小學科學教材插圖敘事的教學意蘊及其實現

靳盼盼　王強

摘 要 科學教材中的插圖是對教材內容的視覺描述和寫真，同時也作為傳播媒介，在師生互動中建構起有關教學內容的敘事空間。教材插圖敘事的基本維度包括認知維度和情感維度；教材插圖敘事的形式包括描述性敘事和推斷性敘事。教學過程中可以通過凝練插圖描述的核心概念，開展概念統整的教學；依托插圖烘托的敘事實景，設計真實情境導向的“問題鏈”；整合語圖互文的敘事節奏，引導探究實踐中的對話互動。

關? 鍵? 詞 小學科學教材；插圖敘事；認知維度；情感維度；描述性插圖；推斷性插圖

《義務教育科學課程標準（2022年版）》 強調：“教材內容的呈現方式要符合學生特點，力求圖文并茂，精選生動反映自然現象和準確反映科學原理的圖片，提升學生的學習興趣。”[1]與此同時也有學者指出，科學教學可以依托教材的插圖敘事過程進行。學生可以利用插圖中圖像符號的敘事性，并發揮想象，建立科學概念之間的關聯，與此同時，發展想象力、創造性思維和分析性思維能力[2]。科學教材插圖敘事對學生科學學習的重要性是不言而喻的。然而，當前已有研究鮮有對科學教材中插圖敘事的分析。為此，本文結合小學階段的兒童特征，探討了小學科學教材中插圖敘事的應然邏輯，以期為教材插圖繪制、科學教學以及學生發展提供理論指導。

一、邏輯依據：科學教育關涉圖像敘事的話語表達

科學教育教學與科學傳播密切相關，科學傳播離不開插圖敘事的話語表達。首先，科學教育具有傳播屬性。“科學教育本身就是一種對受教育者（主要指青少年）進行規范的、系統的科學知識傳播和科學技能培訓，在傳播科學知識的同時培養學生的科學質疑精神、論證精神和創新精神。”[3]其次，科學傳播需要納入一定的傳播媒介，并依托教學場域中的師生互動過程[4]。教材插圖是增進雙方主體對科學問題解釋和理解的重要傳播媒介[5]。插圖作為對客觀對象的解釋、描述或寫真，在傳播場域中承擔著傳情達意的敘事功能[6]。科學教材中的插圖在科學教學的傳播過程中建構起敘事空間，形成對科學教育話語的敘事和闡釋。教材插圖在敘事過程中，既傳遞科學事實、現象、規律與原理等，同時作為敘事主體的角色形態，亦成為詮釋并傳達科學教育價值觀念的重要手段。

二、內涵詮釋：小學科學教材插圖敘事及其基本維度

科學教材編繪過程中，插圖繪者通過對科學教材文本的解讀，分解文本內容，結合視覺傳達設計原理，以不同圖像要素、圖像序列和表現手法，構成教材內容的敘事場景（或是故事情境，或是實物場景），進而傳達給學習者。有研究表明，敘事作為圖像的固有結構，影響個體在學習信息獲取中認知維度和情感維度的意義表達[7]。依此，本文從認知維度和情感維度解析小學科學教材中插圖敘事的基本維度。

1.基于認知維度的插圖敘事

基于認知維度的插圖敘事是指科學教材插圖的敘事結構對促進學生科學認知方面具有重要作用。科學教材插圖的敘事設計通過兩個角度體現科學認知活動的差異性和不同科學認知內容的層階性。

一是通過不同類型的插圖，體現不同類型的科學認知活動。例如，實驗流程圖、示意圖、圖表等可以激發學生認知活動中的推理過程。這類插圖具有一定的連續性和連貫性，會促進對科學知識的概念化，進而影響學生對概念的總結概括和保持遷移，以及在不同概念之間建立聯結等高級策略活動。

二是教材插圖敘事以小學科學課程的基本結構為依據，表達科學認知內容的層階性。科學課程內容體現了學科核心概念的內容進階，教材插圖編繪是按年級段以不同的敘事手法，表達學生核心概念認知、能力水平要求隨年級段的升高而有所差異。比如，就“物質結構與性質”內容而言，低年級段（1～2年級）僅需通過了解、觀察、舉例等方面認識物質的功能，簡單描述物質的特性；中年級段（3～4年級）則要求在此基礎上，通過觀察測量，記錄物質特性，描述概括其用途；而高年級段（5～6年級）則需要通過觀察乃至實驗等方法解釋、說明、論證物質的性質和用途，開始關注模型的構建，以生活實例強調科學在生活中的應用及其價值[8]。

2.基于情感維度的插圖敘事

基于情感維度的插圖敘事是指科學教材通過插圖的敘事性，構建學習中的意象世界，激發學習者的創造力，并通過科學語境和情感營造，塑造受眾對科學圖像的情感認同，喚起科學學習情感共鳴[9]。對于小學生而言，科學學習情感涵概學習價值觀、學習動機、自我信念、學習興趣、學習態度以及學習情緒等內容[10]。

一方面，科學教材插圖敘事設計以視覺表征的審美特質，根據不同學段的學業質量要求及不同主題的科學課程內容，表達課程傳遞的情感需求。以發展科學學習情感中的學習興趣為例，學習興趣具有不同層次，隨年級升高，其在學業表現中的水平要求也逐級遞增。因此，插圖作為教材傳播的媒介，需要通過不同色彩、風格、繪畫技巧呈現科學概念、實驗現象的內在規律、過程，以吸引學生的學習注意，提升學習興趣，激發科學學習情感，同時促使其發揮主觀能動性，形成對科學解釋、科學論證與推理方面的潛力，幫助學習者在正式學習之前預先建立教與學的先驗知識[11]。

另一方面，以兒童圖像心理學理論為依據，緊密結合兒童視知覺發展的不同階段進行插圖敘事設計，以滿足不同年齡階段兒童的情感發展要求。研究表明，兒童視知覺發展分為：涂鴉階段（2-4歲）、樣式化前階段（4-7歲）、樣式化階段（7-9歲）、寫實描繪初現階段（9-11歲）、推理的類似寫實階段（11-13歲）。小學階段的兒童視覺發展主要處于后面三個階段。從樣式化階段開始，兒童逐漸對色彩比較敏感，并習慣通過簡單的幾何線條描繪不規則的物質樣式。在寫實描繪初現階段，逐漸形成對二維平面的認識，具備一定的色彩觀念，會將特定色彩與自身情感和經驗相關聯，并且已經意識到“寫實”性對人物圖畫中重點內容的強調。推理階段的兒童，逐步建立起對三維空間的感知。為此，對于插圖繪者來講，要關注教科書插圖繪制在人物、色彩、線條、時空和光線等方面的差異，以此表達不同年齡兒童在認知中的情感需求和審美體驗。

三、呈現樣態：小學科學教材插圖敘事的表達形式

有學者基于視覺敘事的語法模型、動態知識結構和符號學的視角，提出適用于科學教材插圖敘事的兩種基本模式：描述性插圖敘事和推斷性插圖敘事[12]。這兩種敘事模式為分析小學科學教材中的插圖敘事形式提供了理性視角。

1.描述性插圖敘事

描述性插圖敘事對事件內容的表達直接體現在圖像序列結構中。在科學教材中，一些科學規律、原理、定義可以直接通過描述性敘事形式呈現。另外，描述性插圖可以體現為對某一操作流程的敘述分析。其中，圖表、流程圖等插圖因其敘事性、時間性可以展示和描述敘事過程中的動態行為和時序。描述性插圖敘事的手法表現為：單幅圖描述頃刻或區分層次；多幅圖連景排列描述節奏。

單幅圖描述頃刻（瞬間），即“通過某個單一場景表現某一情境中的瞬間畫面，以暗示出事件的前因后果，從而讓觀者在想象中完成一個敘事過程”[13]。在二維靜態的科學教材平面中，這一敘事設計，重點在于通過畫面張力的表現，調動觀者（即學習者）在以想象力參與科學觀察、科學實驗、科學測量等瞬間過程的視覺描述中，理解科學概念，掌握基本的科學方法，感知科學探究。結合科學學科的特點，在科學教材插圖中，用單幅圖描述頃刻（瞬間）的呈現方式主要有兩種：一是用實物圖、彩繪圖等解釋物質的變化與性質、物質的運動、能量轉化節點、生物體進化或發展的轉折點等；二是描繪科學家的形象、科學史料記載。

單幅圖還可通過不同情節畫面的拼接體現插圖敘事的空間結構，區分科學圖像承載的文本內容的層次性。這種敘事技巧在于應用視點和視覺軸線引導空間軌跡[14]。科學教材插圖中，可以利用這一手法表現不同物質的結構、生命系統的構成與層次、地球系統的構成、人類活動與環境的不同狀態等內容，通過具有靜態屬性、空間層次感的視覺圖形呈現。例如，蘇教版《科學》五年級上冊第三單元“地球的表面和內部”，通過單幅手繪圖表現地球表面的構成，高原、平地、山地、丘陵、盆地等不同結構則用不同顏色加以區分。

多幅圖連景排列可以描述敘事節奏，其中箭頭起到了承前啟后的作用，表達實驗操作的整體流程或者物質變化的連續過程等。例如，粵科版教材《科學》六年級上冊第一單元第五模塊“光的顏色”，通過三幅不同場景中的光照圖，呈現不同時間段光的顏色特點。在色彩設計上，一是用色調營造時間變化線，強調早、中、晚陽光顏色的不同；二是以色彩表達空間，強調光照折射和反射的物理現象及過程。

2.推斷性插圖敘事

推斷性插圖敘事不依賴于特定的敘事序列，對敘事內容的理解依賴于插圖觀者內在的推理機制。科學教材插圖需要以推斷性插圖敘事的手法，引起學生的科學學習認知，激發其在插圖瀏覽中對科學內容進行識別、組織和整合的思維活動，進一步形成科學情感和認同。

推斷性插圖敘事的構圖方式也是通過插圖之間的并置組合實現的，但圖與圖之間不一定體現嚴密的時間次序，而是體現相互之間的邏輯關聯，即均是“由統一的主題維系各圖的相互關系”[15]。在科學教材中具體表現為，教材某一欄目或探究活動主題下所附的整幅插圖是由多個單一圖片并置結合而成，各個圖片中分別呈現不同的情境，雖然沒有明顯的連接箭頭，但各個單一圖片都在圍繞同一個科學概念進行視覺敘事。或是表達物質的變化與化學反應，或是表達生命系統的構成層次，抑或表達人類活動與環境有關內容等，從而通過圖像之間的這種關聯性引導學習者在觀賞插圖中主動推理，建立圖片意義的聯結。

學習者理解推斷性插圖的敘事邏輯，主要以兩類推理活動為主：一是以問題解決圖式為主導的科學推理，二是以建立新舊知識聯結為主的推理活動[16]。這些推理活動都離不開兩類科學方法：類比關聯和分析綜合。①類比關聯。“圖像在傳遞科學概念和自然現象過程中本身就具有類比的意義[17]”。如蘇教版《科學》四年級上冊第一單元“動物大家族”。這部分內容要求學生根據一定的標準給動物分類，認識動物的多樣性、觀察動物的特征，掌握分類、比較的基本方法。教材中給出了多種動物的組合排列圖，沒有明顯的時序特征。但這幾幅圖存在內在關聯，即都代表了特定類別的動物特征。因此，在圖片閱讀中，學生需要運用聯想、類比補足各圖之間的邏輯關系，根據圖片信息，經過觀察、比較、分類等方法確定分類標準。②分析綜合。根據多媒體學習的認知理論，視覺圖像和信息建立聯系的過程需要學生通過分析綜合，建立二者的心理模型，進而形成概念理解[18]。教科版《科學》六年級下冊“物質的變化”單元中的插圖即是用四幅不同場景的插圖組合成學習材料，但其存在的內在邏輯關聯體現了物質變化的特征。學習者并不是直接通過插圖內容習得物理變化和化學變化的特點，而需要經過分析類屬對插圖進行概括總結。首先，分析各圖示所示物質的變化特征，對四幅圖示進行歸類；其次，在分類比較基礎上，概括總結物理變化和化學變化的相同點和不同點。

四、實現理路：小學科學教材插圖敘事的教學之思

理解教材中的插圖敘事邏輯，是教師解讀兒童學習過程、個體經驗和思維發展程度的關鍵，同時也是素養導向下實現學科育人體系的理想教材與學生學習教材相互轉化的本質訴求[19]。通過將教材插圖敘事邏輯轉化為教師教學的實踐方向（如圖1），對教師拓展教學思維，提升插圖教學應用能力尤為必要。

1.凝練插圖描述的核心概念，開展概念統整的教學

從插圖在科學文本中的分布及功能來看，插圖的敘事功能主要用于闡述科學概念、前沿科學信息，解釋科學實驗，提供科學論證的相關論據等[20]。而《義務教育科學課程標準（2022年版）》也明確強調，要在科學課程教學中促進學生科學觀念的形成。科學觀念是學生“在理解科學概念、規律、原理的基礎上形成的對客觀事物的總體認識”[21]。顯然，以插圖描述的科學核心概念為教學脈絡實施概念統整式教學，與新課標視域下所強調的發展學生科學觀念的內涵是一致的。因此，在教學中教師要將圖像符號轉化為教學中的適切表達方式，將教材插圖敘事邏輯轉化為語言闡釋，幫助學生建構對物質、能量、結構、功能、變化等的認識，通過科學概念理解形成對科學本質以及對人與自然、科學、技術、社會、環境等方面關系的基本認識。

利用插圖，圍繞核心概念組織教學，教師首先要理解插圖敘事思維與學生思維的關聯。教學中，不管是利用教材的直觀圖示進行演示教學，還是指導學生進行插圖閱讀自學，都需要教師自覺引導學生認識插圖中的科學方法，如實驗活動中的觀察法、探究法等，并通過科學方法的訓練，推動其模型建構、推理論證等科學思維的發展[22]。其次要提煉學科大概念，建構知識結構。教師在應用教材插圖組織教學時，可以對表示同一跨學科概念的插圖進行歸類，以這一類插圖引導學生建立知識結構。例如，以“物質和能量”為主題，對各個單元的教材插圖進行類屬劃分，實質是促使學生理解每一主題內容下各幅插圖之間的內在關聯，理解各個知識點之間的關系。

2.依托插圖烘托的敘事實景，設計真實情境導向的“問題鏈”

小學科學教材插圖中的寫實性照片占據了相當比例，其或是描摹現實社會、自然情景的真實照片，或是與真實文化背景相關聯的卡通圖景。教材每一單元的每一小節都圍繞固定主題和核心概念組織插圖的編排，體現插圖的符號隱喻性，即代表了在特定社會情境下的文化象征意義。從課程標準所提出的教學現實需求來看，設計真實情境教學下的觀察、實驗、調查、制作等活動是促使學生實現遷移與應用，知識和方法融會貫通的重要方式[23]。基于此，教師可以設計與教材插圖相關的真實教學情境，通過問題創設學生個體與社會情境、教學生活相聯結的時空場域，引發認知沖突，激發探究動機。

利用教材插圖情境開展問題導向的真實情境教學，重點要掌握問題設計、實施和評價與插圖內容的一致性。在教學設計過程中，教師往往很難挖掘具有真實情境要素的教學素材，而教材插圖提供了參考方向，教材插圖是教師設計教學活動中真實情境問題的借鑒起點。教師可以用與插圖情境相類似的情境作為輔助的教學素材，引出關聯問題，也可以設計與插圖情境不同類別但又相關的情境，挖掘可以與核心概念作對比的問題；在教學實施過程中，要通過“問題鏈”的形式驅動教學開展，“問題鏈”是對插圖內容的分解；針對問題任務的即時評價，教師的反饋要關注學生回答與插圖內容的相關性，即學生對問題的認識和回答中是否體現問題所含核心概念的本質。

3.整合語圖互文的敘事節奏，引導探究實踐中的對話互動

科學教材中插圖并不是孤立存在，往往是作為文本內容的視覺輔助。特別是諸如科學制作方法圖、實驗操作流程圖、示意圖等通常既以文本呈現活動的操作流程，又以實景圖片展示模擬實驗情境下的步驟；而模式圖、數據圖表等通常在圖像中有文字的細注。也就是說，教材插圖的敘事情境與文本內容相輔相成，是由一致的教學主題所統攝下的二者之間的融會貫通。教師的教材理解，既需要理解插圖敘事的內涵，更需要關注文本信息內容。故在此強調科學教材插圖敘事的重要性，并不意味著忽略教材文本敘事的詳實細節。相反，教師要在理解文本內容的基礎上，把握語圖互文敘事節奏的適切度，才能引導教學活動循序漸進地開展。

教材插圖中敘事情境的創設可以為兒童模擬出探究思考的環境。教師應關注由教材插圖和文本共創的探究空間，以“引導性討論”，建立探究過程的對話空間，引導學生參與到科學探究中來[24]。如人教版《科學》六年級上冊第一單元“物質的變化”用四幅插圖的連續排列（一種描述性敘事手法），表現紫甘藍切碎、加熱、浸泡、過濾等操作流程中的顏色變化過程，是一種物理變化（認知維度）。該圖中的文字信息一方面作為問題素材，引出探究主題——紫甘藍顏色的變化，以小組為單位進行實驗，觀察整個操作過程的現象，并相互交流；另一方面作為提示素材，即將實際操作過程的整體思路呈示給小組，師生之間可以通過討論確定操作細節。從圖片本身來講，每幅圖都是實驗流程的分解，通過實物演示明確操作的具體規范。整體來看，該插圖通過“主題引入—思路提示—視覺喻示”表達插圖的敘事意蘊，以引起學生對紫甘藍變化過程及現象的好奇心和興趣（情感維度）。總之，在探究實踐中應用插圖進行教學，需要合理安排語圖互文的敘事節奏，在插圖的模擬空間中塑造良好的課堂教學生態。

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