王振强，徐文彬，贾明娜，徐金雷 | 对苏教版小学科学教科书中插图的分析和启示

1 引言

教科书作为教师和学生学习最重要的资源，在整个教育实践中地位突出。^[1]插图是教科书中教学内容呈现的重要部分，不仅丰富教材内容，同时有助于激发学生学习的兴趣和好奇心。^[2]图文结合是出版物编排方式的共性，以文主图从的形式为主，或图主文从的绘本模式，动态地组成了一个有机的图文关系体系。教师对插图的类别、主要功能、生成过程等应清楚认识和理解。^[3]小学科学教师了解教科书中插图编制的作用和意义，在教学过程中有效地使用插图，对于引导学生理解和获得科学知识，提高教学效果，具有重要意义。^[4]基于此，本文重点从插图的数量统计、插图呈现方式、教科书不同版块内容呈现和插图功能四个方面，对江苏凤凰教育出版社（以下简称“苏教版”）出版的义务教育教科书小学科学（2017—2019年版）^[5]中的插图进行深入的统计和分析，期望对科学教科书的编制以及一线教师的教学提供参考。

2 插图的数量统计分析

插图是教科书中必不可少的组成部分，对其数量的统计不仅可以宏观地认识教科书中的插图分布，而且可以了解教科书编者对插图的设计意图。^[6]苏教版义务教育小学科学教科书一年级至六年级共12册。对12册教科书中目录页、正文内容、STEM、专项学习、科学阅读中的所有插图进行统计，得到苏教版义务教育小学科学教科书中设置的插图数量共计3305个，见图1，平均每页插图数量为4.92个，丰富的教科书插图使教科书内容多样化。

具体而言，一年级包含插图共计380个，二年级包含插图410个，三年级包含插图592个，四年级包含插图651个，五年级包含插图640个，六年级包含插图632个。除去目录、STEM、专项学习、科学阅读，12册教科书正文章节占比最重，共计2851个，均占每一年级教科书插图总量的80%以上。其中，一至四年级苏教版小学科学教科书中插图数量整体呈上升趋势，在五年级和六年级插图数量呈下降趋势。这两个年级教科书中增加了STEM专项学习，五年级下册增加的是“立体小菜园”，六年级下册增加的是“节能小屋”。“立体小菜园”和“节能小屋”是综合项目的学习，在内容的设计和插图的加入与教科书中其他章节类似，相当于单独1个章节，需要借助较多的插图资料帮助学生进行项目化学习。因此，这两个年级，正文章节插图数量稍微少一些。四年级教科书中插图数量最多，这与四年级上册《常见的力》单元内容的学习有关，该单元呈现了生活中常见的不同场景的力以及针对探究这些力的实验操作过程。运用插图能更好地帮助学生理解科学实验原理，进行科学观察和记录实验现象，最后，通过分析数据得出科学结论，用结论反过来进行解释生活中的科学现象。

3 插图的呈现方式分析

杨淑萍等^[6]学者研究发现小学苏教版教科书插图呈现为多类型相互补充，一方面培养了学生的观察能力和审美情趣，另一方面促进了学生对教学内容的理解，有利于其学习效果的提高。这为一线教师在日常教学过程中采取以插图为媒介的方式开展有效教学、拓展小学科学教学新境界提供了思路。根据插图是一幅图片或是两幅及以上图片组合，将其分为单图和组图两种。根据插图是图片类还是图表类，将插图的分为图片类插图和图表关系类插图，详细分析如下。

3.1单图和组图的统计分析

单图是由一幅图片对教学内容进行补充说明或对原理进行解释；组图是由两幅或者以上的图片组合起来对教学内容进行解释。^[7]单图占用空间相对比较小，便于灵活移动；组图占用的空间相对比较大，常用于实验现象的对比观察、实验操作过程、多种物品的比较等方面，但不便于移动。图组能够完整地表达实验过程和实验中的变化，同时可以将宏观和微观进行结合。

由图2统计发现，一至六年级苏教版小学科学教科书中单图数量明显多于组图数量。简单的单图可以使学生集中注意力进行观察，并且占用的空间小，便于对教科书进行排版和灵活地移动位置。例如，苏教版六年级上册第一单元物质的变化中的第2课铁钉生锈一课中，在导入部分呈现单张铁钉生锈的图片便于聚焦学生进行思考，关注到本节课的重点。其次，四年级单图数量是最多的，这与苏教版小学科学教科书中插图整体分布情况具有一致性。最后，组图中三年级组图的数量占有的是最多的，这与图1中插图整体分布情况有差别。这可能考虑到三年级学生的特点、教学内容、课时的增加，相应地增加组图的数量。例如，苏教版三年级下册第一单元《植物的一生》中的第一课种子发芽了（第3页），这个活动就需要提供5种不同的植物以及相应的种子才能完成教学活动。

3.2 图片类插图和图表关系类插图的统计分析

研究发现，借助插图的形式能够对学生的学习态度和认识产生影响。^[8]图片类插图根据人类视觉分为照片、轮廓图。照片是通过拍摄实物、模型或者利用科学家的照片制作的插图。例如，苏教版五年级下册（第5页）制作小水塘进行观察。图表关系类插图分为二维线图、表格和关系图三种。二维线图是以坐标曲线图方式呈现，直观呈现变化关系。例如，苏教版五年级下册（第34页）云南省昆明市月平均气温和降水图，教科书通过二维线图展示气温和降水量的变化情况，不仅有利于学生直观地了解昆明平均气温、降水量的变化情况，也有利于锻炼学生的读图能力和分析能力；表格是最常见的插图，能够清晰地显示信息；关系图在教科书中常用于对知识的概括、比较、分类等方法，常用的是气泡图和鱼形图。根据前述标准分类，对苏教版小学科学教科书的插图按册进行统计，见图3。

由图3可知，在图片类插图中，数量最多的是照片类插图，约占插图总数的92.26%，照片能够真实显示物质的颜色、形状、大小等外观状态，与学生的日常生活密切联系，有助于激发学生的学习积极性，促进学生乐于探究，培养学生发现问题的能力和科学观察的能力；整体分析不同类型的插图，二维线图数量最少，占比为0.77%。从教科书所在的年级分析，二年级轮廓图出现的比较多，主要体现在学生采用简笔画的方式进行天气符号和月相变化的绘制。从一年级开始以气泡关系图的方式出现，二年级开始以表格方式呈现，三年级开始使用二维线图。

4 插图的呈现内容分析

研究发现，教科书插图具有可视化的特点，创设问题情境，不仅能够快速吸引学生的“眼球”，激发学生的学习兴趣，还能对一些抽象的科学概念和原理进行具类化，降低学生的认知难度，从而提高学生对科学知识的理解和掌握程度。^[6]依据苏教版义务教育小学科学教科书上呈现的观察、思考、动手、交流、阅读、记录、拓展等6个板块对苏教版义务教育小学科学教科书的插图按所在年级进行统计，见表1。

由表1可知，12册教科书中“交流”插图数量最多，共计984个，占比34.51%，这说明苏教版义务教育教科书非常注重培养学生不迷信权威，敢于大胆质疑，善于合作，乐于分享。^[9]科学描述事实，是对事实进行初步的概括。科学事实的描述与语言的表达不可分割，语言则体现了一定的概念。特别是借助于专门的科学语言对事实的描述。^[10]交流是科学知识形成的原始表达、是科学知识形成的重要途径、是科学知识表达的主要方式。其次是“动手”插图，共计848个，占比30.09%。义务教育科学课程具有实践性。[9]教科书中每一册的内容都和动手有关，涉及物质的结构与性质、物质的变化与化学反应等13个学科核心概念。^[9]这一类插图很好地外显了物质与能量、系统与模型、结构与功能、稳定与变化4个跨学科概念，同时突出探究实践核心概念。再次是“阅读”插图，共计317个，占比11.12%，“阅读”插图与科学、科技发展史以及一些科技产品的原理、功能介绍等内容相关，有利于学生了解科学的发展历史以及科技给人类生活带来便利，培养学生树立基本的科学态度，使其具有正确的价值观和社会责任感。苏教版小学12册《科学》课本中数量最少的是“拓展”插图，占比2.35%，拓展类插图对学生的学习时间和空间提出更高的要求和挑战，例如，苏教版五年级下册（第30页）选择一种夜晚开放的花，并记录它的开花过程。

“记录”插图共计265个，占比9.29%。科学课程的学习需要观察、实验、测量等科学方法，通过对搜集到的证据进行分析与综合、比较与分类、归纳与演绎等形成基本的科学观念，用于解决有关的自然现象、解决简单的实际问题。^[9]科学事实需要用语言记录有关客观事实的陈述或判断。以某种语言形式记录下来的事实，被纳入某个概念系统。^[7]记录学生思维过程的变化，培养学生科学思维的过程。“观察”插图共计242个，占比8.49%。观察作为科学学习的基本方法之一，同时也是实验、测量等方法的基础，12册教科书单独把观察呈现一个板块，足以说明12册苏教版小学科学教科书对“观察”的重视程度，尤其是学会科学的观察。例如，苏教版三年级下册（第4页）用直尺测量番茄幼苗的高度，（第6页）观察蕃茄花与黄瓜花的不同等。观察按照不同的维度可以分为不同的观察方法，如按照使用实验仪器分工分为纯感官观察和仪器观察；根据观察的精确程度，分为精确观察和一般观察；根据观察的条件，分为自然观察和实验观察。“思考”插图共计118个，占比4.14%。思考插图在教科书中多数呈现在导入的部分和对自然界中发生自然现象的解释。例如，苏教版一年级上册（第12页）我们用什么来观察?教科书中用简笔画的方式画出眼睛、耳朵、鼻子、手、舌头等感官。（第29页）猜一猜，银杏树叶是怎样慢慢变黄的?针对这一问题进行选择出现不同的情况猜测。

5 插图的功能分析

教科书插图是书面文本内容，书面文本是传达意义的一个核心要素。阅读需要一系列的多层面的认知成分的参与。不同的共同体实践需要共同体成员在阅读和写作中使用特定的知识。^[11]宋振韶^[12]将教科书中的插图分为三种功能：装饰功能、解释功能和促进功能。装饰功能是指独立于文本没有特别意义，只是为了增加美观、符合儿童的心理特征而编排的插图；比如，在教科书中问题旁边插入的一些小猴、小熊、机器人等图，对学习内容不起作用，仅仅是教材的装饰。解释功能是指服务于文本，将复杂的概念、原理、过程用直观的方式呈现出来；比如，苏教版六年级下册中“学习电能可以干什么?”，教科书中所呈现的电视、电风扇等图片是对问题的进一步解释。促进功能是指既服务和依赖文本，对学生学习文本具有促进巩固作用。比如，苏教版小学二年级上册中学习人们可以借助流水的力量做许多事情中呈现的水轮插图的特点就是促进学生对流水的理解。研究根据插图的功能对12册教科书中插图进行了统计分析，结果见图4。

从图4可以看出，苏教版义务教育小学科学教科书中呈现的插图，更多的是发挥解释功能和促进功能，二者分别占比为64.29%和26.41%，而装饰功能的插图最少，为9.29%。换言之，苏教版小学科学教科书中大量的插图都是服务于教科书中的单元内容的学习。为了呈现丰富多彩的教科书内容，有的插图对学习内容提供相关的扩展和补充。因此，教师在进行教学的过程中，需要综合运用自身的经验、教育智慧、学校及周边的科技教育资源。

6 研究发现与讨论分析

对于学习者而言，第一，教科书插图是教科书重要部分之一。有的插图本身就是形象的教科书，是教科书内容的缩影，有的插图是教科书内容的补充。第二，激发学生学习的兴趣。学生普遍喜欢有插图的书籍，特别是低年级的学生。第三，启发学生的思考。教科书中大量的插图把能够抽象的知识具体化、形象化，有利于学生积极思考，增强主动参与学习的意识。对于教学而言，第一，作为学生探究活动的材料。教科书插图多数展示的是学生探究活动必需的事实资料，教师可以参考准备相应的材料。第二，为学生探究活动提供必要的指导。教科书插图能够直观、具体地体现探究活动步骤，帮助学生理解实验过程。第三，进行科学态度等方面的教育。插图具有丰富的教育功能，引导学生对插图进行分析和思考，不但有利于帮助学生深化对科学知识的理解和把握，而且有利于进行情感、态度和价值观等方面的教育。^[4]通过对苏教版小学科学义务教育一至六年级教科书中插图按照整体数量、插图的呈现方式、插图的呈现内容、插图的功能等进行统计，得出以下几点结果，并针对研究结果进行讨论和分析。

6.1 研究发现

第一，插图数量篇幅的设计呈现合理。一、二年级教科书中插图数量分别为380幅和410幅，三年级至六年级教科书中插图数量在600幅左右。低年级（一至二年级）每册教科书中共有12课，每周1节科学课；中高年级（三至六年级）每册教科书中有18课左右，每周2节科学课。低年级教科书中插图的数量比中高年级教科书中的插图要多，主要是因为低年级学生的理解能力、阅读能力等都比较薄弱，需要借助具体的内容进行学习。第二，插图呈现方式以照片为主。教科书中的插图主要是以真实的情境或事物为主，教科书中真实情境的呈现有助于激发学生的学习兴趣。随着年级的增高和学生的抽象思维能力和分析数据能力的发展，在五年级、六年级小学科学教科书中也出现了一些轮廓图、折线图、曲线图、数据表达类型等的类型插图。

第三，插图的呈现内容以交流和动手居多。小学科学是一门实践性的课程，需要通过动手实践和表达交流进行科学知识、科学方法、科学思维等的培养。这与课程标准中的核心素养的培养具有一致性。第四，插图呈现的功能以解释为主。科学课程的学习是基于证据的习得，学生在观察插图的过程中，插图对于学生学习承担着解释的作用，便于学生更好地理解教科书中提出的问题、理解科学探究中的实验过程、理解教科书中提到的相关的科学实验材料、高科技产品等。

6.2 讨论分析

学者胡思乐^[13]在《从中国百年小学科学教科书插图看科学观变迁》的研究论文中指出，科学的形象是多样性的，不同时期的小学科学教科书中的插图与时代背后所蕴含的科学文化和科学观是互动的。科学教育的发展在不同时期都与存在的历史有关，科学教育的发展是多样的，教科书插图代表一个历史时期科学文化建构形式。张蓓在《小学教科书插图的科学性和实用性研究》中发现小学教科书插图创作设计存在一定的问题，需要在阅读性、知识性、系统性、功能性和审美性等方面加以提高。^[14]小学教科书因不同的学科特质在加入插图的过程中所考虑的因素会有差异，对于科学类的插图要求很高，不仅要有科学性，同时要准确表达教学内容，指向解释或表达某个科学问题或科学现象。邹丽晖在《高中物理教科书插图修订策略研究》中总结样本教科书中存在不足，并提出一些插图优化的建议。^[15]高中生与小学生在心理特征、知识、技能等能力上差异比较大。在高中物理教科书研究中都已经发现不足，并需要修订。在小学科学教科书中也难免出现问题，需要结合具体的教学情况进行灵活调整。本研究以苏教版义务教育小学科学一至六年级教科书为研究对象，从整体数量、呈现的方式、呈现内容以及功能上进行统计分析，相关研究并不多见。目前，教育部等部门对中小学科学教育空前重视，教科书是实施科学教育的中间桥梁，在提升学生科学素养中作用不可忽视，教科书如何编制、教科书中的插图如何呈现、如何使用教科书中插图等问题都需要耕耘在教学一线的教师进行深入的思考。

7 启示与建议

本研究对苏教版义务教育小学科学一至六年级教科书中的插图进行了统计和分析，得出以下教学建议和启示。

7.1 教科书插图是创设“真”情境的重要素材

插图是创设“真”情境的重要选择之一。不同的插图传递不同的信息，教师在使用教科书插图进行创设情境时，插图中所蕴含的各种信息，有助于完成所有学习活动。^[16]新的背景与学习任务本身一起呈现给学习者时，学习的新材料重叠先前已经掌握的材料，即变成先前知识，这种材料教学有助于促进对教学材料意义的学习。^[17]义务教育科学课程标准（2022年版）中指出：科学观念在解释自然现象、解决实际问题中得到应用，强调实际问题的发现、探究、解决的过程。尤其是观察、动手、交流类插图包含许多与学生日常生活相关的场景，教师要利用这类插图进行教学设计，通过对插图的观察，引导学生发现问题、探究问题、动手实验、寻找证据，最后解释现象或解决问题，激发学生的学习兴趣。

7.2 灵活运用不同形式的插图

《义务教育科学课程标准（2022年版）》中关于课程理念中指出：精选核心概念，精选课程内容。苏教版义务教育小学科学教科书平均每页插图数量为5个，每节内容2~3页，也有4~5页的。知识的增长势必成为学习者的负担，增加了个体对社会适应的难度，使得个体不得不在学习和掌握知识方面花费较多的时间和精力。^[18]教材版面“寸土寸金”，要追求信息量与视觉舒适的平衡和教学效果的最大化^[3]。插图成为课程内容的重要组成部分，教师要结合不同的教学内容，选择不同的方式呈现插图的数量和种类，没有必要在教学中把插图全部呈现给学生，要灵活运用不同形式的插图，精选插图。例如，在学习昼夜交替内容时，导入就可以分别或同时呈现同一个地方的白天和黑夜，便于学生进行对比观察。在进行实验设计、实验现象的记录、实验结果的分析等内容的学习时，就需要借助于表格或二维线图进行分析，便于学生系统地掌握科学知识，培养学生的逻辑思维能力。例如，研究热水降温规律的实验时，就需要通过二维折线图的方式总结热水降温的规律。有的时候，单独呈现插图不能够传递完整的信息，这时就需要借助文字进行简单介绍说明。例如阅读类的板块，在这种情况下使用文字辅助比较多。

7.3 对教科书上插图进行二次化处理

教科书呈现的插图密度比较大，每节课呈现的内容比较多，也有一些插图学生在日常生活中很少见到，这种情况就需要教师在教学设计过程中对教材进行二次处理，不要照搬教材上的插图，可以选择学生身边或者是当地的科技教育资源。例如，苏教版四年级下册第五单元生物与环境中的《生物与非生物》一课内容的学习，教科书中提供的是植物（番茄）和动物（蚕蛾）来概括植物和动物的特点，进而概括出有生命物体的共同特征。学生是很难对这样的插图进行概括和总结的，就需要教师在教学设计时，增加一些素材，比如，植物类有校园里的常青树、吊兰等，动物类可以增加狗、猫、鱼等生活中学生熟悉的动物。2023年5月，教育部等十八部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》中指出：提高学生动手操作和实验能力。鼓励本科阶段开设《科学技术史》选修课。^[19]教科书中插图重视学生的动手和学生有关科学史的阅读，教师也要进行科学史相关书籍的学习。

7.4 让教科书上的插图“动”起来

教科书是纸质媒介，学生在阅读的时候呈现的是静态的画面。随着科技的发展，教室里的电脑一体机可以呈现不同类型的教学资源，可以是影视资源、音频资源等。有的时候，教师呈现实验操作的图片和文字介绍时，问同学听明白了吗?学生回答明白了。然而，当学生拿到实验材料后，会出现各种各样的问题。例如，学生使用温度计测量水的温度，会出现温度计斜着放、液泡碰到烧杯底部等问题。这种情况可以把静态的插图改成动态的，录制规范的实验操作，给学生观看。还有在教科书中呈现的阅读部分，这部分内容在教科书中多以文字和图片的方式呈现，学生虽然接收到一些信息，但是不能留下深刻的印象。例如，苏教版四年级下册（第53页）导致恐龙灭绝的“陨石撞击”假说、苏教版五年级下册（第40页）阿基米德与杠杆的故事、苏教版二年级下册（第34页）“锤子的发展经历了漫长的过程”等。让这些静态的插图动起来，以视频的方式呈现便于学生系统地学习科学。

通过分析发现，苏教版义务教育小学科学教科书中插图形式多样并且在数量上占据教科书较大比例。可见，插图背后蕴含的教育价值。如何使这些插图有效地促进学生的学习，关键在于小学科学教师创造性的教学。教科书插图除了符合其应有的基本原则之外，还需要满足以下几点：第一，根据小学科学学科特点和具体内容进行灵活使用插图；第二，应在数量和篇幅上符合学生的年龄特点和认知规律；第三，在实际教学过程中要灵活安排插图的位置和类型，以实现教学效果的最优化。

总之，小学科学教科书插图的使用应考虑诸多因素，保证其在小学科学课程教学中的科学性和有效性，从而提升学生的科学素养，为培养德智体美劳全面发展接班人奠定基础。