思维导图在仪器分析教学中的应用
于湛+刘丽艳+王莹+陈庆阳+苏桂田
[摘 要]仪器分析是一门知识庞杂、系统性强的化学及相关专业基础必修课。思维导图作为新型思维工具，广泛应用于创意开发、会议管理等各个方面。实践证明其也是一种十分有效的教学工具，特别是对于自主学习能力特别强的大学生来说。采用思维导图方式进行仪器分析教学不但能破除思维定式，还能把新思维与旧形式有机地结合起来，极大地提高了学生的学习效率。
[关键词]思维导图；仪器分析；教学应用
[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）04-0011-02
仪器分析是一门利用各种仪器的物理学方法，测量反映物质物理、化学性质的各种参数，由此判断其化学组成、元素含量以及化学结构的集成科学。随着科技的发展，分析仪器的不断更新进步与仪器分析方法的不断创新，仪器分析在国计民生的各个领域中所处的地位也日趋重要。在高等教育阶段，仪器分析是化学、化工、药学等专业大学生必修的专业基础课之一。
仪器分析作为一门知识结构庞杂、知识点多且不便于理解记忆的专业基础课，在教学上存在许多难以规避的教学困境。旧思维模式教学中的“满堂灌”，对于知识的传授与学习兴趣的提高都没有明显的效果，因此需要一种新的教学方法。
“思维导图”是由英国“记忆之父”东尼·博赞（Tony Buzan）发明的思维工具。思维导图又称为心智图，是一种有效的图形化工具，主要用来表达发散性思维。图文并重是思维导图的一个重要特点，依此可以把不同级别主题间的相互隶属关系用相关层级图表现出来，将主题词与图像、颜色等因素建立记忆链接，充分运用左右脑的技能，利用记忆、阅读、思维规律，协助人们在科学与艺术、逻辑与想象之间平衡发展。[1]
一、仪器分析在教学中面临的问题
仪器分析作为一门分析工具学科，主要与药物学、医学、生物学、土壤学等相关学科结合使用，因此更注重于对其分析方法原理与分析仪器原理的教学。但长期以来，仪器分析的教学效果并不理想，学生并不能把仪器原理与所学理论相结合。在仪器分析教学中主要存在如下问题：首先，学生的化学基础各不相同。分析化学是仪器分析的基础，对于分析化学基础较差的学生来说，接受仪器分析的知识可能会显得较为困难；随着课程难度的增加，其与基础好的学生的差距也会越拉越大，更失去了学习的兴趣。其次，仪器分析是一门知识庞杂的学科，它包含分析化学、大学物理、计算机等知识，既需要了解其检测原理，会对数据进行分析处理，又需要知道分析仪器的原理并且学会使用。但是仪器分析的教学学时相对较少，教师不能把全部的知识在规定教学时间内传授给学生。再次，上课过程中，大多数教师选择使用幻灯片进行教学，虽然达到了吸引学生注意力的目的，但学生记录的速度往往赶不上幻灯片播放的速度，这使得大多数学生只是盲目记笔记而忽略了教师的讲解。此外，传统的教学方法注重讲授，教学手段单一，学生学习热情不足，当学生失去学习兴趣后容易对该门课程产生厌倦与抵触心理。此外，讲授式教学在实践中往往偏重理论知识内容而缺乏对概念、定理的实验验证，这也导致概念苍白，晦涩难懂，难以理解。上述问题均导致了仪器分析教学效果不理想，因此急需融入新的教学元素来改变其存在的问题。
二、思维导图的功能与绘制方法
思维导图作为一种革命性的学习工具，它的核心思想就是把形象思维与抽象思维很好地结合起来，让左右脑同时运作，将思维痕迹在纸上用图画和线条构成发散性的图形。它可以极大地提高智力技能与智慧水准，并且在全世界范围内已经得到了广泛认可。澳大利亚、新西兰等国家的部分学校已经将思维导图设为必修课。[2]将思维导图融入仪器分析教学中可以提高学生的学习兴趣，让学生积极思考，还能在绘制思维导图过程中找到知识关联性，从而加深记忆，提高学习效率。
思维导图的绘制简单易学。绘制时，首先要将主题画在纸的中央，并用关键词和图像表示；其次要考虑次主题，即上一层主题下的延伸；在次主题之后，罗列更为细致的要点，并且把每个要点与最相关的次主题连接起来。[2]在绘制导图时要尽可能用图像表示每一个关键词，且不同的层级可以用不同的颜色来表达。以仪器分析教材中色谱分析法的思维导图（图1）为例，其主要核心关键词为色谱分析法，由色谱分析法可以引出次主题，如色谱分析法的分类、塔板理论、基本术语等知识点，由次主题还可以向下延伸到相关知识点，直到把色谱分析法的知识点都建立起关系为止。思维导图绘制方法主要有三种，其中最常用的是白纸与彩色笔的结合，这种方法实施起来比较容易；也可以用电脑软件进行绘制，如常用的MindManager、XMind等；手机中思维导图相关的APP也是一种绘制选择，其具有便于记录与修改等特点。在绘制思维导图的过程中，会涉及如何快速阅读和整理信息，通过整理和绘制思维导图的关键词和核心内容以及它们之间的联系，可以更好地帮助学生加强对所学知识的理解，实现学习的意义。[4]
三、思维导图在仪器分析教学中的应用
（一）课前应用，抓住重、难点
儀器分析这门课程涉及的内容与章节较多，不仅每一章是一个独立的知识单元，而且每一章的内容以及信息量都很大。教师在进行每章讲解之前都应该绘制一幅思维导图，这样既可以预习教学内容，教学重点及难点，又能够前瞻性地预定教学效果。此外，借助思维导图还能使教案变得更有弹性、容易修改和更新，教案的篇幅也会大幅度减小。在制作课件过程中运用思维导图，不仅能使幻灯片继续保持其简洁明了、图文并茂的优点，还能克服其整体性较差、重点与难点不够突出的缺点，也解决了学生上课只记笔记不思考的教学弊端。[3]
（二）课堂应用，提高学习效率
传统的仪器分析教学以教师讲授为主体，学生基本处于被动接受课程信息的地位。如果将思维导图引入仪器分析教学中，可大大增加课程的趣味性以及学生学习的主动性与积极参与性。[5]其不但能够充分发挥思维导图在课堂教学中的优势，而且对仪器分析课堂教学质量的提高有很大帮助。采用思维导图方式能让学生更直观地了解到本学期或者本章所学的知识，使其对知识整体有所掌握，这样便不会排斥和恐惧未接触过的知识，能大大增加学生的学习信心。部分学生就算课堂上学会了，也往往会出现学了就忘的现象，教学效果不理想。而利用思维导图方式进行课堂教学，则能使整个教学过程变得更加系统、科学、有效。首先它能帮助师生形成整体概念，在头脑中构建出全景图，进一步加强师生对所学和所教内容的整体把握。其次，思维导图可以帮助师生掌握正确有效的学习方法以及学习策略，使其更快、更有效地进行学习，从而促进教学效率的提升和质量的提高。还在某种程度上缓解了“内容多、学时少”的教学弊端。[3][4]
（三）课后应用，加强记忆效果
仪器分析是一门知识容量较大，需要课后及时复习与巩固的课程。传统死记硬背的复习方式不利于对知识点的归纳与记忆，常常还会造成知识的混淆，产生反效果。而采用思维导图方式进行复习能大大提高复习效率，使学生对所学知识印象更为深刻，记忆时间更长久。课后，学生应该根据所学知识自己绘制思维导图，绘制过程也是对所学知识的回顾、整理、联想的过程。教师要对学生所做的思维导图进行反馈，查看学生对所学内容的掌握情况，及时纠正思维导图中的错误。[6]学生应对教师反馈的错误进行修正，再进一步强化薄弱的知识点，并将这些思维导图与课堂上教师所呈现的思维导图进行对比，找出其中差别，然后再进一步做整理和修正，加强对未掌握的知识的记忆。[7]这种教师与学生课后之间的互动能大大提高学生对仪器分析知识的掌握水平。
三、结语
思维导图作为新型思维工具，广泛应用于创意开发、会议管理等各个方面。实践证明其也是一种十分有效的教学工具，特别是对于自主学习能力特别强的大学生来说。采用思维导图方式进行仪器分析教学不但能破除思维定式，还能把新思维与旧形式有机地结合起来，极大地提高了学生的学习效率，使学习更加轻松。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 东尼·博赞.思维导图大脑使用说明书[M].北京：外语教学与研究出版社，2005.
[2] 惠岑怿，周宜君，王文蜀，等.浅析思维导图在高校有机化学实验教学中的应用[J].实验室研究与探索，2013（3）：153-157.
[3] 杜金会，张娜，徐筠，等.将思维导图引入大学化学课程课堂教学的探索与实践[J].军事交通学院学报，2014（2）：73-77.
[4] 王华琴.思维导图在分析化学有关PH计算教学中的运用 [J].广西教育学院学报，2014（2）：134-136.
[5] 賈佩云，张志民，周志强，等.思维导图在无机及分析化学教学中的应用研究 [J].教育教学论坛，2012（S1）：116-117.
[6] 宋威，郑玉娟.思维导图在生物化学教学实践中的应用价值 [J].教育教学论坛，2014（28）：258-259.
[7] 祝世发，王新兵.“思维导图”在有机化学中的教学探索 [J].石河子大学学报：哲学社会科学版，2011（S1）：82-83.
[责任编辑：刘凤华]
[摘 要]仪器分析是一门知识庞杂、系统性强的化学及相关专业基础必修课。思维导图作为新型思维工具，广泛应用于创意开发、会议管理等各个方面。实践证明其也是一种十分有效的教学工具，特别是对于自主学习能力特别强的大学生来说。采用思维导图方式进行仪器分析教学不但能破除思维定式，还能把新思维与旧形式有机地结合起来，极大地提高了学生的学习效率。
[关键词]思维导图；仪器分析；教学应用
[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）04-0011-02
仪器分析是一门利用各种仪器的物理学方法，测量反映物质物理、化学性质的各种参数，由此判断其化学组成、元素含量以及化学结构的集成科学。随着科技的发展，分析仪器的不断更新进步与仪器分析方法的不断创新，仪器分析在国计民生的各个领域中所处的地位也日趋重要。在高等教育阶段，仪器分析是化学、化工、药学等专业大学生必修的专业基础课之一。
仪器分析作为一门知识结构庞杂、知识点多且不便于理解记忆的专业基础课，在教学上存在许多难以规避的教学困境。旧思维模式教学中的“满堂灌”，对于知识的传授与学习兴趣的提高都没有明显的效果，因此需要一种新的教学方法。
“思维导图”是由英国“记忆之父”东尼·博赞（Tony Buzan）发明的思维工具。思维导图又称为心智图，是一种有效的图形化工具，主要用来表达发散性思维。图文并重是思维导图的一个重要特点，依此可以把不同级别主题间的相互隶属关系用相关层级图表现出来，将主题词与图像、颜色等因素建立记忆链接，充分运用左右脑的技能，利用记忆、阅读、思维规律，协助人们在科学与艺术、逻辑与想象之间平衡发展。[1]
一、仪器分析在教学中面临的问题
仪器分析作为一门分析工具学科，主要与药物学、医学、生物学、土壤学等相关学科结合使用，因此更注重于对其分析方法原理与分析仪器原理的教学。但长期以来，仪器分析的教学效果并不理想，学生并不能把仪器原理与所学理论相结合。在仪器分析教学中主要存在如下问题：首先，学生的化学基础各不相同。分析化学是仪器分析的基础，对于分析化学基础较差的学生来说，接受仪器分析的知识可能会显得较为困难；随着课程难度的增加，其与基础好的学生的差距也会越拉越大，更失去了学习的兴趣。其次，仪器分析是一门知识庞杂的学科，它包含分析化学、大学物理、计算机等知识，既需要了解其检测原理，会对数据进行分析处理，又需要知道分析仪器的原理并且学会使用。但是仪器分析的教学学时相对较少，教师不能把全部的知识在规定教学时间内传授给学生。再次，上课过程中，大多数教师选择使用幻灯片进行教学，虽然达到了吸引学生注意力的目的，但学生记录的速度往往赶不上幻灯片播放的速度，这使得大多数学生只是盲目记笔记而忽略了教师的讲解。此外，传统的教学方法注重讲授，教学手段单一，学生学习热情不足，当学生失去学习兴趣后容易对该门课程产生厌倦与抵触心理。此外，讲授式教学在实践中往往偏重理论知识内容而缺乏对概念、定理的实验验证，这也导致概念苍白，晦涩难懂，难以理解。上述问题均导致了仪器分析教学效果不理想，因此急需融入新的教学元素来改变其存在的问题。
二、思维导图的功能与绘制方法
思维导图作为一种革命性的学习工具，它的核心思想就是把形象思维与抽象思维很好地结合起来，让左右脑同时运作，将思维痕迹在纸上用图画和线条构成发散性的图形。它可以极大地提高智力技能与智慧水准，并且在全世界范围内已经得到了广泛认可。澳大利亚、新西兰等国家的部分学校已经将思维导图设为必修课。[2]将思维导图融入仪器分析教学中可以提高学生的学习兴趣，让学生积极思考，还能在绘制思维导图过程中找到知识关联性，从而加深记忆，提高学习效率。
思维导图的绘制简单易学。绘制时，首先要将主题画在纸的中央，并用关键词和图像表示；其次要考虑次主题，即上一层主题下的延伸；在次主题之后，罗列更为细致的要点，并且把每个要点与最相关的次主题连接起来。[2]在绘制导图时要尽可能用图像表示每一个关键词，且不同的层级可以用不同的颜色来表达。以仪器分析教材中色谱分析法的思维导图（图1）为例，其主要核心关键词为色谱分析法，由色谱分析法可以引出次主题，如色谱分析法的分类、塔板理论、基本术语等知识点，由次主题还可以向下延伸到相关知识点，直到把色谱分析法的知识点都建立起关系为止。思维导图绘制方法主要有三种，其中最常用的是白纸与彩色笔的结合，这种方法实施起来比较容易；也可以用电脑软件进行绘制，如常用的MindManager、XMind等；手机中思维导图相关的APP也是一种绘制选择，其具有便于记录与修改等特点。在绘制思维导图的过程中，会涉及如何快速阅读和整理信息，通过整理和绘制思维导图的关键词和核心内容以及它们之间的联系，可以更好地帮助学生加强对所学知识的理解，实现学习的意义。[4]
三、思维导图在仪器分析教学中的应用
（一）课前应用，抓住重、难点
儀器分析这门课程涉及的内容与章节较多，不仅每一章是一个独立的知识单元，而且每一章的内容以及信息量都很大。教师在进行每章讲解之前都应该绘制一幅思维导图，这样既可以预习教学内容，教学重点及难点，又能够前瞻性地预定教学效果。此外，借助思维导图还能使教案变得更有弹性、容易修改和更新，教案的篇幅也会大幅度减小。在制作课件过程中运用思维导图，不仅能使幻灯片继续保持其简洁明了、图文并茂的优点，还能克服其整体性较差、重点与难点不够突出的缺点，也解决了学生上课只记笔记不思考的教学弊端。[3]
（二）课堂应用，提高学习效率
传统的仪器分析教学以教师讲授为主体，学生基本处于被动接受课程信息的地位。如果将思维导图引入仪器分析教学中，可大大增加课程的趣味性以及学生学习的主动性与积极参与性。[5]其不但能够充分发挥思维导图在课堂教学中的优势，而且对仪器分析课堂教学质量的提高有很大帮助。采用思维导图方式能让学生更直观地了解到本学期或者本章所学的知识，使其对知识整体有所掌握，这样便不会排斥和恐惧未接触过的知识，能大大增加学生的学习信心。部分学生就算课堂上学会了，也往往会出现学了就忘的现象，教学效果不理想。而利用思维导图方式进行课堂教学，则能使整个教学过程变得更加系统、科学、有效。首先它能帮助师生形成整体概念，在头脑中构建出全景图，进一步加强师生对所学和所教内容的整体把握。其次，思维导图可以帮助师生掌握正确有效的学习方法以及学习策略，使其更快、更有效地进行学习，从而促进教学效率的提升和质量的提高。还在某种程度上缓解了“内容多、学时少”的教学弊端。[3][4]
（三）课后应用，加强记忆效果
仪器分析是一门知识容量较大，需要课后及时复习与巩固的课程。传统死记硬背的复习方式不利于对知识点的归纳与记忆，常常还会造成知识的混淆，产生反效果。而采用思维导图方式进行复习能大大提高复习效率，使学生对所学知识印象更为深刻，记忆时间更长久。课后，学生应该根据所学知识自己绘制思维导图，绘制过程也是对所学知识的回顾、整理、联想的过程。教师要对学生所做的思维导图进行反馈，查看学生对所学内容的掌握情况，及时纠正思维导图中的错误。[6]学生应对教师反馈的错误进行修正，再进一步强化薄弱的知识点，并将这些思维导图与课堂上教师所呈现的思维导图进行对比，找出其中差别，然后再进一步做整理和修正，加强对未掌握的知识的记忆。[7]这种教师与学生课后之间的互动能大大提高学生对仪器分析知识的掌握水平。
三、结语
思维导图作为新型思维工具，广泛应用于创意开发、会议管理等各个方面。实践证明其也是一种十分有效的教学工具，特别是对于自主学习能力特别强的大学生来说。采用思维导图方式进行仪器分析教学不但能破除思维定式，还能把新思维与旧形式有机地结合起来，极大地提高了学生的学习效率，使学习更加轻松。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 东尼·博赞.思维导图大脑使用说明书[M].北京：外语教学与研究出版社，2005.
[2] 惠岑怿，周宜君，王文蜀，等.浅析思维导图在高校有机化学实验教学中的应用[J].实验室研究与探索，2013（3）：153-157.
[3] 杜金会，张娜，徐筠，等.将思维导图引入大学化学课程课堂教学的探索与实践[J].军事交通学院学报，2014（2）：73-77.
[4] 王华琴.思维导图在分析化学有关PH计算教学中的运用 [J].广西教育学院学报，2014（2）：134-136.
[5] 賈佩云，张志民，周志强，等.思维导图在无机及分析化学教学中的应用研究 [J].教育教学论坛，2012（S1）：116-117.
[6] 宋威，郑玉娟.思维导图在生物化学教学实践中的应用价值 [J].教育教学论坛，2014（28）：258-259.
[7] 祝世发，王新兵.“思维导图”在有机化学中的教学探索 [J].石河子大学学报：哲学社会科学版，2011（S1）：82-83.
[责任编辑：刘凤华]
