基于思维导图PBL教学法在分子生物学教学中的应用路径探析

王 硕 熊 佳 马 为

邵阳学院医学技术学院，湖南 邵阳 422000

一、目前分子生物学教学现状及存在问题

分子生物学是一门从分子水平上研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象、生命本质、生命活动及其规律的学科［1］。随着生物技术日新月异的发展，很多分子生物学相关的技术广泛地应用到医学、农业、食品、环境等多个领域［2-5］，因此它也是一门非常重要的基础学科。医学分子生物学是其中的一个重要分支，是从分子水平研究人体在正常和某些疾病状态下生命活动及其规律、探寻人类疾病的预防、诊断和治疗研究的科学［6］。学生在学习《分子生物学》课程的过程中，不仅需要记住大量的知识点，而且还需理解许多抽象的概念，加之分子生物学的学时非常短，学生要在有限的课时去掌握一门内容复杂、抽象的学科是一件比较困难的事情。因此，学生容易出现缺乏学习热情、考试成绩不佳，甚至厌学的情况。

因此如何有效解决当前课程体系存在弊端，以培养创新型、探究型的医学生为教学目的，让学生在掌握分子生物学知识的同时提高自主学习能力和学习兴趣，成为广大生物和医学教学工作者关心的话题。本课题结合思维导图和PBL教学法两种教学方法，两者的结合能充分发挥各自的优势，以此来解决学生在学习此学科时出现的一些问题。前者帮助学生梳理庞大密集的知识点［7］，后者可提高学生的自主学习能力，并增加学生的学习兴趣［8-9］。对医学生来说，在讲授过程还应注意临床案例的引入，如在讲解信号转导分子异常激活和失活过程中，可以结合霍乱毒素产生的原因与治疗方法，做到理论联系实际，学以致用；同时，霍乱毒素的案例也可以提高大家的食品安全意识，注意饮食卫生，养成健康文明的生活习惯。这也有助于培养和加强医学生人文关怀和救死扶伤的人道主义精神，真正实现思政与课堂知识的有机融合。

二、教学活动前期准备与教学活动设计

通过查阅国内外文献，广泛收集与思维导图和PBL教学法相关教学案例，并对其进研究总结。精心设计分子生物学教学调查问卷，对已学过分子生物学的学生进行问卷调查，问卷调查的内容包括课堂听课情况、学生发言情况、合作学习情况以及课堂作业情况以及课堂反馈意见，以了解当前分子生物学教学的现状与存在的问题，对调查存在的问题进行总结分析，制定对策。

为了更好地组织课堂教学活动，应提前对教学活动中每一个环节精心设计，包括设计的原则、设计的内容。教学设计中，要遵循直观性，整体性以及学生主体性。直观性原则主要体现在两方面。

一是思维导图的直观性，任何思维导图都有一个明确的主题。这个主题通常是整个思维导图的核心，读图者可以从图中直接看出绘图者的根本目的。教学设计要确保读图者能够快速、直观地理解制图员在图文中所要解释的内容；

二是PBL教学法应用的直观性，问的问题要通俗易懂，言简意赅，要让学生明白探究此问题的意义。整体性原则要求教师在教学过程中，充分考虑本课程的难度以及学生的整体情况，根据学生不同的身心发展规律制定系统的教学设计。而学生主体性是指教育教学的一切活动都应围绕着学生进行，创设民主、平等、和谐的师生关系与课堂氛围。努力引导学生主动参与学习过程，教师要鼓励学生大胆质疑，这种质疑主要表现在敢于向老师质疑、敢于向其他同学质疑、敢于向教科书质疑，与PBL教学法的原则不谋而合。

设计的原则主要从设计内容中展现，设计内容包括：编制课堂知识点的相关讨论题以及作业题，预测学生在讨论分析过程中可能产生的问题及对各种问题的答案设计；课堂教学活动的情景以及质疑的问题设计，激发学生的学习意愿，进而集中注意力，培养学生探索的精神；学生课前、课堂以及课后活动组织过程设计，使得各个环节有条不紊地进行，尽量实现学生现实学习效果与理想效果一致；在课程考核方式方法和学生学习效果评价设计，将未改革的传统教学班级与运用改革后的教学班级的学生进行对比。不仅要注重考核专业知识和技能的学习和训练，还应重视学生各方面能力的发展，实现过程考核与终结性考核相结合、多样式、多环节、多元化的考核评价方法。考核的内容包括学生对分子生物学的学习热情、接受程度、自主学习的能力及质量比较，学生可迁移能力形成与发展比较，学生对分子生物学课堂中重点、难点知识的掌握程度比较等，从而构建基于思维导图的PBL教学效果特色的教学效果评价体系。

三、思维导图和PBL教学法相结合在分子生物学中的应用路径

本文以章节内容“信号转导分子的异常激活和失活”为例，通过霍乱毒素、肢端肥大症产生的原因以及肿瘤持续增殖的案例，探讨思维导图结合PBL教学法在分子生物学教学中的实际应用路径（见图1）。

图1 基于思维导图的PBL教学法实施过程图

（一）课程创建

开课前，通过学习通PC端或者APP将信号转导分子的异常激活和失活课程相关的优质材料，如示例课程、教学课件、教学案例、视频和习题等资源都上传至学习通平台，以方便学生随时随地在线学习。为了防止一些自控能力较差的学生可能直接放弃学习，可特意在学习通上布置相关作业，要求学生必须在规定的时间内完成并上交。

（二）教学准备

上课前，对班级同学进行分组，每组选取一名组长并建立相关的学习微信群或者QQ群。教师根据大纲要求认真备课并精心准备课件上传至平台，要求学生绘制本章节的思维导图，并发布几个讨论题：1.霍乱毒素产生的原因与治疗方法；2.肢端肥大症产生的原因；3.肿瘤细胞持续增殖的重要机制。学生们根据老师布置的内容和任务，自主学习，并借助教师上传的资源以及图书馆或者其他知识渠道，熟悉教材的内容，思考老师发布的讨论题，并在下次上课之前上传思维导图以及小组讨论得到的解答。

（三）教学实施

在课堂上，小组将以PPT的形式汇报团队自主学习情况，对教师在课前提出的几个讨论题逐一进行解释，组员可以帮助补充完善这些问题。教师在课堂上根据学生的学习反馈情况及时调整教学策略。如果同学们都能对老师给的问题作出正确的解释，教师就只需通过思维导图进行教学小结，帮助学生对该章节内容整个过程进行梳理复习，并指出本章节的重难点内容；如果绝大多数同学对问题表述不清，说明该问题较难，学生对信号转导分子的异常激活和失活相关知识点尚未完全掌握，教师就应更详细地讲解该知识点，再对该问题进行解答，这样才能真正地做到有的放矢地突破教学重难点。最后，教师布置下一节课教学任务的安排。因为分子生物学比较抽象，学生较难理解，在课程中可以多播放相关动画视频，如霍乱毒素产生的原因，生动形象的动画可以极大帮助学生进行理解。

（四）课后评价

课后环节，可对学生进行问卷调查（课堂表现量表），分别从听课情况、发言情况、合作学习情况、学生兴趣的激发、学生主动学习的热情和课堂满意度几个方面进行教学效果评价。并布置课后练习巩固题以及拓展思考题，启发学生进一步思考讨论，达成知识的迁移。对学生完成的习题要及时查看，对于学习中存在的疑问可通过多种即时通讯软件做好教师与学生的沟通，争取做到不留问题到明日。

笔者对本校医学检验技术专业学生用此方法进行初步尝试，根据学生课堂表现量表以及学生的作业情况，综合考量了学生的学习效果，收效显著。学生课前能主动从各种渠道寻找资源（超星学习平台、大学生慕课、丁香园、b站等）完成教师布置的讨论题，并能及时地按质按量上传。在课堂上，学生参与课堂教学的积极性，如回答问题的积极程度、课堂作业的完成情况等，比传统的教学模式要明显增加。学生的其他素质，如口头表达能力、思维的迁移能力等也在问题的讨论过程中逐步增强。课后，部分同学对于课堂上没有弄明白的知识点，能够积极主动地与教师沟通解决，更有些同学为了拓宽知识面，能够主动地去查阅相关的前沿科技信息。学生对本课程感兴趣之后，也更愿意参与教师的科研课题，可进一步加强对知识点的理解与拓展。但是由于一些主客观因素的影响，目前分子生物学教学仍存在一些不足：第一，由于分子生物学安排的教学课时非常少，但是内容多，导致在课堂探讨和课后总结时间会比较仓促；第二，由于学生自身基础知识水平和理解能力的不一致，不能对每个学生的学习进度照顾得面面俱到，因此最后反馈的学习效果与理想效果还是有所出入。结合以上问题，我将从以下几点进行改进。第一，科学合理安排授课时间，课前多准备一些优质的线上资源以及学习的方法、心得分享给学生，充分发挥信息化线上线下混合教学的优势，调动学生课后学习的积极性；第二，除了整体把握好学生的学习动态，还应该关注个体学生，对于“掉队”的学生应该给予更多的关注，做到因材施教，帮他们树立信心，实现共同提高。

四、思维导图与PBL教学法相结合在分子生物学课堂中的注意事项

基于思维导图的PBL教学方法优于传统的教学模式，思维导图可以帮助学生系统性地梳理繁杂的知识点，理解所学的知识结构，并掌握其内在联系及外在形式。PBL教学法能够使得学生针对教师提出的各种问题主动地在教材、文献或网络资源上寻求解答。把传统教学模式下的被动学习变成主动学习，有效调动学生的学习积极性。学生在分组讨论过程中，小组学生之间以及学生与教师之间的不断互动和交流，学生的参与度和学习热情得以提高，学生分析解决问题的能力、沟通能力等能力也在不断提升。在这种教学模式的实施过程中，既能充分体现教师的主导作用，也能很好地发挥学生的主体地位。教师的主导性体现在课前根据教学目标及学生认知，设计编写具体的教学方案。学生的主体地位体现在课前的自主学习、团队合作学习以及课堂讨论的过程当中。

此外，在教学过程中还需注意以下几个方面：第一，采用不同的方式和手段调动学生学习的意识和积极性，使教学内容更加生动形象、直观鲜活、通俗易懂、富有体验性及可学性；第二，遵循循序渐进的教学基本原则，由简到繁，由易到难，逐步提高和深化。根据学科的逻辑框架和学生自我认识的发展规律进行，使学生可以系统地掌握知识的基本概念和基本技能，培养严谨的逻辑思维能力；第三，在具体的教学活动中，还可通过动手实操让学生更多地参与课堂教学活动。