基于三重表征視角的化學新教材插圖分析比較

劉佳奇　王強

摘 要：三重表征是指由宏觀—微觀—符號三種水平上對化學知識進行表征，三重表征包含外部三重表征和內(nèi)部三重表征，插圖是外部三重表征的主要呈現(xiàn)形式，對于插圖的分析比較，有助于更加合理地使用插圖。本文以三重表征視角對教材插圖進行了比較分析，并提出了合理的使用建議。

關(guān)鍵詞：三重表征;教材插圖;比較分析

【中圖分類號】G【文獻標識碼】B【文章編號】1008-1216（2020）07B-0040-04

一、三重表征的內(nèi)涵

化學是一門在分子、原子層次上研究物質(zhì)的組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與變化規(guī)律，是創(chuàng)造新物質(zhì)的一門自然科學。故化學的教與學也應(yīng)該在宏觀、微觀和符號三種不同的水平上展開并相互聯(lián)系（如圖1所示）?；瘜W學習者應(yīng)在心理上形成學習化學獨特的思維：三重表征。

三重表征包括外部三重表征和內(nèi)部三重表征，外部表征是化學知識的外部呈現(xiàn)形式，包括圖片、表格、文本、動畫、模型等;內(nèi)部表征是化學知識在個體頭腦中加工和呈現(xiàn)的形式，有動態(tài)的和靜態(tài)的含義，術(shù)語包括信息的輸入、編碼、認知結(jié)構(gòu)、命題、心智模型等。

二、三重表征視角下的插圖分類

教材中的插圖是三重表征的外部表征呈現(xiàn)形式之一，化學教材中包含著大量直觀精美的插圖。插圖作為教材中的第二語言，傳遞著大量信息，“以圖解文”，可以將抽象的知識具體化、理性的知識感性化、復(fù)雜問題明了化。李鑫以知識點為分類標準，將插圖分為實驗儀器、實驗裝置與設(shè)備、實驗現(xiàn)象、物質(zhì)與實物、工業(yè)流程、物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)、物質(zhì)的變化原理和自然現(xiàn)象等，其分類標準與三重表征理念不謀而合，即實驗儀器、實驗現(xiàn)象、物質(zhì)實物、自然現(xiàn)象等屬于化學三重表征的宏觀領(lǐng)域，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和變化原理屬于三重表征的微觀領(lǐng)域，同時，符號作為宏觀與微觀的中介，在插圖中也有體現(xiàn)。三重表征視角下的插圖分類為教材編制、插圖使用帶來了新的依據(jù)與創(chuàng)新。

本研究創(chuàng)新性地以三重表征視角對教材插圖進行分析。將插圖按照所含表征類型分為八類，如圖2所示。宏觀表征插圖是指插圖中僅含有宏觀表征，微觀表征插圖是指插圖中僅含有微觀表征，符號表征插圖是指插圖中僅含有符號表征。一些插圖可以同時含有二種表征或者三種表征，還有一部分無法對其進行分類，例如人物圖像等，將其歸為其他類。

由于目前只有兩個版本的新教材，且只發(fā)行了必修一、必修二，故本研究選取人教版與魯科版兩個版本新教材共4本進行比較。

關(guān)于含有三種表征的插圖如圖3所示，小女孩站在海邊，手中拿著水的符號表征，大腦中思考著水的微觀表征，三種表征有機結(jié)合在一起，學生在閱讀教材時，將會主動地在大腦中進行三重表征思維框架的建構(gòu)。

三、插圖表征類型比較

（一）新教材插圖數(shù)量比較

對教材中的插圖進行統(tǒng)計，如表1和表2?？梢园l(fā)現(xiàn)，兩版本教材的插圖數(shù)量基本一致。人教版頁均插圖為0.74張，魯科版頁均插圖為0.80張，均做到了圖文并茂。

（二）人教版教材插圖類型統(tǒng)計

對新版人教版教材中插圖進行表征類型統(tǒng)計，如表3和圖4，可以發(fā)現(xiàn)人教版中宏觀表征插圖和宏觀與符號表征插圖共有145張，占到了總插圖的73%，微觀表征圖片和符號表征圖片較少;單表征插圖共有111張，占到了總插圖的56%;同時雙表征插圖共有60張，占到了總插圖的30%，三表征插圖僅有10張，占到了總插圖的5%，教材插圖的選擇主要是以單表征插圖居多。

（三）魯科版教材插圖類型統(tǒng)計

對新版魯科版教材中插圖進行表征類型統(tǒng)計，如表4和圖5，魯科版中宏觀表征插圖和宏觀與符號表征插圖共有154張，占到了總插圖的71%，微觀表征插圖和符號表征插圖較少;單表征插圖共有 106張，占到了總插圖的49%;同時雙表征插圖共有80張，占到了總插圖的37%;三表征插圖共有8張，占到了總插圖的4%。

（四）兩版教材插圖類型統(tǒng)計比較

對兩版本教材插圖類型統(tǒng)計，如表3和表4以及圖6，可以發(fā)現(xiàn)，兩版本教材插圖的分布規(guī)律大致相似，宏觀表征和宏觀與符號表征的數(shù)量最多，微觀表征最少。使用SPSS 25.0進行相關(guān)性分析，見表5，皮爾遜相關(guān)系數(shù)達到了0.994，p=0.000，說明兩版本教材插圖數(shù)量存在顯著的相關(guān)性。

（五）整體插圖分析

將兩版本教材的插圖，加和后進行比較，如圖7?？偟膩砜?，在單表征中，兩版本教材的插圖主要集中在宏觀表征;微觀表征較少，僅占總體的5%;由于符號表征一般不以圖片形式出現(xiàn)，所以符號表征插圖也較少;在雙表征中， 兩版本教材的插圖主要集中在宏-符表征插圖，占總體的27%;而宏-微插圖以及微-符插圖較少;兩版本教材含有的三表征插圖均較少。

四、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

三重表征是化學教與學的最獨特的思維，在已有的研究中已經(jīng)表明，學生的三重表征思維存在不足，無法在表征間自由轉(zhuǎn)化，需要教師有意識地進行引導(dǎo)。教材作為學生學習的資源，其插圖有著重要的教學價值。以三重表征的視角對教材插圖進行分析可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有教材插圖中，單表征插圖占主要地位，尤其是宏觀表征;雙表征插圖中以宏觀表征與符號表征為主，缺少微觀表征;三表征插圖總體都很少。

（二）建議

1.重視使用教材插圖。

在教學中，通常教師與學生易忽略教材中的插圖，教材中的插圖包含著豐富的信息，也是教學的一手資源。對于落后地區(qū)，如果不能開展實驗，那么，教材中關(guān)于實驗的插圖就更應(yīng)該被重視，教師著重說明，培養(yǎng)學生的宏觀表征;同時微觀表征是不可見的，教材插圖中對微觀表征的呈現(xiàn)是經(jīng)過抽象與加工的，是目前微觀呈現(xiàn)的較好方式，教師應(yīng)引導(dǎo)學生留心插圖，分析插圖。

2.創(chuàng)造性地使用插圖。

三重表征思維方式的培養(yǎng)需要教師長時間的引導(dǎo)，教材插圖作為外部三重表征的主要呈現(xiàn)形式，可以促進學生的表征素材積累。但三種表征不是孤立、割裂的，三重表征的思維需要建立起三種表征間有機的聯(lián)系，多表征圖片就在無形中起到了這個作用。有助于學生迅速對知識點進行三種表征的學習，潛移默化地對學生進行三重表征思維的培養(yǎng)。

參考文獻：

[1]張丙香，畢華林.化學三重表征的含義及其教學策略[J].中國教育學刊，2013，（2）.

[2]李鑫.新課標下高中三套化學教材（必修 1）中插圖的比較研究[D].北京：首都師范大學，2011.