楊繪繪 鄧秋露 楊秋媚 胡薇

摘要 通過對高中生“創(chuàng)設型”生物學概念表征水平進行問卷調查，發(fā)現(xiàn)學生普遍存在以下問題：（1）欠缺思維邏輯方法及思維形式的訓練，以致不能正確提取概念中的關鍵字詞，未能正確判斷關鍵詞的含義，不能抽象出概念的內涵;（2）未能通過建構完整的概念體系，形成完善的認知結構，導致認知無序;（3）不具備將內部表征外顯化的技能。依據調查結果，提出有關“創(chuàng)設型”生物學概念的教學策略，為一線教學提供參考。

關鍵詞 生物學概念 創(chuàng)設型概念 調查研究

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼 B

文件編號：1003-7586（2018）11-0064-03

概念性知識是生物學教學的重要內容，張樹虎等人依據生物學概念存在的形態(tài)將生物學概念分為直接概念、描述型概念、創(chuàng)設型概念。其中，創(chuàng)設型概念是指事實存在的生命現(xiàn)象，但無法將其對應到實質的知覺上，必須依靠想象后才能知道，例如基因、有氧呼吸、進化等。從某種程度上說，學習生物學科知識的重點，就是理解概念及由概念構成的知識系統(tǒng)，學生只有準確、清晰、有層次地理解和掌握了生物學“創(chuàng)設型”概念，才能更好地學會生物學，這也是提高學習能力和解決生物學問題的邏輯基礎。下面從概念表征的角度探究學生的“創(chuàng)設型”生物學概念的表征現(xiàn)狀，為構建“創(chuàng)設型”生物學概念的教學提供參考。

1研究對象

對福建省某一級達標校高二年級四個教學平行班學生施以“高中學生‘基因概念表征水平的問卷調查”、“高中學生‘有氧呼吸概念表征水平的問卷調查”兩份概念水平問卷，調查學生對創(chuàng)設型概念的表征水平。

2研究工具

2.1“基因”概念表征水平及其評價指標參考

鮑恩和李廣洲等人的研究結果，依據生物學概念的特點，將生物學概念的心理表征劃分為文字表征、具體表征、抽象表征和形象表征四個水平，各表征水平的評價指標見表1。

2.2概念表征問卷細目表及編制

從概念表征過程來看，是否正確理解“基因”概念，不僅需要準確提取概念中的關鍵詞，如是有、遺傳效應、DNA片段，而且還需要理解關鍵詞的正確含義，進而能夠運用已有的認知結構，抽象概念的內涵。本研究以表征理論為基礎，以人教版高中生物《必修2·遺傳與進化》教材的相關內容為素材，編制了“基因概念表征調查問卷”，在征求學科專家意見的基礎上，進行了問卷試驗，其效度和信度經檢驗，均達到要求。問卷設計細目表見表2。其中“有氧呼吸”概念表征問卷細目表及編制具體參見張素燕等人撰寫的《不同智力類型學生“有氧呼吸”概念表征的研究》。

3高中生創(chuàng)設型生物學概念表征現(xiàn)狀

運用SPSS21.0軟件，對學生各表征水平的平均得分進行統(tǒng)計，并進行分析，分析結果見表3。

表3結果顯示：在概念表征的四個水平中，學生的平均分與滿分之間具有顯著差異，由此可說明學生的四個水平均較弱，并且內外表征水平均沒有相關性，可知學生不善于將內部表征外顯化。

根據學生在問卷中對應具體表征、抽象表征和形象表征測試的四個問題的作答情況進行分析。A.選出你認為的概念中的關鍵詞。B.對你所認為的關鍵詞，選出你所能想到的可能含義。C.理解上述關鍵詞的含義，你調用了哪些已學過的知識？（請按解決問題的順序書寫）D.利用生物學用語、圖形語言或表格等具體工具，把這段文字在你腦海中形成的信息以外在的形式呈現(xiàn)出來。

以“基因”為例，其中“有氧呼吸”概念表征數據統(tǒng)計匯總表參見張素燕的不同智力類型學生“有氧呼吸”概念表征的研究。

通過對問卷數據的總結可以歸納出學生對“創(chuàng)設型”概念表征問卷情況匯總表，結果見表4。

表4結果顯示：學生對“創(chuàng)設型”概念的表征普遍存在以下幾個問題：（1）欠缺思維邏輯方法及思維形式的訓練，以致不能正確提取概念中的關鍵字詞，未能正確判斷關鍵詞的含義，不能抽象出概念的內涵;（2）未建構完整的概念體系，使得認知結構不完善，進而導致認知無序;（3）不具備將內部表征外顯化的技能。

4創(chuàng)設型概念教學建議

綜上結果，準確提取概念關鍵信息，并能運用已有認知結構抽象概念的內涵，是創(chuàng)設型概念理解的關鍵。針對上述存在的問題，作出以下教學建議。

4.1構建概念體系，完善認知結構

布魯納認為，任何學科都有其基本結構，任何與該學科有聯(lián)系的事實、論據、概念都可以不斷地納入一個處于不斷統(tǒng)一的結構之內，而這種結構應該成為教學的核心。生物學學科知識的基本結構包括生物學核心概念，依次包含一系列生物學重要概念和一般概念，如“基因”概念相關的知識結構見圖1。在進行該概念教學時，教師應將基因納入到“遺傳本質”的概念體系中：首先，明確“遺傳本質”上、下位關系的概念組成，并根據概念進階的路徑組織相互間的位置關系構建概念框架圖。其次，從教學內容分析，建立本單元教學內容之間的邏輯關系，繪制概念圖，幫助學生建構知識體系，完善學生的認知結構，讓學生明確“基因”概念的本質，即基因是有遺傳效應的DNA片段。

4.2采用樣例教學，化抽象為具體

具身認知理論認為人類的范疇、推理等認知能力是基于身體經驗的，人類的思維和理性是在對外部世界種種現(xiàn)象的感知體驗過程中逐步形成的，其最基本的形式主要依賴于對身體部位、空間關系、力量運動的感知。但是創(chuàng)設概念是抽象的、內在的，沒有特定實物可以對應，無法對應到實質的知覺上，必須經過想象后才能得到。通過具身認知理論可知，要想將抽象的概念具體化、內在的概念外顯化必須依靠外部世界種種現(xiàn)象的感知體驗過程，而樣例可以作為教學載體為學生提供該感知體驗過程。樣例，也稱原型事件，是一種能夠例說或表征抽象概念或原理的相對具體的實體，能展示同一類事物性質或值得模仿的榜樣。因此，通過樣例教學可將抽象的、內在的“創(chuàng)設型”概念具體化、外顯化，以便于學生理解、吸收。

例如在“基因”的課時的教學中，教師可選擇利用“大腸桿菌的擬核上分布著大約4400個基因，每個基因的平均長度為1000個堿基對”和“人類基因的堿基數占堿基總數的比例不超過20%”兩項樣例從“原核生物”和“真核生物”兩個角度歸納出基因是DNA上特定的堿基對序列。同時，通過“將海蜇的綠色熒光基因轉入小鼠體內，小鼠也會發(fā)熒光”與“小鼠體內的HMGIC基因與肥胖直接相關”兩項樣例從“自身基因”和“外來基因”兩個角度，歸納出基因均可控制生物性狀，促進學生理解“基因”概念的內涵。

4.3建構概念模型，使概念內涵外顯化

樣例的實體中包含原型，原型又包括冗余信息原型與非冗余信息原型。研究發(fā)現(xiàn)，表面上與問題無關的冗余信息對原型激活具有干擾效應?！霸蛦l(fā)”理論認為，概念內涵的獲得依賴于激活原型中的關鍵啟發(fā)信息，即可通過減少、縮小類別對象獲得關鍵信息。由于概念模型是利用圖形、符號和文字組合而成的流程圖，能對生命活動的規(guī)律和機理等進行分類、描述和揭示，所以可利用概念模型將原型中的關鍵信息呈現(xiàn)出來。

在教學過程中，教師教會學生利用概念模型建構概念，有利于學生對所學知識的理解或記憶。例如，運用多媒體自制課件，動態(tài)建構“創(chuàng)設型”生物學概念模型。以“基因”為例，具體步驟為：①提取概念內涵。學生通過樣例教學后，首先，根據“大腸桿菌的擬核上分布著大約4 400個基因，每個基因的平均長度為1 000個堿基對”和“人類基因的堿基數占堿基總數的比例不超過20%”兩個樣例，對原核生物和真核生物DNA的堿基對數與基因的堿基對數的進行分析，綜合得出原核生物和真核生物的基因堿基對數小于DNA的堿基對數。接著，分析“將海蜇的綠色熒光基因轉入小鼠體內，小鼠也會發(fā)熒光”與“小鼠體內的HMGIC基因與肥胖直接相關”兩項樣例，綜合推出無論是外來基因還是自身基因，都具有控制生物性狀的作用，再抽象出基因是具有遺傳效應的特定堿基對序列。最后，由個體到一般，概括得出基因是具有遺傳效應的DNA片段。②選擇和使用記號，將概念內涵連接起來構成概念模型。其中，利用曲線畫出雙螺旋結構，標出基因DNA片段及遺傳效應位點（圖2）。