《普通高中生物学课程标准(2017年版)》要求教师应当将学生核心素养发展放在重要位置,注重在教学过程中对学生的启发引导,促进学生思维发展。“四重表征”通过宏观—微观—符号—曲线四个层面引导学生理解学科知识,是理科类课程特有的思维方式。本研究将“四重表征”与高中生物学中部分课例相结合,结合相关研究方法,检验“四重表征”思维模式应用于高中生物学教学的可行性与有效性,为一线教师提供教学参考。本研究通过文献查阅对“四重表征”的国内外研究现状进行梳理,掌握“四重表征”已有研究现状。文献查阅结果表明“四重表征”是钱扬义教授对国外“三重表征”的补充拓展,目前针对“四重表征”的研究侧重于意义、内涵,以及在化学中的教学实践,但将“四重表征”融入生物学教学的研究极少。基于此现状,笔者向高中生物学教师及学生发放调查问卷,实地观察一线生物学课堂,了解师生对“四重表征”的认知情况,以及课堂中“四重表征”的应用现状。调查结果表明大部分师生无论在教学还是在学习过程中不会利用“四重表征”实施教学或解题。因此,在生物学课堂教学中,“四重表征”存在很大的应用空间。根据调查结果,笔者针对高中生物学教材必修一中与“四重表征”相契合的教学内容进行整合,并选取光合作用和细胞呼吸部分课时,构建基于“四重表征”思维模式的教学思路,设计相应教学案例。选择生物学成绩无明显差异的两个班进行实践,对实验班实施案例教学,而对照班依旧进行传统教学。最后利用纸笔测验与学生访谈对实践教学成效进行分析,结果显示实验班对知识的掌握情况明显好于对照班,说明“四重表征”在实践教学中有一定的操作性和可行性,能有效激发学生学习兴趣,促进学生对知识的理解和内化。“四重表征”能为生物学教学提供了新的出口,但在教学内容的选择上有一定的限制性。在教学环境允许的条件下,选择合适的教学内容进行“四重表征”教学设计,能有效促进学生的思维发展,但针对教材中适用模块的教学设计还需要广大教师进一步探索。