摘要：通過對高中化學(xué)新教材圖像系統(tǒng)的內(nèi)容形態(tài)與組織方式及其教學(xué)功能的探討，教師在教學(xué)中使用圖像系統(tǒng)時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮圖像系統(tǒng)的各內(nèi)容形態(tài)的作用；善于利用圖像系統(tǒng)與文字系統(tǒng)的位置關(guān)系；正確處理圖像真實(shí)性與學(xué)生特點(diǎn)的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：化學(xué)教材；圖表；內(nèi)容形態(tài)；組織方式；教學(xué)功能

化學(xué)學(xué)科知識主要以物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律為基礎(chǔ)，其研究內(nèi)容的有形性、客觀性和操作性，決定了圖像系統(tǒng)在化學(xué)教材中的重要地位。

一、國內(nèi)化學(xué)教材圖像系統(tǒng)研究的回顧［1］［2］［3］［4］

以往國內(nèi)對化學(xué)教材的研究多側(cè)重于文字系統(tǒng)，較少關(guān)注圖像系統(tǒng)，或只是簡單將其看做一種教材的輔助系統(tǒng)而稱之為“插圖”或“附圖”。筆者在對國內(nèi)以往化學(xué)教材圖像系統(tǒng)及其相關(guān)研究的總結(jié)中發(fā)現(xiàn)，其主要存在以下不足：（1）教材中插圖以黑白圖或單色圖為主，而且圖片數(shù)量較少；（2）實(shí)驗(yàn)圖較多為簡筆畫或繪畫，真實(shí)圖較少；（3）過去研究主要側(cè)重在化學(xué)教學(xué)中利用圖像系統(tǒng)創(chuàng)設(shè)情境、習(xí)題解答、課后復(fù)習(xí)或?qū)W(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義教育與愛國教育，而對如何運(yùn)用它們培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)能力，特別是化學(xué)探究能力方面的研究甚少；（4）以往研究主要集中在對初中化學(xué)新舊教材與高中化學(xué)舊教材中圖表的教學(xué)運(yùn)用的探討，而較少深入探討化學(xué)模塊教材圖像系統(tǒng)的教學(xué)功能；（5）研究基礎(chǔ)大多建立在研究者本身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)上，而較少運(yùn)用國外相關(guān)心理學(xué)理論進(jìn)行指導(dǎo)。

基于此，筆者在查閱國內(nèi)外有關(guān)圖表的心理學(xué)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合已有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對現(xiàn)行化學(xué)模塊教材圖像系統(tǒng)的教學(xué)功能作一些探索。

二、化學(xué)模塊教材圖像系統(tǒng)的內(nèi)容形態(tài)及教學(xué)功能

新課標(biāo)化學(xué)必修與選修模塊的圖像系統(tǒng)雖各有特點(diǎn)，但在整體設(shè)計(jì)方面仍有不少共同之處。這里主要以國內(nèi)三個主要版本，即人教版、山東版和江蘇版的化學(xué)必修模塊教材①為例對圖像系統(tǒng)進(jìn)行分析。

圖示、圖解和表格等被認(rèn)為是形象表征信息的方式，可促進(jìn)學(xué)生對課文信息的理解與對知識的應(yīng)用，［5］因此常用于教科書中為材料提供中介表征。相對國內(nèi)以往的高中化學(xué)教材而言，化學(xué)模塊教材中圖像系統(tǒng)的比重有大幅度提高，圖文比例接近1∶1。筆者將化學(xué)模塊教材的圖像系統(tǒng)分為圖片（包括圖示與圖解）和表格兩大類，其中前者又細(xì)分為章節(jié)圖、實(shí)驗(yàn)圖、實(shí)物圖、微觀與原理模擬圖、知識點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖、肖像圖，以及生活和生產(chǎn)圖七類，并對其數(shù)量和教學(xué)功能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與說明，見表1、表2。

表1化學(xué)必修模塊教材圖像系統(tǒng)組成

組成 人教版 山東版 江蘇版 化學(xué)1 化學(xué)2 化學(xué)1 化學(xué)2 化學(xué)1 化學(xué)2 圖片 （含圖示與圖解） 章節(jié)圖 5 5 54 1016 實(shí)驗(yàn)圖 37 12 46 15 13 9 實(shí)物圖 2714 20 11 13 4 微觀與原理模擬圖 3 15 20 25 3030 知識點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖 9 8 19 4 11 1 肖像圖 1 1 83 4 2 表格 生活和生產(chǎn)圖 14 8 70 50 1825 知識點(diǎn)表格 9 15 5 14 1021 實(shí)驗(yàn)探究表格 1618 20 10 14 3 總計(jì) 121 96 213136 123 111

組成

人教版

山東版

江蘇版

化學(xué)1 化學(xué)2

化學(xué)1 化學(xué)2

化學(xué)1 化學(xué)2

圖片

（含圖示與圖解）

章節(jié)圖

5 5

54

1016

實(shí)驗(yàn)圖

37 12

46 15

13 9

實(shí)物圖

2714

20 11

13 4

微觀與原理模擬圖

3 15

20 25

3030

知識點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖

9 8

19 4

11 1

肖像圖

1 1

83

4 2

表格

生活和生產(chǎn)圖

14 8

70 50

1825

知識點(diǎn)表格

9 15

5 14

1021

實(shí)驗(yàn)探究表格

1618

20 10

14 3

總計(jì)

121 96

213136

123 111

表2化學(xué)教材圖像系統(tǒng)的教學(xué)功能

圖像系統(tǒng)組成 教學(xué)功能 教材選例 實(shí)驗(yàn)圖 向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)，操作原理，具有較強(qiáng)的示范性與科學(xué)性，有利于激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)動手能力 人教版《化學(xué)1》：圖1-2 江蘇版《化學(xué)1》：圖2-4 實(shí)物圖 給學(xué)生直觀印象，有利達(dá)成視覺表征［6］［7］，增進(jìn)學(xué)生對物質(zhì)的物理性質(zhì)的了解，加強(qiáng)記憶能力 山東版《化學(xué)1》：圖2-1-2 人教版《化學(xué)2》：圖2-18 微觀與原理模擬圖 將宏觀現(xiàn)象微觀化，有利于學(xué)生對較難的化學(xué)概念或原理的理解與掌握，糾正其可能存在的模糊觀念與相異構(gòu)想［8］ 江蘇版《化學(xué)2》：圖2-17 山東版《化學(xué)1》：圖2-1-12 人教版《化學(xué)2》：圖1-11 知識點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖 有利于學(xué)生從橫向與縱向把握知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，理解相互之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，提高其歸納與演繹的能力 山東版《化學(xué)2》：圖2-1-10 江蘇版《化學(xué)1》：1-13 肖像圖 激勵學(xué)生以化學(xué)家為榜樣，求實(shí)創(chuàng)新，加強(qiáng)其愛國意識 人教版《化學(xué)1》：圖4-14 生活、生產(chǎn)圖 幫助學(xué)生學(xué)以致用，將化學(xué)知識與生活、生產(chǎn)相聯(lián)系，并加強(qiáng)其STSE意識 江蘇版《化學(xué)2》：圖2-5 山東版《化學(xué)1》：圖2-3-6 知識點(diǎn)表格 有利于學(xué)生通過表格表征［9］對知識點(diǎn)（如物質(zhì)性質(zhì)）進(jìn)行分類歸納復(fù)習(xí)，促進(jìn)其進(jìn)行有效類比編碼和對比編碼記憶 人教版《化學(xué)2》：表1-1 江蘇版《化學(xué)1》：表1-4 實(shí)驗(yàn)研究表格 有助于激發(fā)學(xué)生的化學(xué)探究動機(jī)，讓學(xué)生通過親身探究得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出正確的結(jié)論，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力 人教版《化學(xué)2》：第9頁，第14-15頁

圖像系統(tǒng)組成

教學(xué)功能

教材選例

實(shí)驗(yàn)圖

向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)，操作原理，具有較強(qiáng)的示范性與科學(xué)性，有利于激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)動手能力

人教版《化學(xué)1》：圖1-2

江蘇版《化學(xué)1》：圖2-4

實(shí)物圖

給學(xué)生直觀印象，有利達(dá)成視覺表征［6］［7］，增進(jìn)學(xué)生對物質(zhì)的物理性質(zhì)的了解，加強(qiáng)記憶能力

山東版《化學(xué)1》：圖2-1-2

人教版《化學(xué)2》：圖2-18

微觀與原理模擬圖

將宏觀現(xiàn)象微觀化，有利于學(xué)生對較難的化學(xué)概念或原理的理解與掌握，糾正其可能存在的模糊觀念與相異構(gòu)想［8］

江蘇版《化學(xué)2》：圖2-17

山東版《化學(xué)1》：圖2-1-12

人教版《化學(xué)2》：圖1-11

知識點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖

有利于學(xué)生從橫向與縱向把握知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，理解相互之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，提高其歸納與演繹的能力

山東版《化學(xué)2》：圖2-1-10

江蘇版《化學(xué)1》：1-13

肖像圖

激勵學(xué)生以化學(xué)家為榜樣，求實(shí)創(chuàng)新，加強(qiáng)其愛國意識

人教版《化學(xué)1》：圖4-14

生活、生產(chǎn)圖

幫助學(xué)生學(xué)以致用，將化學(xué)知識與生活、生產(chǎn)相聯(lián)系，并加強(qiáng)其STSE意識

江蘇版《化學(xué)2》：圖2-5

山東版《化學(xué)1》：圖2-3-6

知識點(diǎn)表格

有利于學(xué)生通過表格表征［9］對知識點(diǎn)（如物質(zhì)性質(zhì)）進(jìn)行分類歸納復(fù)習(xí)，促進(jìn)其進(jìn)行有效類比編碼和對比編碼記憶

人教版《化學(xué)2》：表1-1

江蘇版《化學(xué)1》：表1-4

實(shí)驗(yàn)研究表格

有助于激發(fā)學(xué)生的化學(xué)探究動機(jī)，讓學(xué)生通過親身探究得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出正確的結(jié)論，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力

人教版《化學(xué)2》：第9頁，第14-15頁

三、化學(xué)模塊教材圖像系統(tǒng)的組織方式及教學(xué)功能

圖像系統(tǒng)的組織包含兩層含義，一是圖像本身的呈現(xiàn)方式，另一個則表現(xiàn)為它與文字系統(tǒng)的有機(jī)整合上。但這兩種方式均從學(xué)生認(rèn)知的角度出發(fā)，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析與解決問題的能力。

（一）增加彩色圖表數(shù)量

現(xiàn)行化學(xué)新教材中的圖表大多以彩色形式呈現(xiàn)，這相對于以往國內(nèi)化學(xué)教材無疑是一大進(jìn)步。彩圖的色彩既能提高插圖的真實(shí)感，還起到強(qiáng)調(diào)信息重點(diǎn)的作用，如學(xué)生能從彩色實(shí)驗(yàn)圖中讀取正確的實(shí)驗(yàn)信息（包括物質(zhì)的顏色、狀態(tài)和反應(yīng)現(xiàn)象等）；另外，國外心理學(xué)家在研究視覺類比對解決問題的作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，視覺表征可以作為一種有效的提取線索，且采用彩色線條與圖表作為線索時(shí)最有效。［10］

（二）增加真實(shí)圖比重

一般地，愈接近真實(shí)生活的視覺教材，愈能吸引學(xué)生的興趣和激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)。［11］相對以往化學(xué)教材而言，化學(xué)模塊教材中真實(shí)圖的比重有顯著提高，使學(xué)生不但能對難以用言語準(zhǔn)確表達(dá)的實(shí)驗(yàn)過程有直觀的把握，如人教版《化學(xué)1》的圖1-2和圖1-3；還能將所學(xué)化學(xué)知識融入到生活實(shí)際中，做到學(xué)以致用，如山東版《化學(xué)2》的圖2-2-5和圖3-1-6。

（三）重視多種形式插圖并用

化學(xué)模塊教材中圖像系統(tǒng)的呈現(xiàn)方式主要有照片，簡單線條圖，陰影圖與各類圖表等，它們對學(xué)生所產(chǎn)生的效果可能不同，即不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)可能需要借助不同形式的插圖來實(shí)現(xiàn)。譬如山東版《化學(xué)2》在引導(dǎo)學(xué)生探究元素周期律時(shí)，先采用表格的形式讓學(xué)生填充1-18號元素的原子序數(shù)、電子層數(shù)和原子最外層電子數(shù)等信息，然后提示學(xué)生以原子序數(shù)為橫坐標(biāo)，分別以原子的最外層電子數(shù)、原子半徑和最高（低）化合價(jià)為縱坐標(biāo)，畫出相應(yīng)的直方圖與折線圖，并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所繪制的圖像描述元素性質(zhì)的變化規(guī)律──這較有利于培養(yǎng)學(xué)生處理信息與分析歸納的能力。因此，筆者建議教材圖像系統(tǒng)在編排時(shí)，可考慮適當(dāng)增加這類呈現(xiàn)方式的比例。

（四）重視與文字系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合

現(xiàn)行化學(xué)新教材圖文組合方式主要可分為以下三種：［12］

1.文字描述與圖像說明相結(jié)合。這種組織方式以文字為主，圖像只對文字起到輔助的功能。如人教版《化學(xué)2》的圖1-11，先采用文字形式，以鈉與氯氣反應(yīng)為例，描述反應(yīng)過程中鈉原子與氯原子的得失電子情況，結(jié)合圖像幫助學(xué)生形象地理解電子的轉(zhuǎn)移方向，再通過圖像中鈉離子與氯離子的最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使學(xué)生理解離子鍵的形成本質(zhì)。

2.圖像顯示與文字提示相結(jié)合。這種組織方式以圖代文，為學(xué)生呈現(xiàn)用語言難以描述的內(nèi)容，而文字主要起到提示的作用。如山東版《化學(xué)1》的圖2-2-4，主要以圖的形式為學(xué)生解釋氯化鈉導(dǎo)電的微觀本質(zhì)：用不同顏色和大小的小球表示鈉離子和氯離子等微粒，并用若干個小箭頭表示熔融狀態(tài)與溶液中鈉離子和氯離子向電極移動的方向，幫助學(xué)生從“離子的定向移動而產(chǎn)生電流”的角度理解氯化鈉導(dǎo)電的原因。再如江蘇版《化學(xué)2》的圖2-13，只用少量的文字對示意圖進(jìn)行提示，便能讓學(xué)生較易了解氫氧燃料電池的工作原理。可見，這種組織方式對學(xué)生的要求稍比第一種高，但對于激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)生分析問題的能力是非常有益的。

3.圖像顯示與文字提出任務(wù)相結(jié)合。這種組織方式有利于讓學(xué)生細(xì)心觀察與分析圖像，結(jié)合文字所提出的任務(wù)在圖像中尋找信息。如人教版《化學(xué)1》的圖3-9，圖像為鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)圖（包括裝置設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象），文字并未對該圖進(jìn)行解說，且要求學(xué)生在另外給定的實(shí)驗(yàn)儀器與藥品的前提下，設(shè)計(jì)一套鐵與水蒸氣反應(yīng)的簡單實(shí)驗(yàn)裝置。顯然，這種方式是三種圖文結(jié)合方式中最能培養(yǎng)學(xué)生探究能力和發(fā)散性思維的一種，其目的不再是讓學(xué)生停留在對圖像的感性認(rèn)識或表面記憶上，而是需要學(xué)生能超越圖的內(nèi)容，進(jìn)行與該圖有關(guān)問題的進(jìn)一步實(shí)踐。

不同的圖文組合方式其教學(xué)功能的側(cè)重點(diǎn)也不同。文字描述與圖像說明組合方式雖仍沿用以往化學(xué)教材的圖像組織形式，但該方式有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力與記憶能力；圖像顯示與文字提示組合方式則有助于學(xué)生觀察與分析問題能力的培養(yǎng)；而圖像顯示與文字提出任務(wù)組合方式則強(qiáng)化了化學(xué)教材圖像的思考性、探究性與應(yīng)用性，有利于學(xué)生知識與能力的和諧發(fā)展，為我國化學(xué)教材圖像的組織方式提供了較好的設(shè)計(jì)思路。

四、化學(xué)教材圖像系統(tǒng)在教學(xué)中的使用建議

許多學(xué)者對圖像系統(tǒng)潛在的教學(xué)功能均予以肯定，但同時(shí)亦有不少研究顯示有些教科書的圖表對學(xué)習(xí)者確實(shí)產(chǎn)生事與愿違的影響。［13］因此，為了讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更有效，筆者認(rèn)為在化學(xué)教學(xué)中使用圖像系統(tǒng)時(shí)可參考以下建議。

（一）充分發(fā)揮圖像系統(tǒng)的各內(nèi)容形態(tài)的作用

如表2所示，圖像系統(tǒng)的幾種內(nèi)容形態(tài)均有獨(dú)特的教學(xué)功能，這有利于化學(xué)教師在教學(xué)過程中，根據(jù)課型或教學(xué)活動的特點(diǎn)選擇適宜的圖像形態(tài)，力求圖像系統(tǒng)功能達(dá)到最優(yōu)化。如在導(dǎo)入新課時(shí)，可借助生產(chǎn)生活圖或肖像圖創(chuàng)設(shè)問題情境；在單元復(fù)習(xí)課時(shí)，可借助知識點(diǎn)表格與知識點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖引導(dǎo)學(xué)生對已學(xué)知識進(jìn)行類比歸納；在進(jìn)行化學(xué)研究性學(xué)習(xí)或化學(xué)探究活動中，應(yīng)鼓勵學(xué)生自行設(shè)計(jì)探究表格，并通過表格進(jìn)行數(shù)據(jù)或現(xiàn)象的記錄，從中得出正確結(jié)論，從而有利于其科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。

（二）善于利用圖像系統(tǒng)與文字系統(tǒng)的位置關(guān)系

由于學(xué)生觀看圖表的方式不盡相同，故圖像系統(tǒng)在教材學(xué)習(xí)內(nèi)容中排列的位置會影響其學(xué)習(xí)的效果。當(dāng)圖表置于文字內(nèi)容之前時(shí)，它能為學(xué)生提供在認(rèn)知上整體的智略，有利于學(xué)生藉此組織將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容；反之，若圖表置于某段文字內(nèi)容之后，可有助于學(xué)生通過看圖復(fù)習(xí)所學(xué)知識，加強(qiáng)理解與記憶。［14］［15］

（三）正確處理圖像系統(tǒng)真實(shí)性與學(xué)生特點(diǎn)的關(guān)系

對于圖像的真實(shí)性及真實(shí)程度的問題，在教學(xué)中應(yīng)考慮學(xué)生的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)研究表明， 對于新進(jìn)的學(xué)習(xí)者而言，給予低真實(shí)性的簡圖應(yīng)比復(fù)雜的照片好些，因?yàn)樵谡鎸?shí)性高的情境中，新進(jìn)學(xué)習(xí)者會對新信息產(chǎn)生心理壓力；而對有部分經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生而言，則詳圖可能會比簡圖更有利于其獲得信息，但對過度復(fù)雜的圖形或?qū)嵕衬M可能仍感到有些吃力；對于熟練的學(xué)生而言，真實(shí)的事物則比各種人為繪制的簡圖或模擬來得更有效。［11］因此，在化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用實(shí)驗(yàn)圖或知識原理模擬圖時(shí)，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的整體水平情況，把握圖像的真實(shí)程度。

綜上所述，圖像系統(tǒng)在化學(xué)教學(xué)中具有重要作用，教師應(yīng)在教學(xué)過程中重視其教學(xué)功能，充分挖掘教材中圖像系統(tǒng)的內(nèi)涵，引導(dǎo)學(xué)生在利用圖像系統(tǒng)理解和記憶化學(xué)知識原理的同時(shí)，提高其化學(xué)學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)探究的能力。

①本文中涉及的《化學(xué)1》參照版本為：人教版2004年6月第一版；山東版2005年8月第二版；江蘇版2004年8月第一版。《化學(xué)2》參照版本為：人教版2004年6月第一版；山東版2005年8月第二版；江蘇版2004年9月第一版。

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