張瑩+李紫虹+胡薇

摘 要 準(zhǔn)確表征概念是有效概念教學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)。自編生物學(xué)概念表征調(diào)查問卷，對福建省不同等級達(dá)標(biāo)學(xué)校學(xué)生進(jìn)行生物學(xué)概念表征調(diào)查，結(jié)果表明：（1）被測全體學(xué)生的生物學(xué)概念表征總體上處于淺層水平，具體表征、抽象表征和形象表征均未達(dá)及格水平，從具體表征到抽象表征再到形象表征，全體學(xué)生的表征差異逐漸減小。（2）學(xué)生的概念表征水平與其是否具備相關(guān)的表征技能有關(guān)。（3）具備系統(tǒng)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與概念表征水平呈顯著正相關(guān)。

關(guān)鍵詞 生物學(xué)概念 概念表征層次 評價指標(biāo) 概念教學(xué)

中圖分類號：G633. 9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

生物學(xué)概念是對一類生物學(xué)事實，進(jìn)行抽象、概括而形成的對其本質(zhì)屬性或特征的反映的思維形式；學(xué)生對概念的理解是通過形成恰當(dāng)?shù)男睦肀碚鳙@得的。學(xué)生對概念的心理表征，就是學(xué)生在原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上將外部的概念信息以適合自己記憶存儲的形式組織并建構(gòu)起來的結(jié)構(gòu)和意義。當(dāng)前，國內(nèi)關(guān)于數(shù)學(xué)、化學(xué)等學(xué)科概念表征的研究成果已涉及表征的多樣性、層次性等方面，并指出以表征的廣度和深度為指標(biāo)來評價學(xué)習(xí)者的心理表征程度。檢索近年發(fā)表的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，生物學(xué)科圍繞“核心概念教學(xué)”的研究很多，而從概念表征的角度去研究生物學(xué)概念教學(xué)還鮮見報道。本文在綜合前人有關(guān)概念表征層次研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合生物學(xué)概念特點，提出生物學(xué)概念表征層次及其評價指標(biāo)，并以該指標(biāo)為依據(jù)設(shè)計了生物學(xué)概念表征問卷，并對不同層次學(xué)生進(jìn)行了生物學(xué)概念的問卷調(diào)查，以期發(fā)現(xiàn)生物學(xué)概念表征存在的根本問題，為實施有效概念教學(xué)提供依據(jù)。

1 研究目的

對不同等級達(dá)標(biāo)學(xué)校學(xué)生進(jìn)行生物學(xué)概念表征問卷調(diào)查，發(fā)現(xiàn)學(xué)生生物學(xué)概念表征存在的問題，為實施有效概念教學(xué)提供可操作依據(jù)。

2研究對象

研究樣本取自福建省的甲校（省一級達(dá)標(biāo)學(xué)校）、乙校（市一級達(dá)標(biāo)學(xué)校）、丙校（市二級達(dá)標(biāo)學(xué)校），每個學(xué)校隨機挑選兩個高二教學(xué)平行班的學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查。共計發(fā)放問卷323份，回收301份，回收率93.3%，獲得有效問卷共289份（其中甲校103份、乙校97份、丙校89份）。

3 研究材料

3.1 概念表征層次的確定

生物學(xué)概念表征可從兩個方面衡量：表征形式與表征層次。任紅艷、李廣洲將化學(xué)概念表征劃分為五個層次，本文參考Craig W. Bowen和李廣洲等人的研究結(jié)果，依據(jù)生物學(xué)概念的特點，將生物學(xué)概念的心理表征劃分為四個層次：文字表征、具體表征、抽象表征和形象表征，各表征水平的評價指標(biāo)見表1。

以該評價指標(biāo)為依據(jù)，以“有氧呼吸”和“分泌蛋白的合成和運輸是細(xì)胞的系統(tǒng)功能”這兩個概念為內(nèi)容，編制生物學(xué)概念表征問卷，在被測學(xué)校隨機抽取高二年級學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查初測，對結(jié)果進(jìn)行分析處理，并對問卷進(jìn)行效度、信度和區(qū)分度檢驗，再測、調(diào)整，最終定稿，用以本次問卷調(diào)查。

3.2 概念表征層次細(xì)目表 （“分泌蛋白的合成與運輸是細(xì)胞的系統(tǒng)功能”為例）

從概念心理表征的角度看，要正確理解“分泌蛋白的合成與運輸是細(xì)胞的系統(tǒng)功能”這一概念，首先，需要準(zhǔn)確抽取概念的關(guān)鍵詞，如：在細(xì)胞內(nèi)合成、在細(xì)胞外起作用、細(xì)胞核、細(xì)胞膜、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、囊泡、線粒體、一類蛋白質(zhì)；其次，必須理解這些關(guān)鍵詞的正確含義；進(jìn)而學(xué)會運用已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)把工作記憶中獨立的、分散的關(guān)鍵詞整合起來，理解分泌蛋白的合成與運輸是通過多種細(xì)胞結(jié)構(gòu)相互配合來實現(xiàn)的；最后使用生物學(xué)用語（包括記號和圖形）將抽象出的概念內(nèi)涵以外在形式表達(dá)出來。“分泌蛋白的合成與運輸是細(xì)胞的系統(tǒng)功能”概念表征調(diào)查問卷細(xì)目表見表2。

4 調(diào)查結(jié)果與分析

4.1 概念表征的調(diào)查結(jié)果與分析

根據(jù)上述概念表征層次及其評價指標(biāo)，對各學(xué)校學(xué)生的答題情況評分，所得結(jié)果使用Excel整理并通過SPSS21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，分析結(jié)果見表3。

分析表3的統(tǒng)計結(jié)果，我們可以發(fā)現(xiàn)：（1）各被試學(xué)校學(xué)生的總平均分均未達(dá)及格水平，其中，抽象表征和形象表征得分，甲校學(xué)生僅達(dá)目標(biāo)得分的35.27%，說明被試全體學(xué)生對該概念的表征總體上處于淺層水平。（2）在四個表征層次上，學(xué)生平均得分均呈甲校>乙校>丙校的趨勢，且甲校學(xué)生和丙校學(xué)生的概念表征在各個層次上均呈顯著差異；在具體表征層次上，乙校與丙校學(xué)生的平均得分已無差異；在抽象表征和形象表征層次上，甲校、乙校學(xué)生平均得分均顯著高于丙校，但甲校、乙校學(xué)生的平均得分已無差異。（3）就標(biāo)準(zhǔn)差而言，在具體表征得分上甲校較乙校、丙校呈現(xiàn)出更大的標(biāo)準(zhǔn)差，說明在這個表征層次，已經(jīng)出現(xiàn)表征層次的兩極分化。（4）在四個表征層次上，甲校學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)差最大，乙校和丙校學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)差相近，說明依次從具體表征到抽象表征再到形象表征，全體學(xué)生的表征差異逐漸減小。

4.2 概念的表征形式與表征層次的相關(guān)性分析

概念的內(nèi)部表征主要包括具體表征和抽象表征，如：學(xué)生對“分泌蛋白的合成與運輸是細(xì)胞的系統(tǒng)功能”概念的具體表征、抽象表征與表征形式的相關(guān)分析結(jié)果見表4、表5。

表4結(jié)果顯示：學(xué)生對該概念的具體表征與表征形式sig.=0.019<0.05，且相關(guān)系數(shù)值為0.259，呈顯著相關(guān)；表5結(jié)果顯示：學(xué)生對該概念的抽象表征與表征形式sig.=0.000<0.01，且相關(guān)系數(shù)值為0.465，呈極顯著相關(guān)。

具體表征是對概念中出現(xiàn)的的關(guān)鍵字、詞進(jìn)行有意義轉(zhuǎn)換，并將其編碼進(jìn)入工作記憶中的過程。抽象表征是在頭腦中選擇、激活、調(diào)用原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有關(guān)的生物學(xué)等學(xué)科的抽象概念、 原理和理論，把工作記憶中獨立的、 分散的信息點或信息片段整合起來， 建立聯(lián)系， 形成有意義的信息組塊，進(jìn)而抽象出概念內(nèi)涵的過程。由此可見，學(xué)生對概念關(guān)鍵信息的提取、理解以及是否具備能抽象出概念本質(zhì)內(nèi)涵的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，顯著影響學(xué)生的概念表征。endprint

5小結(jié)與建議

分析問卷調(diào)查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)不同級別達(dá)標(biāo)學(xué)校學(xué)生對生物學(xué)概念表征存在如下共同問題：

（1）對生物學(xué)概念的表征，從具體表征到抽象表征再到形象表征，不同等級達(dá)標(biāo)學(xué)校學(xué)生的表征差異逐漸減小，總體上，全體被試學(xué)生的生物學(xué)概念表征處于淺層水平。原因在于學(xué)生缺乏概念表征的相關(guān)技能，因此，概念教學(xué)應(yīng)按各評價指標(biāo)內(nèi)容要求，對學(xué)生進(jìn)行循序漸進(jìn)的表征訓(xùn)練，包括提取和理解概念的關(guān)鍵信息（關(guān)鍵詞等）、運用已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行推理等技能。

（2）抽象表征是運用認(rèn)知結(jié)構(gòu)抽象概念本質(zhì)內(nèi)涵的表征過程，它直接關(guān)系最終的概念表征。因此，教學(xué)應(yīng)注重運用概念圖，幫助學(xué)生建構(gòu)系統(tǒng)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，以便學(xué)生在抽象表征環(huán)節(jié)，運用其進(jìn)行推理，抽象出概念的本質(zhì)內(nèi)涵。如：首先，應(yīng)將其納入“細(xì)胞系統(tǒng)”這一核心概念體系中，以確定其概念外延（即細(xì)胞）；其次，要讓學(xué)生明確“分泌蛋白的合成與運輸”這一生理功能，是由許多細(xì)胞結(jié)構(gòu)相互協(xié)作共同完成的；再者，運用概念圖，幫助學(xué)生建構(gòu)知識體系，運用“歸納”從生物學(xué)事實自下而上形成概念，通過“演繹”從生物學(xué)核心概念自上而下的反映生物學(xué)事實的本質(zhì)，完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

（3）生物學(xué)概念大多介于具體概念與抽象概念之間，往往是抽象的、無形的，難以理解，考慮生物學(xué)概念加工涉及語義加工、情境仿真加工、符號加工和概念隱喻等加工機制，因此，生物學(xué)概念教學(xué)可采用基于概念模型建構(gòu)的情境教學(xué)。如：在觀看“分泌蛋白合成與運輸”的動畫之后，學(xué)生從“分泌蛋白合成與運輸”這個生物學(xué)事實類原型中發(fā)現(xiàn)細(xì)胞系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，“分泌蛋白的合成與運輸”是由許多細(xì)胞結(jié)構(gòu)相互配合協(xié)同完成的，這些細(xì)胞結(jié)構(gòu)包括與蛋白質(zhì)合成直接相關(guān)的細(xì)胞器、提供能量的細(xì)胞器、運輸?shù)鞍踪|(zhì)的細(xì)胞器、控制整個合成運輸過程的細(xì)胞器和將蛋白分泌出細(xì)胞的細(xì)胞膜等系統(tǒng)組分，教師可采用板書板畫教學(xué)技能，動態(tài)呈現(xiàn)“分泌蛋白的合成與運輸是細(xì)胞的系統(tǒng)功能”這一概念模型，完成概念教學(xué)。

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