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.