思维导图在组织学与胚胎学实验教学中的应用

蔡佩玲，黄 婵，叶 鹏，鄢 硕，程丽佳，张 珍

(成都大学基础医学院：1.人体解剖学与组织胚胎学教研室；2.预防医学教研室；3.中心实验室，四川 成都 610106)

组织学与胚胎学是一门形态学范畴的医学基础课程，通过显微镜观察人体正常微细结构，是重要的桥梁课程，与病理学、生理学等关系极为密切[1]。该课程教学包括理论和实验两部分，理论讲解人体微细结构，内容相对抽象，实验则利用显微镜观察切片，把抽象的结构具体化。因而实验是该课程教学的关键一环，学生必须通过理论课后的实验观察得到感性认识，再结合理论所学掌握知识点[2]。为提高实验教学效果，近年来，学者尝试了多种方法如立体教学[3]、思维导图[4]、传统绘图联合结构填图[2]、构建知识体系[5]、翻转课堂[6-8]以及PBL结合“三比法”[9]。

思维导图( Mind Mapping) 又称为心智图[10]，是19世纪60年代英国心理学家Tony Buzan提出的，通过图文并重的方法，把各级主题及隶属关系用放射性树枝状层级图连接并表现出来[11]，呈现一个顺应大脑发散性思维并容易记忆的自然表达过程[10]。思维导图有助于将功能不同的左右脑有机地结合起来，最大程度地发挥左脑抽象逻辑思维与右脑形象思维的组合功能，借助于醒目的色彩、简洁的图形、逻辑清晰的线条等手段将枯燥的文字或理论变成一些系统化、条理清晰、充满趣味的图片，有效突出知识点之间的逻辑关系，进而使记忆能力、学习效率大大提高[12]。思维导图的高效性例子有很多，最为出众的就是美国波音公司将思维导图应用于波音747飞机的设计。若使用普通方法，设计这一大型项目要花费6年，而通过使用思维导图，工程师仅用了6个月就完成了设计，且节省了一千万美元[12]。迄今为止，思维导图广泛应用于教育学[11]、心理学[13]、科学[13]、数学[14]及会计学[15]领域，在组织学与胚胎学鲜有涉及。本文拟将思维导图这种方法应用到组织学与胚胎学的实验教学中，研究其教学效果，以找到一种新的知识记忆法，提高学生学习的效率及效果。

1 对象和方法

1.1 对象

本校2018级临床医学专业本科学生。临床1班为思维导图班(简写为思维班)，41人；临床2班为传统教学班(简写为传统班)，41人。授课教师为同一人，以保证授课学时、教学进度及教学内容一致。研究资料为两班学生的成绩，包括平时成绩、期中成绩、期末成绩和总评成绩，其中平时成绩由出勤成绩、实验报告成绩及显微镜使用成绩构成。

1.2 教学设计

实验课教学内容仅涉及组织学部分，主要过程是使用显微镜观察正常人体各系统、器官、组织的实物切片，准确找到并辨认细胞、组织、器官及各种结构。传统教学过程是先由带教教师演示每次实验课需要完成的实验内容，再由学生独立操作显微镜观察并辨认实验要求完成的内容，观察的同时需要将实验内容拍照，课后整理所拍照片，按照要求完成实验报告。思维导图教学过程在传统教学的基础上，增加了思维导图训练的过程，要求学生在课前根据对应的理论课内容手绘完成思维导图(较为详细，可涵盖较多重要细节内容)，并在实验课上与全班同学分享，由教师进行点评，课后上交教师批阅并返回学生，学期末集中上交存档；实验报告中除要求的内容以外，增加绘制一个思维导图项，即利用X-mind或者Mind map软件绘制电子版思维导图(内容可以简略，避免内容太多导致字小不易阅读)，将实验报告完成的多幅图内容与思维导图中的不同结构的形态学知识点一一对应，如上皮组织的思维导图中，单层扁平上皮形态结构见图1，单层立方上皮形态结构见图2，以此类推。

1.3 统计学处理

2 结果

2.1 传统班与思维班实验前可比性分析

为检验两个班是否具有可比性，将传统班和思维班前一学期所修课程中的4门医学基础课包括医学细胞生物学、医用化学基础、医用物理学及医用高等数学的成绩进行分析比较。经t检验，思维班与传统班相比，各门课程成绩差异均无统计学意义，说明对比的两个班具有可比性(表1)。

表1 传统班与思维班实验前成绩比较

2.2 思维班与传统班实验后成绩分析

比较思维班与传统班实验后的成绩。与传统班相比，思维班的平时、期中、期末及总评成绩均有提高，经t检验，除平时成绩以外，其他三类成绩的差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)，期中成绩提高9.88分，期末成绩提高8.19分，总评成绩提高6.27分(表2)。

表2 思维班与传统班实验后成绩比较

2.3 各类成绩相关性分析

为了解各类成绩的相互关联程度，将全部学生的成绩按类别进行线性相关分析。总评成绩与其余三类成绩均呈正相关关系，与期中成绩的相关性最大，期末成绩次之，平时成绩最弱(表3)。

表3 平时成绩、期中成绩、期末成绩、总评成绩的相关性分析

2.4 思维班与传统班按性别分层的成绩分析

按性别进行分层，比较思维班与传统班的各类成绩。对男生而言，与传统班相比，思维班的平时、期中、期末及总评成绩均有提高，经t检验，四类成绩的差异均有统计学意义，平时成绩提高2.09分，期中成绩提高15.77分，期末成绩提高9.74分，总评成绩提高9.32分；而对女生而言，与传统班相比，思维班除平时成绩以外，期中、期末及总评成绩均有提高，经t检验，平时、期末、总评成绩的差异有统计学意义，平时成绩降低1.75分，期末成绩提高7.81分，总评成绩提高4.13分(表4)。

表4 实验后传统班与思维班不同性别成绩比较

2.5 卷面成绩的影响因素分析

为了解卷面成绩是否与学生性别及思维导图这两个因素相关，将两个班的期中、期末卷面成绩进行两因素方差分析(表5和表6)。校正模型是对所用方差分析模型的检验，假设模型中所有影响因素均无作用，即性别、思维导图、两者的交互作用均对卷面成绩皆无影响，从表5、6可看出，该检验的P<0.05，说明所用的模型有统计学意义；分别对性别、思维导图的主效应进行检验，可见两者均有统计学意义(P<0.05)，即在控制性别的前提下，思维导图对卷面成绩有显著影响；对性别和思维导图的交互作用进行检验，发现二者不存在交互作用(P>0.05)(图1和图2)。

图1 思维导图与学生性别对期中卷面成绩的影响交互作用

图2 思维导图与学生性别对期末卷面成绩的影响交互作用

表5 期中卷面成绩的两因素方差分析模型

3 讨论

3.1 授课教师对教学效果的影响

蔡佩玲[16]等发现授课教师对教学效果会有影响，班级不同且授课教师也不同，会使得不同班级之间的成绩出现显著性差异；若不同班级有多位授课教师，教学内容实施分段教学，即同一时间段、统一教学内容由同一位教师完成，不同班级之间的成绩亦无差异。因而为保证思维导图的教学效果具有可比性，在教学安排上要做到后者。本研究实施的是两个班的授课教师为同一人，以保证授课学时、教学进度及教学内容一致。

3.2 传统班与思维班实验后成绩差异性分析

与传统班相比，思维班的平时成绩无显著性差异。蔡佩玲[7]等提出平时成绩评定以主观感受为主，参照蔡佩玲[16]等拟定的平时成绩客观评定标准，本研究亦制定了平时成绩中各类型的成绩评定标准，使得平时成绩更客观化。从平时成绩的各组成进行分类比较来看，思维班的出勤、显微镜使用和实验报告这三类成绩与传统班相比均无显著性差异。出勤、显微镜使用的考核标准中并未涉及思维导图部分，这两类成绩没差异与预期一致。实验报告中引入了思维导图软件作图，预期成绩应该是思维班成绩显著高于传统班，实际是思维班成绩还略低于传统班，与预期有差异，分析可能原因有二：①软件绘制思维导图占了一定分值，占实验报告成绩的5%，若完成未达要求，对应分值要扣除；②实验报告并非终结性，学生可以根据得分来决定是否重新修改，修改次数可多次，取得分最高的记入当次实验报告成绩。

期中和期末考试作为终结性评价，能有效地反应两种不同教学方法的教学效果。经过一学期的实验，比较两个班的成绩。与传统班相比，无论是期中成绩还是期末成绩，思维班都有显著性提高，说明思维导图对提高实验成绩是有效果的。以往的实际教学中，学生反映出的主要问题是太注重细枝末节，复习是简单的条目式，而对知识条理、每章节内容的总体知识框架没有概念，掌握得不清楚，因而出现思维逻辑较为混乱的现象。通过引入思维导图的制作，由1个关键词(如每章的题目)向外发散出多个知识点主干分支，再发散出相关知识，并运用图像、文字、不同色彩，将抽象思维具体化。从而能更好地掌握一个学科及其各章节内容的整体框架，并充分发挥主观能动性理解各知识点间的内在联系进而发挥创造记忆，大大提高了学习效率，并使得主动建构自己知识体系的能力得到强化和锻炼。这对于后续学习其他课程亦有极大的帮助，学生反映后续他们将这一方法应用于其他学科如生理学、病理学都能轻松面对。

总评成绩由平时、期中和期末成绩按30%、30%和40%比例得出，与传统班相比，思维班的后两类成绩均显著高于传统班，故总评成绩亦显著高于传统班，与预期一致。

3.3 各类成绩的相关性分析

组织学与胚胎学实验教学成绩构成及比例为平时(30%)、期中(30%)、期末(40%)，期中及期末考试均为闭卷笔试。线性相关分析发现期中成绩、期末成绩与总评成绩的相关系数均非常接近1，与蔡佩玲[7、16]等的结果(卷面成绩与总评成绩相关系数接近1)一致，说明期中、期末这两个阶段的卷面成绩能更好地体现出思维导图对提高成绩起促进作用。

3.4 卷面成绩的影响因素分析

蔡佩玲[7]等发现，翻转课堂和学生性别这两个因素之间存在交互作用，男生翻转班成绩高于传统班，女生翻转班成绩则低于传统班。而在课堂组织形式上增加调动女生主观能动性的方法后可以使这二者之间的交互作用消失[16]。

为了了解影响期中、期末这两次的卷面成绩是否与学生性别、思维导图教学模式相关，将两个班的两次成绩分别进行两因素方差分析。在控制性别的前提下，思维班的两次成绩均显著高于传统班；而性别和思维导图的交互作用检验结果表明二者不存在交互作用。说明思维导图这一教学方式无论对男生还是女生，都可以有效促进其提高学习成绩。

对不同性别的学生成绩进行分层分析，发现男生思维班无论平时、期中、期末还是总评成绩，其平均成绩均显著高于男生传统班；女生思维班的则是期末、总评的平均成绩高于女生传统班。这也反映出不同性别学生对新事物、新教学方法的接受程度并不同步，男生对新事物有更强烈的好奇心，愿意尝试并能很快适应，而女生则更倾向于相对固化的方法，不太愿意接受，经

过一段时间被动接受以后又能很快适应。这从图1和图2中亦可看出，比较期中和期末成绩，男生传统班和思维班期中的分数跨度与期末的相差无几，而女生的期末的分数跨度明显大于期中。这也提示，在后续教学中，授课教师应更积极地向学生介绍并普及思维导图这一可视化学习工具，不仅简单易用，适合形态学科特点，也能更有效地提高学生学习成绩，还能促进女生更积极主动地去尝试、适应并体会其中的乐趣。