通過多元表征進行生物學概念教學
——以“血液”概念為例

鄧 璐 王 江 王 威*

（1 四川師范大學生命科學學院 四川成都 610101 2 彭州中學實驗學校 四川彭州 611930）

初中生物學是由眾多生物學概念及概念之間復雜的關系組合而成的知識體系，生物學概念是構成知識體系的基本單元，它們多在觀察、測量與實驗的基礎上通過抽象和概括形成。在眾多生物學概念中，處于中心位置的是生物學核心概念和與之相關的次位概念，它涵蓋對生命重要現象、規律、理論等的理解與詮釋，對于學習者構建生物學概念體系與學習其他科學相關知識具有重要支撐作用[1]。

1 多元表征的內涵

通過多元表征進行生物學概念教學是課堂常用的方法，教師采用不同形式或綜合多種方式呈現概念內容，引領學習者多層次、多角度思考與深度學習。初中生基礎知識水平不高、抽象思維相對薄弱，因此，在生物學概念教學中，采用多元表征方式呈現概念內容，能讓概念更加形象易懂，便于快速、有效地學習和掌握。

多元表征認為教學應同時結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，促進學習者更有效地進行信息整合與構建知識，強調以學習者已有生活經驗為基礎的有意義學習。在學習過程中，注重學生自身經驗為基礎的構建過程。本文首先，將生物學重要概念全面細化為概念屬性，其次，在教學中對這些屬性進行多元表征教學。前者強調“全面”“細化”，以便學生得到的“營養是全面的”且更易“消化”，后者強調直觀、形象、易于理解，以促進學生高效地“吸收”，最終構建（“同化”）成為大腦中系統的科學概念。

備課中，教師可借助概念細化表將概念分解為下位概念（子概念）與對應的屬性[2]。本研究將“血液”概念分解為“血漿”“血細胞”2 個下位概念，編碼為A、B，分別梳理關于“名稱”“形態特征”“功能”“實例”等屬性，編碼為a、b、c、d。2 個下位概念與對應屬性進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”概念細化表

教師在細化表的基礎上，可通過多元表征的方式將概念的各屬性直觀化、形象化，以降低認知難度，輔助學生逐個掌握。教師可通過概念細化表的全面梳理，將科學概念中各屬性完整地呈現，以避免教學中出現知識遺漏的盲區。

2 “血液”概念的多元表征

教學中，教師可運用多重感官、多種展示手段、概念圖等方式，促進學生對“血液”相關屬性的直觀認識與逐個掌握。

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

教師進一步引導學生回憶手指與流鼻血后流血止住的體驗（有的教師在課堂現場演示制作血液臨時裝片），引發學生思考若不涂酒精可能引發什么現象、小傷口為什么會自然止血等關鍵問題，引導學生說出白細胞與血小板的作用（B2c、B3c）。個別學生對血液的氣味感興趣，教師鼓勵學生查找血漿中無機鹽的組成成分與紅細胞的組成元素等資料，幫助形成更加豐富的認知。

多重感官的使用能讓學生建立對血液真實的認知，結合教師有效引導和學生自身思考，能快速建立經驗與概念屬性之間的有意義聯系。

2.2 采用多種展示手段，促進概念屬性的直觀化血液中的各種血細胞屬于微觀事物，學生平時較難直接獲取相關經驗，因此，教師需借助信息化的展示手段。

顯微鏡是觀察微觀現象常用的器材，教師可引導學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胞、白細胞的形態特征（B1b、B2b），有條件的學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物投影而開展互動。展示中，教師需要保證學生所觀察到的圖像能反映出形態特征的概念屬性（例如，數量多少、體積大小、是否有被染成深色的結構等）。使用電子顯微鏡拍照后制作血小板教學圖片，也需讓學生總結出體積小、數量多、形狀不規則等方面的形態特征（B3b）。之后，教師再建立對照表，對紅細胞、白細胞、血小板的形態特征（顏色、形態、大小、數量等）進行比較，進一步通過對比促進學生由對各個屬性的認識提升到對幾個屬性綜合的掌握（Zb）。

教師通過展示中間凹陷的柿餅實物或圖片，能讓大多數學生記牢哺乳動物成熟紅細胞是中間雙面凹陷的圓餅狀這一事實（B1b），但學生對為何會有這樣特殊形態的緣由卻不得而知。教師可借助圖片與數學模型，形象地展示表面積與體積比率關系，說明邊緣較厚、中間較薄的圓餅狀紅細胞，可最大限度地從周圍結合氧氣（B1c），同時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血管。此外，哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核和其他細胞器，能容納更多的血紅蛋白分子，并使其本身的代謝活動降低，耗氧量降低，顯著提高運氧能力（B1c）。教師進一步補充說明紅細胞還能運輸二氧化碳，最終幫助學生建立紅細胞結構與功能相適應的認識。

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

上述案例中，教師以信息技術為支撐，運用多媒體、實物教具、視頻、圖片等多種展示方式，促進對概念屬性與屬性關系的構建，通過表格、數學模型等促進學生由形象思維向抽象思維過渡。

2.3 聯系實例，實現概念與實際生活應用的情境化 知識來源于生活，也應回歸于生活，應用于生活，學生需要能將習得的知識遷移至生活中，教師將概念情境化，便實現發揮知識為生活、社會服務的目的。

在教學中，教師可設置一系列緊密聯系生活實際的任務與情境，解釋學習的知識與實例（d）之間的關系，例如，結合對紅細胞功能（B1c）的認識，解說貧血后為什么會出現頭暈、心慌的癥狀（B1d）；解讀血常規化驗單（B1c、B2c）中紅細胞、白細胞的數值（B1b、B2b）所代表的意義；傷口感染后，其周圍會有膿液，并出現紅腫、發熱等癥狀（B2d）等。學生通過課堂學習與課外尋找資料，自行解決，實現已習得概念的遷移與應用，建立概念與相應情境的緊密聯系。

2.4 運用概念圖，建立概念屬性的聯系與邏輯關系 教師向學生介紹制作概念圖的要素與構建流程[3]，引導學生將所學到的概念名稱與各屬性通過箭頭連線與關系詞連結，反映屬性之間的邏輯關系，形成“血液”概念體系。概念圖中可能出現：血漿（A）與血細胞（B）組成血液，血細胞包含紅細胞（B1）、白細胞（B2）、血小板（B3），紅細胞的結構（B1b）決定其功能（B1c）等的邏輯關系。概念圖的類型不必相同，在評價反饋時，應著眼于是否具有科學性和全面性，例如，正確反映了形態特征（b）與功能（c）相適應的關系，實例（d）對形態特征（b）、功能（c）的支撐關系等。本節課的概念圖并不復雜，作為學生頭腦中血液概念模型的反映，教師不僅應不斷引導學生完善概念圖，建立科學的概念模型，還應幫助學生熟練掌握概念圖的編制技巧，使之成為構建其他科學概念的思維工具。

3 補充與建議

教師促進學生構建血液概念時，講解過程中不僅可利用多元表征對概念屬性逐個教學，總結歸納時也可使用概念細化表這個表征工具橫向對該子概念的名稱（a）、形態特征（b）、功能（c）、實例（d）進行整合形成子概念的完整內容，也可縱向整合所有子概念的名稱、形態特征等形成對血液概念不同屬性的綜合認識。建議有能力的學生也可自行繪制概念細化表，先將教材“讀厚”，即進行全面細致的學習，再將教材“讀薄”，即整合為精煉的內容掌握。多元表征方式多種多樣，教師與學生都應不斷探索自身最佳的學習方式，成為教與學的專家。