中英高中物理教材圖像系統(tǒng)的對比分析

——基于電學(xué)研究

圖形表征是指問題表征在頭腦中的信息通過圖片、圖像、示意圖等形式表現(xiàn)出來.相較于文字形式的信息，教科書中的圖像以二維形式呈現(xiàn)，改變傳統(tǒng)逐行閱讀模式，拓寬視覺信息接收范圍.信息呈現(xiàn)方式（純文字、純圖像、圖文結(jié)合）的不同會影響學(xué)習(xí)效果.對教材中的圖像功能最早進行系統(tǒng)研究是在20世紀7O年代.Duchastel與Levin在綜合前人成果后，將插圖功能劃分為認知性和非認知性兩個維度，具體涵蓋注意力吸引、方向指示及情感激發(fā)三大功能.Mayer多媒體學(xué)習(xí)理論的完善，開始提出裝飾型、表征型等五大插圖功能類別.而香港研究人員黃顯華、霍秉坤所進行的調(diào)研，進一步認證了這一分類體系的合理性.實驗研究對插圖功能作出新分類，歸納出插圖的三大主要功能：裝飾美化功能、文本強化與總結(jié)功能及認知輔助功能，此外還包括知識準確傳遞和信息豐富擴充功能.這些學(xué)者從不同角度推進了圖像表征研究的進展.需要說明的是，鑒于該領(lǐng)域的廣泛性和活躍性，還有眾多研究者在此方向作出了重要探索.本研究采用跨國比較的研究方法，對其電學(xué)章節(jié)的圖像系統(tǒng)進行形式與功能的雙維度分析.

1 分析工具

在研究方法上，本研究采用了Sough及其合作者開發(fā)的圖形分析協(xié)議作為分析工具.Levin等人在他們對圖片功能的實證驗證的元分析中使用了功能分類方法.GAP有“圖像的形式”和“圖像的功能”兩個一級維度，有關(guān)圖像的形式包含：實物場景圖、模式示意圖和數(shù)學(xué)函數(shù)圖，涵蓋八個次級子類.Levin和他的同事們并沒有根據(jù)插圖的定義結(jié)構(gòu)進行分組，而是將插圖從修飾性、表征性、結(jié)構(gòu)性、闡釋性和轉(zhuǎn)化性五個維度構(gòu)建圖像表征分類體系，以系統(tǒng)解析現(xiàn)代教科書圖像的核心特征.借鑒Guo、Levin等學(xué)者的分類框架，本研究聚焦于不同圖像類型在教學(xué)實踐中的功能定位.

1. 1 圖像的形式

（1）物理實物情境圖：此類圖像以攝影或繪圖形式記錄真實實驗場景及實體對象，磁場分布示意圖（如鐵屑排列形成的磁感線）則能直觀解釋安培環(huán)路定理.能夠幫助學(xué)生建立具象認知.

（2）物理模型示意圖：這種圖像形式是通過繪圖或模擬等方式構(gòu)建的物理模型的示意圖.將實際元件簡化為理想化符號（忽略電池內(nèi)阻的電動勢符號 E ），通過對比含容電路充放電過程，物理模型示意圖可以幫助學(xué)生抓住關(guān)鍵的物理特征和關(guān)系，更好地理解和應(yīng)用物理理論.

（3）物理數(shù)學(xué)函數(shù)圖：通過繪制數(shù)學(xué)函數(shù)曲線或圖形表示物理量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，通過函數(shù)可視化呈現(xiàn)電學(xué)定量規(guī)律.可以展示物理規(guī)律、函數(shù)關(guān)系、變化趨勢等.物理數(shù)學(xué)函數(shù)圖可以幫助學(xué)生理解和掌握物理量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，以及在不同條件下的變化規(guī)律

1.2 圖像的功能

（1）修飾性功能：教科書中，部分圖像承擔(dān)著美化頁面的功能，通過色彩搭配、構(gòu)圖設(shè)計等，營造出舒適的閱讀氛圍，吸引學(xué)生的目光.是為了增強教材的趣味性和可讀性，而非用來傳遞具體的知識內(nèi)容，讓學(xué)生更愿意翻開書本.

（2）表示功能：這類圖像可以直觀地展示物理概念、物理現(xiàn)象、實驗裝置等.學(xué)生可以通過圖像更直觀地理解抽象的物理概念，從更廣闊的視角理解物理現(xiàn)象，從而加深對知識的理解和記憶，

（3）組織功能：圖像最大的作用，就是幫學(xué)生整理教科書里的知識.在教材里合理插入圖像，學(xué)生能將前后概念關(guān)聯(lián)起來，搭建自己的知識框架，理解不同概念之間的聯(lián)系.這樣一來，學(xué)生對學(xué)科知識的理解不再停于表面，而是能深入把握知識結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)效率大大提高.

（4）解釋功能：用于解釋復(fù)雜的物理概念和理論模型.通過圖像的簡化和圖解，使教科書可以更清晰地呈現(xiàn)抽象的物理概念，為師生構(gòu)建起理解物理現(xiàn)象的橋梁，促使復(fù)雜的物理機制和原理以直觀、易懂的方式呈現(xiàn)，極大提升教學(xué)互動中知識傳遞和吸收的效率.

綜上所述，通過將抽象知識具體展示，有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)效果，進一步增強教科書的教育價值與吸引力.

2 分析方法

基于內(nèi)容分析方法，本研究對中國兩套及英國一套高中物理教材電學(xué)主題的正文圖像進行了系統(tǒng)比較.

2. 1 研究對象

在教材樣本的篩選過程中，研究重點考量了兩個關(guān)鍵因素：在高中物理教材研究中，教材的普及度與社會認可度，對研究樣本的選擇起著關(guān)鍵性作用，其中，人教版和魯科版高中物理教材，在全國范圍內(nèi)的使用量極高，在社會中獲得了廣泛的關(guān)注及認可.這兩套教材在編寫過程中，均突出理論與實踐相結(jié)合的原則，穿插豐富的生活案例，引導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)探究，對學(xué)生思維能力的提升有著積極的推動作用，因而本研究選取其為研究對象.英國物理教科書選取《Cambridge一CIE-Physics》（第四版）.課本全面覆蓋物理核心概念，注重實驗、應(yīng)用.研究選取的三套教材在知識體系編排上存在差異.為確保研究數(shù)據(jù)的可比性，我們對部分非常規(guī)章節(jié)進行了必要篩選，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，研究樣本共包含120個圖像表征案例，具體分布為：人教版教材40例 （33.3% ）、魯科版教材34例 （28.3% 、英國教材46例 （38.3%） 。（剩余2253字）