基于化学视角的表观遗传学中学教学研究：技术干预对概念模型构建的影响

本研究针对中学生表观遗传学理解不足的问题，通过混合研究方法分析62名学生参与教学序列（TLS）前后的概念变化。研究发现，采用视频、模拟器和3D可视化等技术工具有效提升了学生对表观遗传机制分子相互作用与环境因素影响的理解，促进了从描述性模型向分子符号化整合模型的转变，为抽象科学概念的教学提供了可视化教学框架。

　　

本研究通过化学视角探究中学生对表观遗传学（Epigenetics）的理解，重点分析其科学表征的演变规律。采用混合研究方法，对62名参与教学序列（Teaching-Learning Sequence, TLS）的学生进行前后测试，要求其绘制表观遗传机制的概念模型。教学干预运用视频、模拟器和33D可视化等工具，辅助学生观察分子相互作用及环境因素对基因表达的影响。结果显示，学生的表征能力显著提升：从初级的描述性模型逐渐发展为整合符号化与分子层面的复杂图示。尽管在抽象分子过程与表观遗传现象的联系上仍存在挑战，但学生明显增强了对化学概念与基因调控关联的理解。该研究证实，沉浸式视觉化教学策略有助于学生在复杂生命科学领域构建精确且深入的心智模型，为中学阶段抽象科学主题的教学提供了可推广的 pedagogy 框架。