林美珍　顧曉軍　蘭亦全　黃勁飛

摘要：植物化學(xué)保護(hù)實(shí)驗(yàn)的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生帶著問(wèn)題獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不可知因素較多，學(xué)生受挫感強(qiáng)。通過(guò)引入思維導(dǎo)圖，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)開(kāi)展和實(shí)驗(yàn)總結(jié)三大關(guān)鍵步驟繪制思維導(dǎo)圖進(jìn)行整理和歸納，有助于學(xué)生理順實(shí)驗(yàn)思路，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，增強(qiáng)組員之間的團(tuán)隊(duì)合作。

關(guān)鍵詞：探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)；思維導(dǎo)圖；植物化學(xué)保護(hù)實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）50-0278-03

植物化學(xué)保護(hù)是農(nóng)科類植物保護(hù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課，應(yīng)用性很強(qiáng)，掌握好植物化學(xué)保護(hù)實(shí)驗(yàn)技能對(duì)植保專業(yè)的學(xué)生們來(lái)說(shuō)尤其重要。針對(duì)植物化學(xué)保護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院姚安慶教授[1]提出兩段式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，倡導(dǎo)讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)和開(kāi)展試驗(yàn)。植物化學(xué)保護(hù)實(shí)驗(yàn)不同于其他學(xué)科的實(shí)驗(yàn)，不管是有害生物還是寄主植物都是活體，生命活動(dòng)現(xiàn)象多樣，因此時(shí)常受生物材料和學(xué)生知識(shí)水平的限制，實(shí)驗(yàn)成功率較低。因此如何順利開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)成為這門實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革重點(diǎn)。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展方式是給學(xué)生指定幾個(gè)選題方向后，由學(xué)生組隊(duì)后自行開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，碰到問(wèn)題后再向指導(dǎo)教師咨詢，此種模式雖然最后也可以完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)許多意想不到的問(wèn)題，學(xué)生受挫感強(qiáng)，團(tuán)隊(duì)合作分工也經(jīng)常有失偏頗，實(shí)驗(yàn)結(jié)果常常不如意的居多。針對(duì)這種情況，我們參照國(guó)內(nèi)外教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)這門課的探究性實(shí)驗(yàn)部分引入思維導(dǎo)圖（mind map），對(duì)各操作步驟進(jìn)行可視化表述。

一、思維導(dǎo)圖的應(yīng)用概況

思維導(dǎo)圖是由英國(guó)學(xué)者Tony Buzan所創(chuàng)設(shè)的一款通過(guò)顏色、圖像、符號(hào)等幫助記憶以及激發(fā)創(chuàng)造力的組織性思維工具[2]。林文東等[3]認(rèn)為目前我國(guó)的思維導(dǎo)圖主要作為輔助教與學(xué)的工具，教師在備課過(guò)程中繪制出思維導(dǎo)圖有助于理順教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系，及時(shí)發(fā)現(xiàn)以往授課過(guò)程中遺漏的知識(shí)點(diǎn)；學(xué)生利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行學(xué)習(xí)，使抽象知識(shí)概念變得可視化，方便對(duì)所學(xué)知識(shí)的加工，能夠幫助提高理解力和記憶力。其實(shí)思維導(dǎo)圖除了優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)性應(yīng)用方面也可顯露用途。Thorpe[4]采用定性和定量相結(jié)合的研究方法，使用思維導(dǎo)圖表征一系列學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)，不僅可以清晰地表征一項(xiàng)特別任務(wù)的序列，同時(shí)還可以表征具有類似結(jié)構(gòu)的任務(wù)群。這種任務(wù)的表征方式可以使設(shè)計(jì)者以宏觀和全局的視角把握設(shè)計(jì)內(nèi)容。魏小山和袁健[5]在高中信息技術(shù)課程的教學(xué)實(shí)踐中將思維導(dǎo)圖作為教學(xué)設(shè)計(jì)工具，發(fā)現(xiàn)有利于學(xué)習(xí)者之間實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的共同建構(gòu)。

二、思維導(dǎo)圖在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體運(yùn)用

本次探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革以植物化學(xué)保護(hù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“殺蟲(chóng)劑毒力測(cè)定”為例，根據(jù)殺蟲(chóng)劑作用方式的不同，可進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括觸殺毒力測(cè)定（微量點(diǎn)滴法）、胃毒毒力測(cè)定（葉片夾毒法）、內(nèi)吸毒力測(cè)定（根部?jī)?nèi)吸法和葉部?jī)?nèi)吸法）、熏蒸毒力測(cè)定（三角瓶法）、殺螨劑毒力測(cè)定（玻片浸漬法）、昆蟲(chóng)拒食劑活性測(cè)定（采用葉碟法和電信號(hào)法）。以往由于學(xué)時(shí)限制，一般選擇其中三種進(jìn)行集中授課，改革后先集中開(kāi)展“殺蟲(chóng)劑觸殺毒力測(cè)定”，介紹基本毒力測(cè)定方法，毒力回歸方程、致死中量及致死中濃度的概率及求算方法；隨后即開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“殺蟲(chóng)劑對(duì)特定害蟲(chóng)的毒力測(cè)定”，鼓勵(lì)學(xué)生組隊(duì)采集以往實(shí)驗(yàn)課堂未試過(guò)的對(duì)象，根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象及藥劑種類獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)主題，這些改革不但對(duì)學(xué)生是個(gè)挑戰(zhàn)，對(duì)教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是很大的挑戰(zhàn)。因此充分利用思維導(dǎo)圖這一工具，對(duì)實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思、開(kāi)展以及總結(jié)各部分進(jìn)行充分展示，既能充分調(diào)動(dòng)小組成員間的積極性及合作性，也有利于教師對(duì)各組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行及時(shí)指導(dǎo)，而不是事后補(bǔ)救。

1.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思。根據(jù)植物化學(xué)保護(hù)殺蟲(chóng)劑毒力測(cè)定的理論授課內(nèi)容，將設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)定三個(gè)方向：（1）以某種新藥的應(yīng)用為主，比較不同害蟲(chóng)或蟲(chóng)態(tài)對(duì)新藥的毒力反應(yīng)情況；（2）以防治對(duì)象為主，測(cè)定兩種或多種殺蟲(chóng)劑對(duì)某種害蟲(chóng)的毒力；（3）以毒力作用方式為主，比較某種藥劑不同作用方式的毒力差異或某種害蟲(chóng)對(duì)不同毒力作用方式的響應(yīng)效果。設(shè)定好主題后，學(xué)生根據(jù)興趣自由組隊(duì)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段。圍繞實(shí)驗(yàn)主題，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段主要包括以下幾個(gè)方面：蟲(chóng)源、查閱文獻(xiàn)、害蟲(chóng)的飼養(yǎng)、毒力測(cè)定方法的選擇及條件準(zhǔn)備以及殺蟲(chóng)劑的準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)課開(kāi)始，教師為學(xué)生提供以下實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的思維導(dǎo)圖，并引導(dǎo)學(xué)生“依葫蘆畫(huà)瓢”，根據(jù)本組的主題羅列關(guān)鍵詞，制作詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備安排，也可以圍繞某一子主題繪制詳細(xì)的思維導(dǎo)圖，這一過(guò)程要求每組全體成員參與，一方面檢查實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的嚴(yán)密性，同時(shí)進(jìn)行合理的人員分工，每個(gè)人根據(jù)實(shí)驗(yàn)安排的需求領(lǐng)取任務(wù)。繪制思維導(dǎo)圖可以激發(fā)學(xué)生們的發(fā)散思維，有助于解決實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備中的難題，比如本實(shí)驗(yàn)中毒力測(cè)定的處理裝置設(shè)計(jì)是個(gè)難題，既要保證飼養(yǎng)對(duì)象的存活，同時(shí)還要求不能影響殺蟲(chóng)劑的藥效發(fā)揮效果，學(xué)生們可以通過(guò)查閱文獻(xiàn)在思維導(dǎo)圖中展示前人所用的各類裝置，還可在思維導(dǎo)圖中增加本組利用現(xiàn)成材料對(duì)處理裝置進(jìn)行各類創(chuàng)新。

2.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。圍繞“殺蟲(chóng)劑對(duì)特定害蟲(chóng)的毒力測(cè)定”這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目繪制實(shí)驗(yàn)開(kāi)展的思維導(dǎo)圖，可以將實(shí)驗(yàn)操作步驟列出關(guān)鍵詞作為思維導(dǎo)圖的子主題，如本項(xiàng)目中可以列出害蟲(chóng)飼養(yǎng)、預(yù)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)記錄、藥劑的配制、毒力測(cè)定操作、結(jié)果觀察以及總結(jié)分析作為實(shí)驗(yàn)開(kāi)展的子主題，每個(gè)子主題根據(jù)關(guān)注點(diǎn)再列出關(guān)鍵詞。

根據(jù)列出的思維導(dǎo)圖，學(xué)生可以有序地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，比如“害蟲(chóng)飼養(yǎng)”子主題計(jì)算害蟲(chóng)的飼養(yǎng)周期，合理安排實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度；“結(jié)果觀察”子主題列出觀察時(shí)間段進(jìn)行人員合理安排；“CK組死亡率”是實(shí)驗(yàn)結(jié)果合理性的重要指標(biāo)，以往實(shí)驗(yàn)過(guò)程中常出現(xiàn)學(xué)生等實(shí)驗(yàn)全部做完后再告訴指導(dǎo)教師CK組的死亡率很高，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想。

每組同學(xué)根據(jù)本組的實(shí)驗(yàn)主題設(shè)計(jì)不一樣的思維導(dǎo)圖，通過(guò)全組成員共同完善這張“實(shí)驗(yàn)開(kāi)展”的思維導(dǎo)圖，有助于在實(shí)驗(yàn)正式開(kāi)展之前進(jìn)行補(bǔ)缺補(bǔ)漏。針對(duì)實(shí)驗(yàn)操作中容易產(chǎn)生錯(cuò)誤或?qū)е聦?shí)驗(yàn)誤差的步驟，比如子主題“毒力測(cè)定”中的操作要點(diǎn)，假設(shè)是熏蒸處理，可以再引出關(guān)鍵詞“藥劑、害蟲(chóng)和食物的添加順序”、“滴加的藥液量”、“CK組和處理組藥劑的滴加順序”、“熏蒸溫度”等，完善詳細(xì)的操作步驟既可避免操作過(guò)程中因慌亂而造成的失誤，也可有效地組織小組成員進(jìn)行分工合作。

3.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的總結(jié)。常規(guī)實(shí)驗(yàn)課學(xué)生上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告后即告結(jié)束，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果缺乏深入分析及溝通交流。探究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目各組的實(shí)驗(yàn)操作差異很大，組織一起交流匯報(bào)可以使學(xué)生獲取其他組的經(jīng)驗(yàn)，積累更多的知識(shí)面。運(yùn)用思維導(dǎo)圖梳理實(shí)驗(yàn)總結(jié)，有助于將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題羅列出來(lái)并歸類分析。教師先以實(shí)驗(yàn)總結(jié)的總體框架繪制一份思維導(dǎo)圖作為示范，鼓勵(lì)學(xué)生以此為模板，可以將其中的某一子主題作為另一思維導(dǎo)圖的中心主題，將實(shí)驗(yàn)操作中記錄的圖片放入該主題的思維導(dǎo)圖中，直觀扼要地向其他組同學(xué)展示本組的學(xué)習(xí)收獲。

三、思維導(dǎo)圖的運(yùn)用總結(jié)

曹淵等[6]歸納探究式教學(xué)具有以下特征：以問(wèn)題為中心，激發(fā)學(xué)生思維；學(xué)生自主參與，獲得新知和培養(yǎng)能力；注重從學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)出發(fā)；重視合作學(xué)習(xí)等。通過(guò)對(duì)植物化學(xué)保護(hù)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革，總結(jié)思維導(dǎo)圖在探究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的應(yīng)用有如下優(yōu)勢(shì)：（1）羅列關(guān)鍵詞，思維導(dǎo)圖促進(jìn)學(xué)生探索實(shí)驗(yàn)之前將思路進(jìn)行整理和歸類，使實(shí)驗(yàn)變得有序。（2）圖文結(jié)合，思維導(dǎo)圖使得原本抽象復(fù)雜、煩瑣的問(wèn)題或?qū)嶒?yàn)步驟變得直觀清晰。（3）分支延伸，發(fā)散性思維，思維導(dǎo)圖促進(jìn)學(xué)生以“疑點(diǎn)”延伸思路，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。（4）顏色搭配，思維導(dǎo)圖有助于促進(jìn)學(xué)生的協(xié)作能力，以“顏色”實(shí)現(xiàn)分工，增強(qiáng)組員配合。

目前思維導(dǎo)圖作為一種思維工具應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍十分少數(shù)。陳同強(qiáng)等[7]在形態(tài)實(shí)驗(yàn)技術(shù)中運(yùn)用思維導(dǎo)圖進(jìn)行講解，通過(guò)添加圖像使學(xué)生掌握形態(tài)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵特征。譚彩紅[8]在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用思維導(dǎo)圖代替“文字描述”來(lái)呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，直觀性更強(qiáng)。張曉君等[9]提出應(yīng)在不同階段采用不同的策略引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，逐漸從教師繪圖過(guò)渡到學(xué)生繪圖。我們將思維導(dǎo)圖運(yùn)用到植物化學(xué)保護(hù)實(shí)驗(yàn)的探究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，任課教師繪制實(shí)驗(yàn)基本框架圖，指導(dǎo)學(xué)生繪制本組實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目圖。探究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不可知因素較多，讓每組學(xué)生運(yùn)用思維導(dǎo)圖將整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作所需涉及的方面羅列出來(lái)，從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)開(kāi)展以及實(shí)驗(yàn)總結(jié)三部分進(jìn)行繪制，發(fā)現(xiàn)并根據(jù)重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行排序及分工，這種方式可以讓小組所有同學(xué)都直觀地參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，共同構(gòu)建本小組的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)踐證明思維導(dǎo)圖有利于提高學(xué)生在探究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中解決復(fù)雜且整合性問(wèn)題的能力。

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Abstract：The study-oriented experimental teaching of plant chemical protection encourage students to design their experiment independently with questions，and too much unknown factors in the experiment often make students feel frustrated. In the experimental teaching，the application of mind map during the three critical steps，the experimental preparation，the experimental operation，and the experimental conclusion，help them organize the experiment thoughts，explore their innovation consciousness，and strengthen their collaboration.

Key words：study-oriented experiment teaching；mind map；plant chemical protection experiment