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        中國與新加坡初中物理教科書圖像表征的比較研究
        ——以光學(xué)內(nèi)容為例

        2022-11-03 09:59:06王成然
        物理教師 2022年10期
        關(guān)鍵詞:圖文教科書人教版

        王成然 魏 冰

        (澳門大學(xué)教育學(xué)院,澳門 999078)

        1 問題的提出

        教科書在學(xué)校教育中無處不在,是教師教和學(xué)生學(xué)的主要依據(jù).盡管近些年來有多種教學(xué)資源可供教師選擇,但教師往往嚴(yán)重依賴于教科書,特別是年輕教師,常依據(jù)教科書上的內(nèi)容來決定教什么、如何教.教科書被認(rèn)為是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)概念的重要工具,對(duì)學(xué)生的認(rèn)知和元認(rèn)知技能有著重要影響.一直以來,物理教科書插圖備受物理教育工作者的關(guān)注.[1-3]

        物理教科書中,文字和圖像是呈現(xiàn)知識(shí)內(nèi)容的兩種重要形式.文字能夠準(zhǔn)確闡明知識(shí)的內(nèi)涵,但是很難表述清楚一些抽象、復(fù)雜的知識(shí);圖像能直觀呈現(xiàn)知識(shí)的外貌,促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與記憶.另外,許多科學(xué)新發(fā)明可以借助圖像 文字結(jié)合的手段生動(dòng)地展示.圖像并非文字的附屬品,在傳達(dá)的信息被充分提取和解釋的條件下,圖像本身就是一種重要的信息來源.不同類型的圖像特點(diǎn)不同,可以服務(wù)于不同的教學(xué)目的.Vekiri根據(jù)圖像形式,將圖像表征分為非符號(hào)表征(如照片、圖片)和符號(hào)表征(如繪制圖、圖表).[4]非符號(hào)表征可以直觀呈現(xiàn)生活、自然中的物理現(xiàn)象,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.符號(hào)表征可以幫助學(xué)生理解抽象的物理原理和規(guī)律,激發(fā)更高層次的認(rèn)知過程.

        圖像表征很少單獨(dú)存在于教科書,更多時(shí)候與文字表征共同出現(xiàn),因此,圖文的整合水平也是圖像表征的一個(gè)重要方面.雙重編碼理論認(rèn)為,人腦有兩個(gè)加工和記憶信息的通道,一個(gè)是語義編碼通道,另一個(gè)是表象編碼通道.若同時(shí)以言語形式和視覺形式呈現(xiàn)信息,能夠增強(qiáng)對(duì)信息的記憶與識(shí)別.知識(shí)以圖像的方式呈現(xiàn)出來,能為基于語言的理解提供輔助和補(bǔ)充,降低語言通道的認(rèn)知負(fù)荷,加速思維的運(yùn)轉(zhuǎn).[5]作為教學(xué)的重要載體,我們希望教科書能在文字和圖像之間建立正確聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)圖文整合.教科書圖文整合程度越高,就越容易在兩個(gè)通道間建立聯(lián)結(jié),促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶和理解.

        眾所周知,新加坡的基礎(chǔ)教育質(zhì)量成就斐然,特別是科學(xué)教學(xué)質(zhì)量在世界處于領(lǐng)先地位.例如,在PISA2018中,新加坡學(xué)生的科學(xué)成績(jī)排名第二,僅次于中國四省市.[6]在72個(gè)參與TIMSS2019測(cè)試的國家和地區(qū)中,新加坡八年級(jí)學(xué)生科學(xué)能力名列前茅.[7]我們知道,光學(xué)是初中物理的重要組成部分,這部分知識(shí)較為抽象,初中生學(xué)習(xí)起來難度較大.為了幫助學(xué)生建立光學(xué)概念,理解現(xiàn)象背后的物理原理,教科書一般都在相關(guān)章節(jié)中設(shè)置豐富的圖像.

        基于上述考慮,本研究從國際比較的視野出發(fā),選取中國和新加坡3套主流初中物理教科書,從圖像表征類型、圖文整合程度兩個(gè)方面對(duì)其中光學(xué)部分的圖像表征進(jìn)行分析,并嘗試回答以下問題.

        (1)中、新3套物理教科書光學(xué)部分的圖像類型分布如何?

        (2)中、新3套物理教科書光學(xué)部分圖像與文本的整合情況如何?

        我們希望本研究的分析結(jié)果能給物理教科書中圖像的選擇和呈現(xiàn)帶來一些新的啟示和借鑒.

        2 分析工具

        本研究使用圖像分析協(xié)定工具(GraphicalAnalysisProtocol,簡(jiǎn)稱GAP).GAP由Slough等人開發(fā),旨在捕捉現(xiàn)代教科書圖像表征的關(guān)鍵特征.[8]GAP有“個(gè)體圖像”和“圖文整合”兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),具體包含圖像顏色、圖像形式、圖像系統(tǒng)性、空間整合、文本參考、標(biāo)題質(zhì)量、圖文語義關(guān)系和圖文連接水平8 個(gè)因子.我們根據(jù)教科書的實(shí)際情況,對(duì)GAP中部分內(nèi)容進(jìn)行了兩處調(diào)整.第一,刪去GAP中“圖像顏色”這一因子.該因子考察教科書圖像的顏色是黑白還是彩色.不可否認(rèn),不同色彩的圖像對(duì)學(xué)生的視覺刺激和心理影響效果不同,會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生不同影響.不過,本文選取的教科書都是彩色圖像,且該條目與研究問題無關(guān).第二,對(duì)GAP 中“圖像形式”因子的編碼方式進(jìn)行修改.不同研究者對(duì)圖像形式有不同的分類方法,GAP 將圖像形式分為12類,是為了對(duì)圖像進(jìn)行廣泛描述,便于將不同研究得到的結(jié)論進(jìn)行比較.本研究關(guān)注不同圖像的教學(xué)作用,參考Guo等[9]和Moline[10]的分類方法,將圖像表征分為7類.其中,非符號(hào)表征分為照片、圖片兩類,符號(hào)表征分為簡(jiǎn)單圖、分析圖、過程圖、結(jié)構(gòu)圖和圖形5類.

        總的來說,GAP 包括“個(gè)體圖像”和“圖文整合”兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)和7個(gè)因子(見表1),下面對(duì)因子的編碼方式進(jìn)行具體說明.

        表1 圖像分析協(xié)定工具

        “個(gè)體圖像”指標(biāo)用來描述教科書中圖像表征的類型,具體包括兩個(gè)因子.

        2.1 圖像形式

        圖像表征從形式上分為7 類.照片:展示事物真實(shí)的表面細(xì)節(jié),如顏色或紋理,刺激學(xué)生對(duì)事物的感性認(rèn)識(shí),降低認(rèn)知難度.圖片:雖然不是真實(shí)照片,它們卻具有真實(shí)情境,力求貼近現(xiàn)實(shí)生活或?qū)嶒?yàn).這類圖很少帶有圖注,卡通圖、電腦合成圖皆屬于圖片.簡(jiǎn)單圖:這類圖為人工繪制,常常帶有圖注,通過對(duì)真實(shí)事物進(jìn)行簡(jiǎn)化、概括,直觀地表述內(nèi)容,凸顯重點(diǎn).如用帶有箭頭的直線(光線)表示光的傳播路徑.分析圖:將物體某個(gè)部分進(jìn)行放大或展示物體內(nèi)部或切面形態(tài),對(duì)物體結(jié)構(gòu)或組成部分進(jìn)行清晰展示的圖像.過程圖:按順序組織一系列事件的圖像,如按時(shí)間順序組織事件的時(shí)間線,或用箭頭將各個(gè)事件連接起來形成的流程圖.結(jié)構(gòu)圖:呈現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)以及知識(shí)點(diǎn)與知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系,以此揭示知識(shí)的內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu),表格、樹狀圖和網(wǎng)狀圖皆屬于結(jié)構(gòu)圖.圖形:用數(shù)學(xué)的方法對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行測(cè)量、排序或比較,光譜圖、折線圖、柱狀圖、餅狀圖皆屬于圖形.

        2.2 圖像系統(tǒng)性

        Slough等人認(rèn)為,一些圖像可以用來描述某些動(dòng)態(tài)過程,幫助讀者建立系統(tǒng)的心智模型.GAP將圖像系統(tǒng)性分為3 種情況:低,圖像呈現(xiàn)的是個(gè)別單位,未整合成一個(gè)完整系統(tǒng);中,圖像呈現(xiàn)系統(tǒng)的某些方面,例如,用箭頭或標(biāo)簽表示運(yùn)動(dòng),但是沒有體現(xiàn)出時(shí)間順序;高,圖像能幫助讀者建立系統(tǒng)的心智模型,如圖像使用時(shí)間序列的幀,描述物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是如何隨時(shí)間發(fā)生變化的.

        “圖文整合”指標(biāo)旨在了解教科書中圖文空間整合和語義整合程度,包括5個(gè)因子.

        (1)空間整合.

        GAP將圖文空間位置關(guān)系分為4種情況.緊鄰:相關(guān)內(nèi)容的文本與圖像緊密相鄰.接近:相關(guān)內(nèi)容的圖文處在同一頁,但不是緊密鄰近.對(duì)面:相關(guān)內(nèi)容的圖文不同頁,但在同一跨頁.遠(yuǎn)端:圖文不同頁,讀者需要翻頁查看與圖像內(nèi)容相關(guān)的文本.

        (2)文本參考.

        王福興等在眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),圖文空間鄰近可以促進(jìn)兒童的圖文注意分配與整合,有助于兒童對(duì)故事細(xì)節(jié)的識(shí)記,但不能促進(jìn)對(duì)故事的理解.[11]由此可見,要想促進(jìn)學(xué)生的有意義學(xué)習(xí),僅有圖文空間整合還不夠,還應(yīng)設(shè)有支持性文本促進(jìn)圖文的語義整合.使用文本參考,可以引起學(xué)生對(duì)圖像的關(guān)注.我們將其分為兩種情況,一種是文本不指向圖像;一種是文本指向圖像.

        (3)標(biāo)題質(zhì)量.

        支持性文本不光要使讀者注意到圖像,還應(yīng)對(duì)圖像提供必要的解釋信息.合理使用標(biāo)題,可以對(duì)圖像提供解釋,促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí).GAP將標(biāo)題分為4類情況,無標(biāo)題、識(shí)別性標(biāo)題:此類標(biāo)題只是指出圖像標(biāo)的,不能提供詳細(xì)圖像內(nèi)容信息.描述性標(biāo)題:標(biāo)題能夠詳細(xì)描述圖像內(nèi)容,將圖像與正文聯(lián)系起來.參與性標(biāo)題:標(biāo)題能通過某種方式積極地吸引觀眾,如在標(biāo)題中提出一個(gè)問題或提出一個(gè)任務(wù).

        (4)圖文語義關(guān)系.

        圖文語義關(guān)系體現(xiàn)在圖文語義內(nèi)容的關(guān)聯(lián)程度上,圖文內(nèi)容的一致性可以從圖像功能中得以體現(xiàn).圖像功能可以分為4類,裝飾型圖像:只是為了使教材美觀,增加讀者的興趣,與文本內(nèi)容基本無關(guān),即便刪掉,也不會(huì)妨礙對(duì)概念主題的理解.表征型圖像:與文本內(nèi)容密切相關(guān),能反映部分或全部文本內(nèi)容,將文本中某些名詞、概念以圖像的方式呈示,增加文本的具體性.組織型圖像:圖像將文本中的內(nèi)容進(jìn)行分類、組織或總結(jié),增加文本的連貫性.解釋型圖像:將復(fù)雜、抽象的物理原理和規(guī)律用一種簡(jiǎn)潔、形象的方式呈現(xiàn),幫助學(xué)生理解有難度的文本,提高認(rèn)知水平.[12]

        (5)圖文連接水平.

        除了關(guān)注圖像的基本功能,GAP 還關(guān)注圖像是否添加了與文本不同的新信息.若圖像(含標(biāo)題和注釋)在表征文本內(nèi)容的同時(shí),出現(xiàn)新信息,就將其編碼為連接型圖像,并進(jìn)一步判斷圖像的連接水平.水平一:圖像易解釋,新信息與文字內(nèi)容有明確連結(jié).水平二:圖像相對(duì)易解釋,新信息與文字內(nèi)容的連結(jié)較不明顯,需要讀者進(jìn)行更多的推理.水平三:圖像提供的新信息需要讀者具有背景知識(shí)才能解釋其含義.

        3 分析方法

        本研究使用內(nèi)容分析法,對(duì)中、新兩國三套初中物理教科書中光學(xué)部分正文中的圖像進(jìn)行比較分析.

        3.1 研究對(duì)象

        在研究對(duì)象的選擇方面,主要考慮它們的使用范圍和社會(huì)聲譽(yù).中國初中物理教科書選取人教版和滬科版,這兩套教材在中國各地區(qū)使用量較大,編寫各具特色.新加坡物理教科書選取《PhysicsMatters》O LEVEL(第四版)(簡(jiǎn)稱新加坡版).研究關(guān)注圖像表征的教學(xué)功能,故只統(tǒng)計(jì)教科書正文部分,拓展內(nèi)容和習(xí)題部分未納入研究范圍.由于3套教科書在知識(shí)編排上有所不同,為了保證比較對(duì)象的一致性,剔除了教科書中個(gè)別章節(jié),最終選取的內(nèi)容如表2所示.在這些內(nèi)容中,圖像表征數(shù)量共為115個(gè),其中人教版40個(gè),滬科版34個(gè),新加坡版41個(gè).

        表2 研究選取的章節(jié)內(nèi)容

        3.2 分析過程

        內(nèi)容分析法是一種高度靈活的研究方法,可以使用定性、定量或定性與定量相結(jié)合的方式,對(duì)文本、視覺刺激(如照片、視頻)和音頻多種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析.本研究使用內(nèi)容分析法,對(duì)教科書光學(xué)部分的圖像表征進(jìn)行編碼和分類,采用定量的方式對(duì)其進(jìn)行歸類與統(tǒng)計(jì).

        為了保證內(nèi)容分析的信度,由兩位具有理科背景的編碼者,首先按照GAP 中建立的指標(biāo),對(duì)115個(gè)圖像表征進(jìn)行獨(dú)立編碼.接著,計(jì)算各項(xiàng)因子kappa 系數(shù),分別為0.939、0.956、0.956、0.973、0.930、0.895和0.904.kappa系數(shù)均在0.8上,表明編碼可信.最后,兩名編碼者對(duì)編碼不一致的圖像表征進(jìn)行協(xié)商討論,直至意見達(dá)成一致.

        4 分析結(jié)果

        為了回答研究問題,本研究從個(gè)體圖像和圖文整合兩個(gè)指標(biāo)出發(fā),對(duì)7個(gè)因子逐個(gè)分析,結(jié)果如下.

        4.1 個(gè)體圖像分析結(jié)果

        個(gè)體圖像指標(biāo)用于回答第一個(gè)研究問題,具體包括兩個(gè)因子:圖像形式和圖像系統(tǒng)性.圖像形式分析結(jié)果表明(見表3),3 套教科書圖像形式分布各具特色.人教版非符號(hào)表征與符號(hào)表征分布均衡,非符號(hào)表征(照片和圖片)所占百分比為45%,符號(hào)表征(簡(jiǎn)單圖、分析圖、結(jié)構(gòu)圖)所占比例為55%.滬科版非符號(hào)表征比例較大,照片和圖片所占百分比合計(jì)61.7%,反應(yīng)出的大多是與日常生活有關(guān)的情境,為學(xué)生提供一種眼見為實(shí)的真實(shí)感.照片是滬科版最常出現(xiàn)的表征形式,占比為44.1%.與滬科版相反,新加坡版中符號(hào)表征占比最大,高達(dá)68.3%.符號(hào)表征中,簡(jiǎn)單圖出現(xiàn)頻率最高,頻率高達(dá)46.4%.從圖像豐富程度上看,新加坡版中圖像形式最豐富,7種圖像形式均有所涉及.例如,解釋平面鏡成像原理時(shí),新加坡版從物理現(xiàn)象出發(fā),使用過程圖厘清光路圖的作圖順序,幫助學(xué)生理解平面鏡成像的本質(zhì).人教版和滬科版則缺少過程圖、圖形這兩類圖像.

        表3 教科書圖像形式分布情況

        圖像系統(tǒng)性分析結(jié)果見圖1,3套教科書中,低系統(tǒng)性圖像占比最高,尤其在滬科版中,低系統(tǒng)性的圖像高達(dá)61.7%.究其原因,很多照片和圖像只是呈示個(gè)別生活或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象,無法構(gòu)成系統(tǒng).滬科版中存在著大量的照片和圖像,所以系統(tǒng)性水平低.光路圖能體現(xiàn)光的傳播方向和路徑,我們均將其編碼為中系統(tǒng)性.新加坡版中有大量光路圖,因此中系統(tǒng)圖像占比高.3套教科書的高系統(tǒng)性圖像均占比最低,分別只有5%、5.9%和7.3%.

        圖1 教科書圖像系統(tǒng)性程度

        4.2 圖文整合分析結(jié)果

        為了回答第2個(gè)研究問題,本研究從空間整合、文本參考、標(biāo)題質(zhì)量、圖文語義關(guān)系(圖像功能)和圖像連接水平5個(gè)因子出發(fā),對(duì)圖文整合情況進(jìn)行分析.

        空間整合因子關(guān)注圖像與文本的位置關(guān)系,分析發(fā)現(xiàn),新加坡版和滬科版整體表現(xiàn)良好,絕大多數(shù)圖文位置緊鄰.如表4 所示,新加坡版圖文緊鄰占比97.5%,滬科版圖文緊鄰占比94.1%.人教版圖文緊鄰的占比為90%,10%的圖在文的遠(yuǎn)端,學(xué)生需要翻頁搜尋相對(duì)應(yīng)的圖文信息.

        表4 教科書圖文空間整合情況

        對(duì)文本參考因子進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)(見圖2),人教版和滬科版在文本參考方面表現(xiàn)突出.人教版97.5%的圖像有對(duì)應(yīng)的文本參考,滬科版97.1%的圖像有對(duì)應(yīng)的文本參考.相比之下,新加坡版只有75.6%的圖像有文本參考.由于文本不指向圖像,學(xué)生可能很難將圖與對(duì)應(yīng)的文字聯(lián)系起來.

        圖2 3套教科書文本參考情況

        標(biāo)題是對(duì)圖像內(nèi)容的準(zhǔn)確概括,適切的標(biāo)題有助于文本與圖像資源的整合.分析結(jié)果表明(見表5),人教版和滬科版中的描述性標(biāo)題和參與性標(biāo)題占比較小.尤其在滬科版中,高達(dá)94.2%的標(biāo)題為識(shí)別性標(biāo)題,描述性標(biāo)題和參與性標(biāo)題共計(jì)只有5.8%.相比之下,新加坡版中描述性標(biāo)題和參與性標(biāo)題占比較高,其中描述性標(biāo)題占比達(dá)到46.3%.此外,人教版和新加坡版中,分別有27.5%和19.5%的圖像沒有標(biāo)題,可能會(huì)對(duì)理解圖像內(nèi)容帶來難度.

        表5 教科書標(biāo)題質(zhì)量

        3套教科書的圖像功能統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表6.我們?cè)趯?duì)圖像表征分析時(shí),已將欄目裝飾圖排除在外.即便如此,3套教科書仍存在個(gè)別裝飾型圖像,這些圖與教學(xué)內(nèi)容關(guān)系不大.表征型圖像在3 套教科書中占比最大,這一結(jié)果在我們的意料之中.表征型圖像能夠準(zhǔn)確反應(yīng)文本中的主要信息,是教科書中較為常見的一種圖像.與中國兩套教科書相比,新加坡版組織型圖像占比最高(14.6%).表格被認(rèn)為是一種組織型圖像,新加坡版中表格數(shù)量較多,所以組織型圖像的比例要高于人教版和滬科版.此外,新加坡版解釋型圖像的占比同樣最高(34.1%).該類圖像多用于解釋一些抽象的物理原理和規(guī)律,對(duì)學(xué)生理解和記憶知識(shí)起到促進(jìn)作用.例如,新加坡版在闡述木桿彎折現(xiàn)象原因時(shí),文字寫道:“光線從水射向空氣,桿浸入水中的部分反射光線會(huì)發(fā)生折射.”若只看文字,學(xué)生很難理解這句話的含義.為此,書中配有一張解釋型圖像,畫出光的傳播路徑,解釋木桿彎折現(xiàn)象,促進(jìn)學(xué)生對(duì)折射知識(shí)的理解.

        表6 教科書圖像功能分布情況

        圖像除了可以表征文本內(nèi)容,有時(shí)還添加一些新信息.我們規(guī)定,無論是圖像自身內(nèi)容還是圖像的標(biāo)題和注釋,只要出現(xiàn)文本中沒有的新信息,就將其編碼為連接型圖像.統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示(見表7),3套教科書中均存在一定數(shù)量的連接型圖像,連接型圖像在人教版、滬科版和新加坡版中的占比分別為40%、47%和56%.可以看出,人教版中連接型圖像最少,原因是人教版的文本部分對(duì)圖像內(nèi)容闡述大多較為詳盡.相比之下,新加坡版圖像蘊(yùn)含的新信息最多,對(duì)學(xué)生讀圖的能力要求較高,學(xué)生要挖掘圖像中的部分新信息,才能更好地理解知識(shí).進(jìn)一步分析圖文連接水平發(fā)現(xiàn),人教版和新加坡版水平一的圖文較多,分別為87.5%和87%,學(xué)生很容易將新信息與文字聯(lián)系起來.滬科版的圖文有68.8%處在水平一,還有31.2%的圖文處在水平二,學(xué)生需要進(jìn)行推理,才能將新信息與文字聯(lián)系起來.新加坡有少量水平三的圖文,要求學(xué)生具有相應(yīng)的背景知識(shí),才能理解新信息的含義.

        表7 3套教科書圖文連接水平

        5 結(jié)論與建議

        5.1 結(jié)論

        本研究從圖像表征類型、圖文整合程度兩個(gè)方面,對(duì)中、新3套初中物理教科書光學(xué)部分的圖像表征進(jìn)行比較分析.研究發(fā)現(xiàn),不同教科書的圖像表征類型各具特色,同時(shí)存在一些共同特征.圖像形式上,3套教科書差異顯著.人教版符號(hào)表征和非符號(hào)表征分布均勻,滬科版以非符號(hào)表征為主,新加坡版以符號(hào)表征為主,且圖像形式最為豐富.共同特征體現(xiàn)在圖像系統(tǒng)性因子上,該因子用于衡量圖像幫助學(xué)生建立系統(tǒng)心智模型的程度.分析發(fā)現(xiàn),3套教科書中均存在大量中、低系統(tǒng)性圖像,高系統(tǒng)型圖像占比較少.也就是說,圖像常常用于描述單獨(dú)的物理概念,較少將物理概念置于更大的系統(tǒng)背景中.

        在圖文整合程度方面,具體考察了5項(xiàng)因子.結(jié)果表明,不同教科書在各因子上均存在一定的差異.空間整合因子上,滬科版、新加坡版表現(xiàn)較好,絕大多數(shù)圖文彼此緊貼.人教版有少部分圖文處于遠(yuǎn)端位置,這樣的位置可能會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)造成不利.文本參考因子上,人教版和滬科版表現(xiàn)卓越,絕大多數(shù)圖文有文本參考.新加坡版近的圖像沒有文本參考,可能會(huì)增加學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷.標(biāo)題質(zhì)量因子上,新加坡版描述性和參與性標(biāo)題最多,滬科版識(shí)別性標(biāo)題最多,人教版、新加坡版的部分圖像缺少標(biāo)題.圖文語義關(guān)系因子上,3套教科書中均有少量裝飾型圖像.此外,新加坡版解釋型圖像較多,對(duì)物理原理和規(guī)律的解釋較為重視.圖文連接水平因子上,新加坡版連接型圖像較多,個(gè)別圖像需要學(xué)生具有相關(guān)背景知識(shí)才能解讀新信息的含義.相比之下,人教版和滬科版文字?jǐn)⑹鲚^為詳盡,圖中的新信息較容易被解釋.

        5.2 建議

        為了使圖像表征真正發(fā)揮教學(xué)效用,結(jié)合分析結(jié)果與結(jié)論,對(duì)物理教科書圖像表征的編寫提出4條建議.

        首先,圖像表征形式應(yīng)與教學(xué)內(nèi)容匹配.《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:“力求圖文并茂,尤其要精選生動(dòng)反應(yīng)自然現(xiàn)象和準(zhǔn)確反應(yīng)科學(xué)原理的圖片.”[13]實(shí)際上,如何精選圖像表征是教材編寫者亟須思考的問題.不同形式的圖像具有各自的特點(diǎn),同一教學(xué)內(nèi)容使用不同形式的圖像呈現(xiàn),可能會(huì)產(chǎn)生不同的教學(xué)效果.所以有必要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,選擇適宜的圖像形式.例如,展示透鏡對(duì)光的作用時(shí),使用照片能夠最大程度還原現(xiàn)實(shí),展示物理現(xiàn)象.再如,介紹投影儀成像原理時(shí),不妨使用簡(jiǎn)單圖,使學(xué)生關(guān)注光的傳播路徑和成像特點(diǎn),更好地理解物理規(guī)律.

        其次,適當(dāng)增加高系統(tǒng)性圖像的數(shù)量.靜態(tài)圖像用來描述動(dòng)態(tài)過程對(duì)學(xué)生的能力要求較高,空間技能較低的學(xué)生往往無所適從.但這類圖像在學(xué)習(xí)中起著重要的作用,許多情況下學(xué)習(xí)效果甚至好于動(dòng)態(tài)視覺表征,如動(dòng)畫、視頻等.[14]分析發(fā)現(xiàn),高系統(tǒng)性圖像在3套教科書中均占比較低.因此,我們建議,可以適當(dāng)增加教科書中高系統(tǒng)性圖像的數(shù)量.同時(shí)在教學(xué)中,對(duì)于高系統(tǒng)性圖像,教師應(yīng)提供必要的讀圖指導(dǎo).

        再次,重視圖文的空間整合.實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)文本和相關(guān)圖像在同一頁面且靠近放置時(shí),學(xué)生在圖文轉(zhuǎn)換任務(wù)中表現(xiàn)得更好.[15]分析發(fā)現(xiàn),人教版教科書中仍有個(gè)別圖文位于遠(yuǎn)端.根據(jù)多媒體學(xué)習(xí)理論,若圖文處于遠(yuǎn)端,學(xué)生就要耗費(fèi)認(rèn)知資源,翻頁尋找對(duì)應(yīng)的圖文信息.如此一來,工作記憶便沒有足夠的認(rèn)知資源來建構(gòu)言語和圖像表征,不利于言語、圖像表征與長(zhǎng)時(shí)記憶的整合.因此,應(yīng)盡量使圖文位置緊貼,減少學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷.

        最后,重視圖文的語義整合.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在含有多種圖像類型的科學(xué)文本中,兒童對(duì)圖像的關(guān)注時(shí)間只占學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)的6%.[16]為了引起學(xué)生對(duì)圖像的關(guān)注,有必要使用標(biāo)題、文本參考和圖注等支持性文本.對(duì)于標(biāo)題,Peeck指出,可以引導(dǎo)學(xué)生觀察圖像的某些細(xì)節(jié),或者要求學(xué)生處理特定指令,如提出一個(gè)問題或完成一項(xiàng)任務(wù),這樣可以有效吸引學(xué)生注意到圖像內(nèi)容.[17]因此,我們建議,人教版和滬科版可以適當(dāng)增加描述性標(biāo)題和促進(jìn)性標(biāo)題,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注圖像細(xì)節(jié),激發(fā)思考.

        圖像功能方面,3套教科書中,表征型、組織型和解釋型圖像占絕大多數(shù).這些圖像可以使文本具體、連貫、便于理解,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí).[18]需要指出的是,表征型圖像并非只是簡(jiǎn)單重復(fù)文本內(nèi)容,3套教科書中,41%的表征型圖像添加了新信息.新信息可以開拓學(xué)生的視野,不過學(xué)生需要具備相應(yīng)的先驗(yàn)知識(shí),才能較好理解圖像內(nèi)容.所以,連接型圖像編寫時(shí),要充分考慮學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn).此外,3套教科書中有少量裝飾型圖像.多媒體理論認(rèn)為,若圖僅具有趣味性,與文本內(nèi)容無關(guān),會(huì)對(duì)學(xué)生造成認(rèn)知負(fù)擔(dān).因此,在編寫教科書時(shí),應(yīng)盡量減少裝飾型圖像.

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