灵活运用思维导图提升《动物生物化学》教学质量

赵素梅,张永云,霍金龙,达永仙,李卫真(.云南农业大学 动物科学技术学院，云南 昆明 65020；2.云南农业大学 农科专业基础实验教学示范中心，云南 昆明 65020； 3.云南农业大学 动物医学院，云南 昆明 65020)

为了保障新生代进入大学后的本科教学质量，必须更新现有教学理念，改进现有教学方法，探索出一条符合跨世纪新时代学生特征的教学之路。在教学实践中选择合适的教学方法并灵活运用就是能够达到教学目标的最好利器[1]。使用科学合理的教学方式和多样化教学手段，丰富教学要素，使枯燥的理论知识转变为形象生动的图画形式，投其所好，博得新时代学生好感，达到提升教学品质的最终目标。

1 了解课程特点，认清教学现状

生物化学是从分子水平上研究生命有机体化学组成和变化规律的一门科学。生物化学依据研究对象的不同可分为动物生物化学、植物生物化学、微生物生物化学等。动物生物化学是动物科学、动物医学和水产养殖等动物类相关专业重要的专业基础课，并在动物生产和兽医临床实践中占据重要地位和作用[2]。因此，如果学生没有扎实掌握动物生物化学相关知识，系统构建动物生物化学知识体系，将会严重地影响后续学科一系列专业知识的学习。

动物生物化学这门课程不仅知识点繁多、零碎，内容抽象，难点和重点内容也较多，且各章节之间联系紧密，还涉及到大分子和小分子物质的化学组成、化学结构和物质代谢途径等内容。邹思湘教授主编的动物生物化学教材共四个部分，21个章节，各章节内容是以层层递进、螺旋式上升的方式设置，知识点间纵横交错相互关联，从而构成了“点一线一面一网”立体交叉的整个知识体系[2]。

由于生物化学是从化学和生理学中脱离并兴起的一门学科，其理论知识比较抽象，生物体中的代谢反应十分复杂且密切关联，导致了学生普遍反映生物化学是一门较难理解和掌握的课程。相对于其它专业基础课，长期以来在动物生物化学教学中存在着一系列问题，如学生普遍反映难学、枯燥、抽象、深奥、重点和难点较多，对内容的理解相对肤浅，对知识点的掌握不牢固且容易忘记，不明白前后知识点间的联系等[3-5]。这是由于很大一部分的学生在动物生物化学学习过程不能清晰地辨别知识点，建构知识框架，只是机械地重复记忆概念、代谢途径与变化规律，对知识点与知识点，章节与章节之间的逻辑关系缺乏深入的理解和探究。这样，学生所学到的只是动物生物化学中一些零散的抽象的基本知识点，不能有效地建构化学物质组成、结构与功能、代谢途径等整个完善的知识体系，无法灵活地提取与应用动物生物化学基本原理，从而导致培养的学生思维能力低下，并因此对动物生物化学的学习缺乏兴趣。

为了提升动物生物化学课程学习效果，在动物生物化学教学实践中，就必须引导学生把一个具体的知识点和整个知识体系有机结合起来进行理解，宏观把握某个章节或整个知识体系后，知识体系中的重点、难点就变得容易理解[6-7]。

2 利用思维导图，构建知识体系

思维导图被教育界广泛地推广、应用到各学科的教学实践中，并被证实了在实现教学目标中发挥着积极作用[8]。思维导图又叫思维地图，是一种放射性的思维工具，类似于大脑神经元网络结构，能顺应大脑思考模式，兼顾并协调左右脑合作；是一个图式工具，有助于建立与发展认知体系；是一个建构知识体系的辅助工具，有助于主动探索和发现知识点，有利于系统梳理和建构知识间的联系。思维导图作为工具，是以人脑中的某个概念、某个想法和某个思维等作为一个核心主题，通过大脑放射性思维向外发散相关联的多个分支，形成每一分支与中心主题相关联的次主题，每一个次主题又可以成为另一核心主题继续向外放射性地发散出更多的相关联分支的次次主题，这样周而复始地逐层放射、发散，最终以层次化或网络化的形式勾画出相应知识图形，从而使人脑中的隐性知识显性化、可视化、系统化[8]。总之，运用思维导图可建立知识与知识间的联系，揭示出知识间的逻辑关系，并分层次储存知识，有利于提取与应用知识。因此，思维导图在教学实践中的应用是理清知识思路的有效途径，是建构知识体系的有利工具。

3 确定核心主题，构建思维导图

3.1 选取章节核心，构建思维导图

动物生物化学共有21章，但由于教学课时有限，只有48个学时。因此对教学内容进行了删减，主要讲授第1～17章的内容。但由于每一章节都是一个知识单元，内容信息量较大，这就需要教师能够通过简单的教学方法引导学生首先掌握每个章节知识点，继而再拓展到了解整本书内容。总之，如何在有限的教学课时内，高效地完成如此多的教学章节，并取得较好的教学效果，采用适当的教学方法是关键。

在多年的动物生物化学教学过程中，以章节内容为核心主题灵活建构思维导图可以很好地帮助初学者在时间短，任务重的现状下建立知识间的逻辑关系，牢固地掌握重点内容。具体步骤如图1所示，首先标出每章节的中心主题，围绕这个中心进行思考，画出各主要的分支，然后整理各个分支内容用图形、线条和颜色等将各部分知识联系起来。如生物大分子蛋白质的组成分支是由生物小分子氨基酸通过肽键连接聚合而成，而化学元素由化学键连接形成氨基酸。简单的思维导图直接明了地勾勒出了化学元素-氨基酸-蛋白质的逻辑关系，同时衍生出连接氨基酸基本单元的肽键等相关概念。同时另一个分支为蛋白质的结构包括一级结构和高级结构，高级结构的分支由二级结构、超二级结构、结构域、三级结构和四级结构组成。蛋白质的功能分支为一级结构与功能的关系和高级结构与功能的关系。鉴于蛋白质性质与分离鉴定是动物生物化学实验课的主讲内容，理论课只简单介绍该部分知识。总之，利用简单的图形和标注将各章节知识间的关系标出，有助于学生理清思路，帮助理解每章节内容及其逻辑关系。

图1 以蛋白质为核心构建的思维导图Fig. 1 Thinking map based on protein content

3.2 选取代谢物质，构建思维导图

选取某个知识点为核心主题，并以此为中心，从大脑中提取与之相关联的知识信息来构建各个分支主题，并将这些核心主题和分支主题图形化、可视化，然后又以分支主题为中心，深入或发散，最终形成一个网络化知识结构图。

动物生物化学课程中的许多教学内容，每个知识点之间都存在着千丝万缕的联系，尤其是物质代谢途径部分的内容，每一条代谢途径整理出来就是一个简单的思维导图。如以乙酰CoA为关键词的核心主题，围绕机体内乙酰CoA的来源和去路，具体如图2所示。同时在构建思维导图时，可赋予丰富的色彩，如用红色代表糖代谢的知识点，绿色代表脂类代谢的知识点。总之，通过乙酰CoA核心主题，整合梳理糖类、脂类等物质代谢途径相关内容，构建系统化、可视化的知识体系。同时使枯燥的理论知识通过颜色丰富起来，变成一幅美丽的知识网络图画。

图2 以乙酰CoA为关键词构建的思维导图Fig. 2 Thinking map based on acetyl CoA

3.3 选取生活实例，构建思维导图

经典案例教学法 (Case Based Study，CBS)，是将现实生活和行业实践引入理论课堂教学中，让学生通过日常生活中耳熟能详的案例，将专业问题带入理论教学过程中的一种开放式教学模式。经典案例教学法最早被应用于法学教育教学实践中，后因其教学效果良好，被广泛地应用于多个学科的教学过程[7]。动物生物化学是从分子水平探讨动物生命现象本质的一门科学。从内容来看，其涉及的基本概念抽象、代谢过程繁多，学生学起来略感吃力。但考虑到动物生物化学是一门与生活实际密切相关的学科，生活中具有丰富的、广泛的、随处可见的生活案例资源。因而，在动物生物化学中，尝试通过生动、具体和深入分析典型生活实例，揭示生活实例中所包含的深奥的生物化学原理，并利用思维导图方法勾画出来。

在讲过第8章糖代谢和第10章脂代谢的教学内容后，布置作业，请同学们寻找科学合理的减肥方式，并利用学过的动物生物化学原理加以解释，构建相关的思维导图。课堂上，重点讲解运动减肥和节食减肥，引导学生们科学合理减肥，因此围绕这两种减肥方式构建了生物化学原理思维简图(图3)。肥胖是脂肪代谢发生紊乱，致使甘油三酯在机体内蓄积。运动减肥是增加脂肪组织内脂肪的动员，产生甘油和脂肪酸，生成的脂肪酸通过血液循环被运输到肌肉组织，进行β-氧化，为机体运动提供能量。而节食减肥，尤其是不吃面食、米饭的减肥方式，主要是以减少碳水化合物的摄入，减少脂肪合成的原料--甘油和脂肪酸为切入点，因为甘油来源于糖代谢的中间产物，脂肪酸是以乙酰CoA为原料来合成的，乙酰CoA的来源途径之一就是糖代谢产生的丙酮酸穿过线粒体膜进入线粒体后发生氧化脱羧作用生成，再被柠檬酸-丙酮酸途径转运到胞液，就可作为合成脂肪酸的原料。总之，以减肥为关键词构建思维导图，可拓宽学生们思维空间，使看不见摸不着的纯粹理论知识转化为生活实际案例，激发学生学习兴趣。

图3 以减肥为核心主题的思维导图Fig. 3 Thinking map based on weight loss

4 强化大脑思维，达到教学相长

动物生物化学课程教学实践中，教师要以动物生物化学书本知识为中心，选择以章节内容、代谢关键物质或生活案例为核心主题，构建思维导图，引导学生运用大脑本身自然的思考方式来思考，让大脑时刻处于积极和不断创造的风暴状态。每一张清晰明白、色彩鲜艳、个性突出思维导图的完整绘制，就是以层次化和网络化的形式对动物生物化学知识进行的综合表征，就是储存和应用动物生物化学知识，梳理动物生物化学知识间的联系，就是对动物生物化学系统知识的凝练和升华，且能够给人以美感，增强感知力。从而使动物生物化学教学内容由浅到深、由简单到复杂、由具体到抽象的多层次结构的不断深化，同时重视知识在纵横方向上的关联，形成系统化的“知识网络”，使课程内容更易于理解、记忆和掌握[9]。同时可帮助教师们把新知识整合到原有知识结构中，以实现对学生学过知识掌握情况的诊断与评价[10]。

思维导图教学方法在动物生物化学中的灵活应用，提高了学生的学习兴趣。基于思维导图对知识体系的管理是一个灵活的不断重复的过程，为了让自己的思维导图发挥出更大的功效，一定要及时复习，这样不仅能够修改和完善内容，还可以结合生活案例加强联想[9]。在梳理知识的过程中，学生也可对学过的所有课程内容有效地整合到动物生物化学知识资源，系统、科学、有效地建构动物科学、动物医学或水产专业整个知识体系。同时学生可利用思维导图表达思想和创意，突出个性特点，从而使枯燥的动物生物化学理论知识鲜活起来，提高了学生的学习兴趣。总之，思维导图教学方法在动物生物化学课程理论教学实践中的应用，教师可做到超越书本、超越课堂；学生可使知识得以拓展，思维得以升华，境界得到提高。从而达到教学相长、提升教学品质的最终目标。