通过多元表征进行生物学概念教学——以“血液”概念为例

邓 璐 王 江 王 威*

（1 四川师范大学生命科学学院 四川成都 610101 2 彭州中学实验学校 四川彭州 611930）

初中生物学是由众多生物学概念及概念之间复杂的关系组合而成的知识体系，生物学概念是构成知识体系的基本单元，它们多在观察、测量与实验的基础上通过抽象和概括形成。在众多生物学概念中，处于中心位置的是生物学核心概念和与之相关的次位概念，它涵盖对生命重要现象、规律、理论等的理解与诠释，对于学习者构建生物学概念体系与学习其他科学相关知识具有重要支撑作用[1]。

1 多元表征的内涵

通过多元表征进行生物学概念教学是课堂常用的方法，教师采用不同形式或综合多种方式呈现概念内容，引领学习者多层次、多角度思考与深度学习。初中生基础知识水平不高、抽象思维相对薄弱，因此，在生物学概念教学中，采用多元表征方式呈现概念内容，能让概念更加形象易懂，便于快速、有效地学习和掌握。

多元表征认为教学应同时结合视觉和语言等多种感官方式表征信息，激活言语与心象系统，促进学习者更有效地进行信息整合与构建知识，强调以学习者已有生活经验为基础的有意义学习。在学习过程中，注重学生自身经验为基础的构建过程。本文首先，将生物学重要概念全面细化为概念属性，其次，在教学中对这些属性进行多元表征教学。前者强调“全面”“细化”，以便学生得到的“营养是全面的”且更易“消化”，后者强调直观、形象、易于理解，以促进学生高效地“吸收”，最终构建（“同化”）成为大脑中系统的科学概念。

备课中，教师可借助概念细化表将概念分解为下位概念（子概念）与对应的属性[2]。本研究将“血液”概念分解为“血浆”“血细胞”2 个下位概念，编码为A、B，分别梳理关于“名称”“形态特征”“功能”“实例”等属性，编码为a、b、c、d。2 个下位概念与对应属性进行编码可得到血液概念的所有属性，编码为Ab、Ac 等，Ab 即表示下位概念“血浆”的“形态特征”属性为“淡黄色半透明液体”，以此类推，如表1。

表1 “血液”概念细化表

教师在细化表的基础上，可通过多元表征的方式将概念的各属性直观化、形象化，以降低认知难度，辅助学生逐个掌握。教师可通过概念细化表的全面梳理，将科学概念中各属性完整地呈现，以避免教学中出现知识遗漏的盲区。

2 “血液”概念的多元表征

教学中，教师可运用多重感官、多种展示手段、概念图等方式，促进学生对“血液”相关属性的直观认识与逐个掌握。

2.1 利用多重感官方式，建立经验与概念属性之间的知性联系 学生对血液的最初认识主要来源于生活经验，例如，血液颜色、粘稠度、味道等，教师引导学生用看一看、闻一闻、碰一碰、摇一摇（视觉、嗅觉、触觉等）等方式，细致观察加有抗凝剂和未加抗凝剂的血液试管，巩固或补充原有经验。教师介绍血液分层中，上层呈淡黄色、半透明物质称为血浆（Aa），下层呈红色物质称为红细胞（B1a），2 层间的一层薄的白色物质称为白细胞和血小板（B2a、B3a）。借助名称红细胞中的“红”、白细胞中的“白”，匹配字面意思掌握红细胞与白细胞的概念名称（B1a、B2a）。借助对“浆”字的理解（“浆”字有水，是一种液体，一般较粘稠，因为血浆中不仅有水还含有其他物质），再通过观察体验加深对血浆形态特征的认识（Ab）。

教师进一步引导学生回忆手指与流鼻血后流血止住的体验（有的教师在课堂现场演示制作血液临时装片），引发学生思考若不涂酒精可能引发什么现象、小伤口为什么会自然止血等关键问题，引导学生说出白细胞与血小板的作用（B2c、B3c）。个别学生对血液的气味感兴趣，教师鼓励学生查找血浆中无机盐的组成成分与红细胞的组成元素等资料，帮助形成更加丰富的认知。

多重感官的使用能让学生建立对血液真实的认知，结合教师有效引导和学生自身思考，能快速建立经验与概念属性之间的有意义联系。

2.2 采用多种展示手段，促进概念属性的直观化血液中的各种血细胞属于微观事物，学生平时较难直接获取相关经验，因此，教师需借助信息化的展示手段。

显微镜是观察微观现象常用的器材，教师可引导学生直接使用显微镜观察血液涂片，通过小组合作讨论的方式归纳红细胞、白细胞的形态特征（B1b、B2b），有条件的学校也可将显微镜与投影仪连接而成显微投影，更易于直接展示，便于师生就共同可见实物投影而开展互动。展示中，教师需要保证学生所观察到的图像能反映出形态特征的概念属性（例如，数量多少、体积大小、是否有被染成深色的结构等）。使用电子显微镜拍照后制作血小板教学图片，也需让学生总结出体积小、数量多、形状不规则等方面的形态特征（B3b）。之后，教师再建立对照表，对红细胞、白细胞、血小板的形态特征（颜色、形态、大小、数量等）进行比较，进一步通过对比促进学生由对各个属性的认识提升到对几个属性综合的掌握（Zb）。

教师通过展示中间凹陷的柿饼实物或图片，能让大多数学生记牢哺乳动物成熟红细胞是中间双面凹陷的圆饼状这一事实（B1b），但学生对为何会有这样特殊形态的缘由却不得而知。教师可借助图片与数学模型，形象地展示表面积与体积比率关系，说明边缘较厚、中间较薄的圆饼状红细胞，可最大限度地从周围结合氧气（B1c），同时还使其具有较好的柔韧性，能改变形状通过直径更小的毛细血管。此外，哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和其他细胞器，能容纳更多的血红蛋白分子，并使其本身的代谢活动降低，耗氧量降低，显著提高运氧能力（B1c）。教师进一步补充说明红细胞还能运输二氧化碳，最终帮助学生建立红细胞结构与功能相适应的认识。

大部分学生对白细胞吞噬病菌的理解依靠的是想象力，教师播放白细胞吞噬细菌的视频，用激光笔示意白细胞、细菌、毛细血管的位置，展示白细胞通过变形穿过毛细血管壁，集中到达细菌入侵部位，将细菌包围、吞噬的过程，促使学生充分形成白细胞功能（B2c）的视觉化记忆。

上述案例中，教师以信息技术为支撑，运用多媒体、实物教具、视频、图片等多种展示方式，促进对概念属性与属性关系的构建，通过表格、数学模型等促进学生由形象思维向抽象思维过渡。

2.3 联系实例，实现概念与实际生活应用的情境化 知识来源于生活，也应回归于生活，应用于生活，学生需要能将习得的知识迁移至生活中，教师将概念情境化，便实现发挥知识为生活、社会服务的目的。

在教学中，教师可设置一系列紧密联系生活实际的任务与情境，解释学习的知识与实例（d）之间的关系，例如，结合对红细胞功能（B1c）的认识，解说贫血后为什么会出现头晕、心慌的症状（B1d）；解读血常规化验单（B1c、B2c）中红细胞、白细胞的数值（B1b、B2b）所代表的意义；伤口感染后，其周围会有脓液，并出现红肿、发热等症状（B2d）等。学生通过课堂学习与课外寻找资料，自行解决，实现已习得概念的迁移与应用，建立概念与相应情境的紧密联系。

2.4 运用概念图，建立概念属性的联系与逻辑关系 教师向学生介绍制作概念图的要素与构建流程[3]，引导学生将所学到的概念名称与各属性通过箭头连线与关系词连结，反映属性之间的逻辑关系，形成“血液”概念体系。概念图中可能出现：血浆（A）与血细胞（B）组成血液，血细胞包含红细胞（B1）、白细胞（B2）、血小板（B3），红细胞的结构（B1b）决定其功能（B1c）等的逻辑关系。概念图的类型不必相同，在评价反馈时，应着眼于是否具有科学性和全面性，例如，正确反映了形态特征（b）与功能（c）相适应的关系，实例（d）对形态特征（b）、功能（c）的支撑关系等。本节课的概念图并不复杂，作为学生头脑中血液概念模型的反映，教师不仅应不断引导学生完善概念图，建立科学的概念模型，还应帮助学生熟练掌握概念图的编制技巧，使之成为构建其他科学概念的思维工具。

3 补充与建议

教师促进学生构建血液概念时，讲解过程中不仅可利用多元表征对概念属性逐个教学，总结归纳时也可使用概念细化表这个表征工具横向对该子概念的名称（a）、形态特征（b）、功能（c）、实例（d）进行整合形成子概念的完整内容，也可纵向整合所有子概念的名称、形态特征等形成对血液概念不同属性的综合认识。建议有能力的学生也可自行绘制概念细化表，先将教材“读厚”，即进行全面细致的学习，再将教材“读薄”，即整合为精炼的内容掌握。多元表征方式多种多样，教师与学生都应不断探索自身最佳的学习方式，成为教与学的专家。