基于思維導圖的有機化學 PBL教學探索與實踐
——以苯丙酮尿癥案例為例

劉雨清 羅玄梅 王 凱 張振琴

(南京醫科大學 基礎醫學院，江蘇 南京 211166；*南京醫科大學 藥學院，江蘇 南京 211166)

作為一種輔助展開發散性和集中性思考過程，以圖形形式展現思維輪廓的組織性思維工具，思維導圖可使人的隱性思維顯性化、可視化[1]。思維導圖通常由線條、圖形、顏色、詞匯、詞匯等元素構成，采用從中心主題向四周發散的結構；從中心主題向四周放射，引出一系列與中心主題相關的子主題；通過分支的關鍵圖形或關鍵詞，引出次主題，以此類推，各分支形成一個連接的節點結構，并向末端衍生，對問題層層剖析[2]。思維導圖可將抽象的思維過程轉化為具體的圖形文字，使學生從整體上把握知識，促使他們構建知識網絡，濃縮知識結構。

PBL(Problem Based Learning)是一種以學生為主體，問題為導向，小組討論的新型教學模式，是目前國際醫學教育主流的教學方法之一[3]。PBL教學中的問題常稱為案例，可為學生提供真實的情境。學生通過對案例的分析和問題的解答，可加深對基礎理論知識的理解和掌握，提高運用利用基礎理論解決實際問題的能力。

作為高等醫學院校的一門重要專業基礎課程，有機化學課程知識體系龐大，內容繁多，結構復雜、概念抽象，其中關于氨基酸、多肽和蛋白質的內容更是與生物化學、藥物化學、生理學、藥理學等學科聯系緊密[4]。為了激發學生學習這部分內容的學習興趣，促進學生對這部分知識的綜合應用，我們在有機化學PBL教學過程中，結合苯丙酮尿癥案例，通過思維導圖構建思維框架，形成知識網絡，促進他們對此部分內容的理解和應用。

1基于思維導圖的PBL教學過程

案例概述：兩歲的苯丙酮尿癥(phenylketonuria，PKU)患者滔滔想要喝酸奶，卻得不到允許，平時只能吃昂貴的特制食品，同時每周都要進行血值檢查。滔滔的父母長期處于經濟和心理壓力之下，幸運的是，有類似情況的其他孩子的好轉為其父母帶來了安慰。

1.1 提煉關鍵詞，確立中心節點

本案例為學生提供了一個精心設計的問題情境，我們在設計案例時，首先確定了學生需要獲得的基本概念和原理，如圖1 所示，圍繞苯丙酮尿癥，從臨床思維出發，學生討論并提出該疾病的臨床癥狀、檢驗和診斷、發病機制、治療手段和對病人的人文關懷五個中心節點。

圖1 PKU相關中心節點

1.2 結合思維特點，構建子節點

根據PBL教學分組，將學生分成五個小組，每組學生選擇其中的一個中心節點，繪制思維導圖的子節點。

1.2.1臨床癥狀的思維導圖

繪制如圖2所示思維導圖，從膚色發白，尿液有鼠臭味，智力低下等臨床癥狀對苯丙酮尿癥進行初步判斷，并由此層層剖析，發現由于四氫生物蝶呤輔酶缺失或著苯丙氨酸羥化酶活性降低缺乏導致苯丙氨酸富集，絡氨酸缺乏導致的。同時建立發病機制和臨床癥狀之間的聯系，加深對苯丙酮尿癥的認識。另外，通過苯丙氨酸代謝過程的學習，鞏固有機化學中的物質結構，反應機制等知識。

圖2 PKU的臨床表現及發病機制 注：PAH：苯丙氨酸羥化酶，BH4：四氫生物蝶呤，Phe：苯丙氨酸

圖3 PKU的檢驗和診斷 注：①PCR-RFLP：聚合酶鏈反應-限制性片段長度多態性分析；②PCR-STR：聚合酶鏈反應-短串聯重復序列； ③SSCP：單鏈構象多態性分析；④DGGE：變性梯度凝膠電泳

1.2.2檢驗與診斷的思維導圖

根據臨床思維特點，診斷PKU，除查體，還需進行臨床檢驗，繪制如圖3所示思維導圖，探討包括生化檢測和分子生物學檢測的檢驗方法。根據血中苯丙氨酸的濃度和每天飲食的耐受量，苯丙酮尿癥可分為經典型、中間型、輕型、輕型高Phe血癥及非經典型PKU五類。其中，非經典型PKU還有專門的檢驗方法，如尿蝶呤分析法、BH4負荷試驗和基因檢測等。從思維導圖可見，PKU的臨床檢驗和診斷除有機化學知識外，還涉及電化學、生物化學等相關知識。

1.2.3治療手段的思維導圖

如圖4所示，根據所檢驗出的不同類型，針對性的選擇治療方法，飲食治療是一般性治療方法，患者需要控制天然高蛋白食物的攝取，并食用特制食品補充礦物質、維生素等營養物質。而對于BH4反應型苯丙酮尿癥患者，則可以利用藥物治療輔助飲食治療。

圖4 PKU的治療手段

2教學效果

思維導圖是一種可視化的工具，在有機化學PBL教學中應用思維導圖不僅有利于激發學生學習興趣，培養邏輯思維，還有助于提高學生自主研究能力，培養創新精神，更有助于提高學生的理解記憶能力。通過對參與思維導圖有機化學PBL教學的各班級有機化學試卷評測和結果分析，我們發現無論是記憶或理解的典型題目，參加思維導圖PBL教學討論學生的卷面正確率比未參加此種討論學生的卷面得分高即對前者的教學效果明顯好于后者[3]。

3結論與展望

綜上所述，通過在有機化學PBL教學中有效地結合思維導圖，條理清晰，層層深入，融合了有機化學、電化學、生物化學等多門學科知識，突破單一學科

的限制，有助于學生構建完整的PKU知識體系。通過案例，能讓同學產生同情心，使學生不僅是學習知識，更能達到情感上的融通，加深對社會的關注與思考，這與當下醫德與醫技、人文醫學教育等理念相一致。總之，基于思維導圖的有機化學PBL教學達到了PBL教學的預期目的，值得進行推廣。

[1] 托尼·巴贊．思維導圖：放射性思維[M]．李斯譯．世界圖書出版公司北京公司，2004．

[2] 姚磊，黃海樹，喬露．基于思維導圖的PBL教學設計研究[J]．軟件導刊，2012，11(12)，177．

[3] 羅玄梅，姜慧君，居一春，等．基于E-learning教學平臺的有機化學PBL教學效果分析[J]．化工時刊，2016，9：46．

[4] 張振琴，周樂山，朱荔，等．醫用化學分層次教學體系的探索與實踐[J]．基礎醫學教育，2017，19(1)，44．