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摘要：在電化學分析實驗教學中引入思維導圖，探討了思維導圖在儀器分析實驗教學中的應用方法及效果評價。實驗原理的教學依托“比較與對比圖”和“邏輯思維圖”，強調相關方法原理之間的聯系，突出新方法的特點；實驗步驟則以清晰易懂的“流程圖”方式呈現。教學實踐表明，思維導圖有利于學生對實驗基本原理的理解和掌握，提高了學生的實驗興趣，促進了學生的獨立思考能力和解決問題的能力，顯著提升了實驗教學效果。

關鍵詞：思維導圖；實驗教學；儀器分析；電化學分析

1971年，英國教育學家東尼•博贊（TonyBuzan）首次提出了思維導圖（mind－mapping）這一劃時代的學習和思考方法。思維導圖能夠在諸多概念之間建立聯結，從而加強學生對知識的理解，提升學生精準有效、獨立主動的思考能力和發現問題與解決問題的能力。在倡導“終身學習”“學習力即是競爭力與發展力”的當今社會，越來越多的教育工作者開始運用思維導圖，這一智力的“終極思維工具”來提升教學與學習效果［2－3］。然而，國內化學教育界思維導圖的教學實踐研究主要集中在基礎化學教育領域，思維導圖在高等化學教育方面的應用研究較少［4－8］。而在學習方面有困難的大學生僅僅可能是沒有建立良好的思維習慣而已。因此深入研究探索思維導圖在高校理科課堂教學的應用非常有必要。“儀器分析實驗”是高等院校化學相關專業一門重要的實踐類教學課程［9］。但在實際的教學過程中，由于實驗學時數和儀器臺套數的限制，儀器分析實驗教學很難與理論課程完全同步，因此對實驗教學方法提出了更高的要求。電化學儀器分析實驗是“儀器分析實驗”課程中一個重要的大類分支，相關的實驗項目也是各大院校儀器分析實驗教學的必選項目。相對于光學分析方法和色譜分離方法等，電化學分析這一章節本身原理比較抽象，學生理解吃力，一直以來都是儀器分析教學的難點之一。因此，為了提高實驗課堂的教學效果，筆者將思維導圖引入2個電化學儀器分析實驗項目“庫侖滴定法測定藥片中維生素C的含量”和“循環伏安法測定電極反應過程”的教學過程中，結合課件講授與儀器方法介紹，探索了思維導圖在儀器分析實驗教學中的具體應用方法。

1思維導圖在電化學分析實驗教學中的應用

電分析化學技術雖然種類繁多，但基本以電化學電解原理為基礎，主要區別是電解方式的差異。因此，教學過程中“庫侖滴定法”和“循環伏安法”常作為儀器分析實驗的電分析化學實驗項目。筆者選擇在一個實驗班的教學講授過程中引入思維導圖。教學過程中重點把握電化學技術基本原理之間的聯系，突出方法的差異性和特點。庫侖滴定法原理上與定量分析化學中的氧化還原滴定法基本相同。不同點在于滴定劑的來源和指示終點的方式采用了電化學技術，需要電解池裝置。因此，在教學中主要運用“比較與對比圖”，將庫侖滴定法與氧化還原滴定法和電解池的相關知識點聯系，具體繪制“雙氣泡圖”式的思維導圖（見圖1），依此展開原理講授。通過對庫侖滴定法與氧化還原滴定法在基本原理、定量依據、滴定劑來源、滴定劑用量、終點指示方法及應用范圍等方面進行對比，使學生進一步清晰庫侖滴定的原理特點；另外，通過聯結電解相關知識，使學生掌握庫侖滴定涉及的電極反應、電解方式和電解裝置等要求。循環伏安法對學生來說是一個典型的電化學新技術。在教學中筆者主要運用了“邏輯思維圖”。首先對電化學分析方法進行了分類，確定了循環伏安法在知識結構中的位置。然后從電化學技術的電解裝置、電解方式、記錄信號和參數設置這4個知識點出發，繪制思維導圖（見圖2）。在講授過程注重與庫侖滴定法電解方式進行對比，使得學生更容易理解電化學技術之間的區別與聯系。“流程圖”能直觀地描述一個操作過程的具體步驟，不會產生“歧義性”，非常適用于順序過程的呈現。因此，在實驗步驟環節引入流程圖，提高了學生對實驗步驟的宏觀把握，有利于學生在實驗操作中保持清晰的思路。整個實驗過程中，學生實驗操作的主動性提高，學生的獨立思考能力和解決問題的能力得到加強，避免了以往“照方抓藥”式的機械操作。“庫侖滴定法測定藥片中維生素C的含量”的實驗步驟流程圖見圖3。

2教學效果調查與評價

通過對比引入思維導圖的實驗教學課堂和傳統的實驗教學課堂，筆者發現思維導圖更有利于學生理解實驗方法和儀器的基本原理，熟悉實驗流程。在實驗操作過程中，學生頭腦更加清晰，更愿意去主動操作儀器和與老師交流討論。一個學期的實踐教學應用后，對教學實驗班學生（29人）進行了關于思維導圖教學效果的問卷調查，有效樣本為27份，結果見表1。驚喜地發現，93％的學生對思維導圖感興趣；96％的學生認為思維導圖對知識有整合、聯系與梳理作用；100％的學生認為思維導圖有助于自己對課堂內容的理解和思考；81％的學生認為思維導圖增加了自己的學習興趣。絕大多數學生對思維導圖在課堂教學中的應用效果滿意。

3結論與展望

教學實踐結果表明，思維導圖引入儀器分析實驗課堂是可行的。在實驗教學中引入思維導圖，有利于學生對基本理論知識的理解和掌握，提高了學生的實驗興趣，促進了學生的獨立思考能力和解決問題的能力，顯著提升了實驗教學效果。學生對這種新的教學方式持非常積極肯定的態度。思維導圖應用于更多的課程教學中［10－11］，可成為一種有力的教學輔助工具。 

參考文獻

［1］東尼•博贊．思維導圖．卜煜婷，譯．北京：化學工業出版社，2015

［2］孫易新．思維導圖應用寶典．北京：北京時代華文書局，2015

［3］閆守軒．教育科學，2016，32（3）：24－28［4］宋煜，何翔．化學教育，2016，37（21）：36－42

［5］毛芳芳，劉夢琴，譚宇星，等．求知導刊，2017（15）：127－127

［6］成際寶，高翔．化學教學，2017（5）：41－45

［7］于湛，劉麗艷，王瑩，等．大學教育，2017（4）：11－12

［8］程春英，木合塔爾•吐爾洪，阿里木江•艾拜都拉，等．化學教育，2015，22（5）：15－18

［9］陳懷俠，周吉，黃建林，等．儀器分析實驗．北京：科學出版社，2017

［10］杜秀紅，崔節虎，劉雋，等．化學教育（中英文），2018，39（8）：51－55

［11］梁紅蓮，傅麗，趙娣，等．化學教育（中英文），2017，38（20）：17－22

作者：黨雪平 陳懷俠 黃建林 單位：湖北大學化學化工學院