高中化學(xué)教科書中微觀可視化表征的發(fā)展研究

劉一兵 夏加亮 彭蘭貞 王赟

摘要： 運(yùn)用內(nèi)容分析法，分析近30年以來，不同時(shí)期人教版4套高中化學(xué)教科書中微觀可視化表征的特征。教科書中微觀可視化表征分析類目包括構(gòu)圖類型、呈現(xiàn)方式、圖形標(biāo)記、立體程度、圖文結(jié)合和表征水平。定量分析揭示了不同歷史時(shí)期人教版教科書中微觀可視化6個(gè)維度的歷史變遷。

關(guān)鍵詞： 高中化學(xué)教科書； 可視化表征； 內(nèi)容分析法

文章編號(hào)： 1005-6629（2022）11-0009-07

中圖分類號(hào)： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

1 化學(xué)教科書中微觀可視化表征研究概述

1.1 化學(xué)教科書中微觀可視化表征研究的必要性

教科書是主要的課程資源，在科學(xué)教學(xué)中起著重要的作用，對(duì)課程設(shè)計(jì)、活動(dòng)安排和作業(yè)布置以及課程的發(fā)展和演變有著重要影響。教科書通過文本（語言模式）和視覺表征（視覺模式）等多種形式來幫助學(xué)生獲取科學(xué)知識(shí)，其表達(dá)的適切性和準(zhǔn)確性是學(xué)生理解相關(guān)概念或現(xiàn)象的決定因素［1］。有研究者認(rèn)為，視覺表征不僅僅是意義制造者的工具，而且因?yàn)樗梢员磉_(dá)不容易用語言表達(dá)的思想，故受到教科書分析者的日益關(guān)注［2］。

化學(xué)教科書中微觀可視化表征，是指將不能直接觀察到的化學(xué)微觀實(shí)體或事件，通過照片、手繪圖、示意圖等方式形成的圖像。此處，化學(xué)微觀實(shí)體界定為分子、原子、離子和亞原子等本身狀態(tài)；化學(xué)微觀事件是指化學(xué)微粒之間相互作用發(fā)生的過程與結(jié)果。

聚焦化學(xué)教科書中分子、原子、離子或亞原子粒子的微觀可視化表征特征，就其根本原因是學(xué)生將微觀可視化外在特征轉(zhuǎn)化為內(nèi)在表征，是理解化學(xué)現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)象的先決條件。這意味著可視化表征的特征，若出現(xiàn)缺陷，可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生理解出現(xiàn)偏差，甚至出現(xiàn)迷思概念［3］。研究和分析化學(xué)教科書中的微觀表征特征，主要目的是把握其對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的影響，為教師教學(xué)提供有益啟發(fā)。

1.2 化學(xué)教科書中微觀可視化表征研究簡(jiǎn)介

2011年，Gkitzia等人開發(fā)了化學(xué)教科書中三重表征分析框架［4］。其依據(jù)是宏觀、微觀和符號(hào)之間，以及與文本之間的關(guān)系。2017年，Shehab等人采用此框架，研究了黎巴嫩中學(xué)化學(xué)教科書中的三重表征［5］。2019年，Goes等人研究巴西中學(xué)化學(xué)教科書中氧化還原反應(yīng)內(nèi)容的可視化［6］，提出了表征的圖像屬性和表征的課程取向。2020年，Papageorgiou等人研究希臘中學(xué)化學(xué)教科書微觀粒子的可視化表征，提出其圖形特征的分類［7］。它為微觀可視化系統(tǒng)分析提供了新的分析視角。

國(guó)內(nèi)化學(xué)教科書中可視化研究與國(guó)外研究相比，具有相似分析視角，均涉及化學(xué)三重表征分析工具，國(guó)內(nèi)學(xué)者移植了國(guó)外分析框架，并做了部分改進(jìn)，未涉及專門研究化學(xué)教科書中微觀實(shí)體和事件的情況［8］。

2 研究設(shè)計(jì)

2.1 研究問題

隨著社會(huì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展，高中化學(xué)教科書中有關(guān)化學(xué)微觀世界的編寫特征會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。從歷史視角比較，厘清教科書微觀可視化發(fā)展性特征，揭示可能影響學(xué)生相關(guān)理解的因素，分析其方式變化的原因，可以為當(dāng)前教科書優(yōu)化和應(yīng)用提供啟示。本研究的主要問題為：如何系統(tǒng)分析和闡述化學(xué)教科書中微觀可視化表征特征？不同歷史時(shí)期高中化學(xué)教科書中微觀可視化表征特征變化如何？

2.2 教科書的選擇

依據(jù)教科書發(fā)展的階段性和系統(tǒng)性，以高中化學(xué)出現(xiàn)選修教科書為起點(diǎn)時(shí)間（1991年），選擇人民教育出版社4個(gè)不同時(shí)期、基于不同教學(xué)大綱和課程標(biāo)準(zhǔn)，編寫的高中化學(xué)教科書為研究對(duì)象，即1991年版化學(xué)必修第一、二冊(cè)和選修第三冊(cè)；2000年版化學(xué)必修第一、二冊(cè)和必修加選修第三冊(cè)；根據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2003年版）》編寫的2007年化學(xué)必修1和2、化學(xué)選修1-6；依據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》編寫的化學(xué)必修第一、二冊(cè)、選擇性必修1、 2和3（2019年版），合計(jì)19冊(cè)。

2.3 分析單位

本研究的分析單位為：教科書中顯性描繪微觀或隱性表征微觀的圖像及其圖題，以及文本中能闡明微觀特征的信息。以每1圖題上的1副圖像為1處，若該圖為一組圖像，仍以1處進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

2.4 分析工具

Papageorgiou等人開發(fā)的教科書中微觀可視化特征分類［9］，包括構(gòu)圖類型、呈現(xiàn)方式、圖形標(biāo)記、立體程度、圖文結(jié)合和圖形復(fù)雜度，能夠用于多角度、多層次、系統(tǒng)分析教科書微觀可視化。但是，該分類中“圖形復(fù)雜度”界定為若是一種微觀可視化情境，則為簡(jiǎn)單圖形；若是兩種或兩種以上，則為復(fù)雜圖形。我們認(rèn)為，有的簡(jiǎn)單圖形既包含微觀實(shí)體，又有微觀事件，難以稱為簡(jiǎn)單圖形。倘若以微觀本體為中心，與宏觀和符號(hào)進(jìn)行組合，組合數(shù)目越多則圖形復(fù)雜度越高，則可稱為“表征水平”。在此，我們借鑒Papageorgiou等人開發(fā)的前5個(gè)維度，第6個(gè)維度用“表征水平”替代“圖形復(fù)雜度”，以此作為本研究的分析工具。表1表示高中化學(xué)教科書微觀可視化特征的分類，有關(guān)主類目和次類目相關(guān)概念界定如下。

第一，構(gòu)圖類型。照片是反映能夠看見的人們通過電子技術(shù)拍攝的現(xiàn)實(shí)微觀實(shí)體，例如，“用硅原子組成的兩個(gè)漢字——中國(guó)（放大約180萬倍）”的圖片。手繪圖是以徒手畫出現(xiàn)實(shí)的微觀實(shí)體或事件草圖，往往省去某些細(xì)節(jié)或采用了某些符號(hào)，例如，聞氣體時(shí)的正確操作手繪圖，可以畫出用手輕輕扇動(dòng)“幾條曲線代表了氣體分子逸出”的圖像。半示意圖是指通過化學(xué)制圖軟件繪制的較為逼真的微觀模型圖，如圖1所示。示意圖是以概略的方式或制圖技術(shù)軟件，較為抽象地描述微觀實(shí)體或事件所形成的圖示，例如，原子結(jié)構(gòu)示意圖以及分子結(jié)構(gòu)示意圖等，如圖2所示，它比半示意圖更為抽象。混合圖是指上述4類中有2類或以上的組合。

第二，呈現(xiàn)方式。盡管真實(shí)地表征微觀實(shí)體及其行為非常困難，但是，掃描隧道顯微鏡可以讓科學(xué)家有可能觀察和定位單個(gè)原子和分子，例如，科學(xué)家能夠通過掃描隧道顯微鏡獲得苯分子圖像。微觀可視化的類比物是用類比方式表征微觀實(shí)體或事件。模型表征微觀可視化可以通過球棍模型、比例模型或其他模型表示微觀的組成與結(jié)構(gòu)。呈現(xiàn)的特定符號(hào)是指表征微觀的各種化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)的式子，常見的有結(jié)構(gòu)式、鍵線式、紐曼式和費(fèi)歇爾投影式，它們能夠反映微觀實(shí)體的組成及空間結(jié)構(gòu)。當(dāng)表征微觀實(shí)體或事件是由上述2類或2類以上組合，則呈現(xiàn)方式為結(jié)合體。

第三，圖形標(biāo)記。在實(shí)體標(biāo)記中，化學(xué)符號(hào)是指用來表示各種元素組成的物質(zhì)（混合物除外）及其原子數(shù)標(biāo)注的符號(hào)，并且可以應(yīng)用在各反應(yīng)式中。球形通常以三維立體表征微粒，而圓圈、點(diǎn)常以二維平面表征微粒，宏觀物是指用照片或手繪類比物表征微粒，其他是指方形、橢圓、曲線表征微粒。如在圖1中，化學(xué)符號(hào)為Na+、 Cl-和H2O；紅色、白色、黃色和綠色球形分別代表氧、氫原子和鈉離子、氯離子。動(dòng)態(tài)標(biāo)記包括箭頭、軌跡、陰影等。圖1中，向右箭頭表示水合鈉離子向與電源負(fù)極相連的電極移動(dòng)；圖2中，箭頭和軌跡（虛線）代表電子從鈉原子向氯原子轉(zhuǎn)移的方向和路徑。

第四，立體程度。2-D是采用平面二維表征微粒。3-D是在三維空間中表征微觀圖形，常常通過軟件表征顏色、光線明暗、陰影、紋理、雙眼視差等方式增加其立體實(shí)感，而形成的具有三維立體效果的圖形。準(zhǔn)3-D是其中有一部分微觀表征是三維空間（3-D），或者說局部有3-D，但整體上表現(xiàn)的微觀實(shí)體或事件仍然是二維平面圖。例如，圖1中，雖然水分子、氯離子和鈉離子屬于3-D，但是水合鈉離子、水合氯離子整體上看仍然是處于二維平面中，所以，微觀表征是準(zhǔn)3-D?；旌象w是指上述3類中有2類或3類表征的體系。

第五，圖文結(jié)合。圖文結(jié)合是指表征微觀的圖形和文字關(guān)系，存在著圖下有圖題（短語或句子）或圖中伴有文字表征，或正文主體文字對(duì)微觀圖形進(jìn)行闡述，否則，為無。有圖文結(jié)合者又可分為簡(jiǎn)單描述和細(xì)致闡述。圖文結(jié)合中的文字表征，若只是陳述事實(shí)，則為簡(jiǎn)單描述；若存在一定的微觀實(shí)體之間關(guān)系的說明或事件解釋，則為細(xì)致闡述。圖1中“氯化鈉溶液能夠?qū)щ姟睂儆诤?jiǎn)單描述。

第六，表征水平。根據(jù)與微觀實(shí)體或事件相關(guān)的微觀、宏觀、符號(hào)表征及其組合，可分為微觀、微觀-宏觀、微觀-符號(hào)和微觀-宏觀-符號(hào)4級(jí)水平。其中，若出現(xiàn)宏觀物類比微觀的話，記為微觀。圖1中，Na+、 Cl-和H2O及其相應(yīng)模型，屬于微觀-符號(hào)水平。

2.5 統(tǒng)計(jì)與分析程序

運(yùn)用內(nèi)容分析法，對(duì)每一微觀圖像，依次在高中化學(xué)教科書微觀可視化特征分類中6個(gè)主類目下，確立其次類目歸屬并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分別計(jì)算各版本每個(gè)類目下特征頻數(shù)及其百分比，然后，用各版本各類別總頻數(shù)除以總微觀圖頻數(shù)，得出總百分比。最后，對(duì)各類別統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行理性分析。以圖1氯化鈉溶液導(dǎo)電圖為例，構(gòu)圖類型屬于半示意圖，呈現(xiàn)方式為模型，圖形標(biāo)記為化學(xué)符號(hào)、球形和箭頭，立體程度為準(zhǔn)3-D，存在著圖文結(jié)合的簡(jiǎn)單描述，表征水平為微觀-符號(hào)。

3 研究結(jié)果與討論

本研究由作者中的3位，獨(dú)立地對(duì)教科書的微觀可視化表征特征進(jìn)行編碼和統(tǒng)計(jì)，對(duì)于編碼不一致的地方，進(jìn)行商討，最終達(dá)成一致。一致性水平為0.83，內(nèi)容分析信度達(dá)到研究要求。各版本教科書微觀可視化表征特征分類百分比和頻數(shù)，精細(xì)統(tǒng)計(jì)如表2～表7所示。

3.1 構(gòu)圖類型

表2中，各版教科書中半示意圖出現(xiàn)的百分比超過了55%，明顯高于示意圖頻數(shù)百分比，這或許是由于半示意圖比示意圖更逼真地描繪微粒實(shí)體或事件，向讀者展示了看不到的更具體的微觀世界圖景。半示意圖主要包括2類，一類是微觀結(jié)構(gòu)模型圖，另一類是反映微觀事件的模型圖。例如，圖3表示當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。

隨著時(shí)代發(fā)展，手繪圖的頻數(shù)百分比，從1991年的54.3%下降到2019年的7.1%，呈下降趨勢(shì)，這是因?yàn)橹茍D技術(shù)中計(jì)算機(jī)繪圖軟件的發(fā)展緣故。同時(shí)，照片數(shù)、示意圖和混合圖頻數(shù)百分比略有增加。

3.2 呈現(xiàn)方式

表3顯示，不同時(shí)期的教科書中，模型和類比物頻數(shù)百分比表現(xiàn)出一定變化趨勢(shì)。模型表征頻數(shù)百分比從1991年的45.7%上升到2019年的63.8%。這是由于模型的研究逐漸增多，對(duì)模型教學(xué)作用的認(rèn)識(shí)也更加深刻，特別是2017化學(xué)新課標(biāo)凸顯模型認(rèn)知的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的緣故。模型表征主要為微觀實(shí)體，涉及微觀事件較少。類比物的頻數(shù)百分比呈逐步下降趨勢(shì)，從1991年的28.6%下降到2019年的5.5%。類比物下降數(shù)目主要為教科書中趣味卡通漫畫表征微觀事件，如圖4所示，2000版的氧化還原反應(yīng)與電子轉(zhuǎn)移關(guān)系卡通漫畫圖等，2019版不再采用。

筆者認(rèn)為，這種得失電子，鈉離子顯現(xiàn)出難受，氯離子卻高興，帶有情感的漫畫，未必適合解釋科學(xué)問題。

4個(gè)不同時(shí)期的教科書真實(shí)物的呈現(xiàn)幾乎限于掃描隧道顯微鏡拍攝到的1到3例圖片，變化不大。特定符號(hào)主要是采用結(jié)構(gòu)式呈現(xiàn)微粒，少數(shù)為鍵線式，不同時(shí)期版本教科書差別不大，其他諸如紐曼式和費(fèi)歇爾投影式，未出現(xiàn)于教科書中，這是教學(xué)大綱或課程標(biāo)準(zhǔn)不做要求的緣故。

3.3 圖形標(biāo)記

表4中，不同時(shí)期的教科書中微觀可視化的圖形標(biāo)記表現(xiàn)出不同特征。

其一，球形或圓圈是圖形標(biāo)記的主要形式。1991和2000年版教科書中球形標(biāo)記色彩單一，主要為黑、白，個(gè)別為紅色，立體感不夠。2007和2019年版教科書中球形標(biāo)記出現(xiàn)紅、橙、黃、綠、紫、黑、白、灰等色彩。這種標(biāo)記更容易區(qū)別化合物中不同元素原子，且伴隨色彩明暗差異，立體感更強(qiáng)，也容易判斷原子間的距離、鍵角等參數(shù)。但是，同一微粒，教科書中出現(xiàn)色彩不一，如鈉離子，有黃色（如圖1），也有紫色（如圖5）。對(duì)于教科書而言，保持風(fēng)格統(tǒng)一還是很有必要的。

其二，化學(xué)符號(hào)百分比達(dá)到45.2%，這是因?yàn)榍蛐位驁A圈表示分子結(jié)構(gòu)模型時(shí)，常常伴隨元素符號(hào)、分子式等。其三，點(diǎn)和宏觀物表征的頻數(shù)百分比，分別從1991年的28.6%和17.1%，下降到了2019年的5.5%和6.3%，說明這類圖形標(biāo)記在最新版教科書中，僅僅成為輔助手段。

此外，表征微觀動(dòng)態(tài)特征的符號(hào)主要是箭頭、軌跡和陰影，如圖6中軌跡表示分子的運(yùn)動(dòng)。上述總頻數(shù)百分比分別為14.1%、5.3%和0.6%，顯示不同時(shí)期教科書中微觀可視化的刻畫，以靜態(tài)為主，動(dòng)態(tài)較少，而微觀世界是運(yùn)動(dòng)和靜止的統(tǒng)一。教科書中何時(shí)、如何表征微觀事件的動(dòng)態(tài)特征，是教科書編者需要探討的問題。

3.4 立體程度

表5中，4個(gè)不同時(shí)期教科書，其微觀的2-D頻數(shù)百分比從1991年的65.7%，下降到2019年的19.7%；相反，其微觀的3-D頻數(shù)百分比從1991年的31.4%上升到2019年的66.9%。三維立體微觀表征，有助于學(xué)生了解微粒之間相對(duì)位置、相互關(guān)系，為后續(xù)學(xué)習(xí)有機(jī)物立體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系奠定認(rèn)知基礎(chǔ)。研究也表明，許多學(xué)生的空間轉(zhuǎn)換能力存在困難，對(duì)于用二維平面表征微觀實(shí)體或事件缺乏空間想象能力［10］。因此，教科書中增加3-D表征頻數(shù)百分比，可以促進(jìn)學(xué)習(xí)者理解微觀與宏觀的關(guān)系，更好地形成微觀解釋能力。

此外，呈現(xiàn)的準(zhǔn)3-D和混合體主要表現(xiàn)為較為復(fù)雜的微觀事件，如水合離子、配位化合物的形成，出現(xiàn)于2007、 2019版教科書中，且數(shù)量極少。

3.5 圖文結(jié)合

表6表明，圖文結(jié)合占比為85.6%，個(gè)別在圖片或正文中存在著細(xì)致闡述（總頻數(shù)百分比為12%）。圖題中的文字說明是圖文結(jié)合的最主要形式。圖7中，HCl和Cl2的共價(jià)鍵形成過程，存在著前后相續(xù)的說明（未成對(duì)電子的原子軌道相互靠攏，原子軌道相互重疊，形成的共價(jià)單鍵），屬于細(xì)致闡述。根據(jù)Nyachwaya和Gillaspie的研究，缺乏這種明確的圖題可能會(huì)導(dǎo)致額外的認(rèn)知負(fù)荷，當(dāng)通過視覺表征和語言方式提供信息時(shí)，認(rèn)知負(fù)荷會(huì)降低［11］。這就是Cook所報(bào)告的“雙模式效應(yīng)”［12］，根據(jù)該效應(yīng)，由于視覺和語言信息是通過具有自身能力的獨(dú)立渠道在學(xué)生的頭腦中闡述的，因此總負(fù)荷會(huì)分開，從而避免兩個(gè)渠道中的認(rèn)知超負(fù)荷。

3.6 表征水平

表7中，微觀水平占比為52.8%，為主要表征形式。2007和2019年版教科書比1991和2000年版微觀-符號(hào)頻數(shù)百分比有所增加。此外，微觀-宏觀總頻數(shù)百分比較低（7.9%），而同一版本教科書中微觀-符號(hào)-宏觀最多也只有4例，如圖8所示，氯化氫在水中電離微觀圖是由水合質(zhì)子、氯離子模型（微觀）及其化學(xué)式（符號(hào)）、鹽酸溶液（宏觀）組成。早在1991年，Johnstone就提出了宏觀、微觀和符號(hào)三重表征及其之間組合的概念［13］。有研究表明，多重表征并不都是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)有益的，有可能使工作記憶超負(fù)荷，這取決于其呈現(xiàn)內(nèi)容和呈現(xiàn)方式。特別是，當(dāng)先前的知識(shí)有限時(shí)，學(xué)生不能同時(shí)與一個(gè)以上的表征進(jìn)行組合，因?yàn)檫@樣的過程會(huì)增加認(rèn)知要求，甚至超過他們?cè)诠ぷ饔洃浿械恼J(rèn)知能力［14］。教科書微觀可視化，究竟選擇哪些內(nèi)容，呈現(xiàn)宏觀-微觀-符號(hào)表征，應(yīng)該引起教師和教科書編者的思考。

4 結(jié)論與建議

從1991、 2000、 2007到2019年版高中化學(xué)教科書，微觀可視化表征頻數(shù)逐步增加。隨著研究和計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)發(fā)展，教科書中微觀可視化主要特征趨向于半示意圖、微觀模型、球形和圓圈構(gòu)圖，其色彩從黑白，發(fā)展到多色彩的三維立體、圖文結(jié)合，凸顯微觀、微觀-符號(hào)表征。而微觀-宏觀、微觀-符號(hào)-宏觀表征整體較少。微觀靜態(tài)表征多，動(dòng)態(tài)表征不足，這與教科書本身為靜態(tài)呈現(xiàn)有關(guān)?，F(xiàn)就高中化學(xué)教科書中微觀可視化特征的發(fā)展，提出當(dāng)前教科書使用的幾點(diǎn)建議：

（1） 利用微觀模型，實(shí)現(xiàn)微觀探析。教科書中大量的微觀模型，為發(fā)展“宏觀辨析與微觀探析”化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供了可能。教師可以利用量子化學(xué)計(jì)算軟件，如Gaussian、 Vasp、 Turbomole等，將化合物結(jié)構(gòu)可視化，將鍵長(zhǎng)、鍵角等參數(shù)，多視角呈現(xiàn)化合物的微觀動(dòng)態(tài)空間結(jié)構(gòu)，建構(gòu)新的理論模型，解釋和預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)。

（2） 采用化學(xué)三重表征，突破教學(xué)難點(diǎn)。盡管教科書中微觀-符號(hào)-宏觀化學(xué)三重表征較少，但是，對(duì)于諸如原電池原理、沉淀溶解平衡及轉(zhuǎn)化、配位鍵和雜化軌道等較為抽象的內(nèi)容，可從三重表征及其相互轉(zhuǎn)變視角，促進(jìn)知識(shí)理解和建構(gòu)。

（3） 運(yùn)用微觀可視化，促進(jìn)審美化教學(xué)。目前教科書微觀可視化多色彩立體化特征，承載著顏色、對(duì)稱、奇異等美學(xué)要素，教師要善于發(fā)掘，讓學(xué)生感受和體驗(yàn)審美的育人功能。

參考文獻(xiàn)：

［1］ Onwu， G. O.， & Randall， E.. Some aspects of studentsunderstanding of a epresentational model of the particulate nature of matter in chemistry in three different countries ［J］. Chemistry Education Research and Practice， 2006， 7（4）， 226～239.

［2］ Abd-El-Khalick， F.， Waters， M.， & Le， A. P.. Representations of nature of science in high school chemistry textbooks over the past four decades ［J］. Journal of Research of Science Teaching， 2008， 45（7）：835～855.

［3］ Billings， E. M.， & Klanderman， D.. Graphical representations of speed： obstacles preservice K-8 teachers experience ［J］. School Science and Mathematics， 2000， （100）： 440～450.

［4］ Gkitzia， V.， Salta， K.， & Tzougraki， C. Development?and application of suitable criteria for the evaluation of chemical representations in school Textbooks ［J］. Chemistry Education Research & Practice， 2011， （12）： 5～14.

［5］ Shehab S. S.， & BouJaoude S.. Analysis of the chemical representations in secondary lebanese chemistry textbooks ［J］. International Journal of Science and Mathematics Education. 2017， （15）： 797～816.

［6］ Luciane Fernandes Goes， Xiaoge Chen， Keysy Solange Costa Nogueira， Carmen Fernandez， Ingo Eilks. An analysis of the visual representation of redox reactions and related content in brazilian secondary school chemistry textbooks ［J］. Science Education International， 2020， 31（3）： 313～324.

［7］ ［9］ George Papageorgiou， Vasilios Amariotakis， Vasiliki Spiliotopoulou. Developing a taxonomy for visual representation characteristics of submicroscopic particles in chemistry textbooks ［J］. Science Education International， 2020， 30（3）： 181～193.

［8］ 王磊， 鄭楠， 孫影. 視覺表征下中學(xué)化學(xué)教科書編排的“三序”結(jié)合——以“物質(zhì)結(jié)構(gòu)”相關(guān)內(nèi)容為例［J］. 化學(xué)教育， 2022， 43（5）： 26～33.

［10］ Wu H. K.， Krajcik J. S.， & Soloway， E.. Promoting understanding of chemical representations： Students useof a visualization tool in the classroom ［J］. Journal of Research in Science Teaching， 2001， 38（7）： 821～842.

［11］ Nyachwaya J. M.， & Gillaspie， M.. Features of representations in general chemistry textbooks： A peek through the lens of the cognitive load theory ［J］. Chemistry Education Research and Practice， 2016， 17（1）： 58～71.

［12］ Cook Μ. P.. Visual representations in science education： The influence of prior knowledge and cognitive load theory on instructional design principles ［J］. Science Education， 2006， 90（6）： 1073～1091.

［13］ Johnstone A. H.. Why is science difficult to learn？ Things are seldom what they seem ［J］. Journal of Computer Assisted Learning， 1991， （7）： 75～83.

［14］ Kirschner P. A.. Cognitive load theory： implications of cognitive load theory on the design of learning ［J］. Learning and Instruction， 2002， 12（1）： 1～10.