中美化學教材中“水和溶液”章節(jié)插圖的對比分析

戴靜雅 姚如富

(合肥師范學院 安徽合肥 230601)

在教育部最新頒布的《普通高中化學課程標準(2017年版)》的影響下，新教材做了很大的改變，越來越注重圖文并茂。就作用上來說，圖片可以幫助學生將微觀現(xiàn)象宏觀化，可以完善文字描述所欠缺的直觀具象的展示，也能潛移默化地對學生進行美育。因此本文主要分析“水和溶液”章節(jié)插圖的數(shù)量和功能性兩個方面，探究美國《化學：概念與應(yīng)用》(Glencoe Science Chemistry : Concepts and Application,以下簡稱GSC版教材)和2012、2019年版人民教育出版社化學教材(以下簡稱人教版教材)中圖片編排的不同。

一、中美化學教材中“水和溶液”章節(jié)的插圖分析

插圖，西文統(tǒng)稱為“illustration”，起源于拉丁文“illustraio”，含有“照亮”的意思，《現(xiàn)代漢語詞典》中對插圖的解釋為“插在文字中起到補充說明或欣賞作用的圖畫”。

(一)兩版化學教材插圖數(shù)量的比較

GSC版教材主要適用于九到十二年級的學生，GSC版教材中“水和溶液”章節(jié)共有51張插圖，分為兩個部分，其中Section 1: Uniquely Water部分有21張插圖，Section 2: Solutions and Their Properties部分有30張插圖。

而人教版教材“水和溶液”章節(jié)包含九年級化學上冊《自然界的水》、下冊《溶液》和高中必修第一冊《物質(zhì)及其變化》的部分內(nèi)容，共有插圖72張，上冊34張，下冊35張，必修第一冊3張。兩版教材的知識體系和板塊設(shè)計存在明顯差距，為了方便研究，筆者根據(jù)內(nèi)容板塊對圖片進行了分類，概括為正文知識內(nèi)容、化學實驗、習題、社會與生活四個方面，如圖1所示。

圖1 GSC版與人教版教材插圖分類統(tǒng)計

從數(shù)量來看：人教版的插圖總數(shù)量超過了GSC版，且習題部分和實驗部分的插圖更是有較大的差距；從四個部分所占比重來看，人教版插圖各部分所占比例均勻，而GSC版的習題部分和社會與生活部分差距明顯。由此我們可以得出，人教版教材將插圖與實驗和習題高頻結(jié)合，使理解更高效和深刻，而GSC版教材則更好地融入了STS(Science Technology Society)思想，使學生體驗生活中的化學魅力。

(二)兩版化學教材插圖功能性的比較

萬延嵐、畢華林在《對課堂教學中教師使用教科書插圖的研究》中，將插圖的功能性分為以下四種功能：裝飾功能、解釋功能、促進功能和影響功能，獲得了一定的認可度，本文中筆者也采取這樣的分類方法進行統(tǒng)計，如表1所示。

表1 兩版教材“水和溶液”章節(jié)插圖的功能分類匯總表

為了更好地分析兩版教材的圖片差異，下面給出具體實例。

1.裝飾功能

裝飾型插圖一般出現(xiàn)在章節(jié)內(nèi)容開頭，目的是為了吸引學生的注意和激發(fā)好奇心。兩版教材裝飾型插圖都很少，旨在引導(dǎo)學生對本章所學內(nèi)容有簡單而整體的認識。如圖2、3所示。

圖2 人教版教材章首圖

圖3 GSC版教材章首圖

對比來看，人教版教材圖片具有很強的針對性，GSC版教材的色彩較為豐富。同時人教版教材在章首圖中就給出了水分子的結(jié)構(gòu)模型，幫助學生在產(chǎn)生第一印象時就建立起水與其分子結(jié)構(gòu)式的聯(lián)系。

2.解釋功能

解釋功能的插圖一般穿插在教材章節(jié)正文知識內(nèi)容的文字表述中，將復(fù)雜的概念、原理等具象地呈現(xiàn)出來，幫助學生理解。如水的“表面張力”“丁達爾效應(yīng)”等這些概念原理不易理解，因此在解釋時應(yīng)輔以插圖，無論是具體事物的照片還是微觀粒子模型的構(gòu)建等，都能給學生直觀的視覺沖擊從而幫助他們理解。

就都涉及的NaCl電離知識點，GSC版教材(圖4)中用紅、藍、黃、銀四色分別表示四種元素，并用箭頭指出具體表示的含義，完整的展示出氯化鈉溶解的過程。人教版教材(圖5)中分三個子圖闡述分解、溶解、相互作用情況，使學生有一個循序漸進性的理解過程，更符合學生認知發(fā)展的規(guī)律。

圖4 GSC版教材NaCl溶解過程圖

圖5 人教版教材NaCl溶解過程圖

3.促進功能

具有促進功能的插圖有一定的獨立性，與具有解釋功能的插圖相比，它更注重與學習者之間的交流。就物質(zhì)溶解度變化圖而言，GSC版教材(圖6)中學生通過觀察圖表可以清晰地分辨物質(zhì)及其溶解度的變化規(guī)律，而人教版教材(圖7)中是先給出幾種物質(zhì)不同溫度的溶解度數(shù)據(jù)，讓學生動手繪制溶解度曲線。通過參與圖像繪制，加深對曲線走向的認識，最終促進學生證據(jù)推理與模型認知的素養(yǎng)的形成。

圖6 GSC版教材物質(zhì)溶解度變化圖

圖7 人教版教材物質(zhì)的溶解度變化圖

值得一提的是，GSC版教材在溶液配制部分，文字說明操作過程，卻在圖片中呈現(xiàn)錯誤操作，通過文字和圖片間的認知沖突，使學生敢于質(zhì)疑教材的正確性，從而促進學生形成正確的科學探究精神。

4.影響功能

兩版教材對于“水和溶液”均較多聯(lián)系社會生活，故都有較強的影響功能?？傮w來看，GSC版教材更偏向于從生活中常見的現(xiàn)象入手，如軟糖制備過程、生活中扭傷處理(圖8)等，培養(yǎng)化學服務(wù)于生活的意識；人教版教材更偏向聯(lián)系社會，如土地沙漠化、水污染使大量魚死亡(圖9)、污水排放標準等，培養(yǎng)學生的科學精神和社會責任感。

圖8 GSC版教材生活扭傷處理圖

圖9 人教版教材水污染使魚死亡圖片

二、“水和溶液”章節(jié)教學過程中插圖素材的使用建議

(一)兩版教材插圖對比研究結(jié)論

1.在插圖的數(shù)量方面，人教版教材插圖總數(shù)高于GSC版教材，集中體現(xiàn)在化學實驗的表格圖和習題的示例圖上。因此在教學過程中在處理復(fù)雜實驗或習題情境時，教師可以輔以圖片進行展示，將復(fù)雜問題簡單化，潛移默化地影響著學生處理復(fù)雜問題的思維邏輯。

2.在插圖的功能方面，兩版教材在解釋功能和促進功能上都能靈活運用，值得一提的是，GSC版教材有培養(yǎng)學生敢于質(zhì)疑精神的意識。因此對于插圖的功能需要教師深層次挖掘，讓學生敢于提出質(zhì)疑，只有存在問題才能解決問題，從而獲得進步。

(二)插圖使用建議

在對比分析中美兩版教材插圖的基礎(chǔ)上，筆者根據(jù)《新課標》中所提出的化學學科五大核心素養(yǎng)，談?wù)劜鍒D使用的以下幾點建議。

1.合理利用教材插圖，幫助學生形成證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)

學生對插圖的理解符合學生的認知發(fā)展規(guī)律，因此教師在介紹比較晦澀難懂的理論知識時，應(yīng)合理運用具有解釋功能的插圖，從而幫助學生從文字中具象出理論知識的模型。如在解釋物質(zhì)溶解度變化時，通過函數(shù)曲線圖幫助同學們建構(gòu)溶解度與溫度之間的聯(lián)系；通過同種離子物質(zhì)之間溶解度曲線的對比，讓學生發(fā)現(xiàn)變化離子對溶解度的影響，從而形成認知模型。

2.挖掘插圖的隱性知識，促進學生形成科學態(tài)度和社會責任素養(yǎng)

教材中補充的與理論知識無關(guān)的插圖往往容易被教師忽視，那些插圖通常與日常生活有關(guān)，有助于拉近學生與化學學科之間的距離。如在講解水時應(yīng)該很好地利用圖片素材聯(lián)系社會生活，大到展示水污染導(dǎo)致魚死亡培養(yǎng)學生的社會責任感，小到呈現(xiàn)固態(tài)水可以在扭傷時進行冷敷緩解傷情。

3.精選插圖內(nèi)容，促進學生形成科學探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)

課堂教學時間短暫，對于插圖的使用不可能全部涵蓋，因此教師應(yīng)根據(jù)教學目的選擇插圖，應(yīng)選擇色彩對比突出、代表性強、具有時新性的圖片。特別是在實驗圖上，化學教學避免不了實驗探究，因此教師所提供的圖片既可以是二維平面的，也可以是三維實物照片，甚至為了促進學生思辨，也可以給出內(nèi)容錯誤無危險的裝置圖，目的是培養(yǎng)學生科學探究和創(chuàng)新意識。