兩版美國高中主流生物教材的插圖比較研究

孫熠菁　沈浩寧

摘 要 教材《生物·生命的動力》中的插圖多為組織型和解釋型，重視程序性知識和元認知知識，有助于通過圖片建立心理模型；教材《培生出版社：生物》則多表征型插圖，利于事實性知識和概念性知識的學習。根據插圖在教科書中出現的位置（單元和章首圖、欄目圖及文中圖）、插圖的數量與密度和插圖本身的內容與形式，進行不同維度的分類比較。

關鍵詞 教材比較 插圖功能

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

基于梅耶的多媒體學習相關理論，選取《生物·生命的動力》（BIOLOGY·the Dynamics of Life）與《培生出版社：生物》（Prentice Hall：Biology）兩版（為敘述方便，以下稱前者為教材A，后者為教材B）美國高中生物教材中，均為第十單元“人體生理”的內容，進行插圖對學生學習過程的影響研究。

1 教材插圖特點與作用

1.1 插圖的數量和密度特點（表1）

由表1可知，教材A比教材B的插圖總數和密度大，說明教材A更為重視插圖的配比，圖文結合緊密。

根據梅耶提出的雙通道理論（圖1），人類存在著兩個獨立的認知子系統，分別處理言語和非言語信息的表征和加工。這兩個子系統彼此平行地工作，同時任何一個系統都可以激活另一個系統，產生相互作用。如果信息是以兩種方式共同呈現的，學生就能夠同時利用這兩個系統加工材料。梅耶等人為此作了一系列研究加以證實，在所作的9項這樣的研究中，有6項研究發現，學習文字與圖片內容的學生在保持和遷移上，成績優于只學習以文字形式呈現內容的學生。所以，相較于教材B，教材A有更多利用圖片幫助學生學習課文內容的傾向。

但是，并非所有的插圖對學習者都有幫助，需要圖解的學習內容伴隨有插圖時對學習內容機乎沒有影響，但能提高學生的學習興趣。Royer和cable（1976）的研究發現，在課文前加上有助于理解上下文關系的插圖，將會提高學習者的記憶水平。梅耶也提出了裝飾型插圖多為誘惑性細節，對學習沒有影響或者有負面影響。因此，搭配插圖重要的是圖文的有機聯系。由于兩版教材在文字信息上并不完全對等（事實上兩者差別較大，如兩版教材第37章中，同樣關于循環系統這一節的內容，教材A基本是按照“血細胞-血管-心臟-循環系統”，從微觀到宏觀的思路編排；而教材B則是按照“循環系統的功能-心臟-血管-血細胞”，從宏觀到微觀的方式組織，并且最后還有一頁半關于淋巴循環系統的知識，這是教材A中所未涉及的）。考慮到這一差別，則不能基于此數據斷定兩版教材中，哪一版的插圖教學效果更好。

1.2 插圖的位置特點

教材B章首圖更具風格，欄目設置更豐富（表2）。

由表2可知，兩版教材的單元和章首圖在數量上沒有差別。單元和章首圖一般被列為裝飾型圖片，兩版教材對章首圖都配有少量文字說明，即圖片與學習內容相聯系，表征了一定的實物或現象、場景。因此，兩版教材的單元和章首圖兼具裝飾和表征功能。值得指出的是，兩者在風格上各具特色，都有值得推崇的優點。

教材A的章首圖形式多樣，包括實物照片、X光片、立體示意圖和顯微圖四種，且較多與生活實際相聯系，彰顯現行人本主義與建構主義教育理論中從學生經驗出發組織教學的教育思想。而教材B的章首圖風格十分統一，全部為顯微電鏡圖片，而且所占篇幅面積較大，色彩飽滿，畫質精美。這樣設計的優勢是，不僅給學生帶來的視覺沖擊力更大，吸引其好奇心與注意力，發揮圖片的導向作用，而且更能帶領學生進入真實、專業的生物學學習情境。學習情境的構建也是建構主義教育理論所重視的，這有別于過去的“填鴨式”教學，讓學生在情景交融中獲得發展。

由表2還可知，兩版教材的欄目圖差別較大。教材A只針對“生物在線”（引導學生在線學習或獲取更多相關知識）和“想一想”（正文中引導學生思考的問題）兩個小欄目設計了圖標；教材B則有7個欄目都設計了圖標，即“Go Online（在線學習）”、“CHECKPOINT”（類似于“想一想”）、“Key Concepts（重要概念）”、“Connecting Concepts（相關概念）”、“Writing Activity（寫作活動）”和“Discovery Channel School（探索發現頻道學校）”。另外在實驗或活動欄目中，以一系列小圖標（本文僅計為1幅）的形式提示安全注意事項，十分簡單美觀、易于理解，而又能引起注意。這7個欄目中的4個欄目都是教材A中所不涉及的，故由此可以看出，教材B的欄目設置更為豐富，且注重細小插圖的裝飾和引起注意的功能。

不過，教材A中也有一個特色突出的欄目設置，即“折疊式學習卡”，目前還沒有在其他教材上見過這樣的欄目。這是一個活動性質的欄目，配有活動操作步驟圖，所以本文將其歸為“實驗和活動操作、步驟圖”類圖片，具有組織型插圖的功能。具體來說，這一欄目通常設置在節首，通過以制作可折疊的表格式學習卡的形式，幫助在整節內容學習的過程中適當歸納要點。學習歸納完成后，該表格則類似于概念圖的形式，能夠幫助學生自主學習和記憶重要概念和知識。而且在該過程中，學生手腦并用，技能得到多樣化的鍛煉，同時還學到了組織歸納式的學習策略，有助于其養成良好的學習習慣，一舉多得，值得推崇。

1.3 插圖的功能特點

教材A多組織型和解釋型插圖，重視程序性知識和元認知知識，有助于通過圖片建立心理模型；教材B多表征型插圖，更利于事實性知識和概念性知識的學習。

梅耶按照功能，將插圖分為裝飾型、表征型、組織型和解釋型四類，并詳細分析了這四種類型的插圖，在促進學生學習上的作用，主要通過促進學生內部的學習來實現。

梅耶把學生的多媒體學習過程，分為三種形式。分別是：① 選擇——將注意集中于相關的信息上，并將其從感覺記憶遷移到工作記憶中。如圖1中的“選擇詞語”和“選擇圖像”箭頭所示，語詞和畫面作為多媒體信息，通過眼睛和耳朵進入感覺記憶，其中畫面和視覺文本通過視覺通道（眼睛），作為視覺表象在視覺感覺記憶中，保持短暫的時間；聽覺文本通過聽覺通道（耳朵），作為聽覺表象在聽覺感覺記憶中，保持短暫的時間。在積極主動的意識狀態下，工作記憶是短時存儲知識和加工知識的系統。讀者主動地選擇語詞和畫面進入工作記憶中，形成畫面的視覺表象和語詞的言語表征。② 組織——在工作記憶中建立新信息內部的聯系，或將所選擇的新信息組織成一個連貫一致的整體。如圖1中“組織詞語”和“組織圖像”箭頭所示，視覺表象和言語表征在工作記憶中可以相互轉換，即視覺表象可以轉換為言語表征、言語表征可以轉換為視覺表象。同時，讀者在工作記憶中主動地建構知識形成視覺心理模型和言語心理模型。③ 整合——在工作記憶中，新組織起來的知識與學習者從長時記憶中提取的相關原有知識間建立外部聯系，或者是將組織過的信息與記憶中已有的其他熟悉的知識結構聯系起來。如圖1中“整合”箭頭所示，學習者調用長時記憶中的已有的知識經驗整合視覺心理模型和言語心理模型這兩個模型，至此完成了對多媒體信息的加工。

由圖2統計可知，教材B中表征型插圖比教材A顯著數量多，而教材A中組織型插圖與解釋型插圖更多。梅耶經過實驗指出裝飾性插圖對上述三個過程沒有影響，表征性插圖只影響選擇過程，組織性插圖影響選擇和組織過程，解釋性插圖則影響選擇、組織和整合三個過程。則教材A對多媒體學習的三個過程都有較多影響，使學生更多利用插圖，將較為復雜的知識點信息組織和整合進工作記憶和長時記憶，將新、舊知識進行聯系與整合，產生有意義的學習，為學生學習過程中，心理模型的建立提供了更多有力支持。使用教材B，可使學生更多通過圖片對有用信息進行選擇，再通過圖片和文字的雙重編碼，能更多且迅速地從感覺記憶中，選擇并獲得有用信息，傳輸至工作記憶。但是，對于組織和整合過程的影響較教材A弱。不過，這也不能說明教材A的插圖學習效果更好，因為插圖的適用與否，還與知識分類和知識目標有關。

使用教材A，較多的組織型插圖和解釋型插圖，能更好幫助學生完成對概念性知識和程序性知識的認知目標，對學生元認知知識的學習有一定的促進作用；而使用教材B，學生對大量配有插圖的事實性知識和單獨的概念性知識可能印象更為深刻。因此，兩版教材只是對不同類型的知識學習有不同促進作用，無謂優劣，各有千秋。

2 幾點啟示

2.1 對教材編寫而言

（1） 不同類型的插圖對同種知識的學習產生不同的效果，因此在編寫教材插圖時，應考慮不同知識類型采用不同類型的插圖，使學生學習效果達到最佳。比如適當減少裝飾型插圖的比例，增加組織型和解釋型插圖的比例。因為裝飾型插圖所引起的情景興趣不具有持久性，通常被歸為對學習沒有意義甚至有干擾性的冗余信息，而組織性插圖和解釋性插圖能夠幫助學生建立知識之間的聯系，有助于激發學生的認知興趣，提高學生的學習效率。

（2） 插圖應該精選，加強直觀性、切合文本內容、圖文結合緊密，尤其是要體現重要概念和核心知識的內涵。這就要求插圖設計者除了具備畫家的基本素養之外，還要具備生物學科的相關專業知識和教育學知識，既要體現插圖的生物學內涵，又要符合學生的認知規律，便于教學。因此，插圖設計者可以與學科專家、一線教師等人員溝通協作。

2.2 對教師而言

（1）教師要重視插圖教學。教科書中插圖的潛在作用是無法忽視的，插圖所提供的信息有時是文本所不能表達的。因此，教師要加強對教材插圖的認識，重視關于教材插圖的研究，充分挖掘插圖在教學中的應用價值。對于過于簡單的圖片，教師可以做必要的補充，向學生講述與之相關的背景材料，幫助學生理解事物的全貌。而且，教師在教學過程中可以根據教學實際情況適當地補充一些插圖，提高教學的針對性。

（2） 教師在教學中要注意指導學生讀圖，提高學生的讀圖能力。教科書圖片信息包括顯性和隱性兩大類，顯性信息易被直接獲取，隱性信息則需要依靠一定的解析方法或在教師的啟發下才能更多地獲取。在讀圖時，教師注意引導學生根據初讀獲取的少量信息，將圖片上的符號逐步具體化和系統化，并注意分析它們之間的內在關系，通過一定的觀察、比較和概括，獲取較為綜合的圖片形象，這樣就使圖片符號識別過程大大加快和簡化，達到學生深入理解圖片內涵的教學目的。

（3） 引入教具制作。應當指出，教科書插圖為自制教具和創新實驗提供了豐富素材，充分體現了生物學以實驗為基礎的學科特點。因此，教師不能僅停留在“用眼看圖，用心析圖，用嘴說圖，用手畫圖”的低層次，應以圖片為藍本，不失時機地引領學生因陋就簡，自制教具，因地制宜，創新實驗，把平面的、“死的”圖片變成可供觀察、觸摸、操作、演示的立體的、“活的”教具，以彌補教學中“紙上談圖”的空洞，全面發展學生素質。比如根據教材上的動、植物細胞模式圖制作細胞模型，又如讓學生發揮想象，制作模擬肺部呼吸的實驗模型，再如教材A中的“折疊式學習卡”也是可謂是一種實用的教具。

參考文獻：

[1] 安洪鵬.誘惑性細節及呈現位置和背景知識對大學生多媒體學習效果的影響[D].遼寧師范大學，2009.

[2] [美]邁耶，傅小蘭，嚴正.多媒體學習[M].北京：商務印書館，2006：99.

[3] 李鑫.新課標下高中三套化學教材（必修1）中插圖的比較研究[D].首都師范大學，2011，8.

[4] 卞祖武，賴肖冰，應東庚，張劍碩.物理教科書圖片的功能與利用[J].教學與管理，2009，（4）.