思維導(dǎo)圖在大學(xué)物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

周曉榮 王又容 陳浩 費(fèi)會(huì) 方華 徐玉玲

摘 ?要：大學(xué)物理化學(xué)是食品工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)課，是學(xué)生參與科研工作的理論基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好這門課程很有必要。筆者將思維導(dǎo)圖以小組合作式測(cè)試作業(yè)的方式引入物化教學(xué)中，實(shí)踐表明，思維導(dǎo)圖可提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維能力。

關(guān)鍵詞：思維導(dǎo)圖 ?物理化學(xué) ?教學(xué) ?創(chuàng)新思維

中圖分類號(hào)：G642 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）11（a）-0107-03

Abstract： As a basic course for students major in food engineering， college physical chemistry is the theoretical basis for students to participate in scientific research work. It is necessary to guide students to learn this course well. In this paper， Mindmap， which is a tool used to fulfill group cooperative testing， was brought into the teaching and learning of Physical Chemistry. It is indicated that the application of Mindmap can enhance students' interest in learning， cultivate students' innovative consciousness and ability of innovative thinking.

Key Words： Mindmap; Physical Chemistry; Teaching and Learning; Innovative thinking

物理化學(xué)是高校食品類專業(yè)本科生的一門學(xué)科基礎(chǔ)課，是他們學(xué)習(xí)食品化學(xué)、生物化學(xué)、食品工程原理等專業(yè)課的基礎(chǔ)，也是食品類專業(yè)的研究生參與科學(xué)研究工作的重要理論基礎(chǔ)。在科研領(lǐng)域有一句流傳的話語(yǔ)：“無(wú)物化、不科研”。如果要想將科研工作深入到理論分析的層次，就要用到物理化學(xué)的化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論。物理化學(xué)知識(shí)理論性強(qiáng)，概念多，學(xué)好這門課程有一定難度，需要教師們從學(xué)生角度出發(fā)，多采用以學(xué)生為中心的方式改革教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，幫助學(xué)生打下扎實(shí)的理論知識(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。筆者長(zhǎng)期為大學(xué)二年級(jí)本科生講授物理化學(xué)，該文介紹筆者在以往教學(xué)改革的基礎(chǔ)上，嘗試將近年來(lái)教育界逐漸興起的思維導(dǎo)圖工具引入教學(xué)過(guò)程中的背景、設(shè)計(jì)及應(yīng)用、效果，為同行們的工作提供一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)作為參考。

1 ?思維導(dǎo)圖的起源

思維導(dǎo)圖（Mindmap），起源于20世紀(jì)60年代左右，其創(chuàng)始人為英國(guó)的東尼·博贊（Tony Buzan），是一種將思維和知識(shí)結(jié)合起來(lái)的工具，又稱為思維地圖[1]。還有學(xué)者認(rèn)為可追溯到公元3世紀(jì)左右，古希臘哲學(xué)家波菲力（Porphyry）構(gòu)建的波菲利之樹(shù)（Tree of Porphyry）已經(jīng)具備思維導(dǎo)圖的雛形（見(jiàn)圖1）[2]。

2 ?思維導(dǎo)圖的特點(diǎn)

已經(jīng)有科學(xué)研究證明，人類的大腦思維是放射性的，所有進(jìn)入大腦的信息均作為思想分支表現(xiàn)出來(lái)。思維導(dǎo)圖正是利用大腦思維的發(fā)散性構(gòu)建圖形，幫助學(xué)習(xí)者擴(kuò)散思維。思維導(dǎo)圖表現(xiàn)形式的共同點(diǎn)為以總知識(shí)點(diǎn)為核心，以一級(jí)分支和次級(jí)分支逐步向外發(fā)散，目前主要有圓圈圖、氣泡圖、雙重氣泡圖、樹(shù)狀圖、括號(hào)圖、流程圖、多重流程圖、橋狀圖8種形式[3]。不同點(diǎn)在于，根據(jù)知識(shí)點(diǎn)所屬學(xué)科不同，其圖形展示的畫面感有所不同?？傮w來(lái)講，思維導(dǎo)圖盡可能運(yùn)用圖文并茂的方式，把各級(jí)主題之間的關(guān)系以層次感體現(xiàn)出來(lái)，并與圖像、顏色等建立鏈接，充分運(yùn)用和協(xié)調(diào)左右腦的機(jī)能，幫助人們?cè)诳茖W(xué)與藝術(shù)、邏輯與想象之間平衡發(fā)展，開(kāi)啟人類大腦思維的潛能。

3 ?思維導(dǎo)圖在教學(xué)中的應(yīng)用

思維導(dǎo)圖充分調(diào)動(dòng)和平衡左右腦的思維，在增強(qiáng)記憶和提升思維方面有積極作用。Tony Buzan提出思維導(dǎo)圖的概念之后，將這種方法用于幫助有學(xué)習(xí)障礙的學(xué)生，試驗(yàn)證明短時(shí)間內(nèi)可提升學(xué)習(xí)效果[1]。之后，思維導(dǎo)圖被推廣到全世界，受到廣泛關(guān)注。20世紀(jì)90年代，思維導(dǎo)圖傳入中國(guó)，最早應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域，2000年以后才在教育界逐漸受到重視[4]。筆者通過(guò)在中國(guó)知網(wǎng)查閱資料發(fā)現(xiàn)，近10年來(lái)，國(guó)內(nèi)將思維導(dǎo)圖作為一個(gè)新工具應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)中主要是在中學(xué)課堂，占75%左右;在大學(xué)教學(xué)中主要用于英語(yǔ)類課程，占65%左右。將思維導(dǎo)圖用于大學(xué)化學(xué)教學(xué)中的報(bào)道為數(shù)尚少，且主要以教師設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖幫助學(xué)生記憶的方式引入，表明在大學(xué)化學(xué)教學(xué)領(lǐng)域思維導(dǎo)圖的應(yīng)用還處于起步階段，值得繼續(xù)開(kāi)展應(yīng)用與研究。

4 ?思維導(dǎo)圖在物理化學(xué)課程中的應(yīng)用

4.1 可行性分析

物理化學(xué)是食品、化學(xué)及相關(guān)專業(yè)大學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)課之一，是科學(xué)研究的理論基礎(chǔ)，其理論涉及物理、數(shù)學(xué)和化學(xué)這3個(gè)領(lǐng)域，以經(jīng)典熱力學(xué)和宏觀動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合科學(xué)研究，歸納出理論公式。而其理論公式從一般到具體，層層遞進(jìn)，具有邏輯聯(lián)系，是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)且有用的知識(shí)體系[5]。從事科學(xué)研究，往往要探究物質(zhì)變化的規(guī)律與機(jī)理，學(xué)好物化知識(shí)很重要。而大學(xué)生剛接觸物理化學(xué)課程時(shí)，往往覺(jué)得物化概念和公式多，抽象，記不住。這是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)物化知識(shí)不熟悉，不能從整體上認(rèn)識(shí)物化公式之間的聯(lián)系，因此只感覺(jué)云山霧罩，難以捉摸，產(chǎn)生畏懼情緒，更別說(shuō)將理論與科研建立聯(lián)系了。思維導(dǎo)圖將概念、定律的一般形式和具體條件下的形式聯(lián)系起來(lái)，在一個(gè)頁(yè)面上展示它們之間的聯(lián)系，能夠幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)理論的系統(tǒng)性和應(yīng)用條件，幫助學(xué)生理清思路，同時(shí)培養(yǎng)邏輯性思維和發(fā)散性思維，這些在科學(xué)研究工作中是非常重要的能力。而且，思維導(dǎo)圖的形式靈活，既可以手工在一頁(yè)紙上完成，也可以通過(guò)Office或者WPS軟件完成，有條件的學(xué)生還可以用專門的思維導(dǎo)圖軟件，如XMind、Mindmap、Mindmaster、百度腦圖等來(lái)完成。綜合以上情況可知，思維導(dǎo)圖在物理化學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用預(yù)估可以起到積極作用，具有可行性。

4.2 應(yīng)用實(shí)例

筆者近年來(lái)在教學(xué)中堅(jiān)持采用多媒體課件和板書相結(jié)合的形式，課件PPT力求簡(jiǎn)潔，以大綱式為主，在重要內(nèi)容的講解上采用板書，引導(dǎo)學(xué)生思考，取得較好的教學(xué)效果。時(shí)代在發(fā)展，教學(xué)方式也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，既要考慮到傳統(tǒng)教學(xué)方式的優(yōu)點(diǎn)，也要結(jié)合新時(shí)代的要求，讓學(xué)生適應(yīng)新時(shí)代的學(xué)習(xí)和思維要求，尤其是訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。基于此想法，筆者考慮將思維導(dǎo)圖引入教學(xué)中，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力為主要目標(biāo)，作為一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)而存在，并且是以學(xué)生自主的方式完成思維導(dǎo)圖來(lái)達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

筆者所教授的食品工程1701班，大學(xué)第四學(xué)期學(xué)習(xí)物理化學(xué)（2019年2～5月）。筆者將全班同學(xué)按照3個(gè)人一組的方式分成多個(gè)小組，小組成員由學(xué)生自主決定。除了平時(shí)的教學(xué)互動(dòng)按照小組搶答問(wèn)題的方式之外，在課程接近尾聲時(shí)，指定熱力學(xué)理論和動(dòng)力學(xué)理論的內(nèi)容，按照3個(gè)小組完成相同內(nèi)容的思維導(dǎo)圖的形式開(kāi)展一次創(chuàng)新能力訓(xùn)練測(cè)試。測(cè)試要求所有小組在指定時(shí)間（筆者定為一周）內(nèi)完成，完成形式不限制，學(xué)生可根據(jù)查閱與思維導(dǎo)圖有關(guān)的資料，選擇用軟件或者是手工的方式完成。其次，要求小組成員必須都有效參與，上交思維導(dǎo)圖成果的同時(shí)，要寫明每位小組成員所承擔(dān)的任務(wù)內(nèi)容。小組得分即為成員得分，按照完成情況評(píng)為一等獎(jiǎng)（95～100分）、二等獎(jiǎng)（85～90分）、三等獎(jiǎng)（75～80分），折合總成績(jī)的5%，在期末總評(píng)時(shí)加分。

學(xué)生如期上交作業(yè)，完成率100%，完成情況統(tǒng)計(jì)如表1所示。從表1中可知，有78%的學(xué)生選擇手工完成思維導(dǎo)圖;56%的小組分工明確;采用氣泡圖、括號(hào)圖和樹(shù)形圖的小組占多數(shù)，有一個(gè)小組采用了流程圖;89%的小組采用了兩種圖結(jié)合的方式。根據(jù)各個(gè)小組的思維導(dǎo)圖的完成方式和內(nèi)容是否完整、重點(diǎn)是否突出進(jìn)行評(píng)價(jià)，分別給予一、二、三等獎(jiǎng)的評(píng)價(jià)。

4.3 效果分析

筆者在食品工程1701班的物化教學(xué)過(guò)程中，首次將思維導(dǎo)圖作為訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新思維能力的工具引入，鼓勵(lì)學(xué)生以小組分工、合作的方式，靈活選擇繪圖方式完成。從學(xué)生反饋的情況得知，學(xué)生在大一學(xué)年和大二上學(xué)期均未使用過(guò)思維導(dǎo)圖完成作業(yè)或者測(cè)試，對(duì)于筆者布置的思維導(dǎo)圖作業(yè)均感到新奇，愿意積極參與。學(xué)生通過(guò)查閱思維導(dǎo)圖的資料后，自主選擇繪圖模式，但他們使用電腦軟件制作思維導(dǎo)圖的能力不足，大部分學(xué)生均采用手繪的方式完成。表1中的分工情況也表明，接近一半的學(xué)生更愿意一起完成任務(wù)（未明確分工），獨(dú)立承擔(dān)任務(wù)的能力還需要培養(yǎng)。另有部分學(xué)生反映，將大家分成小組的方式來(lái)完成用思維導(dǎo)圖整理物化知識(shí)的工作，方式新穎。因?yàn)椤皥F(tuán)結(jié)力量大”，所以既促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又減輕了學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的畏懼情緒，而且產(chǎn)生團(tuán)隊(duì)（小組）競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，組員互相督促，學(xué)習(xí)效果明顯提高。團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、獨(dú)立承擔(dān)任務(wù)的能力都是進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)新研究所需要的重要能力。從筆者的這次教學(xué)改革的實(shí)踐結(jié)果可知，思維導(dǎo)圖在幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)物化課程效果的同時(shí)，也鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力，并且受到學(xué)生的肯定。學(xué)期末總結(jié)發(fā)現(xiàn)，食品工程1701班學(xué)生的物化總成績(jī)較同期其他同層次班級(jí)成績(jī)更好，成績(jī)優(yōu)良（總成績(jī)達(dá)80分）率達(dá)到81.5%，學(xué)生對(duì)筆者的評(píng)教等級(jí)為“優(yōu)”，形成“教學(xué)相長(zhǎng)”的雙贏局面。

5 ?結(jié)語(yǔ)

大學(xué)教育的目的不僅在于傳授學(xué)生書本上的知識(shí)，更應(yīng)該注意培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)的能力，訓(xùn)練學(xué)生具備創(chuàng)新研究的能力。創(chuàng)新研究需要學(xué)生有發(fā)散性思維，還需要有團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)與競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，教師們?nèi)裟軓拇髮W(xué)生入校開(kāi)始，積極在教學(xué)過(guò)程中向?qū)W生滲透創(chuàng)新意識(shí)和訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散性思維能力，我國(guó)的大學(xué)生們的創(chuàng)新能力必定能得到有效促進(jìn)。因此，筆者建議大學(xué)教師們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，在不影響教學(xué)質(zhì)量的情況下，盡可能采取有效措施培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，使學(xué)生盡早加入創(chuàng)新研究的隊(duì)伍，為國(guó)家發(fā)展自主產(chǎn)業(yè)發(fā)揮潛力。

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