思維導圖在組織學與胚胎學實驗教學中的應用

蔡佩玲，黃 嬋，葉 鵬，鄢 碩，程麗佳，張 珍

(成都大學基礎醫學院：1.人體解剖學與組織胚胎學教研室；2.預防醫學教研室；3.中心實驗室，四川 成都 610106)

組織學與胚胎學是一門形態學范疇的醫學基礎課程，通過顯微鏡觀察人體正常微細結構，是重要的橋梁課程，與病理學、生理學等關系極為密切[1]。該課程教學包括理論和實驗兩部分，理論講解人體微細結構，內容相對抽象，實驗則利用顯微鏡觀察切片，把抽象的結構具體化。因而實驗是該課程教學的關鍵一環，學生必須通過理論課后的實驗觀察得到感性認識，再結合理論所學掌握知識點[2]。為提高實驗教學效果，近年來，學者嘗試了多種方法如立體教學[3]、思維導圖[4]、傳統繪圖聯合結構填圖[2]、構建知識體系[5]、翻轉課堂[6-8]以及PBL結合“三比法”[9]。

思維導圖( Mind Mapping) 又稱為心智圖[10]，是19世紀60年代英國心理學家Tony Buzan提出的，通過圖文并重的方法，把各級主題及隸屬關系用放射性樹枝狀層級圖連接并表現出來[11]，呈現一個順應大腦發散性思維并容易記憶的自然表達過程[10]。思維導圖有助于將功能不同的左右腦有機地結合起來，最大程度地發揮左腦抽象邏輯思維與右腦形象思維的組合功能，借助于醒目的色彩、簡潔的圖形、邏輯清晰的線條等手段將枯燥的文字或理論變成一些系統化、條理清晰、充滿趣味的圖片，有效突出知識點之間的邏輯關系，進而使記憶能力、學習效率大大提高[12]。思維導圖的高效性例子有很多，最為出眾的就是美國波音公司將思維導圖應用于波音747飛機的設計。若使用普通方法，設計這一大型項目要花費6年，而通過使用思維導圖，工程師僅用了6個月就完成了設計，且節省了一千萬美元[12]。迄今為止，思維導圖廣泛應用于教育學[11]、心理學[13]、科學[13]、數學[14]及會計學[15]領域，在組織學與胚胎學鮮有涉及。本文擬將思維導圖這種方法應用到組織學與胚胎學的實驗教學中，研究其教學效果，以找到一種新的知識記憶法，提高學生學習的效率及效果。

1 對象和方法

1.1 對象

本校2018級臨床醫學專業本科學生。臨床1班為思維導圖班(簡寫為思維班)，41人；臨床2班為傳統教學班(簡寫為傳統班)，41人。授課教師為同一人，以保證授課學時、教學進度及教學內容一致。研究資料為兩班學生的成績，包括平時成績、期中成績、期末成績和總評成績，其中平時成績由出勤成績、實驗報告成績及顯微鏡使用成績構成。

1.2 教學設計

實驗課教學內容僅涉及組織學部分，主要過程是使用顯微鏡觀察正常人體各系統、器官、組織的實物切片，準確找到并辨認細胞、組織、器官及各種結構。傳統教學過程是先由帶教教師演示每次實驗課需要完成的實驗內容，再由學生獨立操作顯微鏡觀察并辨認實驗要求完成的內容，觀察的同時需要將實驗內容拍照，課后整理所拍照片，按照要求完成實驗報告。思維導圖教學過程在傳統教學的基礎上，增加了思維導圖訓練的過程，要求學生在課前根據對應的理論課內容手繪完成思維導圖(較為詳細，可涵蓋較多重要細節內容)，并在實驗課上與全班同學分享，由教師進行點評，課后上交教師批閱并返回學生，學期末集中上交存檔；實驗報告中除要求的內容以外，增加繪制一個思維導圖項，即利用X-mind或者Mind map軟件繪制電子版思維導圖(內容可以簡略，避免內容太多導致字小不易閱讀)，將實驗報告完成的多幅圖內容與思維導圖中的不同結構的形態學知識點一一對應，如上皮組織的思維導圖中，單層扁平上皮形態結構見圖1，單層立方上皮形態結構見圖2，以此類推。

1.3 統計學處理

2 結果

2.1 傳統班與思維班實驗前可比性分析

為檢驗兩個班是否具有可比性，將傳統班和思維班前一學期所修課程中的4門醫學基礎課包括醫學細胞生物學、醫用化學基礎、醫用物理學及醫用高等數學的成績進行分析比較。經t檢驗，思維班與傳統班相比，各門課程成績差異均無統計學意義，說明對比的兩個班具有可比性(表1)。

表1 傳統班與思維班實驗前成績比較

2.2 思維班與傳統班實驗后成績分析

比較思維班與傳統班實驗后的成績。與傳統班相比，思維班的平時、期中、期末及總評成績均有提高，經t檢驗，除平時成績以外，其他三類成績的差異均有統計學意義(P<0.05或P<0.01)，期中成績提高9.88分，期末成績提高8.19分，總評成績提高6.27分(表2)。

表2 思維班與傳統班實驗后成績比較

2.3 各類成績相關性分析

為了解各類成績的相互關聯程度，將全部學生的成績按類別進行線性相關分析。總評成績與其余三類成績均呈正相關關系，與期中成績的相關性最大，期末成績次之，平時成績最弱(表3)。

表3 平時成績、期中成績、期末成績、總評成績的相關性分析

2.4 思維班與傳統班按性別分層的成績分析

按性別進行分層，比較思維班與傳統班的各類成績。對男生而言，與傳統班相比，思維班的平時、期中、期末及總評成績均有提高，經t檢驗，四類成績的差異均有統計學意義，平時成績提高2.09分，期中成績提高15.77分，期末成績提高9.74分，總評成績提高9.32分；而對女生而言，與傳統班相比，思維班除平時成績以外，期中、期末及總評成績均有提高，經t檢驗，平時、期末、總評成績的差異有統計學意義，平時成績降低1.75分，期末成績提高7.81分，總評成績提高4.13分(表4)。

表4 實驗后傳統班與思維班不同性別成績比較

2.5 卷面成績的影響因素分析

為了解卷面成績是否與學生性別及思維導圖這兩個因素相關，將兩個班的期中、期末卷面成績進行兩因素方差分析(表5和表6)。校正模型是對所用方差分析模型的檢驗，假設模型中所有影響因素均無作用，即性別、思維導圖、兩者的交互作用均對卷面成績皆無影響，從表5、6可看出，該檢驗的P<0.05，說明所用的模型有統計學意義；分別對性別、思維導圖的主效應進行檢驗，可見兩者均有統計學意義(P<0.05)，即在控制性別的前提下，思維導圖對卷面成績有顯著影響；對性別和思維導圖的交互作用進行檢驗，發現二者不存在交互作用(P>0.05)(圖1和圖2)。

圖1 思維導圖與學生性別對期中卷面成績的影響交互作用

圖2 思維導圖與學生性別對期末卷面成績的影響交互作用

表5 期中卷面成績的兩因素方差分析模型

3 討論

3.1 授課教師對教學效果的影響

蔡佩玲[16]等發現授課教師對教學效果會有影響，班級不同且授課教師也不同，會使得不同班級之間的成績出現顯著性差異；若不同班級有多位授課教師，教學內容實施分段教學，即同一時間段、統一教學內容由同一位教師完成，不同班級之間的成績亦無差異。因而為保證思維導圖的教學效果具有可比性，在教學安排上要做到后者。本研究實施的是兩個班的授課教師為同一人，以保證授課學時、教學進度及教學內容一致。

3.2 傳統班與思維班實驗后成績差異性分析

與傳統班相比，思維班的平時成績無顯著性差異。蔡佩玲[7]等提出平時成績評定以主觀感受為主，參照蔡佩玲[16]等擬定的平時成績客觀評定標準，本研究亦制定了平時成績中各類型的成績評定標準，使得平時成績更客觀化。從平時成績的各組成進行分類比較來看，思維班的出勤、顯微鏡使用和實驗報告這三類成績與傳統班相比均無顯著性差異。出勤、顯微鏡使用的考核標準中并未涉及思維導圖部分，這兩類成績沒差異與預期一致。實驗報告中引入了思維導圖軟件作圖，預期成績應該是思維班成績顯著高于傳統班，實際是思維班成績還略低于傳統班，與預期有差異，分析可能原因有二：①軟件繪制思維導圖占了一定分值，占實驗報告成績的5%，若完成未達要求，對應分值要扣除；②實驗報告并非終結性，學生可以根據得分來決定是否重新修改，修改次數可多次，取得分最高的記入當次實驗報告成績。

期中和期末考試作為終結性評價，能有效地反應兩種不同教學方法的教學效果。經過一學期的實驗，比較兩個班的成績。與傳統班相比，無論是期中成績還是期末成績，思維班都有顯著性提高，說明思維導圖對提高實驗成績是有效果的。以往的實際教學中，學生反映出的主要問題是太注重細枝末節，復習是簡單的條目式，而對知識條理、每章節內容的總體知識框架沒有概念，掌握得不清楚，因而出現思維邏輯較為混亂的現象。通過引入思維導圖的制作，由1個關鍵詞(如每章的題目)向外發散出多個知識點主干分支，再發散出相關知識，并運用圖像、文字、不同色彩，將抽象思維具體化。從而能更好地掌握一個學科及其各章節內容的整體框架，并充分發揮主觀能動性理解各知識點間的內在聯系進而發揮創造記憶，大大提高了學習效率，并使得主動建構自己知識體系的能力得到強化和鍛煉。這對于后續學習其他課程亦有極大的幫助，學生反映后續他們將這一方法應用于其他學科如生理學、病理學都能輕松面對。

總評成績由平時、期中和期末成績按30%、30%和40%比例得出，與傳統班相比，思維班的后兩類成績均顯著高于傳統班，故總評成績亦顯著高于傳統班，與預期一致。

3.3 各類成績的相關性分析

組織學與胚胎學實驗教學成績構成及比例為平時(30%)、期中(30%)、期末(40%)，期中及期末考試均為閉卷筆試。線性相關分析發現期中成績、期末成績與總評成績的相關系數均非常接近1，與蔡佩玲[7、16]等的結果(卷面成績與總評成績相關系數接近1)一致，說明期中、期末這兩個階段的卷面成績能更好地體現出思維導圖對提高成績起促進作用。

3.4 卷面成績的影響因素分析

蔡佩玲[7]等發現，翻轉課堂和學生性別這兩個因素之間存在交互作用，男生翻轉班成績高于傳統班，女生翻轉班成績則低于傳統班。而在課堂組織形式上增加調動女生主觀能動性的方法后可以使這二者之間的交互作用消失[16]。

為了了解影響期中、期末這兩次的卷面成績是否與學生性別、思維導圖教學模式相關，將兩個班的兩次成績分別進行兩因素方差分析。在控制性別的前提下，思維班的兩次成績均顯著高于傳統班；而性別和思維導圖的交互作用檢驗結果表明二者不存在交互作用。說明思維導圖這一教學方式無論對男生還是女生，都可以有效促進其提高學習成績。

對不同性別的學生成績進行分層分析，發現男生思維班無論平時、期中、期末還是總評成績，其平均成績均顯著高于男生傳統班；女生思維班的則是期末、總評的平均成績高于女生傳統班。這也反映出不同性別學生對新事物、新教學方法的接受程度并不同步，男生對新事物有更強烈的好奇心，愿意嘗試并能很快適應，而女生則更傾向于相對固化的方法，不太愿意接受，經

過一段時間被動接受以后又能很快適應。這從圖1和圖2中亦可看出，比較期中和期末成績，男生傳統班和思維班期中的分數跨度與期末的相差無幾，而女生的期末的分數跨度明顯大于期中。這也提示，在后續教學中，授課教師應更積極地向學生介紹并普及思維導圖這一可視化學習工具，不僅簡單易用，適合形態學科特點，也能更有效地提高學生學習成績，還能促進女生更積極主動地去嘗試、適應并體會其中的樂趣。