張素燕+許艷冰+胡薇

摘 要 不同智力類型學(xué)生“有氧呼吸”概念表征進行問卷調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在文字表征和具體表征上，分析性智力類型學(xué)生顯著好于實踐性和創(chuàng)造性智力類型學(xué)生；在抽象表征上，實踐性智力類型學(xué)生具有先天優(yōu)勢，表現(xiàn)為能有序地運用較為完善的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，抽象概念的內(nèi)涵，而分析性和創(chuàng)造性智力類型學(xué)生則存在認(rèn)知無序、認(rèn)知結(jié)構(gòu)不良等問題，未能真正理解該概念。

關(guān)鍵詞 概念表征 “有氧呼吸”概念 不同智力類型

中圖分類號 G633.91 文獻標(biāo)志碼 B

許多研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對“有氧呼吸”概念的理解存在誤區(qū)，如學(xué)生認(rèn)為，有氧呼吸與有機物在體外燃燒是相同的過程，認(rèn)為有氧呼吸的底物只是葡萄糖。對概念的表征情況可反映學(xué)生對概念的理解水平。從概念表征的角度研究對概念的理解，已取得大量成果，主要是數(shù)學(xué)、化學(xué)等學(xué)科的研究。下面從概念表征的角度探究不同智力類型學(xué)生對“有氧呼吸”概念的表征差異，為理解“有氧呼吸”概念的教學(xué)提供參考。

1 研究對象

對福建省某一級達標(biāo)校高二年級四個教學(xué)平行班203位學(xué)生施以斯滕伯格的三元智力量表，從中選出典型的分析性、實踐性和創(chuàng)造性智力類型學(xué)生各15位，以這45位學(xué)生為研究對象，探究不同智力類型學(xué)生對“有氧呼吸”概念的表征差異。

2 研究工具

2.1 “有氧呼吸”概念表征水平及其評價指標(biāo)

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文字表征、具體表征和抽象表征三個水平，各表征水平的評價指標(biāo)見表1。

2.2 “有氧呼吸”概念表征問卷細(xì)目表及其編制

從概念表征過程來看，是否正確理解“有氧呼吸”概念，不僅需要準(zhǔn)確提取概念中的關(guān)鍵詞，如細(xì)胞、在氧的參與下、多種酶、有機物、徹底氧化、生成大量ATP等，而且還需要理解關(guān)鍵詞的正確含義，進而能夠運用已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，抽象概念的內(nèi)涵。本研究以表征理論為基礎(chǔ)，以人教版高中生物《必修1·分子與細(xì)胞》模塊教材的相關(guān)內(nèi)容為素材，編制了“有氧呼吸概念表征調(diào)查問卷”，在征求學(xué)科專家意見的基礎(chǔ)上，進行了問卷試驗，其效度和信度經(jīng)檢驗，達到要求。問卷設(shè)計細(xì)目表見表2。

3 結(jié)果統(tǒng)計與分析

運用SPSS21.0軟件，對不同智力類型學(xué)生各表征水平的平均得分進行統(tǒng)計，并進行單因素方差分析，分析結(jié)果見表3。

表3結(jié)果顯示：分析性智力類型學(xué)生，在文字表征及具體表征上，均極顯著好于實踐性和創(chuàng)造性智力類型學(xué)生，呈現(xiàn)分析型>實踐型>創(chuàng)造型的水平趨勢；而在抽象表征上，實踐性智力類型學(xué)生極顯著好于分析性智力類型的學(xué)生、顯著好于創(chuàng)造性智慧類型學(xué)生，呈現(xiàn)實踐型>創(chuàng)造型>分析型的水平趨勢。

如下以三種智力類型學(xué)生對問卷中對應(yīng)具體表征和抽象表征測試的三個問題的作答情況進行分析。

① 選出你認(rèn)為的“有氧呼吸”概念中的關(guān)鍵詞。② 對你所認(rèn)為的關(guān)鍵詞，選出你所能想到的可能含義。③ 理解上述關(guān)鍵詞的含義，你調(diào)用了哪些已學(xué)過的知識？（請按解決問題的順序書寫）

表4結(jié)果顯示：學(xué)生對“有氧呼吸”概念的表征普遍存在以下幾個問題：① 不明確概念的外延；② 不能準(zhǔn)確理解有氧呼吸的目的和本質(zhì)；③ 除實踐性智力類型學(xué)生外，普遍存在認(rèn)知無序、認(rèn)知結(jié)構(gòu)不完善的問題。

從分析性智力類型學(xué)生概念表征存在的問題來看，首先，教材或教師呈現(xiàn)概念的方式影響學(xué)生對概念的內(nèi)部表征，如將有氧呼吸的底物“有機物”呈現(xiàn)為“葡萄糖”。其次，新概念未納入概念體系的教學(xué)，也影響學(xué)生對概念的理解，如有氧呼吸屬于細(xì)胞呼吸，應(yīng)納入細(xì)胞代謝范疇。這樣，學(xué)生就不會不明白有氧呼吸的概念外延是細(xì)胞，概念內(nèi)涵是徹底氧化有機物，將儲存在有機物里的穩(wěn)定化學(xué)能逐級釋放出來，生成大量活躍的化學(xué)能ATP，以為細(xì)胞生命活動提供能量。

從實踐性智力類型學(xué)生概念表征情況來看，在抽象表征上，實踐性智力類型學(xué)生具有先天優(yōu)勢，表現(xiàn)為具有較好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒐ぷ饔洃浿歇毩⒌?、分散的關(guān)鍵詞整合起來，建立聯(lián)系，形成有意義的信息組塊，抽象出概念的內(nèi)涵。相形之下，分析性和創(chuàng)造性智力類型學(xué)生，顯然未能從當(dāng)下的學(xué)習(xí)中習(xí)得應(yīng)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及其建構(gòu)方法。

4 教學(xué)建議

綜上結(jié)果，準(zhǔn)確提取概念關(guān)鍵信息，并能運用已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)抽象概念的內(nèi)涵，是概念理解的關(guān)鍵。針對上述存在的問題，總結(jié)為如下教學(xué)建議。

4.1 建構(gòu)知識體系，完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)

布魯納認(rèn)為，任何學(xué)科都有其基本結(jié)構(gòu)，任何與該學(xué)科有聯(lián)系的事實、論據(jù)、概念都可以不斷地納入一個處于不斷統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)之內(nèi)，而這種結(jié)構(gòu)應(yīng)該成為教學(xué)的核心。生物學(xué)學(xué)科知識的基本結(jié)構(gòu)包括生物學(xué)核心概念，依次包含系列生物學(xué)一般概念和生物學(xué)事實。與“有氧呼吸”概念相關(guān)的知識結(jié)構(gòu)見圖1。在進行該概念教學(xué)時，首先，教師應(yīng)將其納入“細(xì)胞代謝”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)生明確有氧呼吸的目的和本質(zhì)，即通過酶催化的系列化學(xué)反應(yīng)，徹底氧化分解有機物，將其所貯存的穩(wěn)定的化學(xué)能逐級釋放出來，以生成細(xì)胞生命活動所需的活躍的化學(xué)能ATP；最后，運用圖1，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)。

4.2 基于概念模型建構(gòu)的概念教學(xué)

概念模型是對真實世界中問題域內(nèi)事物的描述，其對概念的描述包括記號、內(nèi)涵、外延，其中記號和內(nèi)涵是最具實際意義的。因此，概念模型建構(gòu)的概念教學(xué)，首先，從概念中提取關(guān)鍵信息；然后，運用已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)將概念中獨立的、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，實現(xiàn)對概念內(nèi)涵的抽象；再使用記號將概念的內(nèi)涵形象直觀地聯(lián)系起來構(gòu)成概念模型。例如，運用多媒體自制課件，動態(tài)建構(gòu)“有氧呼吸”概念模型（圖2），具體步驟為：① 建構(gòu)概念外延——細(xì)胞（細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和線粒體等）；② 提取概念內(nèi)涵——徹底氧化有機物（生成CO2、H2O），逐級釋放有機物所貯藏的穩(wěn)定的化學(xué)能，生成大量ATP；③ 選擇和使用記號，將概念內(nèi)涵連接起來構(gòu)成概念模型。其中，三組箭頭表示三個階段的酶促反應(yīng)，箭頭分別連接反應(yīng)物和生成物，包括物質(zhì)的變化（有機物——丙酮酸、[H]——CO2、H2O）和能量的變化（穩(wěn)定化學(xué)能變成ATP）。

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