通過多元表征進(jìn)行生物學(xué)概念教學(xué)
——以“血液”概念為例

鄧 璐 王 江 王 威*

（1 四川師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 四川成都 610101 2 彭州中學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)校 四川彭州 611930）

初中生物學(xué)是由眾多生物學(xué)概念及概念之間復(fù)雜的關(guān)系組合而成的知識(shí)體系，生物學(xué)概念是構(gòu)成知識(shí)體系的基本單元，它們多在觀察、測(cè)量與實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過抽象和概括形成。在眾多生物學(xué)概念中，處于中心位置的是生物學(xué)核心概念和與之相關(guān)的次位概念，它涵蓋對(duì)生命重要現(xiàn)象、規(guī)律、理論等的理解與詮釋，對(duì)于學(xué)習(xí)者構(gòu)建生物學(xué)概念體系與學(xué)習(xí)其他科學(xué)相關(guān)知識(shí)具有重要支撐作用[1]。

1 多元表征的內(nèi)涵

通過多元表征進(jìn)行生物學(xué)概念教學(xué)是課堂常用的方法，教師采用不同形式或綜合多種方式呈現(xiàn)概念內(nèi)容，引領(lǐng)學(xué)習(xí)者多層次、多角度思考與深度學(xué)習(xí)。初中生基礎(chǔ)知識(shí)水平不高、抽象思維相對(duì)薄弱，因此，在生物學(xué)概念教學(xué)中，采用多元表征方式呈現(xiàn)概念內(nèi)容，能讓概念更加形象易懂，便于快速、有效地學(xué)習(xí)和掌握。

多元表征認(rèn)為教學(xué)應(yīng)同時(shí)結(jié)合視覺和語言等多種感官方式表征信息，激活言語與心象系統(tǒng)，促進(jìn)學(xué)習(xí)者更有效地進(jìn)行信息整合與構(gòu)建知識(shí)，強(qiáng)調(diào)以學(xué)習(xí)者已有生活經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的有意義學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)過程中，注重學(xué)生自身經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的構(gòu)建過程。本文首先，將生物學(xué)重要概念全面細(xì)化為概念屬性，其次，在教學(xué)中對(duì)這些屬性進(jìn)行多元表征教學(xué)。前者強(qiáng)調(diào)“全面”“細(xì)化”，以便學(xué)生得到的“營養(yǎng)是全面的”且更易“消化”，后者強(qiáng)調(diào)直觀、形象、易于理解，以促進(jìn)學(xué)生高效地“吸收”，最終構(gòu)建（“同化”）成為大腦中系統(tǒng)的科學(xué)概念。

備課中，教師可借助概念細(xì)化表將概念分解為下位概念（子概念）與對(duì)應(yīng)的屬性[2]。本研究將“血液”概念分解為“血漿”“血細(xì)胞”2 個(gè)下位概念，編碼為A、B，分別梳理關(guān)于“名稱”“形態(tài)特征”“功能”“實(shí)例”等屬性，編碼為a、b、c、d。2 個(gè)下位概念與對(duì)應(yīng)屬性進(jìn)行編碼可得到血液概念的所有屬性，編碼為Ab、Ac 等，Ab 即表示下位概念“血漿”的“形態(tài)特征”屬性為“淡黃色半透明液體”，以此類推，如表1。

表1 “血液”概念細(xì)化表

教師在細(xì)化表的基礎(chǔ)上，可通過多元表征的方式將概念的各屬性直觀化、形象化，以降低認(rèn)知難度，輔助學(xué)生逐個(gè)掌握。教師可通過概念細(xì)化表的全面梳理，將科學(xué)概念中各屬性完整地呈現(xiàn)，以避免教學(xué)中出現(xiàn)知識(shí)遺漏的盲區(qū)。

2 “血液”概念的多元表征

教學(xué)中，教師可運(yùn)用多重感官、多種展示手段、概念圖等方式，促進(jìn)學(xué)生對(duì)“血液”相關(guān)屬性的直觀認(rèn)識(shí)與逐個(gè)掌握。

2.1 利用多重感官方式，建立經(jīng)驗(yàn)與概念屬性之間的知性聯(lián)系 學(xué)生對(duì)血液的最初認(rèn)識(shí)主要來源于生活經(jīng)驗(yàn)，例如，血液顏色、粘稠度、味道等，教師引導(dǎo)學(xué)生用看一看、聞一聞、碰一碰、搖一搖（視覺、嗅覺、觸覺等）等方式，細(xì)致觀察加有抗凝劑和未加抗凝劑的血液試管，鞏固或補(bǔ)充原有經(jīng)驗(yàn)。教師介紹血液分層中，上層呈淡黃色、半透明物質(zhì)稱為血漿（Aa），下層呈紅色物質(zhì)稱為紅細(xì)胞（B1a），2 層間的一層薄的白色物質(zhì)稱為白細(xì)胞和血小板（B2a、B3a）。借助名稱紅細(xì)胞中的“紅”、白細(xì)胞中的“白”，匹配字面意思掌握紅細(xì)胞與白細(xì)胞的概念名稱（B1a、B2a）。借助對(duì)“漿”字的理解（“漿”字有水，是一種液體，一般較粘稠，因?yàn)檠獫{中不僅有水還含有其他物質(zhì)），再通過觀察體驗(yàn)加深對(duì)血漿形態(tài)特征的認(rèn)識(shí)（Ab）。

教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生回憶手指與流鼻血后流血止住的體驗(yàn)（有的教師在課堂現(xiàn)場(chǎng)演示制作血液臨時(shí)裝片），引發(fā)學(xué)生思考若不涂酒精可能引發(fā)什么現(xiàn)象、小傷口為什么會(huì)自然止血等關(guān)鍵問題，引導(dǎo)學(xué)生說出白細(xì)胞與血小板的作用（B2c、B3c）。個(gè)別學(xué)生對(duì)血液的氣味感興趣，教師鼓勵(lì)學(xué)生查找血漿中無機(jī)鹽的組成成分與紅細(xì)胞的組成元素等資料，幫助形成更加豐富的認(rèn)知。

多重感官的使用能讓學(xué)生建立對(duì)血液真實(shí)的認(rèn)知，結(jié)合教師有效引導(dǎo)和學(xué)生自身思考，能快速建立經(jīng)驗(yàn)與概念屬性之間的有意義聯(lián)系。

2.2 采用多種展示手段，促進(jìn)概念屬性的直觀化血液中的各種血細(xì)胞屬于微觀事物，學(xué)生平時(shí)較難直接獲取相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，因此，教師需借助信息化的展示手段。

顯微鏡是觀察微觀現(xiàn)象常用的器材，教師可引導(dǎo)學(xué)生直接使用顯微鏡觀察血液涂片，通過小組合作討論的方式歸納紅細(xì)胞、白細(xì)胞的形態(tài)特征（B1b、B2b），有條件的學(xué)校也可將顯微鏡與投影儀連接而成顯微投影，更易于直接展示，便于師生就共同可見實(shí)物投影而開展互動(dòng)。展示中，教師需要保證學(xué)生所觀察到的圖像能反映出形態(tài)特征的概念屬性（例如，數(shù)量多少、體積大小、是否有被染成深色的結(jié)構(gòu)等）。使用電子顯微鏡拍照后制作血小板教學(xué)圖片，也需讓學(xué)生總結(jié)出體積小、數(shù)量多、形狀不規(guī)則等方面的形態(tài)特征（B3b）。之后，教師再建立對(duì)照表，對(duì)紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板的形態(tài)特征（顏色、形態(tài)、大小、數(shù)量等）進(jìn)行比較，進(jìn)一步通過對(duì)比促進(jìn)學(xué)生由對(duì)各個(gè)屬性的認(rèn)識(shí)提升到對(duì)幾個(gè)屬性綜合的掌握（Zb）。

教師通過展示中間凹陷的柿餅實(shí)物或圖片，能讓大多數(shù)學(xué)生記牢哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞是中間雙面凹陷的圓餅狀這一事實(shí)（B1b），但學(xué)生對(duì)為何會(huì)有這樣特殊形態(tài)的緣由卻不得而知。教師可借助圖片與數(shù)學(xué)模型，形象地展示表面積與體積比率關(guān)系，說明邊緣較厚、中間較薄的圓餅狀紅細(xì)胞，可最大限度地從周圍結(jié)合氧氣（B1c），同時(shí)還使其具有較好的柔韌性，能改變形狀通過直徑更小的毛細(xì)血管。此外，哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無細(xì)胞核和其他細(xì)胞器，能容納更多的血紅蛋白分子，并使其本身的代謝活動(dòng)降低，耗氧量降低，顯著提高運(yùn)氧能力（B1c）。教師進(jìn)一步補(bǔ)充說明紅細(xì)胞還能運(yùn)輸二氧化碳，最終幫助學(xué)生建立紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的認(rèn)識(shí)。

大部分學(xué)生對(duì)白細(xì)胞吞噬病菌的理解依靠的是想象力，教師播放白細(xì)胞吞噬細(xì)菌的視頻，用激光筆示意白細(xì)胞、細(xì)菌、毛細(xì)血管的位置，展示白細(xì)胞通過變形穿過毛細(xì)血管壁，集中到達(dá)細(xì)菌入侵部位，將細(xì)菌包圍、吞噬的過程，促使學(xué)生充分形成白細(xì)胞功能（B2c）的視覺化記憶。

上述案例中，教師以信息技術(shù)為支撐，運(yùn)用多媒體、實(shí)物教具、視頻、圖片等多種展示方式，促進(jìn)對(duì)概念屬性與屬性關(guān)系的構(gòu)建，通過表格、數(shù)學(xué)模型等促進(jìn)學(xué)生由形象思維向抽象思維過渡。

2.3 聯(lián)系實(shí)例，實(shí)現(xiàn)概念與實(shí)際生活應(yīng)用的情境化 知識(shí)來源于生活，也應(yīng)回歸于生活，應(yīng)用于生活，學(xué)生需要能將習(xí)得的知識(shí)遷移至生活中，教師將概念情境化，便實(shí)現(xiàn)發(fā)揮知識(shí)為生活、社會(huì)服務(wù)的目的。

在教學(xué)中，教師可設(shè)置一系列緊密聯(lián)系生活實(shí)際的任務(wù)與情境，解釋學(xué)習(xí)的知識(shí)與實(shí)例（d）之間的關(guān)系，例如，結(jié)合對(duì)紅細(xì)胞功能（B1c）的認(rèn)識(shí)，解說貧血后為什么會(huì)出現(xiàn)頭暈、心慌的癥狀（B1d）；解讀血常規(guī)化驗(yàn)單（B1c、B2c）中紅細(xì)胞、白細(xì)胞的數(shù)值（B1b、B2b）所代表的意義；傷口感染后，其周圍會(huì)有膿液，并出現(xiàn)紅腫、發(fā)熱等癥狀（B2d）等。學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)與課外尋找資料，自行解決，實(shí)現(xiàn)已習(xí)得概念的遷移與應(yīng)用，建立概念與相應(yīng)情境的緊密聯(lián)系。

2.4 運(yùn)用概念圖，建立概念屬性的聯(lián)系與邏輯關(guān)系 教師向?qū)W生介紹制作概念圖的要素與構(gòu)建流程[3]，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)到的概念名稱與各屬性通過箭頭連線與關(guān)系詞連結(jié)，反映屬性之間的邏輯關(guān)系，形成“血液”概念體系。概念圖中可能出現(xiàn)：血漿（A）與血細(xì)胞（B）組成血液，血細(xì)胞包含紅細(xì)胞（B1）、白細(xì)胞（B2）、血小板（B3），紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)（B1b）決定其功能（B1c）等的邏輯關(guān)系。概念圖的類型不必相同，在評(píng)價(jià)反饋時(shí)，應(yīng)著眼于是否具有科學(xué)性和全面性，例如，正確反映了形態(tài)特征（b）與功能（c）相適應(yīng)的關(guān)系，實(shí)例（d）對(duì)形態(tài)特征（b）、功能（c）的支撐關(guān)系等。本節(jié)課的概念圖并不復(fù)雜，作為學(xué)生頭腦中血液概念模型的反映，教師不僅應(yīng)不斷引導(dǎo)學(xué)生完善概念圖，建立科學(xué)的概念模型，還應(yīng)幫助學(xué)生熟練掌握概念圖的編制技巧，使之成為構(gòu)建其他科學(xué)概念的思維工具。

3 補(bǔ)充與建議

教師促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建血液概念時(shí)，講解過程中不僅可利用多元表征對(duì)概念屬性逐個(gè)教學(xué)，總結(jié)歸納時(shí)也可使用概念細(xì)化表這個(gè)表征工具橫向?qū)υ撟痈拍畹拿Q（a）、形態(tài)特征（b）、功能（c）、實(shí)例（d）進(jìn)行整合形成子概念的完整內(nèi)容，也可縱向整合所有子概念的名稱、形態(tài)特征等形成對(duì)血液概念不同屬性的綜合認(rèn)識(shí)。建議有能力的學(xué)生也可自行繪制概念細(xì)化表，先將教材“讀厚”，即進(jìn)行全面細(xì)致的學(xué)習(xí)，再將教材“讀薄”，即整合為精煉的內(nèi)容掌握。多元表征方式多種多樣，教師與學(xué)生都應(yīng)不斷探索自身最佳的學(xué)習(xí)方式，成為教與學(xué)的專家。