思维导图在生命科学研究中的应用

王超 侍福梅

摘要： 随着科学技术的发展，生命科学与各学科之间的交叉渗透越来越多，生命科学研究者所面对的信息和资料也越来越庞杂。思维导图作为一种表达发散性思维的有效图形思维工具，可以帮助科研工作者高效地管理资料、日程安排、快速整理思路撰写论文等。结合生命科学的特点及未来发展的趋势，综述了思维导图在生物科研中的应用，以期为科研工作者使用思维导图软件管理科研资料提供帮助。

关键词：思维导图;生命科学;信息管理

中图分类号：Q-0               文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2020）10-0015-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.10.003             开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： With the development of science and technology， there are increasing number of infiltration and mergence between life science and other scientific branches， and the information and data that life science researchers are facing with are becoming more and more complicated. As a graphics thinking tool that expressing divergent thinking， mind mapping can help life science researchers to manage data and information effectively， arrange schedules and quickly organize thoughts to write papers， etc. Here combing with the characteristics and the trend of future development of life science， we summarize the application of mind mapping in life science research， aiming to offer help for life science researchers to use mind mapping software to manage scientific data and information.

Key words： mind mapping; life science; information management

1  思維导图概述

思维导图（Mind map）是表达发散性思维的有效图形思维工具。思维导图最初是由英国心理学家东尼·博赞在20世纪70年代逐步形成的概念[1]。《启动大脑》（Use Your Head）一书的出版首次正式公开将思维导图介绍给读者，随后思维导图在全世界推广开来。在大学时代，东尼·博赞遇到了整理笔记、记忆知识以及写作思路整理方面的困难。在试图解决这些问题的过程中，他开始研究心理学、神经语言学、记忆和助记法感知理论、创造性思维等学科，并在研究中发现人类思考的方式与脑神经的结构的类似性。在人类思考的过程中，大脑中的信息，如某个词、数字、图像、音符等，都可以以一定的方式放射性地和一个中心连接[2]，即从一个中心可以发散出多种联想，而每个由中心发散出的联想又可以作为新的中心发散出新的联想，每个联想作为一个节点共同组成一个整体的网络。思维导图通过模仿脑神经的生理结构和人的思维模式，并使用文字符号图像等综合以画面的形式呈现人的思维过程，将生理和心理统一于图画中，使得记忆十分轻松，快捷且持久。思维导图模糊了图像和文字的界限，某种程度上统一了多年以来关于看图还是阅读文字的矛盾[3-5]。目前，思维导图主要作为一种信息管理的工具帮助人们将复杂的原始信息整理出简单清晰的思路和框架。

目前，思维导图被广泛地应用于教育领域和商业领域。韩国、德国、新加坡、美国、日本等国的教育机构都开展了对其的研究[6]。英国甚至已经把其作为中小学的必修课程。在商业领域，思维导图对信息的管理也可以帮助决策者更清晰地了解整体利益和局部利益的关系，是营销策划师培训员工的重要部分。随着生命科学的发展，与其他学科之间的渗透交叉以及试验操作的复杂性都对生命科学研究者提出了更高的要求，思维导图在教学和商业领域的成功模式给生命科学研究人员提供了很好的方法，可以系统且高效地管理科研中的规划安排与各种资料[7]。

2  生命科学研究的特点及其未来的趋势

生命科学研究的特点包括两方面，一是需要多学科知识的交叉。随着生命科学研究范围的深入和不断扩大，相关学科之间的交叉和互相渗透变成了未来生命科学研究的重要特点。不论是物理、化学、数学、地质学、天文学和医学等基础学科，还是计算机科学、认知科学和生物控制论等新兴学科，都广泛地与生命科学相互渗透，在促进了生命科学发展的同时也扩展了其他学科的研究范围[8，9]。二是涉及到的技术手段较为多样且复杂。随着计算机科学和物理学的发展，生命科学研究的试验设备也发生了较大的变化。如观察微观生命形态结构的显微镜，随着相关学科的进步，从传统的光学显微镜到放射自显影再到荧光显微镜和激光共聚焦显微镜，从晶体衍射到后来的全息影像不断提高观察的精度，使研究者可以在更微观的水平观察生命现象[10]。

随着计算机科学的飞速发展，互联网改变了传统的生物学收集资料的方式。在知识爆炸的时代，信息的收集已经不是最主要的困难，而将获取到的信息整理、归类以及在使用的时候快速查询变得更为重要。与此同时随着科学技术的发展，不同学科之间的交叉融合变得更频繁，需要生命科学研究从业者对相关学科知识有一定的了解。生命科学在未来的发展趋势主要是系统化、规模化、数字化。因此，为了应对这些变化，生命科学从业者可以从使用思维导图开始将思路以可见的方式呈现出来，这样不但可以将自己的思路和电脑中的文献数据对接，同时在与其他同行分享的时候也比较直观和方便[11]。

3  思维导图在生命科学研究中的应用探究

3.1  对科研项目的整体规划和推进

使用思维导图的方法整理科研数据，可以把查找文献、分类整理、阅读文献并撰写标注和笔记、科研数据的记录和整理、撰写报告或论文、演讲交流等分离的步骤统一在一张图中（图1），这样的视觉呈现有利于整体思路的把握，将科研过程中的不同阶段呈现出来，从而提高各步骤的相互关联和整体完成的效率。将传统方法中孤立的文件夹和资料用附件或超链接的形式与思维导图连接起来，从而实现打开电脑后不是处理单一的文件，而是打开思维导图后，以整体的思维由附件或超链接的形式打开单个文件，使每一个过程更系统，可以避免很多不必要的错误。此外，不同的思维导图软件还提供了不同的附属功能，如待办事项功能，即让软件用户可以用不同级别来标记待办事项的办理顺序，以及标记一个事件的完成度，可以将日常的试验计划融入到思维导图中。

3.2  快速整理文献

在生命科学科研的过程中资料整理大致有几个步骤：查找文献、分类整理、阅读文献并撰写标注和笔记[12]、科研数据的记录与整理、撰写报告或论文和演讲交流。这些过程都互相关联，但是在使用传统方法的时候都是分别存放在电脑的文件夹中或是打印出来，很难在整体上把握全局并且不能快速理清思路（图2）。

当前，主流的文献管理方式都是直接使用Endnote、Zotero和Noteexpress等文献管理软件进行管理与分类，但是对整体的思路没有图像视觉的呈现，很难在整体上把握文献之间除了标题、作者和年代等基本信息之外的关联。对科研背景的调查和对文献的阅读笔记的整理分类不能做到很好地展现效果。根据思路使用思维导图将试验的研究背景分成不同的类别，如将植物微管相关的文献归为一类，具体的关于基本结构、动态组装和微管列阵的文献分别以附件（或超链接）的形式添加在节点的背后，并且可以将笔记与心得以备注的形式添加在附件的后邊（图3）。此外，有些思维导图软件如Docear，还可以把一些文献管理软件（如Endnote）的功能整合进来，在思维导图上的文献导入引文信息后直接拖拽到Word中既可以插入参考文献，将查找文献整理思路和撰写论文时的插入文献整合起来，使用十分方便 [13，14]。

4  思维导图相关软件

目前常用的思维导图软件有XMind、Mindjet、Docear、 Freemind、 ProcessOn、百度脑图和Thebrain8等（表1）。侧重应用于本地管理的有XMind、Mindjet、Freemind。其中，Mindjet因其强大的功能以及操作界面与Microsoft Office相近，有利于初学者学习而被广泛使用。Mindjet还提供了移动版，用户可以在移动设备上同步浏览思维导图。这类思维导图软件可作为本地思路整理软件，配合添加附件和超链接，将整理论文的过程以思维导图的形式呈现出来。搜集文献时，Docear这类思维导图软件可以将不同类别的文献使用思维导图归类并整理阅读笔记，同时在写作时可以将参考文献进行插入直接拖动到Microsoft Word中，比较方便。侧重在线分享的软件有ProcessOn和百度脑图等，这类软件可以将导图方便地分享给他人，适合对某一具体问题整理思路并分享。最后，Thebrain8是模拟大脑联想的方式，以动态思维导图的形式将信息呈现，适合长期整理思路记录灵感使用。

5  展望

5.1  思维导图可以帮助生命科学研究者更加系统地整理资料

随着生命科学研究领域技术的进步，生命科学研究者可以获得更全面且真实反映生命本质的数据思维导图，具有将思维视觉化，将文字图片化等特点，可以满足研究人员的个人数据整理以及与他人沟通交流。因此，思维导图可以帮助研究者将人脑中的思维和电脑中的数据进行整合，以帮助生命科学更快速地发展。

5.2  思维导图可以使学术交流变得更快速有效

随着更多的生物科研从业者使用思维导图整理自己的试验数据和科研论文，科研工作者之间的交流不再局限于电子邮件发送数据及论文，演讲PPT，而是使用自己制作的思维导图导出后发送给对方，或者使用在线思维导图软件直接与对方交流，从而使学术交流从线性的论文或PPT变成思维导图，将思维的碰撞视觉化，使学术交流更有效率。

此外，通过观察对方思维导图的画法，还可以了解对方的思维模式，因此，科研学术交流的深度被大大提升，从而在思维方式这一水平上将科研人员整合在一起，对生命科学的探索将更进一步。

参考文献：

[1] BUZAN T， BUZAN B. The mind map book： How to use radiant thinking to maximize your brain's untapped potential [M].  London：Penguin Book Ltd.， 1996.

[2] BRINKMANN A. Graphical knowledge display-mind mapping and concept mapping as efficient tools in mathematics education[J]. Mathematics education review， 2003， 16： 35-48.

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[14] BEEL J， LANGER S， GENZMEHR M， et al. Introducing Docear's research paper recommender system[A].Proceedings of the 13th ACM/IEEE-CS joint conference on Digital libraries[C].USA，New York：ACM， 2013. 459-460.