-247.

[3]严祥辉，李东，薛同，等.思维导图在工科基础化学中的教学效果分析[J].教育教学论坛，2020（42）：316-317.

[4]翟志才，高树梅.“环境化学”课程多样式教学改革实践[J].中国电力教育，2011（32）：118-119.

[5]王茜，陈以芹，尹杰，等.环境化学课程建设与教学改革探讨[J].实验科学与技术，2019，17（3）：82-83.

[6]密丛丛，魏田升.信息化推动“环境化学”教学模式改革[J].教育教学论坛，2019（42）：121-122.

[7]刘春丽，赵欧，韦万丽，等.“雨课堂”在环境化学教学改革中的应用[J].化学教育，2020，41（20）：81-85.

[8]魏惠荣，牛腾，展惠英.基于OBE理念的教学模式研究——以环境化学课程为例[J].兰州文理学院学报（自然科学版），2020，34（5）：122-125.

[9]纪燕玲.思维导图在大学本科课程教学中的实践与应用——以微生物学科课程为例[J].微生物学通报，2020，47（12）.

[10]戴树桂.环境化学[M].北京：高等教育出版社，2006.

On the Teaching and Learning in the Course of Environmental Chemistry Assisted by Mind Map

GAO Shu-mei， ZHAO Guo-hua， LIU Juan

（College of Biological， Chemical Sciences and Engineering， Jiaxing University， Jiaxing， Zhejiang 314001， China）

Abstract： Mind map is applied during the teaching of Environmental Chemistry course. The complex knowledge points are summarized on a mind map. During teaching， the logical structure and knowledge points are clear at a glance on a mind map， which is very convenient to teaching. Meanwhile， intensive training for students is carried out via academic salon， group teaching， group work， etc. After the training， most students would like to use mind map to learn and review in order to improve learning efficiency. Mind map proves to be a practical and efficient tool for teaching and learning in the course of Environmental Chemistry.

Key words： mind map; Environmental Chemistry; logical structure; teaching and learning