袁燕芳 姚宝骏

(江西师范大学生命科学学院 南昌 330022)

变异(易)理论(Theory of Variation)是瑞典教育学家Ference Marton在20世纪90年代提出的一种关于学习的理论。该理论认为学习就是学习者主动去审辨出学习内容的变化，识别出关键特征[1]。学习者能否审辨出学习内容的关键特征决定了学习的效果。因此，教师可通过对学习内容的分析，依据学习内容的特点制造变化，使学生更加容易审辨出关键特征，从而提高学习效率。

Marton等根据变异理论总结了变与不变的四种变异图式(对比、分离、类合、融合)来帮助学生识别不同学习内容的关键特征，以提高学生学习的效率和积极性[2]。笔者基于对变异理论的理解，将各变异图式与高中生物学学习内容相结合，探讨四种变异图式在高中生物学教学中的应用。

1 对比(contrast)——在“不同”中凸显关键特征

对比指的是一个事物、概念或现象在某个维度上不同值或特征的变化。变异理论认为在考虑学习内容的关键特征时不能忽视该学习内容的背景，人们无法通过“同一性”来辨别，应该制造变化使关键特征从所处的背景中脱离出来[1]。教师可通过对比来解决这个问题。

例如，学生学习ATP这一直接能源物质时，需要将ATP从其他能源物质的背景中脱离出来，其关键特征就是ATP直接为各项生命活动提供能量。因此将ATP与其他的能源物质进行对比，教师利用萤火虫发光原理进行演示实验(表1)，使学生在“不同”中审辨出关键特征。通过实验现象的差异直观地将“ATP为生命活动直接提供能量”凸显出来，也认识到其他能源物质不能直接提供生命活动所需的能量，帮助学生进行审辨。

表1 对比在“ATP是直接的能源物质”的应用

通过对比使学生通过体验不同值之间的差异，强调教师在呈现“关键特征”的同时还应呈现与之相反的例子或情境，促进学生审辨出关键特征。

2 分离(separation)——从整体中分离出部分

分离是指学习者将注意集中于一个事物、概念或现象的某个变异维度上。学习者在学习过程中经常会将某学习内容的各种特征作为一个整体来进行分析，而不能单独辨别出其中的部分，影响该内容的学习。变异理论认为只有让学习者能够关注到某一变化的关键特征，才能够将其从整体中进行区分。

例如，关于达尔文“植物向光性的原因”实验(图1)探讨中，向光性是植物在单侧光的照射下向光弯曲生长，受内外因素的影响。探讨向光性原因实际是相对于不向光而言，植物为什么能弯向光源，关注植物的弯曲而不是生长，学生需分离“弯曲”这一关键特征。所以，教师从达尔文发现金丝雀草幼苗向光生长的科学史出发，比较向光生长与直立生长，使学生从胚芽鞘向光弯曲生长这一整体中分离出弯曲这一关键特征，并引导学生提出探究问题： 植物为什么会发生向光弯曲。通过实验结果的比较(表2)分别探讨外部和内部两个方面与胚芽鞘发生弯曲的因果关系，促进学生审辨出植物向光性原因。

图1 达尔文探究植物向光性原因的实验示意图

探究现象: 在单侧光的照射下,植物朝向光源的方向弯曲生长(通过观察可知弯曲生长的部位在尖端下部,而不在胚芽鞘尖端)探究问题: 植物为什么会发生向光弯曲分离特征对照实验分析结论外部影响因素①和②胚芽鞘的向光弯曲与单侧光有关内部影响因素有关部位②和③胚芽鞘的向光弯曲与胚芽鞘尖端有关感光部位②、④和⑤促使胚芽鞘发生向光弯曲的感光部位在胚芽鞘尖端结论胚芽鞘尖端受单侧光刺激后,向下面的伸长区传递某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快,导致向光弯曲

3 类合(generalisation)——在“变”中寻找“不变”

类合是指某种类似或相同的特征均出现在不同的事物中，那么这种特征成为这几类事物的共同特征，学习者关注到这个共同的特征就叫类合。某种类似的或相同的特征很容易被事物的其他特征给掩盖，教师应提供不同类型事例，使学生站在不同角度去类合出相同的特征，理解其本质。

例如，学习同源染色体这一概念，为了使学生关注到共同的特征，可以设计学案(表3)，从以下三个方面帮助学生进行类合： 首先，从受精卵的形成过程进行类合；其次，通过处于不同时期的细胞中多对同源染色体的观察分析促进类合；最后，从同源染色体的内部结构中类合出其特点。在多种情境下呈现同源染色体，帮助学生类合出该概念的共同特征。

表3 同源染色体学案

类合是让学生从变中找不变的原则，能促进学生对本质的理解，掌握规律。应用类合时尽可能提供一些覆盖范围较全面的“不同的事物”，促进学生审辨关键特征的同时，也有助于学生对知识的迁移。

4 融合(fusion)——从部分建构出整体

融合指的是让学生注意事物、概念或现象同时变化的几个方面，是对2个或者2个以上关键特征的同时认识，以及认识这些方面如何相互关联以及如何与整体相联系。

例如，学生建构减数分裂这一动态的整体时，要融合减数分裂各个时期的关键特征。以染色体数目为4的精原细胞为例，让学生完成学案(表4)。分离出各时期“染色体数目、染色体行为、细胞名称、细胞数目”等变化，对“部分”有较清晰的认识。

表4 “减数分裂”学案片段

教师可在此基础上经两个阶段对各部分进行融合，第一阶段融合各时期关键特征： 以小组为单位，请各小组在大小相同的白色光滑纸板上用铅笔绘制各时期不含染色体的细胞结构图(图2)，学生从多样的彩色卡纸及彩带中选择适当颜色、形状和数目的彩带或卡纸分别代表染色质及不同时期的染色体，利用双面胶粘贴在不同时期细胞结构图的相应位置上融合出各时期特征(图3)。学生通过纸板与卡纸的简单操作，将染色体的数目与行为的变化与对应时期的细胞特征进行融合，促进学生对减数分裂各时期的学习。

图2 不同时期细胞轮廓(部分)

图3 减数分裂各时期图(部分)

第二阶段将各个时期融合成整体(关注各时期的连接顺序)： 请各小组将上阶段完成的各时期纸板按顺序摆出相对连贯的减数分裂过程(图略)进行展示，促进学生对整体的审辨。最后相邻小组相互点评，并将光滑白纸板上对相应卡纸以及纸板进行调整或更换，及时改正错误。学生通过自己动手思考相应时期的位置建构出减数分裂，有助于对减数分裂这一动态整体的融合。学生在融合中常出现的错误如图4(其中①使用多于两种颜色的染色体；②精原细胞出现不均等分裂；③减Ⅱ时期非同源染色体的分离错误；④减Ⅱ非同源染色体的组合与减Ⅰ同源染色体的分离结果不一致)。

教师能够应用融合有意识地把教学结构化，以清晰的部分关系和部分—整体关系来呈现内容的结构，突出学生在建构知识过程中不可或缺的地位[3]。教师要提供机会让学生自己主动建构整体，提高学生学习主动性，通过及时评价检验学生融合的情况，提高学生学习的效率。