思维导图引入病原生物学综合性设计性实验教学的探讨

孙剑刚 邓毛子 朱薿 王龙 包永芬

摘  要：开展病原生物学综合性设计性实验教学有利于学生综合素质的提升，将思维导图引入病原生物学综合性设计性实验教学中，不但更新了教学方法，还促进了学生的自主学习能力、综合应用能力及创新思维的培养，并实现“以学生为中心”的教学理念。但是，只有在实践中根据教学实际需要合理、适当地应用思维导图辅助教学，才能实现教学效果的提升。

关键词：思维导图  病原生物学  综合性设计性实验  教学

中图分类号：G423                              文献标识码：A                    文章编号：1674-098X（2020）11（c）-0192-04

Discussion on Introducing the Mind Map into the Comprehensive Design Experiment Teaching of Pathogenic Biology

SUN Jiangang  DENG Maozi  ZHU Ni  WANG Long  BAO Yongfen

（College of Basic Medical， Hubei University of Science and Technology， Xianning， Hubei Province， 437100 China）

Abstract： The comprehensive design experiment teaching of pathogenic biology is beneficial to the improvement of students' comprehensive quality. Introducing the mind map into the comprehensive design experiment teaching of pathogenic biology not only updates the teaching methods， but also promotes the cultivation of students' independent learning ability， comprehensive application ability and innovative thinking，to implement the "student-centered" teaching concept. However， only in practice according to the actual needs of teaching， the use of mind map to assist teaching can achieve the improvement of teaching effect.

Key Words： Mind map; Pathogenic biology; Comprehensive design experiment; Teaching

病原生物学是临床医学、预防医学等专业的一门重要的基础课程和桥梁课程。而实验教学是本课程的重要教学环节、手段和载体，涉及到规范的操作、复杂的机制以及严密的逻辑。在新形势下，高等教育培养的是高素质综合型创新型人才，因此在课程教学中要注重学生综合素质的提升，为此各高校紛纷开展实验教学改革，在传统印证性实验的基础上，推出综合性设计实性验项目以提升实验教学质量。思维导图作为一种可视化的辅助学习工具，在医学教育领域的应用已日益广泛和成熟，但多见于理论教学方面，而应用于实验教学方面的研究少见。笔者所在的病原生物学教学团队对病原生物学实验教学进行改革，利用思维导图的自身特点，尝试将思维导图引入病原生物学综合性设计性实验教学中辅助教学，总结其优势及存在的问题并提出建议，以期探索以“学生为中心”的高效、合理的实验教学新模式。

1  综合性设计性实验特点

综合性设计性实验的特点在于实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关的其他学科知识，在给定实验目的、要求和实验条件的前提下，由学生自行设计实验方案并加以实现[1]。此类实验的教学效果，往往会因为学生的自主学习态度、探究意识 、创新能力、实际应用能力以及实验教学手段等因素而受到明显影响。

2  思维导图的含义

20世纪60年代英国著名心理学家、教育家 Tony Buzan 创立了一种可辅助思考和学习的信息化、可视化学习工具，即思维导图（也称心智图）。它以语言文字、图像、色彩等元素为基础，模拟人类发散性思维，将各类知识元素按其内在关联构建起一个可视化的知识关系图[2]。在学习过程中，思维导图作为一种组织性思维工具，能将枯燥、繁杂的知识点转化为便于理解和记忆的脉络图，学习者不仅可实行对学习内容的掌握、理解和记忆，还可在不断思索、答疑解惑过程中激发学习潜能，促进主动求知和思考，培养学习者的思维能力、创新意识以及解决实际问题能力[3]。

3  思维导图在病原生物学综合性设计性实验教学中的应用

病原生物学综合性设计性实验通常是以实验小组为单位开展的协作式探究学习过程， 将思维导图引入其中进行教学，可以帮助完成实验的设计、运行及分析，并培养学生的自主学习能力、实际应用能力及创新思维能，合理应用思维导图并贯穿于实验教学全程，在综合性设计性实验教学中具有独特的优势。以临床医学本科专业学生开展的综合性设计性实验项目“临床脓汁标本中金黄色葡萄球菌（金葡菌）的分离与初步鉴定”为例，实验教学过程可按照课前准备、课堂实施、评价与反馈三个部分进行。

3.1 课前实验教学设计中的应用

该综合性设计性实验项目是在实验课开展过程中结合实际病例引入临床微生物学检查方法，运用细菌染色、细菌接种、生化反应、免疫反应、药物敏感试验等各种常用的实验技能操作，穿插实验原理、步骤、结果判断与分析。该系统性实验贯穿了8学时实验课的内容，实验设计环环相扣，由实验小组同学自己设计实验方案，并最终通过实践对脓汁标本中是否存在金葡菌做出初步鉴定。

在学期初，由授课教师提前向学生布置综合性设计性实验学习任务并体出具体学习要求，实验小组由6～8名学生自由组合而成，实验课小组成员通过网络 、图书馆等资源收集金葡菌鉴定的相关资料。首先，各成员利用思维导图以实验名称为中心主题完成个人的实验设计，方案中包括实验的、要求、材料、注意事项、方法、结果判定及预期结果等内容，众多知识点可通过思维导图形式围绕中心主题有序展开。再经过小组讨论优化实验设计方案，提炼出本组的实验方案。在实验方案的设计过程中，需要学生认真、主动收集整理资料、探索实验原理和方法，有效地激发了学生的求知欲望;借助思维导图的构建实验过程，让学生面对问题从不同角度进行思考，寻找解决问题的最佳途径，培养了学生思维的深度和灵活性，充分启迪学生的发散思维及解决实际问题能力。

3.2 课堂教学中的应用

实验课上，各组利用思维导图通过PPT进行实验方案的汇报展示，再由其他实验组针对方案的各个环节提出补充修改意并进行讨论，最后由带教老师给予合理化建议，与学生商讨后确定最佳实验方案。

实验操作阶段，教师的作用是巡视及处理实验室突发事件，通常不直接介入学生实验，仅在必要时候给予引导。在实验中遇到的问题时，原则上由学生自行思考或商议解决，有必要可结合思维导图对实验的方法、流程、结果等内容进行修订。例如发现培养的金葡菌可疑菌落比预期的少，会促使学生思考准备的菌种及分离培养操作是否存在问题？实验设计是否考虑周全？如何利用思维导图修订实验方案？在此过程中能够发散学生自身思维，思索出一些创新的方式或想法来解决相关问题，并借助思维导图进一步理解各知识点间的内在联系，在实验操作中能够得到启发并使自身思维能力有所提升，同时也训练和强化了学生的实验技能及团队协作精神。

实验结果总结阶段，各实验组通过整理原始实验数据并结合思维导图分析实验结果并撰写实验报告，学生在思维导图的引导下，进行思索、讨论、归纳和总结，最终实验者的思路、结果及结论可借助思维导图在实验报告中清晰地展示，此过程中，学生对实验教学的内容、整体逻辑关系有了全新的认识，并对关键步骤及重难点问题及进行专门探讨，在一个完整的知识体系中实现教学内容的融会贯通，能有效提高实验教学效果。

3.3 评价与反馈中的应用

在传统的课程终结性评价中，通常重结果而轻过程，重分数而轻能力。但在引入了思维导图的综合性设计性实验教学中，可实现教学过程中动态、客观地评价学生学习状况，并做到及时反馈。由于思维导图是学生在自主学习过程中所构建的知识体系，可直观地表达学生对知识的理解和掌握程度，因此思维导图可以视为不同教学阶段的评价工具[4]，可以实现学生自评、小组互评、师生互评。而在具体实施过程中，无论是方案设计、实验操作还是总结，都能凸显对学生各项能力（态度、技能、创新、协作）的评价。而教师也能对学生的现实学习状况进行客观评估和实时反馈，并采取针对性的调整措施。

4  总结与思考

4.1 思维导图应用于综合性设计性实验教学中的优势

（1）提升学生学习兴趣，促进自主学习：学生在思维导图的制作过程中，可依据个人的学习实际构建完整的知识结构体系，便于知识理解记忆和激发想像力，减轻课程学习的负担，从而提升学习兴趣和增强自信心。另外，思维导图的制作还有助于提升学生综合应用能力，实现从知识体系到知识技能，再到学习能力的转变，让学生们实现真正的自主学习。

（2）培养学生的发散思维和创新思维：思维导图通过多种形式将关键信息进行关联接并实现融会贯通，帮助启发学生的思维。学生在实验的设计与实施过程中，独立制作并完善思维导图，其想像力和创造力被激发，并将基础理论知识与实际应用相结合，打破了思维定式，扩展发散思维和激发创新能力。

（3）帮助构建完整的知识体系：思维导图的优势在于能将零散的知识进行关联、融会及发散，所以最终能帮助学生将繁杂且容易混淆的病原生物学知识点构建为层次分明、条理清晰的系统化知识网络[5]，学生在此框架下进行记忆链接并深入思考，最终建立完整的知识体系。

（4）提升实验教学效果：借助思维导图能使教師清晰地把握教学重点及各教学节点，掌控教学进程，并能增强师生间互动反馈，有助于活跃课堂氛围，是一种有效的以“ 学生为主体”教学方法，思维导图还能帮助学生梳理抽象复杂的知识并加强学生对整体知识体系的把握，有效提升实验教学效果[6]。

4.2 问题与建议

本质上思维导图是一种教学方法或工具，并不能取代教学的主体及实质的教学内容，将其运用于综合性设计性实验教学中还需考虑下列因素：

（1）教师因素：教师是教学中的引导者和参与者，需要把握教学方案的整体设计与实施，如思维导图制作技巧、教学内容与思维导图的嵌合、教学过程互动与反馈、教学效果评价等，教师不但需要掌握思维导图的制作技巧，更应具有较深的学科造诣及丰富教学经验，以保证实验教学过程中能正确引导和适时介入处理。

（2）学生因素：学生是学习的主体，思维导图的教学效果受到学生学习习惯和信念的影响，由于综合性设计性实验耗时长且要求高，对学生而言，良好的学习态度、充足的学习时间、扎实的学科知识基础是完成综合性设计性实验的关键，所以必须发挥学习的主动性，克服消极、抵触及畏难情绪，积极思索与创新，更应提倡学生之间的积极交流与团队协作精神。

（3）思维导图与教学内容关系： 开展综合性设计性实验教学的根本目的在于培养和锻炼学生的自主学习能力、实际应用能力及创新思维[7]，而病原生物学实验又具有极强的专业性、规范性及应用性，所以教学内容的设计与实施是关键，思维导图应用于综合性设计性实验教学并非简单制作出所谓思维导图即可，而是需要根据教学目的和内容来逐步构建，并借助思维导图实现自主学习，并且还应注重学生实际应用能力的培训。所以思维导图应该根据不同的教学对象、教学内容、教学条件实施于教学中，并结合其他教学方法进行综合应用。

（4）评价方式：综合性设计性实验由于其复杂性、连续性、实用性等特点，故不建议用采用片面的终结性评价，而是要重视学习过程的考核评价，如实验设计、实验准备、实验操作、操作规范、交流协作、综合分析及实验报告的撰写等各个环节进行多元化评价[8]，做到形成性评价与终结性评价相结合。

5  结语

综合性设计实验的开设有利于学生综合能力的培养，将思维导图应用于病原生物学综合性设计性实验教学中有其自身的特点和优势，即能丰富教学方法，还能培养学生的自主学习能力、创新思维以及探究精神等综合素质。但是，只有在实践中根据教学的实际需要合理、适当地应用思维导图辅助实验教学，才能实现最佳的教学效果。

参考文献

[1] 张会明，史蕾.综合性、设计性实验的改革与探索——以滨州学院为例[J].山东化工，2016，45（13）：173-174.

[2] 李一帆，张志刚.Thinking Map与Mind Map的基本概念及在人体解剖学教学中的应用[J].解剖学杂志，2018，41（6）：735-737.

[3] 徐维祯，王燕，庄敏，等.思维导图引入医学微生物学教学的设计和思考[J].卫生职业教育，2020，38（2）：69-70.

[4] 闫勇，张丽红，刘靖靖，等.思维导图在微生物学教学中的应用实践[J].微生物学通报，2020，47（4）：1019-1025.

[5] 熊宇，许波，向国春.口腔课程教学中思维导图与非口腔专业医学生自主学习能力的培养[J].重慶医学，2016，45（7）：997-998，1005.

[6] 刘玉.助产专业《病原生物学与免疫学》的教学体会[J].中国继续医学教育，2019，11（28）：66-68.

[7] 宋银宏，韩莉，周永芹，等.凸显创新能力培养的免疫学实验教学体系的探索[J].生命的化学，2020，40（2）：305-308.

[8] 魏建宏，罗琳.微生物学综合性设计实验教学中存在的问题与探索[J].微生物学通报，2017，44（1）：225-231.