两版美国高中主流生物教材的插图比较研究

孙熠菁　沈浩宁

摘 要 教材《生物·生命的动力》中的插图多为组织型和解释型，重视程序性知识和元认知知识，有助于通过图片建立心理模型；教材《培生出版社：生物》则多表征型插图，利于事实性知识和概念性知识的学习。根据插图在教科书中出现的位置（单元和章首图、栏目图及文中图）、插图的数量与密度和插图本身的内容与形式，进行不同维度的分类比较。

关键词 教材比较 插图功能

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

基于梅耶的多媒体学习相关理论，选取《生物·生命的动力》（BIOLOGY·the Dynamics of Life）与《培生出版社：生物》（Prentice Hall：Biology）两版（为叙述方便，以下称前者为教材A，后者为教材B）美国高中生物教材中，均为第十单元“人体生理”的内容，进行插图对学生学习过程的影响研究。

1 教材插图特点与作用

1.1 插图的数量和密度特点（表1）

由表1可知，教材A比教材B的插图总数和密度大，说明教材A更为重视插图的配比，图文结合紧密。

根据梅耶提出的双通道理论（图1），人类存在着两个独立的认知子系统，分别处理言语和非言语信息的表征和加工。这两个子系统彼此平行地工作，同时任何一个系统都可以激活另一个系统，产生相互作用。如果信息是以两种方式共同呈现的，学生就能够同时利用这两个系统加工材料。梅耶等人为此作了一系列研究加以证实，在所作的9项这样的研究中，有6项研究发现，学习文字与图片内容的学生在保持和迁移上，成绩优于只学习以文字形式呈现内容的学生。所以，相较于教材B，教材A有更多利用图片帮助学生学习课文内容的倾向。

但是，并非所有的插图对学习者都有帮助，需要图解的学习内容伴随有插图时对学习内容机乎没有影响，但能提高学生的学习兴趣。Royer和cable（1976）的研究发现，在课文前加上有助于理解上下文关系的插图，将会提高学习者的记忆水平。梅耶也提出了装饰型插图多为诱惑性细节，对学习没有影响或者有负面影响。因此，搭配插图重要的是图文的有机联系。由于两版教材在文字信息上并不完全对等（事实上两者差别较大，如两版教材第37章中，同样关于循环系统这一节的内容，教材A基本是按照“血细胞-血管-心脏-循环系统”，从微观到宏观的思路编排；而教材B则是按照“循环系统的功能-心脏-血管-血细胞”，从宏观到微观的方式组织，并且最后还有一页半关于淋巴循环系统的知识，这是教材A中所未涉及的）。考虑到这一差别，则不能基于此数据断定两版教材中，哪一版的插图教学效果更好。

1.2 插图的位置特点

教材B章首图更具风格，栏目设置更丰富（表2）。

由表2可知，两版教材的单元和章首图在数量上没有差别。单元和章首图一般被列为装饰型图片，两版教材对章首图都配有少量文字说明，即图片与学习内容相联系，表征了一定的实物或现象、場景。因此，两版教材的单元和章首图兼具装饰和表征功能。值得指出的是，两者在风格上各具特色，都有值得推崇的优点。

教材A的章首图形式多样，包括实物照片、X光片、立体示意图和显微图四种，且较多与生活实际相联系，彰显现行人本主义与建构主义教育理论中从学生经验出发组织教学的教育思想。而教材B的章首图风格十分统一，全部为显微电镜图片，而且所占篇幅面积较大，色彩饱满，画质精美。这样设计的优势是，不仅给学生带来的视觉冲击力更大，吸引其好奇心与注意力，发挥图片的导向作用，而且更能带领学生进入真实、专业的生物学学习情境。学习情境的构建也是建构主义教育理论所重视的，这有别于过去的“填鸭式”教学，让学生在情景交融中获得发展。

由表2还可知，两版教材的栏目图差别较大。教材A只针对“生物在线”（引导学生在线学习或获取更多相关知识）和“想一想”（正文中引导学生思考的问题）两个小栏目设计了图标；教材B则有7个栏目都设计了图标，即“Go Online（在线学习）”、“CHECKPOINT”（类似于“想一想”）、“Key Concepts（重要概念）”、“Connecting Concepts（相关概念）”、“Writing Activity（写作活动）”和“Discovery Channel School（探索发现频道学校）”。另外在实验或活动栏目中，以一系列小图标（本文仅计为1幅）的形式提示安全注意事项，十分简单美观、易于理解，而又能引起注意。这7个栏目中的4个栏目都是教材A中所不涉及的，故由此可以看出，教材B的栏目设置更为丰富，且注重细小插图的装饰和引起注意的功能。

不过，教材A中也有一个特色突出的栏目设置，即“折叠式学习卡”，目前还没有在其他教材上见过这样的栏目。这是一个活动性质的栏目，配有活动操作步骤图，所以本文将其归为“实验和活动操作、步骤图”类图片，具有组织型插图的功能。具体来说，这一栏目通常设置在节首，通过以制作可折叠的表格式学习卡的形式，帮助在整节内容学习的过程中适当归纳要点。学习归纳完成后，该表格则类似于概念图的形式，能够帮助学生自主学习和记忆重要概念和知识。而且在该过程中，学生手脑并用，技能得到多样化的锻炼，同时还学到了组织归纳式的学习策略，有助于其养成良好的学习习惯，一举多得，值得推崇。

1.3 插图的功能特点

教材A多组织型和解释型插图，重视程序性知识和元认知知识，有助于通过图片建立心理模型；教材B多表征型插图，更利于事实性知识和概念性知识的学习。

梅耶按照功能，将插图分为装饰型、表征型、组织型和解释型四类，并详细分析了这四种类型的插图，在促进学生学习上的作用，主要通过促进学生内部的学习来实现。

梅耶把学生的多媒体学习过程，分为三种形式。分别是：① 选择——将注意集中于相关的信息上，并将其从感觉记忆迁移到工作记忆中。如图1中的“选择词语”和“选择图像”箭头所示，语词和画面作为多媒体信息，通过眼睛和耳朵进入感觉记忆，其中画面和视觉文本通过视觉通道（眼睛），作为视觉表象在视觉感觉记忆中，保持短暂的时间；听觉文本通过听觉通道（耳朵），作为听觉表象在听觉感觉记忆中，保持短暂的时间。在积极主动的意识状态下，工作记忆是短时存储知识和加工知识的系统。读者主动地选择语词和画面进入工作记忆中，形成画面的视觉表象和语词的言语表征。② 组织——在工作记忆中建立新信息内部的联系，或将所选择的新信息组织成一个连贯一致的整体。如图1中“组织词语”和“组织图像”箭头所示，视觉表象和言语表征在工作记忆中可以相互转换，即视觉表象可以转换为言语表征、言语表征可以转换为视觉表象。同时，读者在工作记忆中主动地建构知识形成视觉心理模型和言语心理模型。③ 整合——在工作记忆中，新组织起来的知识与学习者从长时记忆中提取的相关原有知识间建立外部联系，或者是将组织过的信息与记忆中已有的其他熟悉的知识结构联系起来。如图1中“整合”箭头所示，学习者调用长时记忆中的已有的知识经验整合视觉心理模型和言语心理模型这两个模型，至此完成了对多媒体信息的加工。

由图2统计可知，教材B中表征型插图比教材A显著数量多，而教材A中组织型插图与解释型插图更多。梅耶经过实验指出装饰性插图对上述三个过程没有影响，表征性插图只影响选择过程，组织性插图影响选择和组织过程，解释性插图则影响选择、组织和整合三个过程。则教材A对多媒体学习的三个过程都有较多影响，使学生更多利用插图，将较为复杂的知识点信息组织和整合进工作记忆和长时记忆，将新、旧知识进行联系与整合，产生有意义的学习，为学生学习过程中，心理模型的建立提供了更多有力支持。使用教材B，可使学生更多通过图片对有用信息进行选择，再通过图片和文字的双重编码，能更多且迅速地从感觉记忆中，选择并获得有用信息，传输至工作记忆。但是，对于组织和整合过程的影响较教材A弱。不过，这也不能说明教材A的插图学习效果更好，因为插图的适用与否，还与知识分类和知识目标有关。

使用教材A，较多的组织型插图和解释型插图，能更好帮助学生完成对概念性知识和程序性知识的认知目标，对学生元认知知识的学习有一定的促进作用；而使用教材B，学生对大量配有插图的事实性知识和单独的概念性知识可能印象更为深刻。因此，两版教材只是对不同类型的知识学习有不同促进作用，无谓优劣，各有千秋。

2 几点启示

2.1 对教材编写而言

（1） 不同类型的插图对同种知识的学习产生不同的效果，因此在编写教材插图时，应考虑不同知识类型采用不同类型的插图，使学生学习效果达到最佳。比如适当减少装饰型插图的比例，增加组织型和解释型插图的比例。因为装饰型插图所引起的情景兴趣不具有持久性，通常被归为对学习没有意义甚至有干扰性的冗余信息，而组织性插图和解释性插图能够帮助学生建立知识之间的联系，有助于激发学生的认知兴趣，提高学生的学习效率。

（2） 插图应该精选，加强直观性、切合文本內容、图文结合紧密，尤其是要体现重要概念和核心知识的内涵。这就要求插图设计者除了具备画家的基本素养之外，还要具备生物学科的相关专业知识和教育学知识，既要体现插图的生物学内涵，又要符合学生的认知规律，便于教学。因此，插图设计者可以与学科专家、一线教师等人员沟通协作。

2.2 对教师而言

（1）教师要重视插图教学。教科书中插图的潜在作用是无法忽视的，插图所提供的信息有时是文本所不能表达的。因此，教师要加强对教材插图的认识，重视关于教材插图的研究，充分挖掘插图在教学中的应用价值。对于过于简单的图片，教师可以做必要的补充，向学生讲述与之相关的背景材料，帮助学生理解事物的全貌。而且，教师在教学过程中可以根据教学实际情况适当地补充一些插图，提高教学的针对性。

（2） 教师在教学中要注意指导学生读图，提高学生的读图能力。教科书图片信息包括显性和隐性两大类，显性信息易被直接获取，隐性信息则需要依靠一定的解析方法或在教师的启发下才能更多地获取。在读图时，教师注意引导学生根据初读获取的少量信息，将图片上的符号逐步具体化和系统化，并注意分析它们之间的内在关系，通过一定的观察、比较和概括，获取较为综合的图片形象，这样就使图片符号识别过程大大加快和简化，达到学生深入理解图片内涵的教学目的。

（3） 引入教具制作。应当指出，教科书插图为自制教具和创新实验提供了丰富素材，充分体现了生物学以实验为基础的学科特点。因此，教师不能仅停留在“用眼看图，用心析图，用嘴说图，用手画图”的低层次，应以图片为蓝本，不失时机地引领学生因陋就简，自制教具，因地制宜，创新实验，把平面的、“死的”图片变成可供观察、触摸、操作、演示的立体的、“活的”教具，以弥补教学中“纸上谈图”的空洞，全面发展学生素质。比如根据教材上的动、植物细胞模式图制作细胞模型，又如让学生发挥想象，制作模拟肺部呼吸的实验模型，再如教材A中的“折叠式学习卡”也是可谓是一种实用的教具。

参考文献：

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