基于思維導圖PBL教學法在分子生物學教學中的應用路徑探析

王 碩 熊 佳 馬 為

邵陽學院醫學技術學院，湖南 邵陽 422000

一、目前分子生物學教學現狀及存在問題

分子生物學是一門從分子水平上研究生物大分子的結構與功能從而闡明生命現象、生命本質、生命活動及其規律的學科［1］。隨著生物技術日新月異的發展，很多分子生物學相關的技術廣泛地應用到醫學、農業、食品、環境等多個領域［2-5］，因此它也是一門非常重要的基礎學科。醫學分子生物學是其中的一個重要分支，是從分子水平研究人體在正常和某些疾病狀態下生命活動及其規律、探尋人類疾病的預防、診斷和治療研究的科學［6］。學生在學習《分子生物學》課程的過程中，不僅需要記住大量的知識點，而且還需理解許多抽象的概念，加之分子生物學的學時非常短，學生要在有限的課時去掌握一門內容復雜、抽象的學科是一件比較困難的事情。因此，學生容易出現缺乏學習熱情、考試成績不佳，甚至厭學的情況。

因此如何有效解決當前課程體系存在弊端，以培養創新型、探究型的醫學生為教學目的，讓學生在掌握分子生物學知識的同時提高自主學習能力和學習興趣，成為廣大生物和醫學教學工作者關心的話題。本課題結合思維導圖和PBL教學法兩種教學方法，兩者的結合能充分發揮各自的優勢，以此來解決學生在學習此學科時出現的一些問題。前者幫助學生梳理龐大密集的知識點［7］，后者可提高學生的自主學習能力，并增加學生的學習興趣［8-9］。對醫學生來說，在講授過程還應注意臨床案例的引入，如在講解信號轉導分子異常激活和失活過程中，可以結合霍亂毒素產生的原因與治療方法，做到理論聯系實際，學以致用；同時，霍亂毒素的案例也可以提高大家的食品安全意識，注意飲食衛生，養成健康文明的生活習慣。這也有助于培養和加強醫學生人文關懷和救死扶傷的人道主義精神，真正實現思政與課堂知識的有機融合。

二、教學活動前期準備與教學活動設計

通過查閱國內外文獻，廣泛收集與思維導圖和PBL教學法相關教學案例，并對其進研究總結。精心設計分子生物學教學調查問卷，對已學過分子生物學的學生進行問卷調查，問卷調查的內容包括課堂聽課情況、學生發言情況、合作學習情況以及課堂作業情況以及課堂反饋意見，以了解當前分子生物學教學的現狀與存在的問題，對調查存在的問題進行總結分析，制定對策。

為了更好地組織課堂教學活動，應提前對教學活動中每一個環節精心設計，包括設計的原則、設計的內容。教學設計中，要遵循直觀性，整體性以及學生主體性。直觀性原則主要體現在兩方面。

一是思維導圖的直觀性，任何思維導圖都有一個明確的主題。這個主題通常是整個思維導圖的核心，讀圖者可以從圖中直接看出繪圖者的根本目的。教學設計要確保讀圖者能夠快速、直觀地理解制圖員在圖文中所要解釋的內容；

二是PBL教學法應用的直觀性，問的問題要通俗易懂，言簡意賅，要讓學生明白探究此問題的意義。整體性原則要求教師在教學過程中，充分考慮本課程的難度以及學生的整體情況，根據學生不同的身心發展規律制定系統的教學設計。而學生主體性是指教育教學的一切活動都應圍繞著學生進行，創設民主、平等、和諧的師生關系與課堂氛圍。努力引導學生主動參與學習過程，教師要鼓勵學生大膽質疑，這種質疑主要表現在敢于向老師質疑、敢于向其他同學質疑、敢于向教科書質疑，與PBL教學法的原則不謀而合。

設計的原則主要從設計內容中展現，設計內容包括：編制課堂知識點的相關討論題以及作業題，預測學生在討論分析過程中可能產生的問題及對各種問題的答案設計；課堂教學活動的情景以及質疑的問題設計，激發學生的學習意愿，進而集中注意力，培養學生探索的精神；學生課前、課堂以及課后活動組織過程設計，使得各個環節有條不紊地進行，盡量實現學生現實學習效果與理想效果一致；在課程考核方式方法和學生學習效果評價設計，將未改革的傳統教學班級與運用改革后的教學班級的學生進行對比。不僅要注重考核專業知識和技能的學習和訓練，還應重視學生各方面能力的發展，實現過程考核與終結性考核相結合、多樣式、多環節、多元化的考核評價方法。考核的內容包括學生對分子生物學的學習熱情、接受程度、自主學習的能力及質量比較，學生可遷移能力形成與發展比較，學生對分子生物學課堂中重點、難點知識的掌握程度比較等，從而構建基于思維導圖的PBL教學效果特色的教學效果評價體系。

三、思維導圖和PBL教學法相結合在分子生物學中的應用路徑

本文以章節內容“信號轉導分子的異常激活和失活”為例，通過霍亂毒素、肢端肥大癥產生的原因以及腫瘤持續增殖的案例，探討思維導圖結合PBL教學法在分子生物學教學中的實際應用路徑（見圖1）。

圖1 基于思維導圖的PBL教學法實施過程圖

（一）課程創建

開課前，通過學習通PC端或者APP將信號轉導分子的異常激活和失活課程相關的優質材料，如示例課程、教學課件、教學案例、視頻和習題等資源都上傳至學習通平臺，以方便學生隨時隨地在線學習。為了防止一些自控能力較差的學生可能直接放棄學習，可特意在學習通上布置相關作業，要求學生必須在規定的時間內完成并上交。

（二）教學準備

上課前，對班級同學進行分組，每組選取一名組長并建立相關的學習微信群或者QQ群。教師根據大綱要求認真備課并精心準備課件上傳至平臺，要求學生繪制本章節的思維導圖，并發布幾個討論題：1.霍亂毒素產生的原因與治療方法；2.肢端肥大癥產生的原因；3.腫瘤細胞持續增殖的重要機制。學生們根據老師布置的內容和任務，自主學習，并借助教師上傳的資源以及圖書館或者其他知識渠道，熟悉教材的內容，思考老師發布的討論題，并在下次上課之前上傳思維導圖以及小組討論得到的解答。

（三）教學實施

在課堂上，小組將以PPT的形式匯報團隊自主學習情況，對教師在課前提出的幾個討論題逐一進行解釋，組員可以幫助補充完善這些問題。教師在課堂上根據學生的學習反饋情況及時調整教學策略。如果同學們都能對老師給的問題作出正確的解釋，教師就只需通過思維導圖進行教學小結，幫助學生對該章節內容整個過程進行梳理復習，并指出本章節的重難點內容；如果絕大多數同學對問題表述不清，說明該問題較難，學生對信號轉導分子的異常激活和失活相關知識點尚未完全掌握，教師就應更詳細地講解該知識點，再對該問題進行解答，這樣才能真正地做到有的放矢地突破教學重難點。最后，教師布置下一節課教學任務的安排。因為分子生物學比較抽象，學生較難理解，在課程中可以多播放相關動畫視頻，如霍亂毒素產生的原因，生動形象的動畫可以極大幫助學生進行理解。

（四）課后評價

課后環節，可對學生進行問卷調查（課堂表現量表），分別從聽課情況、發言情況、合作學習情況、學生興趣的激發、學生主動學習的熱情和課堂滿意度幾個方面進行教學效果評價。并布置課后練習鞏固題以及拓展思考題，啟發學生進一步思考討論，達成知識的遷移。對學生完成的習題要及時查看，對于學習中存在的疑問可通過多種即時通訊軟件做好教師與學生的溝通，爭取做到不留問題到明日。

筆者對本校醫學檢驗技術專業學生用此方法進行初步嘗試，根據學生課堂表現量表以及學生的作業情況，綜合考量了學生的學習效果，收效顯著。學生課前能主動從各種渠道尋找資源（超星學習平臺、大學生慕課、丁香園、b站等）完成教師布置的討論題，并能及時地按質按量上傳。在課堂上，學生參與課堂教學的積極性，如回答問題的積極程度、課堂作業的完成情況等，比傳統的教學模式要明顯增加。學生的其他素質，如口頭表達能力、思維的遷移能力等也在問題的討論過程中逐步增強。課后，部分同學對于課堂上沒有弄明白的知識點，能夠積極主動地與教師溝通解決，更有些同學為了拓寬知識面，能夠主動地去查閱相關的前沿科技信息。學生對本課程感興趣之后，也更愿意參與教師的科研課題，可進一步加強對知識點的理解與拓展。但是由于一些主客觀因素的影響，目前分子生物學教學仍存在一些不足：第一，由于分子生物學安排的教學課時非常少，但是內容多，導致在課堂探討和課后總結時間會比較倉促；第二，由于學生自身基礎知識水平和理解能力的不一致，不能對每個學生的學習進度照顧得面面俱到，因此最后反饋的學習效果與理想效果還是有所出入。結合以上問題，我將從以下幾點進行改進。第一，科學合理安排授課時間，課前多準備一些優質的線上資源以及學習的方法、心得分享給學生，充分發揮信息化線上線下混合教學的優勢，調動學生課后學習的積極性；第二，除了整體把握好學生的學習動態，還應該關注個體學生，對于“掉隊”的學生應該給予更多的關注，做到因材施教，幫他們樹立信心，實現共同提高。

四、思維導圖與PBL教學法相結合在分子生物學課堂中的注意事項

基于思維導圖的PBL教學方法優于傳統的教學模式，思維導圖可以幫助學生系統性地梳理繁雜的知識點，理解所學的知識結構，并掌握其內在聯系及外在形式。PBL教學法能夠使得學生針對教師提出的各種問題主動地在教材、文獻或網絡資源上尋求解答。把傳統教學模式下的被動學習變成主動學習，有效調動學生的學習積極性。學生在分組討論過程中，小組學生之間以及學生與教師之間的不斷互動和交流，學生的參與度和學習熱情得以提高，學生分析解決問題的能力、溝通能力等能力也在不斷提升。在這種教學模式的實施過程中，既能充分體現教師的主導作用，也能很好地發揮學生的主體地位。教師的主導性體現在課前根據教學目標及學生認知，設計編寫具體的教學方案。學生的主體地位體現在課前的自主學習、團隊合作學習以及課堂討論的過程當中。

此外，在教學過程中還需注意以下幾個方面：第一，采用不同的方式和手段調動學生學習的意識和積極性，使教學內容更加生動形象、直觀鮮活、通俗易懂、富有體驗性及可學性；第二，遵循循序漸進的教學基本原則，由簡到繁，由易到難，逐步提高和深化。根據學科的邏輯框架和學生自我認識的發展規律進行，使學生可以系統地掌握知識的基本概念和基本技能，培養嚴謹的邏輯思維能力；第三，在具體的教學活動中，還可通過動手實操讓學生更多地參與課堂教學活動。