國(guó)外化學(xué)三重表征的研究進(jìn)展及其啟示

龔文慧

關(guān)鍵詞：三重表征;宏觀表征;微觀表征;符號(hào)表征;化學(xué)教育

化學(xué)三重表征主要指宏觀、微觀與符號(hào)表征。近40年來，三重表征既是指導(dǎo)化學(xué)教育研究理論框架的基礎(chǔ)，也是指導(dǎo)世界范圍內(nèi)的化學(xué)教學(xué)，化學(xué)課程、軟件開發(fā)及化學(xué)教材編寫的重要依據(jù)，三重表征已經(jīng)成為化學(xué)教育和科學(xué)教育研究中的重要范式，成為此領(lǐng)域最有力量、最富有成效的思想之一。三重表征與我國(guó)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的“宏觀表征與微觀探析”是比較一致的，因此，對(duì)國(guó)外三重表征的發(fā)展歷程及研究進(jìn)展進(jìn)行梳理與評(píng)述，可以為我國(guó)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展提供借鑒與啟示。

1約翰斯頓對(duì)化學(xué)三重表征的研究

在20世紀(jì)60年代的課程政革中，課程計(jì)劃通常都有試圖將自己固定在一些概念性三腳架上的習(xí)慣，因此，幾乎在所有的科學(xué)中都隱藏著一個(gè)思維三角形。1982年，約翰斯頓（A.H Johnstone）基于化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，首次提出化學(xué)家至少可以在三個(gè)水平上看待化學(xué)學(xué)科：描述和功能水平（體驗(yàn)、觀察和描述現(xiàn)象）;表征水平（用來表示概念和思想的符號(hào)）;解釋水平（解釋現(xiàn)象），這一觀點(diǎn)為三重表征的提出奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

基于地質(zhì)學(xué)家使用三角形來表示礦物家族中各組分比例的靈感（即純二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂分別位于三角形的三個(gè)角，任何種類的硅酸鋁和硅酸鎂鹽類都可以由兩個(gè)角的連線表示，根據(jù)每種成分的貢獻(xiàn)，鋁鎂硅酸鹽的任一成分都可與三角形內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)）。1991年，約翰斯頓分別將“描述和功能”與宏觀化學(xué)對(duì)應(yīng);將“表征”與符號(hào)語言對(duì)應(yīng);將“解釋”與“亞微觀化學(xué)”對(duì)應(yīng)，進(jìn)而提出了著名的“化學(xué)三角形”（ chemistry triplet）[如圖1（a）所示]。約翰斯頓將“下雪”這一現(xiàn)象作為隱喻，通過對(duì)化學(xué)專家及其他人的思維進(jìn)行對(duì)比，生動(dòng)形象地闡明了化學(xué)三重表征的價(jià)值和意義。他認(rèn)為化學(xué)專家的思維可以根據(jù)需要在三角形的每一個(gè)角、每一條邊之間進(jìn)行來回切換和遷移，可以將“現(xiàn)實(shí)”構(gòu)建為宏觀、亞微觀和符號(hào)的動(dòng)態(tài)混合體。因此，當(dāng)看到雪時(shí)，化學(xué)專家能夠很自如地“從覆蓋在屋頂和樹木上美麗的白雪，遷移到雪花的六邊形、氫鍵及晶體;其他人則只會(huì)關(guān)注到三角形的一角——宏觀現(xiàn)象”。如汽車司機(jī)由于擔(dān)心道路積雪會(huì)帶來安全隱患，因此認(rèn)為“雪是危險(xiǎn)的”，地方管理人員則會(huì)認(rèn)為這是一個(gè)“物品處置問題”。有人可能會(huì)對(duì)在顯微鏡下觀察雪花感興趣，位于宏觀亞微觀邊緣的宏觀末端，他們或許會(huì)意識(shí)到這是一個(gè)“微晶問題”，但很少有人能想到氫鍵的品格能，無法“看到它的H/O鍵角為1050”。對(duì)大多數(shù)人來說，三角形的內(nèi)部就像一個(gè)“黑洞”。

約翰斯頓認(rèn)為，傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)只關(guān)注宏觀和表征，忽視微觀結(jié)構(gòu)?；诖耍俅螌?duì)“化學(xué)三角形”進(jìn)行了改造，提出化學(xué)應(yīng)由以下三個(gè)基本成分構(gòu)成：（1）可觸摸、可見的化學(xué);（2）原子、分子等微觀化學(xué);（3）符號(hào)、方程式、計(jì)量學(xué)、數(shù)學(xué)等表征化學(xué)[如圖1（b）所示]。

在約翰斯頓看來，化學(xué)三角形的內(nèi)部從來沒有被開發(fā)，并非所有的學(xué)生都能夠了解化學(xué)三角形并在其間自由地切換。2006年，約翰斯頓賦予化學(xué)三角形量化的性質(zhì)，并對(duì)其進(jìn)行了重新解讀（如圖2所示），他認(rèn)為化學(xué)三角形實(shí)際上是半定量化的，三角形的每一個(gè)角都表示相應(yīng)媒介的占比為100%。例如，宏觀表征所對(duì)應(yīng)的角表示完全使用宏觀的方法。當(dāng)教師基于化學(xué)方程式解釋宏觀現(xiàn)象時(shí)，就需要沿著三角形右邊的某個(gè)地方進(jìn)行。然而，多數(shù)化學(xué)課程中的三種表征類型同時(shí)混在一起，在三角形模型中的具體位置由三個(gè)表征的相對(duì)比例決定。化學(xué)家的思維可以在三角形中自由穿梭，但對(duì)于“初學(xué)者能否在三角形中形成專家的思維方式，而不會(huì)加重思維負(fù)荷或產(chǎn)生錯(cuò)誤的理論框架？”的問題表示質(zhì)疑，他認(rèn)為在三角形內(nèi)部存在工作記憶空間嚴(yán)重超負(fù)荷的傾向。因此，他認(rèn)為在化學(xué)課程中，應(yīng)該從一個(gè)角開始，再經(jīng)過一條邊，然后把學(xué)生帶到三角形的中間。

2010年，約翰斯頓再次修正了化學(xué)三角形（如圖3所示），并重新表述了三個(gè)角的名稱和含義，他認(rèn)為看待或表征化學(xué)（變化）的方式包括：“宏觀和有形的”;“分子和不可見的”;“符號(hào)和數(shù)學(xué)的”。

總體來看，約翰斯頓對(duì)“化學(xué)三角形”的幾次調(diào)整體現(xiàn)出他對(duì)化學(xué)教育認(rèn)識(shí)發(fā)展取向的轉(zhuǎn)變。從“化學(xué)三角形”的內(nèi)容來看，基本經(jīng)歷了從關(guān)注三個(gè)基本組成成分，到三者之間的關(guān)系，再到“化學(xué)三角形”的內(nèi)部成分;從關(guān)注“化學(xué)三角形”的質(zhì)性組成，到關(guān)注“化學(xué)三角形”的半定量化構(gòu)成。顯而易見，三重表征研究取向的轉(zhuǎn)變，反映出約翰斯頓及相關(guān)研究者對(duì)化學(xué)學(xué)科本質(zhì)及化學(xué)教育認(rèn)識(shí)的不斷深化。

2國(guó)外其他學(xué)者對(duì)化學(xué)三重表征的反思

自三重表征提出以來，國(guó)外眾多研究者紛紛從本體論及認(rèn)識(shí)論等角度對(duì)這一理論進(jìn)行了深入的解讀與反思，為化學(xué)三重表征的發(fā)展與完善做出了重要貢獻(xiàn)。

2.1三重表征的內(nèi)涵不清

當(dāng)前，國(guó)外研究者對(duì)化學(xué)三重表征各個(gè)組成部分的內(nèi)涵及其相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)存在較大分歧。首先，在宏觀表征層面，有研究者認(rèn)為宏觀水平主要包括在日常生活或?qū)嶒?yàn)室中所經(jīng)歷的實(shí)際現(xiàn)象，是可見的、有形的。也有研究者認(rèn)為，宏觀水平主要包括用來描述物質(zhì)本體屬性的概念和思想，如pH、溫度、壓力、密度和濃度。有研究者試圖將這兩種觀點(diǎn)進(jìn)行綜合，認(rèn)為宏觀水平指物質(zhì)及其屬性、科學(xué)過程和現(xiàn)象，主要包括實(shí)際現(xiàn)象和用來描述它們的概念。然而，一些研究者對(duì)此表示質(zhì)疑，認(rèn)為一些科學(xué)概念（如化合物、化學(xué)元素、燃燒反應(yīng)、物質(zhì)、能量、光）雖然在本質(zhì)上是“宏觀的”，但遠(yuǎn)非有形和可見的。宏觀水平主要指與學(xué)生日常生活的“真實(shí)”宏觀世界不同的化學(xué)課堂和實(shí)驗(yàn)室中所經(jīng)歷的現(xiàn)象，這是因?yàn)榛瘜W(xué)學(xué)科關(guān)注的宏觀水平與日常生活中的感知體驗(yàn)并不完全相同。在化學(xué)課堂和化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，真實(shí)世界往往會(huì)被簡(jiǎn)化為純化學(xué)物質(zhì)，而這些物質(zhì)在現(xiàn)實(shí)生活中卻并不多見，這就導(dǎo)致學(xué)生非常缺乏對(duì)典型化學(xué)現(xiàn)象的宏觀體驗(yàn)。針對(duì)人們對(duì)宏觀表征的多樣性解讀，有研究者對(duì)宏觀表征進(jìn)行了更具可操作性的分類，認(rèn)為宏觀表征包括三類：宏觀觀察（macroscopic

observations），如氣體的體積在特定條件下如何變化;具體的宏觀成分（ concrete macroscopicconstructs），指可以直接測(cè)量的宏觀成分，如溫度和壓力;抽象的宏觀成分（abstract macroscopic constructs），指對(duì)化學(xué)系統(tǒng)更為抽象的描述，如熱容和焓變。由此可見，研究者對(duì)宏觀表征的認(rèn)識(shí)不僅存在分歧，甚至還存在不同程度的內(nèi)在矛盾，這就為具體判斷某一表征是否為宏觀表征帶來了一定程度的困難。

其次，在符號(hào)表征層面，其內(nèi)涵及組成部分之間的關(guān)系也長(zhǎng)期困擾著研究者。就符號(hào)表征的組成而言，約翰斯頓最初（1982）認(rèn)為，符號(hào)表征指所有類型的符號(hào)，包括化學(xué)符號(hào)或數(shù)學(xué)符號(hào)。在納克勒（M.B.Nakhleh）等人看來，符號(hào)表征包括化學(xué)語言和圖形，而公式、圖表等則屬于代數(shù)范疇。另一些研究者則認(rèn)為化學(xué)符號(hào)表征至少包括化學(xué)符號(hào)（symbols）和圖形（iconics），前者包括用來表示物質(zhì)的組成（如H、0、H：0）、性質(zhì)和行為[如+，（g），-]的標(biāo)記（signs），后者主要指一種類似于特定對(duì)象或事件的標(biāo)記（如分子的空間填充圖、化學(xué)物質(zhì)或反應(yīng)的粒子圖）。就符號(hào)表征組成成分的內(nèi)在關(guān)系而言，符號(hào)和圖形之間的關(guān)系也并非是涇渭分明的，一些符號(hào)表征同時(shí)結(jié)合了符號(hào)和圖形的價(jià)值。例如，一個(gè)分子的透視圖可以使用路易斯結(jié)構(gòu)、楔形和破折號(hào)來表示。雖然組成這個(gè)系統(tǒng)的原子和鍵的類型是用符號(hào)表示的，但由于該圖也可以用來表示模型分子的三維結(jié)構(gòu)，因此也具有圖形的價(jià)值。

最后，從三重表征內(nèi)部組成成分之間的關(guān)系角度來看，雖然化學(xué)三角形的頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)三個(gè)表征水平，但化學(xué)表征的本質(zhì)可能超出其所指定頂點(diǎn)的特征。例如，符號(hào)表征往往包含著宏觀表征及微觀表征這兩種語言。以化學(xué)式NaCI為例，它本身是化學(xué)符號(hào);在微觀層面上，可將其理解為一個(gè)鈉離子與一個(gè)氯離子或由這兩種離子交互排列而成的三維結(jié)構(gòu);在宏觀層面上，它是一種白色固態(tài)晶體。對(duì)于不同研究者而言，他們對(duì)表征類型的判斷也可能會(huì)有所不同。如果研究者認(rèn)為某一視覺表征僅僅是符號(hào)，他們就傾向于將其視為符號(hào)表征，然而如果他們將其視為具有描述性、解釋性和預(yù)測(cè)能力的模型，則更傾向于將其視為亞微觀水平。此外，研究者通常將圖形視為符號(hào)表征，然而，如果用圖形來表示宏觀現(xiàn)象，那么僅僅將圖形理解為符號(hào)表征是有問題的。

由此可見，上述觀點(diǎn)一方面表明三重表征各組成成分之間密不可分、相互滲透，另一方面，則反映出三重表征內(nèi)涵及本質(zhì)的不確定性。這既是三重表征不斷發(fā)展與完善的必經(jīng)階段，是學(xué)術(shù)發(fā)展繁榮的表現(xiàn)，但同時(shí)也說明，如果三重表征的基本內(nèi)涵長(zhǎng)期不能達(dá)成共識(shí)，就會(huì)在一定程度上會(huì)阻礙化學(xué)教育學(xué)術(shù)共同體對(duì)三重表征的深度交流，從而導(dǎo)致對(duì)三重表征的研究出現(xiàn)混亂的局面。

2.2三重表征的維度片面

一些研究者認(rèn)為，化學(xué)表征僅分為三個(gè)維度太過片面，因此，他們?cè)噲D增加額外的水平來對(duì)其進(jìn)行改良和優(yōu)化。例如，納克勒等人認(rèn)為，應(yīng)該將符號(hào)系統(tǒng)（用化學(xué)語言和圖形來表示物質(zhì)和過程）以及代數(shù)系統(tǒng)（用公式和圖表來表示物質(zhì)屬性之間的關(guān)系）分離開來，因此，他們?cè)谌乇碚鞯幕A(chǔ)上增加了代數(shù)水平。多瑞（Y.J.Dori）等人認(rèn)為在三重表征的基礎(chǔ)上，應(yīng)該增加過程水平，用來解釋化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)態(tài)本質(zhì)以及宏觀、微觀和符號(hào)層次之間的關(guān)系。丹古爾（V.Dangur）等人在這四個(gè)水平的基礎(chǔ)上，增加了量子水平（quantum level），如離子、分子、電子構(gòu)型以及它們與量子力學(xué)的關(guān)系等。吉基齊亞（V.Gkitzia）等人則在宏觀、微觀、符號(hào)表征水平的基礎(chǔ)上增加了多重（Multiple）、混雜（Hybrid）和混合（Mixed）表征。為了提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，馬哈菲（P.Mahaffy）將三重表征的平面三角形擴(kuò)展成四面體（如圖4所示），其中的第四個(gè)頂點(diǎn)代表“人的因素”。Mahaffy認(rèn)為，四面體隱喻整合了內(nèi)容與情境，化學(xué)教師應(yīng)該將化學(xué)概念、符號(hào)表征、化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)過程置于人類創(chuàng)造和使用物質(zhì)的文化背景中，以此來實(shí)踐四面體化學(xué)教育。

舍約姆（J.Sjostrom）等人認(rèn)為，傳統(tǒng)意義上的化學(xué)教學(xué)與日常生活、技術(shù)、社會(huì)、科學(xué)史及哲學(xué)的聯(lián)系薄弱，因此整合了三重表征模型及馬哈菲提出的四面體化學(xué)教育模型，并對(duì)其進(jìn)行了改造與細(xì)化，提出了四重表征模型（如圖5所示）。其中，人本主義方法包括三個(gè)層次：應(yīng)用化學(xué)、社會(huì)化學(xué)和批判反思方法。應(yīng)用化學(xué)，指通過關(guān)注日常生活問題和化學(xué)的不同應(yīng)用來引人人的因素的化學(xué)教育方法;在復(fù)雜程度更高的社會(huì)化學(xué)水平上，化學(xué)教學(xué)包括旨在評(píng)估化學(xué)知識(shí)、實(shí)踐和產(chǎn)品的發(fā)展及使用的方法，以及對(duì)科學(xué)工作和思想的社會(huì)文化嵌入性的理解;四面體頂端的批判反思化學(xué)，旨在讓學(xué)生從歷史、哲學(xué)、社會(huì)學(xué)和文化的角度進(jìn)行反思分析，為社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、正義采取批判性民主行動(dòng)。

塔蘭克（V.Talanquer）認(rèn)為將化學(xué)與學(xué)生的日常生活、社會(huì)問題及需求聯(lián)系起來固然重要，但他也提出一個(gè)關(guān)鍵問題，即“如果我們需要在三重表征中加入人的成分，為什么不考慮哲學(xué)、歷史或技術(shù)的成分呢？”。同樣，我們也可以進(jìn)一步追問，是否有必要增加代數(shù)、過程以及量子水平等。實(shí)際上，約翰斯頓本人曾明確提出，三重表征模型中沒有隱含的層次結(jié)構(gòu)，對(duì)它的任何添加都是多余和復(fù)雜的?！白屛覀儽３趾?jiǎn)單，否則就沒有必要使用三重表征模型了”。顯然，這是兩種截然相反的觀念，究竟孰是孰非，尚需深入論證。

2.3三重表征的尺度粗糙

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從宏觀到納米等各種尺度上探索化學(xué)物質(zhì)已經(jīng)成為可能，因此，用來描述、解釋和預(yù)測(cè)化學(xué)物質(zhì)性質(zhì)及變化的理論尺度僅僅分為宏觀和微觀是不夠的，三重表征的具體內(nèi)容需要不斷得到更新?；诖?，一些研究者開始逐漸在不同尺度上探索化學(xué)理論（模型）。例如，本·茲維（R.Ben-Zvi）等人認(rèn)為，雖然可以在單粒子水平上解釋化學(xué)性質(zhì)，但宏觀物質(zhì)的許多物理性質(zhì)（如密度或物質(zhì)狀態(tài)）只能用多原子或多分子的摩爾數(shù)進(jìn)行解釋，因此，非常有必要區(qū)分單粒子和多粒子模型水平?；诖耍麄冋J(rèn)為，可以在宏觀（現(xiàn)象）、原子分子（一個(gè)單粒子）和多原子（許多粒子）這三個(gè)水平來表征物質(zhì)。塔蘭克對(duì)化學(xué)的尺度進(jìn)行了更為細(xì)致的劃分：宏觀水平、中觀水平、多粒子水平、復(fù)雜分子水平、分子水平和亞原子水平。杰森（W.B.Jensen）則根據(jù)現(xiàn)代化學(xué)學(xué)科的發(fā)展歷史，將化學(xué)分為組成和結(jié)構(gòu)、能量以及時(shí)間這三個(gè)維度，每一維度均包括三個(gè)水平：摩爾、分子和電子。杰森認(rèn)為，當(dāng)今化學(xué)教材不但沒有清晰地指出摩爾、分子和電子水平的存在，而且還會(huì)將之混淆。仔細(xì)分析不難發(fā)現(xiàn)，杰森提出的摩爾水平與宏觀水平的意義相似，分子水平與微觀水平對(duì)應(yīng)，時(shí)間維度則與過程水平類似。然而，根據(jù)杰森提出的化學(xué)學(xué)科邏輯對(duì)課程及教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行組織往往會(huì)缺乏教學(xué)性，對(duì)初學(xué)者來說會(huì)有一定困難。因此，在對(duì)三重表征的尺度進(jìn)行劃分時(shí)，需要同時(shí)兼顧學(xué)科性與教學(xué)性，使其既能體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的特色，也能符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展機(jī)制。

3研究啟示

通過梳理國(guó)外化學(xué)三重表征的理論研究過程，可以發(fā)現(xiàn)，三重表征在眾多研究者的批判性反思中取得了顯著的進(jìn)展，這可以為我國(guó)化學(xué)教育工作者進(jìn)一步對(duì)三重表征進(jìn)行本體論反思，明確三重表征的適用范圍，開展三重表征的本土化研究帶來有益的啟示。

3.1進(jìn)行三重表征的本體論反思

長(zhǎng)期以來，我國(guó)研究者主要是在約翰斯頓1991年提出的“化學(xué)三角形”模型基礎(chǔ)上對(duì)化學(xué)三重表征展開研究的，但對(duì)約翰斯頓此后對(duì)“化學(xué)三角形”框架的修正關(guān)注不多，也鮮有引述其他研究者對(duì)化學(xué)三重表征進(jìn)行發(fā)展及反思的文獻(xiàn)，這就導(dǎo)致對(duì)化學(xué)三重表征的理論研究難以取得重要突破。同時(shí)，越來越多的研究者逐漸意識(shí)到，基于三重表征理論對(duì)具體化學(xué)概念進(jìn)行判斷與解釋存在一定困難。如“物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)及摩爾等是宏觀物理量還是微觀物理量？”這一問題至今尚未達(dá)成共識(shí)。因此，非常有必要對(duì)化學(xué)三重表征進(jìn)行本體論反思，進(jìn)一步明確其內(nèi)涵及本質(zhì)。

在有關(guān)三重表征的研究中，我國(guó)研究者通常比較關(guān)注教師或?qū)W生在分析、解決問題的過程中，是否體現(xiàn)了宏觀、微觀及符號(hào)表征，或是否能在這三個(gè)表征之間建立聯(lián)系，從而能夠在這三個(gè)表征之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換與遷移。事實(shí)上，化學(xué)三重表征是一個(gè)半量化模型，三重表征的三角形模型內(nèi)部所傳達(dá)的意義非常豐富，然而，當(dāng)前對(duì)學(xué)生三重表征模型內(nèi)部認(rèn)知機(jī)制的半量化研究不足，還有待研究者對(duì)其進(jìn)行深入挖掘?？傊诹私饣瘜W(xué)三重表征研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，研究者應(yīng)該對(duì)三重表征進(jìn)行本體論反思與元追問，在批判與反思中前行，在理論思維的指引下，不斷深化對(duì)化學(xué)三重表征的認(rèn)識(shí)。

3.2明確三重表征的適用范圍

我國(guó)化學(xué)課程目標(biāo)在三重表征方面的主要表現(xiàn)為：能從不同層次認(rèn)識(shí)物質(zhì)的多樣性;通過觀察能辨識(shí)一定條件下物質(zhì)的形態(tài)及變化的宏觀現(xiàn)象，能運(yùn)用符號(hào)表征物質(zhì)及其變化;能從微觀層面理解和預(yù)測(cè)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及變化;能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問題。由此可見，三重表征是認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)的重要視角和思維方式。

需要注意的是，盡管三重表征在化學(xué)學(xué)科具有重要的功能與價(jià)值，但也應(yīng)該意識(shí)到三重表征不是萬能的，不能盲目地將其套用在化學(xué)教育的所有領(lǐng)域中。因此，有必要進(jìn)一步對(duì)化學(xué)三重表征的適用邊界以及外延進(jìn)行深入的研究，只有如此，才能最大程度地發(fā)揮三重表征的優(yōu)勢(shì)，從而更加全面且深入地促進(jìn)化學(xué)教育研究的發(fā)展。例如，在探查學(xué)生解決真實(shí)復(fù)雜問題的心理機(jī)制或表征過程時(shí)，如果僅從三重表征的角度進(jìn)行研究，就很難觸及學(xué)生更深層次的認(rèn)知發(fā)展過程。如果將化學(xué)三重表征與Zhang等人提出的內(nèi)部表征和外部表征，或Bowen提出的言語表征、圖像表征、方法學(xué)表征、原理定向表征、實(shí)驗(yàn)室定向表征和經(jīng)濟(jì)表征等表征類型相結(jié)合，就有可能會(huì)為問題解決的發(fā)展與完善提供一種行之有效的研究路徑。

3.3開展三重表征的本土化研究

在借鑒國(guó)外三重表征的基礎(chǔ)上，我國(guó)研究者也對(duì)三重表征的本土化進(jìn)行了初步嘗試。如葉靜怡從表達(dá)方式、功能等角度對(duì)化學(xué)符號(hào)進(jìn)行了分類，認(rèn)為化學(xué)符號(hào)是代表物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和變化的一系列符號(hào)或圖式。從表達(dá)方式上分，主要包括：字母型符號(hào)（如化學(xué)式、化學(xué)方程式）和構(gòu)象型符號(hào)（如結(jié)構(gòu)式、晶體模型、實(shí)驗(yàn)操作示意圖）。從功能上分，包括表示元素（原子或離子）的符號(hào)或圖示、表示物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的式子以及物質(zhì)變化的式子三大類，這對(duì)于我國(guó)化學(xué)三重表征的本土化研究與發(fā)展具有重要意義。

應(yīng)當(dāng)注意的是，在對(duì)三重表征進(jìn)行本土化研究的同時(shí)，也應(yīng)該加強(qiáng)與國(guó)際同行的學(xué)術(shù)交流與合作。由于各國(guó)語言文化背景不同，因此，在不同國(guó)別之間進(jìn)行學(xué)術(shù)交流會(huì)受到一定程度的限制。例如，用來指稱符號(hào)的英文詞匯有picture、sVmbol、graph、icon、diagram、sign、character等。在中文語境中，這些詞匯往往都會(huì)被翻譯成符號(hào)，并將其納入到符號(hào)表征的范疇。又如，在英文語境中，曲線一般屬于符號(hào)表征的范疇，但國(guó)內(nèi)研究者則認(rèn)為曲線表征獨(dú)立于符號(hào)表征的范疇，并將其與符號(hào)表征并列，認(rèn)為應(yīng)該在三重表征的基礎(chǔ)上增加曲線表征，從而構(gòu)建了“四重表征”，這也是由于國(guó)內(nèi)外對(duì)于符號(hào)的認(rèn)識(shí)不同所導(dǎo)致的。當(dāng)然，這也可以認(rèn)為是一種本土化的嘗試，但與此同時(shí)，為了向國(guó)外研究者“講好中國(guó)化學(xué)教育發(fā)展”的現(xiàn)狀，就非常有必要從語義、語用等多角度對(duì)有關(guān)科學(xué)概念進(jìn)行全方位考察，不斷克服因文化差異而帶來的學(xué)術(shù)溝通困難，從而真正實(shí)現(xiàn)化學(xué)教育跨文化的比較與借鑒研究。