思維導圖在工科基礎化學中的教學效果分析

嚴祥輝 李東 薛同 房國麗 陳宇紅

[摘 要] 基于對課程內容特點、學生前期知識基礎、上課狀態及考試結果的全面分析，我們嘗試將思維導圖的教學方式嵌入到實際的工科基礎化學課程教學中。通過對使用和未使用思維導圖授課班級的期末考試結果進行對比分析，發現使用該輔助方法的教學效果明顯，能夠顯著提高學生在邏輯性題型上的得分率，表明思維導圖法對鍛煉培養學生的邏輯思維能力起到了積極的作用。

[關鍵詞] 思維導圖;工科基礎化學;教學效果;邏輯思維

[基金項目] 寧夏回族自治區高等教育教學改革項目一般項目（NXBJG2018076）

[作者簡介] 嚴祥輝（1980—），男，湖北廣水人，博士，北方民族大學材料科學與工程學院副教授，研究方向為碳基功能材料的設計制備及在電化學中的應用。

[中圖分類號] G642.4? ? [文獻標識碼] A? ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）42-0316-02? ? [收稿日期] 2020-02-26

工科基礎化學是我院材料科學與工程專業的一門專業基礎課程，其開設是為后續的材料科學基礎、材料物理與性能等專業課程學習，奠定化學基礎。工科基礎化學課程內容涉及大量的基本原理、公式和方法，知識點多并且很抽象[1-3]，對于民族高校的學生來說，由于基礎較薄弱，學習起來較吃力，因此產生畏難情緒，學習興趣不高，導致在期末考試中不及格率非常高，卷面不及格率大于60%。另外，目前工科基礎化學授課方法較單一，采用的仍然是常規性PPT講解方式，但由于課時量的壓縮，每節課的內容較多，每頁PPT上充滿了各種定義、公式等，學生在課堂上不能及時理解各公式之間的邏輯關系，很難跟上教學進度。這一現狀導致教師講起來費勁，學生學起來吃力。

思維導圖由著名英國學者東尼·博贊發明，又叫心智導圖，是表達發散性思維的有效圖形思維工具，它簡單卻很有效。思維導圖法是運用圖文并茂的技巧，把各級主題的關系用相互隸屬與相關的層級圖表現出來，把主題關鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接，其核心思想就是把形象思維與抽象思維很好地結合起來[4，5]。因此，思維導圖能夠將知識進行結構化，幫助學生梳理工科基礎化學的抽象知識脈絡，便于學生深入理解并維持長期記憶。本文主要通過分析在使用思維導圖前后三學期末考試成績的差異性，將思維導圖嵌入到工科基礎化學課程中的教學與學習效果進行評價總結。

一、課程內容及考核情況

工科基礎化學作為我院材料科學與工程專業基礎必修課，安排在大一上下兩個學期。課程選用胡忠鯁、韓鳳蘭等主編的《現代化學基礎（第三版）》作為主要教材，其中下冊的課程內容包含了物質的聚集狀態、原子結構與元素周期律、熱力學第一定律、熱力學第二定律、相平衡、化學平衡、電解質溶液、氧化還原反應和電化學、化學動力學、界面現象和膠體溶液等內容，共計理論教學64學時。期末考試采用閉卷方式對所學的章節內容進行考核，知識覆蓋面達90%以上，試題難度系數為0.578，涉及選擇題、填空題、判斷題、簡答題和計算題五種題型，主客觀題分數各占50%。最終總評成績（100%）=過程評價成績（50%）+終結評價即卷面成績（50%）。

二、思維導圖在教學中的應用狀況

“課上能跟上老師講課節奏甚至可以聽懂，但課后做題仍然不會或出錯”是學生們在上工科基礎化學時遇到的一個普遍問題，一個主要的原因就在于學生在課后不會也沒有對知識點進行及時總結。基于此情況，在部分章節講解完后，使用思維導圖法對公式和知識點進行了總結，按照知識的講解和邏輯順序展開形成知識網絡圖，并在復習時進行強調。

三、評價對象及考試結果分析對比

評價對象為參加2016年、2017年和2018年春季期末考試的2015年、2016年和2017級連續三屆的學生，人數分別為31、37、34人，其中對參加2016年春季期末考試的2015級學生在上課中沒有使用思維導圖法，而對其余兩屆的學生則將思維導圖法嵌入到了教學過程中。主要通過在這兩種方式下，比較學生各題型的得分率、卷面及格率和總評成績及格率，以此來評價嵌入了思維導圖的教學方式在工科基礎化學中的教學效果。

由于本民族高校的生源很多來自貧困地區，這些學生的化學基礎較差，甚至有的學生在高中階段沒有學過跟課程內容相關的前期知識內容，這導致長期以來學生們這門課程的考試不及格率一直很高。從下頁表中的統計數據可以看出，從對2016級學生使用了思維導圖方法后，涉及以邏輯理解為主的簡答和計算題的總得分率明顯提高，這導致卷面及格率也提高了15%以上，其中2016級的計算題得分率反而下降至40.8%，這主要是由于長期缺勤的5名同學在本題的得分僅為0—1分所致。

四、思維導圖的應用效果評價總結

對教學效果進行的初步評價和綜合分析表明，思維導圖是一種有效的輔助教學手段和工具，將其嵌入到常規教學方法中能夠明顯提高學生在邏輯性題型上的得分率，適用于在工科非化學專業化學教學中的應用。如果將其與微課、MOOC等信息化教學手段結合使用，應該會取得更好的教學效果，能夠幫助培養學生邏輯思維的能力。

參考文獻

[1]陳亞芍，寧清茹.思維導圖在物理化學教學中的應用[J].大學化學，2017（32）：24-29.

[2]彭淑靜，周迎春，郭潔，周艷軍，高杰.思維導圖在物理化學微課教學中的應用[J].高教學刊，2017（20）：77-79.

[3]關成，丁俊，蘇艷煒，熊麗民.思維導圖在工科非化學專業化學教學中的效果研究[J].亞太教育，2016（28）：76.

[4]白虹.思維導圖[M].北京：中國華僑出版社，2014.

[5]關成.思維導圖在工科非化學專業化學教學中的應用[J].教育教學論壇，2013（6）：57-58.

Teaching and Learning Effect of Mind Map in the Course of Basic Engineering Chemistry for Materials Science and Engineering Major

YAN Xiang-hui，LI Dong，XUE Tong，FANG Guo-li，CHEN Yu-hong

（School of Materials Science and Engineering，National Experimental Teaching Demonstration Center for Materials Science，North Minzu University，Yinchuan，Ningxia 750021，China）

Abstract：Based on the comprehensive analysis of the characteristics of the course content，the students' knowledge base，the state of class and the test results，we try to embed the teaching method of mind map into the actual teaching of Basic Engineering Chemistry.Through the comparative analysis of the final examination results of the classes that used and did not use the mind map，it is found that the teaching effect of the auxiliary method is obvious，which can significantly improve the scores of the students in the logical questions.It shows that mind map plays a positive role in training students' logical thinking ability.

Key words：mind map;Basic Engineering Chemistry;teaching effect;logical thinking