张莹+李紫虹+胡薇

摘 要 准确表征概念是有效概念教学的标准。自编生物学概念表征调查问卷，对福建省不同等级达标学校学生进行生物学概念表征调查，结果表明：（1）被测全体学生的生物学概念表征总体上处于浅层水平，具体表征、抽象表征和形象表征均未达及格水平，从具体表征到抽象表征再到形象表征，全体学生的表征差异逐渐减小。（2）学生的概念表征水平与其是否具备相关的表征技能有关。（3）具备系统的认知结构与概念表征水平呈显著正相关。

关键词 生物学概念 概念表征层次 评价指标 概念教学

中图分类号：G633. 9 文献标识码：A

生物学概念是对一类生物学事实，进行抽象、概括而形成的对其本质属性或特征的反映的思维形式；学生对概念的理解是通过形成恰当的心理表征获得的。学生对概念的心理表征，就是学生在原有认知结构的基础上将外部的概念信息以适合自己记忆存储的形式组织并建构起来的结构和意义。当前，国内关于数学、化学等学科概念表征的研究成果已涉及表征的多样性、层次性等方面，并指出以表征的广度和深度为指标来评价学习者的心理表征程度。检索近年发表的文献发现，生物学科围绕“核心概念教学”的研究很多，而从概念表征的角度去研究生物学概念教学还鲜见报道。本文在综合前人有关概念表征层次研究的基础上，结合生物学概念特点，提出生物学概念表征层次及其评价指标，并以该指标为依据设计了生物学概念表征问卷，并对不同层次学生进行了生物学概念的问卷调查，以期发现生物学概念表征存在的根本问题，为实施有效概念教学提供依据。

1 研究目的

对不同等级达标学校学生进行生物学概念表征问卷调查，发现学生生物学概念表征存在的问题，为实施有效概念教学提供可操作依据。

2研究对象

研究样本取自福建省的甲校（省一级达标学校）、乙校（市一级达标学校）、丙校（市二级达标学校），每个学校随机挑选两个高二教学平行班的学生进行问卷调查。共计发放问卷323份，回收301份，回收率93.3%，获得有效问卷共289份（其中甲校103份、乙校97份、丙校89份）。

3 研究材料

3.1 概念表征层次的确定

生物学概念表征可从两个方面衡量：表征形式与表征层次。任红艳、李广洲将化学概念表征划分为五个层次，本文参考Craig W. Bowen和李广洲等人的研究结果，依据生物学概念的特点，将生物学概念的心理表征划分为四个层次：文字表征、具体表征、抽象表征和形象表征，各表征水平的评价指标见表1。

以该评价指标为依据，以“有氧呼吸”和“分泌蛋白的合成和运输是细胞的系统功能”这两个概念为内容，编制生物学概念表征问卷，在被测学校随机抽取高二年级学生进行问卷调查初测，对结果进行分析处理，并对问卷进行效度、信度和区分度检验，再测、调整，最终定稿，用以本次问卷调查。

3.2 概念表征层次细目表 （“分泌蛋白的合成与运输是细胞的系统功能”为例）

从概念心理表征的角度看，要正确理解“分泌蛋白的合成与运输是细胞的系统功能”这一概念，首先，需要准确抽取概念的关键词，如：在细胞内合成、在细胞外起作用、细胞核、细胞膜、核糖体、内质网、高尔基体、囊泡、线粒体、一类蛋白质；其次，必须理解这些关键词的正确含义；进而学会运用已有的认知结构把工作记忆中独立的、分散的关键词整合起来，理解分泌蛋白的合成与运输是通过多种细胞结构相互配合来实现的；最后使用生物学用语（包括记号和图形）将抽象出的概念内涵以外在形式表达出来。“分泌蛋白的合成与运输是细胞的系統功能”概念表征调查问卷细目表见表2。

4 调查结果与分析

4.1 概念表征的调查结果与分析

根据上述概念表征层次及其评价指标，对各学校学生的答题情况评分，所得结果使用Excel整理并通过SPSS21.0软件进行数据分析，分析结果见表3。

分析表3的统计结果，我们可以发现：（1）各被试学校学生的总平均分均未达及格水平，其中，抽象表征和形象表征得分，甲校学生仅达目标得分的35.27%，说明被试全体学生对该概念的表征总体上处于浅层水平。（2）在四个表征层次上，学生平均得分均呈甲校>乙校>丙校的趋势，且甲校学生和丙校学生的概念表征在各个层次上均呈显著差异；在具体表征层次上，乙校与丙校学生的平均得分已无差异；在抽象表征和形象表征层次上，甲校、乙校学生平均得分均显著高于丙校，但甲校、乙校学生的平均得分已无差异。（3）就标准差而言，在具体表征得分上甲校较乙校、丙校呈现出更大的标准差，说明在这个表征层次，已经出现表征层次的两极分化。（4）在四个表征层次上，甲校学生标准差最大，乙校和丙校学生标准差相近，说明依次从具体表征到抽象表征再到形象表征，全体学生的表征差异逐渐减小。

4.2 概念的表征形式与表征层次的相关性分析

概念的内部表征主要包括具体表征和抽象表征，如：学生对“分泌蛋白的合成与运输是细胞的系统功能”概念的具体表征、抽象表征与表征形式的相关分析结果见表4、表5。

表4结果显示：学生对该概念的具体表征与表征形式sig.=0.019<0.05，且相关系数值为0.259，呈显著相关；表5结果显示：学生对该概念的抽象表征与表征形式sig.=0.000<0.01，且相关系数值为0.465，呈极显著相关。

具体表征是对概念中出现的的关键字、词进行有意义转换，并将其编码进入工作记忆中的过程。抽象表征是在头脑中选择、激活、调用原有认知结构中有关的生物学等学科的抽象概念、 原理和理论，把工作记忆中独立的、 分散的信息点或信息片段整合起来， 建立联系， 形成有意义的信息组块，进而抽象出概念内涵的过程。由此可见，学生对概念关键信息的提取、理解以及是否具备能抽象出概念本质内涵的认知结构，显著影响学生的概念表征。endprint

5小结与建议

分析问卷调查结果，发现不同级别达标学校学生对生物学概念表征存在如下共同问题：

（1）对生物学概念的表征，从具体表征到抽象表征再到形象表征，不同等级达标学校学生的表征差异逐渐减小，总体上，全体被试学生的生物学概念表征处于浅层水平。原因在于学生缺乏概念表征的相关技能，因此，概念教学应按各评价指标内容要求，对学生进行循序渐进的表征训练，包括提取和理解概念的关键信息（关键词等）、运用已有认知结构进行推理等技能。

（2）抽象表征是运用认知结构抽象概念本质内涵的表征过程，它直接关系最终的概念表征。因此，教学应注重运用概念图，帮助学生建构系统的认知结构，以便学生在抽象表征环节，运用其进行推理，抽象出概念的本质内涵。如：首先，应将其纳入“细胞系统”这一核心概念体系中，以确定其概念外延（即细胞）；其次，要让学生明确“分泌蛋白的合成与运输”这一生理功能，是由许多细胞结构相互协作共同完成的；再者，运用概念图，帮助学生建构知识体系，运用“归纳”从生物学事实自下而上形成概念，通过“演绎”从生物学核心概念自上而下的反映生物学事实的本质，完善学生的认知结构。

（3）生物学概念大多介于具体概念与抽象概念之间，往往是抽象的、无形的，难以理解，考虑生物学概念加工涉及语义加工、情境仿真加工、符号加工和概念隐喻等加工机制，因此，生物学概念教学可采用基于概念模型建构的情境教学。如：在观看“分泌蛋白合成与运输”的动画之后，学生从“分泌蛋白合成与运输”这个生物学事实类原型中发现细胞系统，在这个系统中，“分泌蛋白的合成与运输”是由许多细胞结构相互配合协同完成的，这些细胞结构包括与蛋白质合成直接相关的细胞器、提供能量的细胞器、运输蛋白质的細胞器、控制整个合成运输过程的细胞器和将蛋白分泌出细胞的细胞膜等系统组分，教师可采用板书板画教学技能，动态呈现“分泌蛋白的合成与运输是细胞的系统功能”这一概念模型，完成概念教学。

参考文献

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