ABSTRACT

Pedagogical content knowledge of science teachers includes knowledge of representational forms, such as visual displays. Past research has provided a general means to evaluate pictures, but is not fine-grained on features internal to pictures. Furthermore, many existing picture function typologies consider pictures as subservient to text, though pictures have their own explanatory power. We here adapt a general ‘performative’ image function typology into a science-specific taxonomy of cognitive image functions with fine-grained distinctions of design strategies related to interpretative processes. The authors, including science educators and graphic designers, refined and expanded functions of imagery using visual displays in science textbooks following a constant comparison method. The resulting performative image function taxonomy consists of a structural framework that distinguishes conceptual elements internal to pictures (i.e. concepts, entities, components, attributes, adjuncts, configurations); a process model that identifies three interpretative phases necessary to understand visual displays (i.e. approach, activity, outcome); and 17 functions across the interpretative phases. We demonstrate these functions through analysis of and modifications to visual displays from science textbooks. Many of the modifications presented here can be repeated with rudimentary drawing over existing illustrations (e.g. arrows, dividing lines, labels), and they are thus accessible to science teachers and students.

摘要

理科教师的教学内容知识包括代表性形式的知识，例如视觉展示。过去的研究提供了一种评估图片的一般方法，但是在图片内部的功能上并不细致。此外，尽管图片具有自己的解释能力，但许多现有的图片功能类型都将图片视为文本的从属内容。在这里，我们将一般的“表演性”图像功能类型调整为认知图像功能的特定于科学的分类法，并对与解释过程相关的设计策略进行了细粒度的区分。包括科学教育者和图形设计师在内的作者使用科学的教科书中的视觉显示，按照恒定的比较方法，对图像的功能进行了完善和扩展。产生的执行图像功能分类法包括一个结构框架，该框架区分图片内部的概念元素（即概念，实体，组件，属性，附件，配置）；一个过程模型，确定理解视觉显示所必需的三个解释阶段（即方法，活动，结果）；以及在解释阶段的17个功能。我们通过分析和修改科学教科书中的视觉显示来演示这些功能。此处显示的许多修改都可以通过对现有插图的基本绘图（例如箭头，分隔线，标签）进行重复，因此理科教师和学生可以使用它们。属性，附件，配置）；一个过程模型，确定理解视觉显示所必需的三个解释阶段（即方法，活动，结果）；以及在解释阶段的17个功能。我们通过分析和修改科学教科书中的视觉显示来演示这些功能。此处显示的许多修改都可以通过对现有插图的基本绘图（例如箭头，分隔线，标签）进行重复，因此理科教师和学生可以使用它们。属性，附件，配置）；一个过程模型，确定理解视觉显示所必需的三个解释阶段（即方法，活动，结果）；以及在解释阶段的17个功能。我们通过分析和修改科学教科书中的视觉显示来演示这些功能。此处显示的许多修改都可以通过对现有插图的基本绘图（例如箭头，分隔线，标签）进行重复，因此理科教师和学生可以使用它们。我们通过分析和修改科学教科书中的视觉显示来演示这些功能。此处显示的许多修改都可以通过对现有插图的基本绘图（例如箭头，分隔线，标签）进行重复，因此理科教师和学生可以使用它们。我们通过分析和修改科学教科书中的视觉显示来演示这些功能。此处显示的许多修改都可以通过对现有插图的基本绘图（例如箭头，分隔线，标签）进行重复，因此理科教师和学生可以使用它们。