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基于三重表征视角的化学新教材插图分析比较

刘佳奇 王强




摘 要:三重表征是指由宏观—微观—符号三种水平上对化学知识进行表征,三重表征包含外部三重表征和内部三重表征,插图是外部三重表征的主要呈现形式,对于插图的分析比较,有助于更加合理地使用插图。本文以三重表征视角对教材插图进行了比较分析,并提出了合理的使用建议。

关键词:三重表征;教材插图;比较分析

【中图分类号】G【文献标识码】B【文章编号】1008-1216(2020)07B-0040-04

一、三重表征的内涵

化学是一门在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律,是创造新物质的一门自然科学。故化学的教与学也应该在宏观、微观和符号三种不同的水平上展开并相互联系(如图1所示)。化学学习者应在心理上形成学习化学独特的思维:三重表征。

三重表征包括外部三重表征和内部三重表征,外部表征是化学知识的外部呈现形式,包括图片、表格、文本、动画、模型等;内部表征是化学知识在个体头脑中加工和呈现的形式,有动态的和静态的含义,术语包括信息的输入、编码、认知结构、命题、心智模型等。

二、三重表征视角下的插图分类

教材中的插图是三重表征的外部表征呈现形式之一,化学教材中包含着大量直观精美的插图。插图作为教材中的第二语言,传递着大量信息,“以图解文”,可以将抽象的知识具体化、理性的知识感性化、复杂问题明了化。李鑫以知识点为分类标准,将插图分为实验仪器、实验装置与设备、实验现象、物质与实物、工业流程、物质的微观结构、物质的变化原理和自然现象等,其分类标准与三重表征理念不谋而合,即实验仪器、实验现象、物质实物、自然现象等属于化学三重表征的宏观领域,物质的微观结构和变化原理属于三重表征的微观领域,同时,符号作为宏观与微观的中介,在插图中也有体现。三重表征视角下的插图分类为教材编制、插图使用带来了新的依据与创新。

本研究创新性地以三重表征视角对教材插图进行分析。将插图按照所含表征类型分为八类,如图2所示。宏观表征插图是指插图中仅含有宏观表征,微观表征插图是指插图中仅含有微观表征,符号表征插图是指插图中仅含有符号表征。一些插图可以同时含有二种表征或者三种表征,还有一部分无法对其进行分类,例如人物图像等,将其归为其他类。

由于目前只有两个版本的新教材,且只发行了必修一、必修二,故本研究选取人教版与鲁科版两个版本新教材共4本进行比较。

关于含有三种表征的插图如图3所示,小女孩站在海边,手中拿着水的符号表征,大脑中思考着水的微观表征,三种表征有机结合在一起,学生在阅读教材时,将会主动地在大脑中进行三重表征思维框架的建构。

三、插图表征类型比较

(一)新教材插图数量比较

对教材中的插图进行统计,如表1和表2。可以发现,两版本教材的插图数量基本一致。人教版页均插图为0.74张,鲁科版页均插图为0.80张,均做到了图文并茂。

(二)人教版教材插图类型统计

对新版人教版教材中插图进行表征类型统计,如表3和图4,可以发现人教版中宏观表征插图和宏观与符号表征插图共有145张,占到了总插图的73%,微观表征图片和符号表征图片较少;单表征插图共有111张,占到了总插图的56%;同时双表征插图共有60张,占到了总插图的30%,三表征插图仅有10张,占到了总插图的5%,教材插图的选择主要是以单表征插图居多。

(三)鲁科版教材插图类型统计

对新版鲁科版教材中插图进行表征类型统计,如表4和图5,鲁科版中宏观表征插图和宏观与符号表征插图共有154张,占到了总插图的71%,微观表征插图和符号表征插图较少;单表征插图共有 106张,占到了总插图的49%;同时双表征插图共有80张,占到了总插图的37%;三表征插图共有8张,占到了总插图的4%。

(四)两版教材插图类型统计比较

对两版本教材插图类型统计,如表3和表4以及图6,可以发现,两版本教材插图的分布规律大致相似,宏观表征和宏观与符号表征的数量最多,微观表征最少。使用SPSS 25.0进行相关性分析,见表5,皮尔逊相关系数达到了0.994,p=0.000,说明两版本教材插图数量存在显著的相关性。

(五)整体插图分析

将两版本教材的插图,加和后进行比较,如图7。总的来看,在单表征中,两版本教材的插图主要集中在宏观表征;微观表征较少,仅占总体的5%;由于符号表征一般不以图片形式出现,所以符号表征插图也较少;在双表征中, 两版本教材的插图主要集中在宏-符表征插图,占总体的27%;而宏-微插图以及微-符插图较少;两版本教材含有的三表征插图均较少。

四、结论与建议

(一)结论

三重表征是化学教与学的最独特的思维,在已有的研究中已经表明,学生的三重表征思维存在不足,无法在表征间自由转化,需要教师有意识地进行引导。教材作为学生学习的资源,其插图有着重要的教学价值。以三重表征的视角对教材插图进行分析可以发现,现有教材插图中,单表征插图占主要地位,尤其是宏观表征;双表征插图中以宏观表征与符号表征为主,缺少微观表征;三表征插图总体都很少。

(二)建议

1.重视使用教材插图。

在教学中,通常教师与学生易忽略教材中的插图,教材中的插图包含着丰富的信息,也是教学的一手资源。对于落后地区,如果不能开展实验,那么,教材中关于实验的插图就更应该被重视,教师着重说明,培养学生的宏观表征;同时微观表征是不可见的,教材插图中对微观表征的呈现是经过抽象与加工的,是目前微观呈现的较好方式,教师应引导学生留心插图,分析插图。

2.创造性地使用插图。

三重表征思维方式的培养需要教师长时间的引导,教材插图作为外部三重表征的主要呈现形式,可以促进学生的表征素材积累。但三种表征不是孤立、割裂的,三重表征的思维需要建立起三种表征间有机的联系,多表征图片就在无形中起到了这个作用。有助于学生迅速对知识点进行三种表征的学习,潜移默化地对学生进行三重表征思维的培养。

参考文献:

[1]张丙香,毕华林.化学三重表征的含义及其教学策略[J].中国教育学刊,2013,(2).

[2]李鑫.新课标下高中三套化學教材(必修 1)中插图的比较研究[D].北京:首都师范大学,2011.

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