鄭云桓 胡桂平

(江西師范大學生命科學學院 南昌 330022)

1 知識表征方式

生物學教學中常用的知識表征方式有文字表征、圖示表征、多媒體表征、模型表征、實驗表征等多種類型。現(xiàn)代認知心理學的研究表明，人類知識獲得的過程并不是對外部物化知識的簡單復制，而是要經(jīng)過內(nèi)部的深度加工，才能有意義地建構(gòu)自己的認知結(jié)構(gòu)。實際上，教師選擇的知識表征方式對學生的內(nèi)部加工過程影響巨大。但是生物學教學中相關的實證研究甚少。筆者以人教版高中生物學教材必修一“生命活動的承擔者——蛋白質(zhì)”一節(jié)為例，采取多媒體表征和模型表征兩種不同方式進行了教學實踐研究。

2 兩種知識表征方式的比較研究

2.1 教學內(nèi)容分析 課程標準對本節(jié)內(nèi)容的要求是： 概述(理解水平)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能以及蛋白質(zhì)多樣性的原因。由于高一學生缺乏氨基酸等有機物的基礎知識，而蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)微觀、復雜、抽象，因此學生對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能多樣性的認知存在困難。

2.2 兩種知識表征方式 多媒體和模型是生物學教學中常用的知識表征方式。

2.2.1 多媒體表征 多媒體是把多種媒介利用起來，形成集文字、聲音、圖像和動畫等于一體的信息表征方式[1]。其優(yōu)勢在于使知識的表達從簡單抽象、走向模擬仿真，給學習提供類似真實的情景，同時對多種感官進行刺激，大大彌補了文字表達形式的不足。生物學中存在許多微觀、抽象及動態(tài)變化的知識內(nèi)容，而借助于多媒體表征，可以將微觀變宏觀、化抽象為具體，形成豐富的直觀認識，減輕學生的認知負荷，化解學生的認知困難。

2.2.2 模型表征 模型的形式有多種，包括物理模型、概念模型、數(shù)學模型等。模型表征中的模型一般是指的物理模型，通過實物或圖畫形式直觀地表達對象的特征。

生物學中包含著大量微觀抽象的知識，可以利用物理模型組織教學，變抽象為具體，化不可見為可見，有利于學生直觀地認識物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。例如，利用有色導線這一隨處可見、成本低廉的道具，制作蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模型、細胞周期各時期染色體結(jié)構(gòu)模型以及晶狀體曲度調(diào)節(jié)原理模型，將微觀抽象的生物學知識通過一根導線所制作的實物模型呈現(xiàn)在學生面前，化解了學生的認知困難，操作過程又簡易可行[2]。另外，也可以讓學生主動參與制作生物模型，在做中學，使學生獲得豐富的實踐經(jīng)驗，動手能力和創(chuàng)新能力也得到了培養(yǎng)。

2.3 兩種知識表征方式的教學實踐 選取某中學高一年級兩個平行班(按中考成績平均分班，基礎相同)進行教學實踐。

2.3.1 教學實驗設計 除去關于“蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性”這一內(nèi)容的講授方式不同，其他部分內(nèi)容的講授方式在兩個平行班完全一致，使用多媒體動畫方式講授蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性的班級稱為“多媒體表征組”，而以建構(gòu)模型來理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和多樣性的班級稱為“模型表征組”，具體教學操作過程如表1所示。

2.3.2 教學實驗結(jié)果 本節(jié)課教學結(jié)束后，圍繞教學內(nèi)容，編制了測試卷(總分50分)進行教學效果的檢測。測試結(jié)果表明，“蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)”“蛋白質(zhì)多樣性的原因”“有關蛋白質(zhì)的計算”三個部分模型表征組的平均均高于多媒體表征組，多媒體表征組的測試總平均分是39． 93 分，模型表征組的測試總平均分是42． 05 分。統(tǒng)計學分析發(fā)現(xiàn)，兩組成績存在顯著性差異( P = 0． 039 ＜ 0．05)，模型表征組的成績要好于多媒體表征組。

3 結(jié)果分析

以上結(jié)果表明模型表征組在“蛋白質(zhì)多樣性的原因”這一部分表現(xiàn)出的優(yōu)勢明顯，更加有利于學生對于該部分內(nèi)容的理解和掌握。從課堂觀察角度來看，模型表征組課堂氣氛較為活躍。當學生得知要建構(gòu)模型即表現(xiàn)出極大的興趣，認真聽取建構(gòu)模型的規(guī)則。在建構(gòu)模型過程中，學生像在做游戲一樣全身心投入其中，認真選取氨基酸依次填入至紙條上，時不時與同伴進行小聲的討論。紙條“蛋白質(zhì)”建構(gòu)完成后，在教師的引導下學生之間互相交換模型，并積極地進行討論，尋找模型之間的不同之處。教師引導總結(jié)時，學生認真聽講，思維活躍，課堂氛圍輕松愉悅。而多媒體表征組的課堂氣氛相較于模型表征組較為平淡，且在動畫演示結(jié)束之后，學生間缺乏交流和討論。積極的學習氛圍與廣泛的參與，這是模型表征組在最終的測試中表現(xiàn)得更好的重要原因。因此教師要重視直觀教學，讓學生充分利用身體感知或探究生物學相關概念的教學內(nèi)容[3]，提高教學的有效性。

當然多媒體表征所具有的優(yōu)勢也是毋庸置疑的，即多媒體善于展示動態(tài)變化的過程，如減數(shù)分裂的過程、DNA的復制的過程、基因指導蛋白質(zhì)的合成的過程等。而模型表征則更適用于噬菌體模型、DNA分子模型、流動鑲嵌模型等靜態(tài)模型的教學。需要注意的是，建構(gòu)模型需要耗費較多的時間且課堂氣氛容易過于活躍，教師在實際教學過程中應該要注意對教學進程的把握和課堂秩序的管理。