思維導圖在藥學專業“無機化學”教學中的應用

魏 明，周 穎，王夢婷，陳冬生

（南京醫科大學康達學院，江蘇連云港222000）

2018 年6 月，新時代全國高等學校本科教育工作會議強調：堅持“以本為本”，推進“四個回歸”，加快建設高水平本科教育，全面提高人才培養能力，造就堪當民族復興大任的時代新人[1-2]。新時代的高校教師，要回歸本分，傾心教學，研究教學，專注教書育人。

“無機化學”是化學、化工、食品、醫藥等相關專業的一門重要的基礎性科目[3]，一般在大學第一學期開設，在內容、方法、觀念上無機化學都起著承上啟下的關鍵性作用。以藥學專業為例，“無機化學”與后續“物理化學”“藥理學”等課程均有聯系，如在動力學知識板塊，“無機化學”的知識與技能教學目標的掌握，是后續課程能否順利學習的基礎與保障（圖1）。籍學生人數的22.1%（人數統計截止為2019 年3 月）。為了提升藥學專業“無機化學”教學效果，打破這種教學窘境，需要教師結合新時代學生特點與教學實踐，進行教學改革創新，提出可行的教學方法。筆者在教學過程中發現，思維導圖的引入，可以快速幫助學生構建章節知識體系，激發學生學習興趣，提高學習效率。

1 思維導圖

圖1 “無機化學”在藥學專業知識構架中基礎性的體現

因此，教師教好、學生學好這門課十分必要，然而由于江蘇高考機制的因素，部分藥學專業學生在中學期間沒有選修化學科目，加之無機化學理論相比于中學化學更加深奧，知識體系涉及的范圍更廣，從而使學生對“無機化學”的學習產生逃避、厭學情緒，學習積極性較差，以南京醫科大學康達學院為例，2017 級與2018 級藥學專業共有學生223 人，其中江蘇籍生源共122 人，中學選修化學的學生27 人，占比僅為總人數的12.1%，江蘇

思維導圖（Mind Mapping）又叫心智導圖，由托尼·博贊（Tony Buzan）于二十世紀60 年代提出，引入我國后，相關學者對此做了相關研究[4]。繪制思維導圖的過程，是從一個關鍵詞出發，將彼此間有關聯的信息連接，同時運用圖片、顏色、標識等工具將思維過程整理出來，最終能夠形成一個清晰的、系統的知識網絡，這不僅能有效地幫助教師授課，也能增強學生對知識點的理解和記憶，提高學生的思維發散能力，促進學生學習的興趣。此外，思維導圖的制作簡單易學，學生可以根據自己的思維習慣進行創作。基于上述討論，思維導圖的四大特征可以概括為：①主題突出，支干分散；②層次分明，條理清晰；③作用強大，效果顯著；④操作簡單，圖形色彩相輔相成。

近年來隨著科技水平的高速發展，思維導圖的繪制軟件也層出不窮，包括MindManager、MindMaster、XMind等軟件。本文中展示的思維導圖利用MindMaster 進行繪制。

2 思維導圖法教學的理論依據

奧蘇伯爾認為，學生的認知結構是從教材的知識結構轉化而來[5]，因此教師在教學過程中，要注意對“無機化學”基本知識結構的把握。認知心理學認為，人類在認識一個全新的知識領域時，遵循從整體到部分的順序關系，因此教師在呈現教材內容時，要遵循“不斷分化”的原則，要讓學生能夠把握知識之間的相互關系，達到融會貫通的目的。

此外，學習遷移的形式訓練說指出，學習方法、思維方法相比于學習內容來說更加重要，在引導學生掌握知識的同時，必須注重對學生能力的培養。

思維導圖作為一種思維工具，能很好地完成上述任務，在幫助學生從整體上把握知識結構的同時，也為學生提供了一種新的學習方式，從而達到授人以漁的目的。

3 思維導圖法在藥學專業無機化學教學中的應用研究

思維導圖的繪制是基于劉德育、劉有訓主編的《無機化學》展開討論[7]。在教學的過程中，根據所繪制章節的知識結構，筆者將思維導圖分為中心輻射型思維導圖、鏈式思維導圖及混合式思維導圖三種類型。

（1）中心輻射型思維導圖

中心輻射型思維導圖是思維導圖中較為簡單的一種表現形式，思維中心明確，可以直接輻射出相關內容，主要用于一些較小的知識點的整理，如在進行“酸堿理論思維導圖”的繪制中，即可采用這種形式（圖2）。

圖2 酸堿理論中心輻射型思維導圖

如圖2 所示，在酸堿理論思維導圖的繪制過程中，選擇的思維中心為“酸堿理論”，由此引出5 個二級主題，分別為酸堿電離理論、酸堿質子理論、酸堿電子理論、軟硬酸堿理論與其他理論。二級主題下，分別引出包括該理論的提出者、酸堿的概念及相應的局限性，幫助學生能快速地進行對比學習，從而提高學習效率。

（2）鏈式思維導圖

在章節思維導圖繪制的過程中，如果所涉及的知識體系呈現明顯的線性邏輯關系，則可以用鏈式思維導圖進行繪制。如在進行“化學平衡”章節思維導圖的繪制過程中，采用鏈式思維導圖進行教學，可以產生很好的教學效果（圖3）。

圖3 化學平衡章節鏈式思維導圖

如圖3 所示，在進行“化學平衡”這一章節的思維導圖的繪制過程中，筆者所選取的思維中心為范特霍夫等溫式，為了凸顯思維中心，在圖中加以“★”進行標注。由于在范特霍夫等溫式中，涉及到了△rGθm與反應商Qp，所以由此引出△rGθm的四種求解方式。

在△rGθm的四種求解方式中，其中一種方式涉及到了熱力學函數焓（H）與熵（S），這與學生后續所要在物理化學中學習的內容出現交集，此處可作為開放端口與后續內容進行對接。另外一種求解方式涉及到了電池電動勢E，因此可以與電化學思維導圖進行鏈接，實現了知識的遷移。剩余兩種求解方式分別涉及到了△fGθm與平衡常數，也可進行相關內容的展開。

鏈式思維導圖最大的優勢在于可以將知識結構以一維形式呈現，簡單明了，可使學生迅速地把握章節脈絡，明確學習內容的隸屬關系。

（3）混合式思維導圖

混合式思維導圖結合了中心輻射型思維導圖與鏈式思維導圖的特征，對于較為繁雜的內容進行整理時采用此種形式的思維導圖，如在進行“動力學”章節思維導圖的繪制過程中，采用此種形式（圖4）。

圖4 化學動力學混合式思維導圖

化學動力學是“無機化學”重要的組成部分，是研究化學反應速率、機理和體現反應現實性的一個分支。本章節教學重點為各種因素，如溫度、催化劑、濃度等對化學反應速率的影響與簡單級數反應的相關討論。本章節教學難點為分子動力學理論模型的理解，包括碰撞理論與過渡態理論，特別是其中關于活化能的討論。

在繪制思維導圖的過程中，由于涉及教學內容較多，采用簡單形式的思維導圖樣式不再滿足要求。在設計本章思維導圖的過程中，采用“豐”字型結構，思維中心選取為“化學反應（按機理分類）”，主線內容為由思維中心引出的兩種類型“基元反應”與“復雜反應”。通過對兩類反應進行動力學速率方程描繪，引出反應速率常數k 與反應級數的概念。“豐”字型結構的兩翼就相關重點內容進行討論，如對碰撞理論與過渡態理論進行描述，對簡單級數反應的特征進行概括，力圖精煉。

混合式思維導圖適用于對整章內容進行概括，其特點是包含內容較多。為了保證圖像的美觀與內容全面，只能對知識點進行簡要描述，必要時，可對其所含的具體知識點進行二級思維導圖的繪制。

4 教學效果評價

（1）教學評價對象

由于無機化學在南京醫科大學康達學院藥學專業授課中采取的方式為4 個班級合班上課，故無法在一屆學生中進行實驗組與對照組的劃分。筆者在無機化學教學實踐中，對2018 級學生采取思維導圖授課法，故選擇2017 與2018 級藥學專業學生為研究對象，其中2018級學生為實驗組，2017 級學生為對照組。

（2）教學考核方式

無機化學考核方式為平時成績25%，其中，出勤5%，課堂測驗10%，筆記及作業10%，期末考試成績占比75%。試題類型包含判斷、選擇、填空及計算，知識點覆蓋全面，難度適中。

（3）學生成績分析評價

經過系統論證，南京醫科大學康達學院藥學專業2017 與2018 級無機化學教學大綱一致，教學進度安排一致，期末考試試題難度相近，題型一致，考查知識點一致，對照組2017 級藥學專業參與無機化學考試人數121 人，實驗組2018 級藥學專業參與無機化學考試人數125 人，樣本量相近，故兩年的學生期末總評成績有一定的可比性。具體成績分析參見表1 與表2。

由表1 與表2 對比可以看出，在教學過程中，對2018 級藥學專業學生采取思維導圖教學法后，學生的成績有了明顯提高，掛科率由2017 年的24.0%降至2018 年的16.0%，降幅達8.0%，由此可見，思維導圖法對成績較差的學生也產生了積極的作用，通過調動學生的學習主觀能動性，使之不再對無機化學產生畏難情緒。

70～89 分段學生比例由2017 年的49.6%上升至2018 年的60.8%，年級平均分也由71.26 分上升至71.86 分。由此可見，思維導圖法可以使大部分同學受益。通過對學生進行問卷調查，學生普遍反映，思維導圖法不僅在知識的掌握上產生了積極的影響，更重要的是提供了一種全新的學習方式，通過師生間的良性互動，實現教學相長。

表1 2017 級藥學專業學生無機化學成績分析

表2 2018 級藥學專業學生無機化學成績分析

5 總結

在傳統的“無機化學”教學活動中，學生總是按照教材或教師的思路學習相關內容，因而是一個“被動”過程。“無機化學”是藥學專業學生一年級學習的專業基礎課，部分學生很難順利地完成角色的轉換，而思維導圖法的引入恰好解決了這個問題。通過教師的引導，學生可以快速地構建知識框架，從而實現對“知識群”的整體把握。通過圖像的形式呈現知識，可以較好地引起學生興趣，激發學生學習的主觀能動性。此外，結合當代學生思維活躍的特點，通過讓學生自行繪制思維導圖，并組織學生互相交流，取得較好的教學效果。關于思維導圖教學法在“無機化學”中的具體應用，還有很多細節需要探索，如對于評價指標的量化等，希望更多的化學工作者參與其中，完善思維導圖在“無機化學”中的教學模式，以培養高質量的藥學專業人才。