蔡文聯(lián)　吳　璐（閩南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院　福建漳州　363000）

基于心理學(xué)的化學(xué)教材插圖分類研究

蔡文聯(lián)*通訊聯(lián)系人，E－mail：cwl196739＠163．com吳璐
（閩南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院福建漳州363000）

摘要：新課標(biāo)在化學(xué)教材編寫建議中明確指出“教材要圖文并茂，引人入勝”，插圖在傳達(dá)信息的方式上有其獨(dú)特的認(rèn)知價(jià)值，具有單純的文本內(nèi)容無法替代的優(yōu)勢(shì)。文章以魯科版高中《化學(xué)1》為例，運(yùn)用心理學(xué)理論，對(duì)教材插圖進(jìn)行分類研究，通過調(diào)查分析不同類型教材插圖的優(yōu)缺點(diǎn)及學(xué)生對(duì)教材插圖的利用程度及認(rèn)識(shí)態(tài)度，提出優(yōu)化教材插圖編寫的建議，為教材編寫提供有益的借鑒。

關(guān)鍵詞：教材插圖；格式塔心理學(xué)理論；顏色知覺理論；眼動(dòng)注意理論；分類

中圖分類號(hào)：

文章編號(hào)：1008-0546（2015）02-0002-05G632．41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2015．02．001

一、引言

插圖，起源于拉丁文illustraio，含有“照亮”的意思，《現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典》中對(duì)插圖的解釋為：“插在文字中起到補(bǔ)充說明或欣賞作用的圖畫”。教材插圖是插圖的表現(xiàn)方式之一，也是教材的重要組成部分。新課標(biāo)在化學(xué)教材編寫建議中明確指出“教材要圖文并茂，引人入勝，在插圖和數(shù)據(jù)表中留給學(xué)生思考的更多信息”，教材插圖已成為許多教育研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。插圖設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒，精美、生動(dòng)、形象的教科書插圖能使抽象的描述具體地從插圖中體現(xiàn)出來，使學(xué)生通過插圖盡可能地理解和接受文中的概念和內(nèi)容，對(duì)學(xué)生理解鞏固知識(shí)起著舉足輕重的作用。由于插圖在傳達(dá)信息的方式上有其獨(dú)特的認(rèn)知價(jià)值，具有單純的文本內(nèi)容無法替代的優(yōu)勢(shì)，因此，科學(xué)地、系統(tǒng)地對(duì)插圖的功能、插圖的心理學(xué)理論基礎(chǔ)、影響插圖有效性的因素和評(píng)價(jià)插圖的基本維度等問題進(jìn)行深入研究，能夠?yàn)榻炭茣帉戇^程中插圖的設(shè)計(jì)和使用提供有益的借鑒。而本文所要研究的插圖是指穿插在教材中的對(duì)文字補(bǔ)充說明、表征、裝飾和提供背景的圖片［1］。近年來，學(xué)生的心理問題越來越受到專家的關(guān)注，各小學(xué)、中學(xué)、高校均紛紛設(shè)立心理咨詢室，并開設(shè)有關(guān)心理課程，就是希望能從心理的角度把握學(xué)生的情感，深入地認(rèn)識(shí)學(xué)生。而將認(rèn)知心理學(xué)應(yīng)用到化學(xué)學(xué)科教學(xué)中，則能通過把握學(xué)生認(rèn)知心理，從而激起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情和興趣，提高化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量和效果。到目前為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)教材插圖的研究并不多，而關(guān)于化學(xué)學(xué)科的插圖研究更是鳳毛麟角?；瘜W(xué)教材插圖的研究主要集中在教材插圖的應(yīng)用、從學(xué)習(xí)者影響角度和認(rèn)知心理學(xué)角度看教科書插圖功能的研究、不同版本教材插圖對(duì)比的研究以及教師在教學(xué)中運(yùn)用插圖情況的研究等方面，而較少研究者從心理學(xué)理論的角度對(duì)其進(jìn)行分類研究。本文依據(jù)格式塔心理學(xué)理論、顏色知覺理論以及眼動(dòng)注意理論，對(duì)插圖進(jìn)行分類研究，希望能幫助老師和學(xué)生更好地認(rèn)知和利用教材插圖，提高教學(xué)質(zhì)量和效果。

二、心理學(xué)理論

1．格式塔心理學(xué)理論

格式塔是由德文“Gestalt”音譯而來的，“完形”的意思，因而格式塔心理學(xué)也成為完形心理學(xué)，這里的“完形”是指具有不同部分分離特性的有機(jī)整體。將這種整體特性運(yùn)用到心理學(xué)研究，就產(chǎn)生了格式塔心理學(xué)。

格式塔心理學(xué)是稱為現(xiàn)代認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論的先驅(qū)，它將知覺的整體性，即人根據(jù)自己的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)把直接作用于感官的客觀事物的多種屬性整合為統(tǒng)一整體的組織加工過程，這一特性總結(jié)為以下幾個(gè)定律［2］：

（1）鄰近律：空間位置相近的客觀事物容易被知覺為一個(gè)整體。如我們會(huì)把位置鄰近的星星看成整體，稱之為星座。

（2）相似律：在有數(shù)個(gè)刺激同時(shí)呈現(xiàn)時(shí)，條件相同或相似的項(xiàng)目會(huì)被組織為一個(gè)圖形。例如檢查是否是色盲的圖片，常常利用這一定律視認(rèn)作用去感知一個(gè)完整的圖像。

（3）封閉律：圖形中小的缺失部分被填充，成為一個(gè)整體，如一個(gè)小缺口的長(zhǎng)方形仍被看作是一個(gè)長(zhǎng)方形。

（4）連續(xù)律：圖形中的部分被組合在一起，以使圖形中光滑線產(chǎn)生最少數(shù)量的中斷，把它們知覺為整體。

（5）對(duì)稱律：具有對(duì)稱性或是單純的形狀容易被知覺成一個(gè)完整的圖形。人的眼睛更傾向于對(duì)稱、簡(jiǎn)潔和自然的東西［1］。

以上這五個(gè)定律為插圖的設(shè)計(jì)提供了借鑒和參考。

2．顏色知覺理論

根據(jù)視覺化的三色原理（Young－Helmhotz）知道人視網(wǎng)膜上有三種獨(dú)立感光細(xì)胞，當(dāng)每種細(xì)胞中的光化學(xué)物質(zhì)受刺激發(fā)生分解，都可使神經(jīng)纖維產(chǎn)生沖動(dòng)，再傳達(dá)至大腦皮層，分別引起紅色、綠色、或藍(lán)色感覺。當(dāng)光刺激同時(shí)引起三種視錐細(xì)胞等程度的興奮，則引起白色的感覺，其他色彩均是這三種感受器按特定比例興奮的結(jié)果［3］。

（1）色彩對(duì)比：指兩種或者兩種以上的色彩由于相互影響產(chǎn)生的差異。如：兩塊相同橙色分別放在黃色與紅色背景上，紅底的橙色偏黃，黃底的橙色偏紅。

（2）明度的對(duì)比：指應(yīng)明度差別而形成的色彩對(duì)比。如：將兩塊相同的灰色分別放在黑色和白色的背背景上，會(huì)發(fā)現(xiàn)灰色在黑底顯得更亮，而在白底上顯得更暗。

（3）飽和度的對(duì)比：一種色彩與另一飽和度較高的色彩并列時(shí)會(huì)使得本身彩度變低，與另一個(gè)彩度較低的色彩時(shí)使得本身彩度變高的現(xiàn)象。如：當(dāng)灰色與紅色并放時(shí)，灰色顯得更暗，紅色顯得更鮮艷。

（4）冷暖對(duì)比：人們看到紅、黃和棕色會(huì)感到溫暖，而看到藍(lán)、綠、青和紫色就會(huì)產(chǎn)生冰冷的感覺。黑白灰既可以暖的特性又可以呈現(xiàn)冷的特性。暖色是具有活力的，積極向上的，而冷色調(diào)則給人以寧?kù)o、放松的感覺。

顏色理論給插圖設(shè)計(jì)的啟示：在設(shè)計(jì)插圖的背景時(shí)應(yīng)注意考慮色彩的搭配，想使一色增強(qiáng)可用另一色刺激，從而達(dá)到強(qiáng)調(diào)作用。色彩明度對(duì)比應(yīng)正確，明度太強(qiáng)會(huì)讓人產(chǎn)生炫目、簡(jiǎn)單化等感覺，太弱又會(huì)顯得模糊。紅黃等暖色給人以啟示激發(fā)，藍(lán)綠等冷色可以使人靜心，心靈放松。

3．眼動(dòng)注意理論

在我們閱讀的過程中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)眼睛是在一個(gè)平穩(wěn)的面上移動(dòng)的，實(shí)際上眼睛是快速的跳動(dòng)的，它遵循彈道學(xué)的原理，從啟動(dòng)開始方向就不能改變。眼睛在跳動(dòng)的過程中還會(huì)伴隨許多的回掃現(xiàn)象，這種現(xiàn)象占整個(gè)眼跳的10%左右。對(duì)于字母文字來說，若在左側(cè)人的視覺大約是3－4個(gè)字母，而在右側(cè)可以達(dá)到14－15個(gè)字母長(zhǎng)度。

在一些情況下，視覺注意類似聚光燈，我們能看到視野中一個(gè)相對(duì)狹小區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)，但卻不能看到這一區(qū)域外的目標(biāo)。如果兩個(gè)或者兩個(gè)以上的動(dòng)作同時(shí)出現(xiàn)在同一區(qū)域，我們只能注意其中一個(gè)而沒辦法兼顧兩個(gè)。人們能輕易注視一種動(dòng)作細(xì)節(jié)，而對(duì)另一個(gè)動(dòng)作中的異常基本沒有反應(yīng)［4］。

因此在設(shè)計(jì)插圖的時(shí)候應(yīng)注意插圖的位置以及大小。人眼對(duì)左側(cè)的事物注意比較小，因而把插圖放正文的左側(cè)更合理些，而人的注意范圍小，類似聚光燈，因而插圖的大小也要控制好。

三、《魯科版高一化學(xué)（化學(xué)1）》教材插圖的分類

分類學(xué)認(rèn)為知識(shí)存在分類比較之間，不同的分類標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)產(chǎn)生不同的分類結(jié)果［5］。為了便于研究，本文以魯科版《化學(xué)1》為藍(lán)本，依據(jù)格式塔心理學(xué)理論、顏色知覺理論以及眼動(dòng)注意理論，將這本教科書中的插圖分為裝飾性圖、思維導(dǎo)圖、微觀結(jié)構(gòu)圖、實(shí)驗(yàn)圖等四種類型圖并比較分析其優(yōu)缺點(diǎn)如下：

（1）裝飾性圖：包括吸引學(xué)生注意力，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及開拓學(xué)生視野的插圖。如教材第一章走進(jìn)化學(xué)科學(xué)中的插圖、第9頁(yè)圖1－2－1、第31頁(yè)圖2－1－1、第87頁(yè)圖3－3－6等等（詳見表1）。魯科版《化學(xué)1》裝飾性圖的優(yōu)點(diǎn)在于插圖比較集中，易于學(xué)生認(rèn)知為一個(gè)整體，減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，色彩豐富，大多以暖色為主，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，開拓學(xué)生視野。缺點(diǎn)在于沒有考慮好色彩對(duì)比、明度對(duì)比和飽和度的對(duì)比，使得圖片沒有那么鮮明，不夠活潑。

（2）思維導(dǎo)圖：主要指知識(shí)點(diǎn)歸納總結(jié)網(wǎng)圖、物質(zhì)關(guān)系或者轉(zhuǎn)化及流程圖。如教材第13頁(yè)圖1－2－6、第26頁(yè)概括·整合第一題、第32頁(yè)圖2－1－3、第33頁(yè)圖2－1－4、第92頁(yè)概括·整合第一題、第98頁(yè)圖3－4－8等等（詳見表1）。魯科版《化學(xué)1》思維導(dǎo)圖的優(yōu)點(diǎn)在于幫助學(xué)生系統(tǒng)的歸納知識(shí)，背景一般采用冷色調(diào)，使學(xué)生靜心記憶，認(rèn)真思考。缺點(diǎn)在于色彩比較單調(diào)，沒有形成對(duì)比，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，插圖面積一般比較大，由于人注意范圍有限，不利于學(xué)生注意，擺放位置也不盡合理。

（3）微觀結(jié)構(gòu)圖：主要指抽象物質(zhì)的微觀圖。如：第17頁(yè)圖1－2－13和圖1－2－14、第20頁(yè)圖1－3－1、第41頁(yè)圖2－2－4、第63頁(yè)圖3－1－4、圖3－1－5以及圖3－1－6等等（詳見表1）。魯科版《化學(xué)1》微觀結(jié)構(gòu)圖的優(yōu)點(diǎn)在于大多具有對(duì)稱性，有利于學(xué)生認(rèn)知為整體，因?yàn)槿说难劬Ρ容^傾向于接受對(duì)稱、簡(jiǎn)單化的東西，而且這類插圖的大小不會(huì)很大，符合人的眼動(dòng)視覺理論，色彩對(duì)比鮮明。但是也存在缺點(diǎn)，沒有遵循插

圖放在正文左側(cè)的原則，不利于學(xué)生認(rèn)知。

（4）實(shí)驗(yàn)圖：包括實(shí)驗(yàn)儀器及藥品、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫圖。如第36頁(yè)圖2－1－7、圖2－1－8以及圖2－1－9、第42頁(yè)圖2－2－6、第52頁(yè)圖2－3－7、第78頁(yè)圖3－2－10、第79頁(yè)圖3－2－12等等（詳見表一）。魯科版《化學(xué)1》實(shí)驗(yàn)圖的優(yōu)點(diǎn)在于色彩對(duì)比鮮明，大多以藍(lán)色為背景，給人以輕松的感覺，使學(xué)生能冷靜思考，科學(xué)實(shí)驗(yàn)，能把握好插圖的大??；但是背景顏色單調(diào)，飽和度以及明度的對(duì)比還不夠，只有小部分放在正文左側(cè)。

表1　魯科版《化學(xué)1》中的四種類型插圖的統(tǒng)計(jì)

四、《魯科版高一化學(xué)（化學(xué)1）》教材插圖的問卷調(diào)查

為了更好地了解學(xué)生對(duì)《魯科版高一化學(xué)（化學(xué)1）》中不同類型教材插圖的認(rèn)識(shí)及使用情況，本課題編制了《關(guān)于魯科版高一化學(xué)（化學(xué)1）的教材插圖的調(diào)查問卷》，一共設(shè)置10道題。主要涉及學(xué)生對(duì)教材插圖的重視程度（1、3、4、5、7）、教材插圖類型的調(diào)查（2、10）插圖位置的調(diào)查（9）以及教材插圖背景的調(diào)查（6、8）。

1．樣本的選擇

樣本的抽取方法主要有：隨機(jī)取樣、系統(tǒng)取樣、分層取樣、聚類取樣、非隨機(jī)取樣以及方便取樣法。本課題采用隨機(jī)取樣法。研究的對(duì)象是永安市十二中學(xué)（永安附中）高中學(xué)生。該校采用的化學(xué)教材正是魯科版，高二年段350人，隨機(jī)抽取90人進(jìn)行，樣本的隨機(jī)性使收集到的數(shù)據(jù)具有可靠性。

2．?dāng)?shù)據(jù)的收集

數(shù)據(jù)收集過程的順序?yàn)椋簡(jiǎn)柧淼木幹?、問卷的修訂、發(fā)放問卷、回收問卷。研究共發(fā)放90份問卷，回收90份，有效問卷90份，有效回收率100%。

3．?dāng)?shù)據(jù)信度分析

本課題采用Alpha信度系數(shù)法分析信度，表明本次調(diào)查數(shù)據(jù)的可信度達(dá)到0．829，在0．8～0．9，表示信度可以接受［6］。

表2　可靠性統(tǒng)計(jì)量

4．?dāng)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和研究結(jié)果

（1）數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

由表3可知47．78%的學(xué)生在學(xué)習(xí)中會(huì)注意教材插圖，而46．67%的學(xué)生是在學(xué)習(xí)遇到困難的時(shí)候注意插圖。基本上，學(xué)生對(duì)教材插圖較重視，大多數(shù)學(xué)生愿意花一定的時(shí)間在教材插圖上，有28．89%學(xué)生是因?yàn)椴鍒D本身的吸引，并有56．67%的學(xué)生認(rèn)為插圖對(duì)理解相關(guān)知識(shí)有很大幫助。但是仍然有23．33%的學(xué)生表示不會(huì)注意教材插圖，12．22%的學(xué)生認(rèn)為教材是否編排插圖并不重要。

表3　學(xué)生對(duì)教材插圖的重視的調(diào)查

你在學(xué)習(xí)中是否注意插圖

根據(jù)表4可以看出有66．67%的學(xué)生喜歡裝飾性圖，并認(rèn)為該類型插圖沒有什么難度。有3．33%的學(xué)生喜歡思維導(dǎo)圖，而作為化學(xué)學(xué)科非常重要的微觀結(jié)構(gòu)圖和實(shí)驗(yàn)圖分別僅有7．78%、2．22%，這能是難度較大的原因。40%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)微觀結(jié)構(gòu)圖難度大，22．22%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)圖難度大，28．89%學(xué)生則認(rèn)為學(xué)習(xí)思維導(dǎo)圖的難度大，正因?yàn)槿绱舜蟠蠼档土藢W(xué)生對(duì)這三種類型插圖的興趣，減少學(xué)生學(xué)習(xí)這三種插圖的積極性。

表4　插圖類型的調(diào)查

不同插圖類型的受歡迎程度

在表5對(duì)插圖與文字的位置關(guān)系調(diào)查中發(fā)現(xiàn)有56．67%的同學(xué)認(rèn)為將插圖置于文字左邊，僅有12．22%認(rèn)為插圖應(yīng)在文字右邊，這與課題第二部分討論的眼動(dòng)注意理論是相一致的，由于人眼注意左邊事物比較少，因而將插圖放在文字左邊更合理。

在表6調(diào)查學(xué)生對(duì)插圖背景顏色看法的過程中發(fā)現(xiàn)50%的學(xué)生認(rèn)為插圖的背景最能吸引學(xué)生的注意，其次是插圖的色彩。而有72．22%的同學(xué)表示喜歡

冷色調(diào)背景，18．89%的同學(xué)喜歡黑白的背景，這也與課題第二部分顏色知覺理論一致。冷色調(diào)給人以寧?kù)o，放松的感覺，可以使學(xué)生更冷靜地思考。

（2）數(shù)據(jù)研究結(jié)果

①學(xué)生利用教材插圖的現(xiàn)狀。問卷結(jié)果顯示66．677%的學(xué)生喜歡裝飾性插圖，而對(duì)于微觀結(jié)構(gòu)圖以及實(shí)驗(yàn)圖總和只有10%，這說明學(xué)生對(duì)微觀結(jié)構(gòu)圖以及實(shí)驗(yàn)圖關(guān)注度不夠，教師在教學(xué)過程中應(yīng)注意引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，另外教材插圖編者應(yīng)注重學(xué)生心理，在設(shè)計(jì)微觀結(jié)構(gòu)圖以及實(shí)驗(yàn)圖時(shí)可以考慮插圖背景、色彩以及位置以引起學(xué)生的注意。

②影響學(xué)生使用教材插圖的因素。教材插圖的位置、色彩以及背景對(duì)不同的學(xué)生的影響程度是不同的，影響越大，那么對(duì)插圖的注意度就更高。而問卷結(jié)果顯示56．67%的認(rèn)為插圖應(yīng)該置于文字左側(cè)，72．22%的人喜歡插圖背景是冷色調(diào)的，對(duì)暖色調(diào)僅有8．89%。因此插圖的位置、背景以及色彩都將影響學(xué)生對(duì)插圖的利用。所以在設(shè)計(jì)插圖的過程中都應(yīng)該將這些因素考慮進(jìn)去。

表5　插圖與文字位置的調(diào)查

插圖與文字的位置關(guān)系

表6　插圖背景的調(diào)查

插圖背景的調(diào)查

五、對(duì)教材插圖編寫的建議

1．重視學(xué)生心理。興趣是最好的老師，在設(shè)計(jì)插圖時(shí)應(yīng)結(jié)合學(xué)生身邊的化學(xué)，激起學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生利用插圖學(xué)習(xí)化學(xué)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

2．雖然裝飾性插圖是最受歡迎的插圖類型，但是不宜過多。根據(jù)注意理論，人眼如聚光燈，當(dāng)注意一項(xiàng)事物時(shí)，就無法估計(jì)第二項(xiàng)事物，若裝飾性插圖太多將分散學(xué)生的注意力。因此應(yīng)減少跟知識(shí)毫無關(guān)系的裝飾性插圖。

3．在插圖與文字的位置方面，應(yīng)盡量將插圖置于文字左側(cè)。

4．插圖的背景應(yīng)多使用冷色調(diào)色彩，如藍(lán)色或者淡綠色，給學(xué)生輕松安靜思考的空間［7］。

5．插圖的設(shè)計(jì)應(yīng)符合主題，若插圖偏離了主題，那么就會(huì)分散學(xué)生的注意，干擾學(xué)生的學(xué)習(xí)。

6．在編寫教材插圖時(shí)應(yīng)考慮多種因素，如插圖類型、呈現(xiàn)方式以及色彩等等，達(dá)到促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。

7．不同類型的插圖對(duì)同種知識(shí)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生不同的效果，因此在編寫教材插圖時(shí)，應(yīng)考慮不同知識(shí)類型采用不同類型的插圖，使學(xué)生學(xué)習(xí)效果達(dá)到最佳。如對(duì)化學(xué)鍵的學(xué)習(xí)應(yīng)用思維導(dǎo)圖這類插圖更有利于學(xué)生學(xué)習(xí)，而金屬鈉的性質(zhì)則應(yīng)用實(shí)驗(yàn)圖幫助學(xué)生學(xué)習(xí)最佳。

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