教学插图：预期的含义与学习者的理解
伊丽莎白·伯林，硕士。印第安纳大学，美国印第安纳州布卢明顿。
马琳达·埃卡里厄斯，博士。内布拉斯加大学林肯分校，美国内布拉斯加州林肯。
肯农·史密斯，博士。印第安纳大学，美国印第安纳州布卢明顿。
特德·弗里克博士。印第安纳大学，美国印第安纳州布卢明顿。
摘要：教学插图在教科书中被广泛使用，并被证明有助于学习潜能的开发。然而，如果插图没有按照设计者的意图被进行理解，那么它们通常会被浪费，甚至干扰学习。当使用图形设备分析插图的含义时，学习者可能会识别插图，但无法理解插图。本研究考察了来自两个国家的471名参与者（从三年级到成人）对简单教学插图的解释，呈现他们的解释与插图设计师预期含义的符合程度，以及他们的反应特点。
插图被广泛应用于教学材料中。例如，埃文斯、沃森和维利奥斯（1987年）在对1977年至1982年间出版的60多本加拿大阅读、数学和科学教科书的审查中发现：插图（包括照片、图表、地图和图纸）占了基础文本页面空间的60%至80%。而这些文本中插图的频率随着年级的增长而下降，作者们说，在抽样的初中课文中，页面空间的30％到60%是插图。彼得森（2002）报告：“科学教科书中三分之一到一半的空间是插图”并且，伯格伦（1991年）证实了：“每一代人的教科书图片都越来越多，更大、更优雅、更多彩。”
教学插图
本研究讨论的是教学插图的某种特定类别或子类别。具体来说，我们所处理的插图具有以下两个特点：（1）图像包括一些图形或指示性元素；（2）这些图形元素通过图形设备或元素进行增强，旨在呈现文字、视觉表现之外的含义。这些特征如图1所示。
图1
（选自二年级读写地点ESL/ELD手册，学术，2000年。在本例中，孩子填写适当的单词，根据箭头指示的扩展含义。）
这张图片包括两个孩子和他们的身体姿势，以及第二张图片中的桌子。这些是我们在“现实生活”中所见场景的另一种表现，如果我们看到的是真实的孩子在跳，那么箭头在场景中就看不到了，箭头属于添加到图像中的其他图形元素。
用于扩展意义的图形元素
这些插图包括插画家经常使用的非绘画元素，以扩展和清晰绘画的背景含义。这些元素可以作为一种有用的速记方法，用于强调插图中不明显的部分，如思想、言语或过去或未来的行为。因为其静态、空间、二维的特点，图画插图很难直接复制这些信息。在流行媒体（卡通、动画、视频和电脑游戏）和教学插图中，常用的视觉惯例和非图形元素都被用来表示这种现象。在图1中，用于扩展意义的图形元素包括第一幅图像中的直箭头和第二幅图像中的曲线箭头。这些元素指示所描绘的女孩和男孩的运动方向和路径。如果在“现实生活”中观看场景，这些图形元素对所描述动作的修改或扩展将不可见。
除了作为教学插图的一个例子，图1还说明了用于扩展意义的图形元素的重要性。这种类型的插图既可用作学习者获得与课程相关的信息的源材料，也是对无形成分概念的解释性支持。尽管这些设备在扩展和澄清插图画家意图的叙事或信息的意义方面可能有用，但最近的研究表明，学习者可能并不总是按照设计师的意图来解释或甚至关注这些元素。我们目前的研究旨在更好地理解学习者使用和处理这些问题的方式，以及其中可能存在的视觉模式的类型。
插图的潜在优点
图片已经被证明在广泛的环境中以及对各种类型的学习有潜在的有益影响。例如，许多研究发现，当文本附有插图时，文本内容的记忆会增强。此外，以学生运用新知识解决新问题的能力来衡量，插图在帮助学生学习材料方面显示出了有益的效果。梅耶发现，使用带标签插图的学习者在回忆和解决问题的表现明显优于单独使用文本或未带标签插图文本的学习者。此外，有证据表明，当学生使用教学材料时，插图可能会对情感产生积极影响。
插图的潜在缺点
尽管目前的大多数研究都支持插图在教学文本中的有用性，但在教学材料中图像的有效性方面，历史上一直存在一些分歧。萨缪尔在他1970年的评论中表示：插图对学习有潜在的负面影响。这一结论在插图研究中产生了重大影响，并导致了关于图像对学习影响的混淆。莱文、安格林和卡尼后来指出，萨缪尔的几乎所有研究都专门讨论了插图对学习阅读的影响（而不是从阅读中学习）。许多学者认为，当一个人在学习阅读时，插图可能会干扰阅读技能的发展，其他人已经表明，插图文本会减少对文本中未插图部分的关注。皮克还指出，糟糕的插图实际上可能会削弱学习者的动机。
这些研究结果应该提醒人们，尽管技术发展促进了教学材料中更多、更高质量插图的加入，但重要的是对此类图像的设计和使用做出明智的决定。否则，它们不仅可能无法产生预期的积极效果，而且可能会造成资源和页面空间的浪费，甚至会干扰学习过程。此外，梅耶的研究对比了标签插图和非标签插图的效果，表明相对简单的设计干预可以显著影响教学插图的有用性。因此，我们必须更好地了解插图是如何使用的，以及未来如何优化插图。
图像感知理论
虽然学者们尚未就如何感知和使用图像达成广泛共识，但有许多思想流派为思考和研究这些问题提供了框架。过去研究中出现的一个主题是，虽然在大多数文化中，大多数人都能识别图片中描绘的物体，但他们不一定能识别图片创作者想要表达的意思。
大多数人能识别的图片信息
尽管识别图片中描绘的物体似乎是一种跨文化能力，但插图的视觉内容通常用来传达更复杂的含义或意图。与图片的主题内容不同，这一意图的含义可能经常被读者误解。有许多理论试图解释意图和解释意义之间的这种明显脱节，这些理论指出，发展程度和文化因素都会影响个体解读图像的过程。
与皮亚杰的理论相一致，一些学者认为幼儿从字面上理解视觉信息，他们在发展过程中尚未具备理解插图中抽象概念的能力。此外，在分析了大量儿童使用视觉信息的研究后，哥德史密斯得出结论，强调视觉图像的字面解释可能会干扰个体概括插图中描述之外的意义的能力，理解复杂视觉效果的能力是一种后天习得的能力。
此外，跨文化的研究表明，当图像从一种文化输出到另一种文化时，受文化约束的约定可能会造成误解。正如利维指出的，我们通常以看似自然的方式观看和理解图片，这可能会导致我们认为这是一种天生的能力，所有人阅读和解读图片都与我们自己的理解一致。然而，除了能够呈现给定对象的视觉表现之外，视觉插图并不能构成一种通用语言。基于视觉、非文本线索创建直观、通用语言的尝试被证明是困难的。这表明，图像并不是自动地以这样或那样的方式解释的，但我们的解释通常是以类似于语言学习的方式进行的，尽管可能没有语言学习那么明确。哈根描述了解读视觉图像的过程，他说：“意义不是由头部给予非结构化刺激，也不是由刺激给予非结构化头部。两者之间的关系是相互的和对称的。”此外，符号学领域特别有助于强调社会过程在视觉图像解读中的重要性。
教学插图通常出现在有意义的语境中，这些语境提供的线索可能会增强读者对插图的理解。薛瑞福观察到：“读者使用感知领域的一切来对所考虑的文字和图片做出判断”。然而，多个因素可能会妨碍使用上下文来解释图像的含义，在图形中使用观众不清楚的元素是其中的主要因素。思莱斯进一步指出，没有学习到特定图形元素重要性的学生不一定会注意到它们的存在，未被注意到的元素将不会用于帮助成功解读图像。
研究目的
最初，本研究的目的是发现不同人群对简单插图（包括图形设备）含义的理解程度与插图设计者的意图一致，并发现个人如何进行解释。在我们的初步研究之后，我们认识到，我们无法判断这些图形设备是否正在改变人们对包含它们的图像的理解。我们扩展了研究的目的，询问教学插图中图形设备的存在是否会影响这些插图的解读方式。我们将在本报告中报告与这两个目的相关的数据和分析。
研究方法
这项研究包括开展基于图像的调查、试点调查、修订调查中使用的图像和修订研究设计，然后对六个不同人群进行调查。
材料
基于其中一位作者在临床课堂上制作的视觉材料，我们选择了常见的图形元素，并设计了一组包含这些元素的16幅非常简单的图像。每个图像都包含一个图形设备，用于澄清和扩展图像的含义。这些图像的设计对其含义进行了以下扩展：
1.上下移动（跳跃、跳跃、跳跃）
2.来回移动
3.速度
4.接受者的积极感受
5.在多个位置停止之前的运动路径
6.精神活动参考（参与者也可以给出合理的思想内容）
7.具有目标指示的未来运动路径
8.提及口头交流（或参与者可以在演讲空白中填写合理内容）
9.在同一时间不同地点的活动
10.不是/否定
11.手语交流
12.转变，一件事变成另一件事
13.电子语音的来源（广播、电视）
14.看，视线
15.运动或运动的意义（如快乐或兴奋的感觉）
16.昏迷或死亡
一系列人口统计学问题和16张图片被安排为一项纸质调查：
图2 使用图形设备进行调查
在试点研究之后，对调查进行了轻微修改，以提高调查项目的视觉一致性。还创建了第二个调查，其中包括没有图形设备的相同图像（图3）。这是为了让研究人员能够检查图形元素的存在是否确实影响了参与者对项目的反应方式。
图3 没有图形设备的调查
参与者
以96名参加人文选修课的大学生为样本，参与了这项试点研究。根据试点修订了调查和程序后，471名参与者参与了调查。参与者分为六个样本组：美国的三年级、六年级和十年级学生、美国大学生、聋哑人和重听人教师，以及马来西亚的大学生。美国大学生是两门课程的本科生；社会学选修课和职前教师必修的技术课程。来自马来西亚的大学生是教育课程的本科生。K-12学员就读于混合收入学区的学校，来自混合能力教室。表1总结了每个样本组的参与者人数。
小学、初中和高中年龄的参与者被纳入本研究，作为通常为其制作教学插图的人群的代表，以及处于明显不同学习发展阶段的个体的代表。来自两个国家的大学生被选为来自不同文化和语言背景的年轻人的代表。聋哑人和重听人的教师被纳入研究，作为一个群体，他们可能有一些在教学中使用视觉交流方法的经验。
程序
完成调查的参与者为每个项目写下简短（通常是一句话）的回答，表明他们认为每个插图意味着什么。海外参与者被邀请用他们的母语回应。马来人用巴哈马语、英语或两者兼用回答。他们的回答由两种语言的流利使用者翻译成英语，并在翻译后由以英语为母语的人进行编码。一项来自教师群体的调查以西班牙语返回，并在编码之前由一位母语为西班牙语的人翻译。一项来自三年级学生的调查由一名写作能力差的学生填写。这名参与者口述了老师的回答，老师把他们完全按照所说的写下来。
数据分析
数据分析分两个阶段进行。第一阶段的重点是参与者的反应在多大程度上符合设计师对图像的预期含义。第二阶段的重点是通过直接分析参与者的回答，更多地了解他们所做的解释。到目前为止，我们只研究了整个人群之间的差异；人口内部的人口统计比较尚未进行。
第一阶段：分析和结果
每项调查中的每一个回答如果捕捉到插图的预期含义（匹配），则得分为1，如果没有捕捉到插图的预期含义（不匹配），则得分为0。从每个样本组随机选择15项调查，由第二个评分员进行编码，并计算评分员之间的可靠性统计数据，以评估编码过程的一致性。Kappa值的平均值（简单百分比一致性校正为偶然一致性）为0.87，标准偏差为0.17。接受编码方案培训的人在编码方面非常一致。
计算样本组对每个项目的匹配和不匹配反应的频率。表2和表3总结了这些频率。
计算样本组对每个项目的匹配和不匹配反应的频率。这些设备的受访者的回答与看到这些设备的受访者相比，没有表现出更低的频率，但有多余含义提示的图像除外（兔子——图1、快车——图3、说话——图8、手语——图11、眼神——图14）。三分之二看到这些设备的受访者符合设计师的预期意图；五分之一没有看到这些设备的人符合设计师的意图。
在不同人群中，只有两幅图像的正确率达到80%或以上（言语交流——图8，无跑步——图10）。十年级学生对16幅图片中的9幅的理解与设计师的意图一致，达到80%或以上；聋人教师以这种方式解读了16幅图片中的8幅。在所有其他人群中，只有不到一半的图片在80%或以上的情况下被正确解读。
对于任何给定的项目，频率统计显示哪些样本组比其他组更符合设计的意图，但这些频率统计并不表明观察到的差异是否具有统计学意义。由于数据违反了方差齐性假设，标准方差分析程序无法用于比较不同组对任何特定图像的反应。为了最大限度地减少在进行多重比较的过程中产生一型错误的可能性，研究人员对每个项目的比较采用了保守的阿尔法水平。对于每个项目，选择的总阿尔法水平为0.05。然后，由于进行了四次比较，这个阿尔法水平被除以四，导致每个项目的四次成对比较的阿尔法均为0.0125。因此，除非alpha;值小于0.0125，否则没有任何一项比较被认为具有统计学意义。
进行的四项成对比较如下：
bull;三年级学生和十年级学生
bull;三年级学生和美国大学生
bull;美国大学生和马来大学生
bull;美国大学聋人学生和教师
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