表征方式（共4篇）
表征方式 篇1
1. 颜色
1.1 颜色的描述
颜色是人类视觉系统对光波刺激的反映, 但是它并不是光波本身的物理性质, 而是人眼的生理结构和人的心理活动所产生的。一方面, 任何视觉正常的人, 眼睛的生理结构和认知颜色的心理活动基本上是一致的, 所以人们对颜色的感知具有确定性的一面, 人眼的颜色视觉特性可以定量的描述出来;另一方面, 人脑有记忆、联想等功能, 因此人观察到的颜色, 往往带有有关颜色经验、背景颜色及物体形状等心理因素的影响, 不同的人看同一颜色会有所不同。所以, 颜色是一种和物理、生理及心理学有关的复杂现象。
1.2 颜色的分类
颜色可分为非彩色和彩色两大类。
非彩色系指白色、黑色及白与黑之间深浅不同的灰色所构成的颜色系列。
彩色是指白黑非彩色系列以外的所有颜色, 如各种光谱色均为彩色。
1.3 颜色的表观特征
颜色可以有明度、色调和饱和度来定量描述。在心理物理学上, 明度、色调和饱和度分别对应的是两度、主波长、兴奋纯度。
明度表示颜色的明亮的程度。发光物体的亮度越高, 则明度越高;非发光物体反射比越高, 明度越高。
色调是区分不同彩色的特征。可见光谱范围内, 不同波长的辐射, 在视觉上呈现不同色调, 如红、黄、绿、蓝、紫等等。
饱和度表示颜色接近光谱色的程度。可见光谱的单色光是最饱和的颜色。颜色饱和度决定与物体的反射 (透射) 特性 (如图1) 。
图中黑白方向表示明度的变化, 圆周方向表示色调范围内, 光源的辐射波长不同, 在视觉上的色调也不同 (如图2) 。
2. 颜色混合及拉格斯曼颜色混合定律
实验证明, 各种颜色可以相互混合。两种或几种颜色互相混合, 将形成不同于原来颜色的新颜色。
2.1 颜色混合有两种方式:
1.色光混合色光混合是不同颜色光的直接混合。混合色光为参加混合各色光之和, 故又称之为加混色。
2.色料混合色料是对光有强烈选择吸收的物质, 在白光照明下呈现一定的颜色。色料混合是从白光中去除某些色光, 从而形成新的颜色, 故又称之为减混色。
2.2 拉格斯曼颜色混合定律
大量的混色实验, 揭示了颜色混合的许多现象。据此格拉斯曼 (H·Grassman) 于1853年总结出色光混合的基本规律, 这就是格拉斯曼颜色混合定律, 其内容如下:
(1) 人的视觉之能分辨颜色的三种变化, 它们是明度、色调和饱和度。
(2) 两种颜色混合, 如果一种颜色成分连续变化, 混合色的外貌也连续地变化。
(3) 颜色外貌相同的光, 在颜色混合中是等效的。
(4) 混合色的两度等于各色光亮度之和。
格拉斯曼颜色混合定律, 适用于色光向加混色, 不适用于色料混色。
3. 颜色的表示
我们见到的颜色, 其实都是在一定条件下才出现的色彩。这些条件, 主要可归纳为三项, 就是光线、物体反射和眼睛。光和色是并存的, 没有光, 就没有颜色, 可以说, 色彩就是物体反射光线到我们眼内产生的知觉。光的色彩强弱变化, 是可以通过数据来描述的。我们能见到的光的波长范围在380至780毫米之间, 随着波长由短到长, 出现的色彩是由紫到红。通过测量物体反射光量的方法, 可以很精确地推定两件物体的颜色是否相同。
3.1 术语
(1) 颜色刺激:能够引起颜色知觉得可见辐射的辐通量称作颜色刺激。
(2) 三原色:能够匹配所有颜色的三种颜色称作三原色。匹配实验表明, 能够匹配所有颜色的三种颜色不是唯一的。人们通常选用红、绿、蓝作为三原色, 其原因是: (1) 用不同量的红、绿、蓝三种颜色直接混合, 几乎可得到经常使用的所有颜色。 (2) 红绿蓝三种颜色恰与人的视网膜上红视锥绿视锥和蓝视锥细胞所敏感的颜色相一致。
(3) 三刺激值:在颜色匹配实验中, 与待测色光达到色匹配所需要的三原色的量。三刺激值不是物理单位, 而是用色度学单位来度量的。对于既定的三原色, 每种颜色的三刺激值是唯一的, 因而, 可以用三刺激值来表示颜色。
(4) 光谱三刺激值:在颜色匹配实验中, 匹配等能光谱色所需的三原色的量。等能光谱是各波长辐射能量相等。
3.2 色品坐标及色品图
在颜色研究和度量中, 有时不是用三原色的数量, 而是用三刺激值各自在三刺激值总量中所占的比例来表示颜色。三刺激值各自在三刺激值总量中所占的比例叫做颜色的色品。选用红 (R) 、绿 (G) 、蓝 (B) 为三原色时, 用r、g、b表示色品坐标。则有:
且r+g+b=1。R、G、B分别为红、绿、蓝的三刺激值。
用r为横坐标、g为纵坐标, 由r和g所决定的平面上的点均和某种颜色相对应, 这样一个能表示颜色的平面, 称为色品图。
在色品图上, 各光谱色色品点形成一条马蹄形曲线, 称之为光谱色品轨迹。
4. 颜色空间
"颜色空间"一词源于西方的"Color Space", 又称作"色域", 色彩学中, 人们建立了多种颜色模型, 以一维、二维、三维甚至四维空间坐标来表示某一色彩, 这种坐标系统所能定义的色彩范围即颜色空间。为了更好的定量表示出自然界丰富多彩的色彩, 下面对用到的几种颜色空间进行一下介绍。
4.1 RGB的色彩空间
图像处理中设备依赖的最基础、最常用的是RGB颜色空间 (如图3所示) 。设备获取的彩色图像被表示成R (红) 、G (绿) 、B (蓝) 值, 图像处理中使用的其他颜色空间一般都是从RGB颜色空间转换而来的。RGB颜色空间的主要缺点是不直观, 从RGB值中很难知道该值所表示颜色的认知属性;其次, RGB颜色空间是最不均匀的颜色空间之一, 两个颜色之间的知觉差异不能表示为该颜色空间中两个色点之间的距离。RGB色彩是依赖于设备的加色法空间。
用设备采集到的RGB值很容易受到环境光强和物体阴暗的影响, 为了降低这些影响, 人们将RGB值经归一化形成rgb (色品坐标) , 其关系式如式 (1) 所示。
4.2 CMYK色彩空间
CMYK色彩空间典型的被用在彩色印刷、打印系统中, 它是与设备有关的减色法空间。CMY分别代表青 (C) , 品红 (M) , 和黄 (Y) 三种基色, 只适用于低档的打印机。理论上, 黑色 (K) 是不需要的, 但是, 当青, 品红, 黄被等量的混合到纸上往往只产生一个暗褐色的区域, 而不是真正的黑色, 因此, 为了产生较好的打印效果, 通常使用黑墨水加印在暗褐色的区域上, 也就是CMYK减色法空间, 通用于各种打印机、印刷, 它描述了在打印、印刷时如何使用墨水和颜料。
4.3 CIE标准颜色空间
CIE 1931 XYZ颜色空间是用三个假想的三原色X, Y, Z建立的色彩空间, 同时将匹配等能光谱各种颜色的三原色数值标准化。颜色的三基色值可由下式计算:
其中! (λ) 是照明体或者光源的相对光谱功率分布S (λ) , 与物体的光谱透过率τ (λ) , 或物体的辐亮度因数;或物体的光谱反射率的乘积即:
上述各式适合于2o视场, 对于大于10o视场的, 应当用X10、Y10、Z10替代来进行计算, 式中的其它量也应该加下标"10", 以示区别。此说明也适合于以后用到的公式。
4.4 CIE1976 L*a*b*均匀颜色空间
1976年推荐了主要用于如表面色料工业等减混色的表示和评价的CIE1976 L*a*b*颜色空间, 也成为CIELAB颜色空间。作为该空间三维直角坐标的明度L*和色品坐标a*, b*的计算公式:
式中, L*为米制明度;a*、b*为米制色品。X、Y、Z为所考虑颜色的三刺激值, X0、Y0、Z0为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上, 然后反射到观察者眼中的三刺激值, 并规定Y0=100。
5. 颜色的测量
测量颜色最常用的仪器有密度计、分光光度计、色度计。这三种仪器的区别在于它们所使用的滤光器的数量与类型, 以及所使用探测器的灵敏度。
5.1 密度计
密度计是分色、制版和印刷中的主要仪器, 这种测量方式一直是印刷工业最常用的客观评价质量的形式, 密度计价格便宜, 应用广泛。它能简单的测量计算从一个物体反射或透射的光量的大小。但密度计测量颜色表面时, 只能获得印刷中某一原色油墨的相对量, 它不能指示被测颜色的色相。密度计测量值不与各种表色系统相联系, 因而不能用色彩语言描述被测颜色。在颜色测量和评价中, 密度计具有一定的局限性, 它不是标准的颜色测量仪器。它主要用于印刷、印前以及照相中来测量颜色强度的一种简单仪器。
5.2 分光光度计
分光光度计测量颜色主要是测量物体反射 (或透射) 的光谱光度特性, 然后再由这些光谱测量数据通过计算的方法求得物体在各种标准光源或标准照明体下的三刺激值。现代的分光光度计由照明光源、提供单色光的色散系统和对通过仪器的光辐射进行测量的探测器组成。通常在仪器内部将由色散系统产生的单色辐射分成样品光束和参考两条光路。当将样品放在样品光路内时, 两条光束相等的状态被破坏, 探测器监测到差别, 得到该波长上样品的透射比或反射比。这是一种精确测量颜色的方法, 而且可以制成自动化的测量设备, 但通常体积较大, 结构复杂, 价格高且测量速度很慢。
在透射样品测量中, 一般采用对样品表面垂直方向照明, 透射方向探测。照明光束的光轴与样品表面发现的夹角不超过5o, 照明光束中任一光线与光轴的夹角不应超过5o, 此几何条件不适合于漫透射体。
在反射样品 (不透明物体) 测量中, 1971年CIE正式推荐了四种测色的标准照明和测量 (观察) 条件。
(1) 垂直/45o (符号为0/45) 垂直样品表面方向照明, 照明光束光轴与样品法线夹角不应超过100, 在与样品表面法线成45o士2o角的方向上测量, 照明光束和测量光束的任一光线与其光轴间的夹角不应超过8o (见图3a)
(2) 45o/垂直 (符号为45/0) 照明光束光轴方向与样品法线成45o士2o角, 测量方向光轴和样品法线的夹角不应超过10o, 照明光束和测量光束的任一光线与其光轴间的夹角不应超过8o (见图3b) .
(3) 垂直/漫射 (符号为0/d) 照明光束光轴和样品法线之间的夹角不超过10o, 反射辐射通量用积分球收集, 照明光束的任一光线与其光轴之间的夹角不应超过5o, 积分球的直径可以任意选择, 其开孔的总面积不应大于积分球总面积的10% (见图3c)
(4) 漫射/垂直 (符号为d/0) 用积分球漫射照明样品, 样品的法线与测量光束光轴之间的夹角不应超过10o, 积分球的直径可以任意选择, 其开孔面积不应超过积分球总面积的10%.测量光束的任一光线与光轴之间的夹角不应超过5o (见图3d) .目前, 自动分光光度测色仪器可按其使用要求、技术指标或结构组成而有很多的分类方法。如果按照光路组成的不同, 可以分为单光束和双光束两类;如按色散元件分类, 则有棱镜、光栅、棱镜一棱镜、棱镜一光栅、光栅一光栅、干涉滤光片等不同色散元件及由此组成的分光光度测色仪, 其中光散系统采用两个色散元件组成的光学系统称为双单色仪色散系统。比较通用的分类方法是根据所使用的光探测器的不同而分为以人眼为光探测器的目视分光光度测色仪和应用物理光探测器的自动分光光度测色仪。
5.3 色度计
色度计是通过对被测颜色表面直接测量获得与颜色三剌激值X、Y、Z成比例的视觉响应, 经过换算得出被测颜色的X、Y、Z值, 再由此计算出样品的色品坐标等色度评价参数。
色度仪器的总光谱灵敏度必须符合卢瑟条件。卢瑟条件是校正滤色器设计的基础。公式表示如下:由色度学的三个基本方程求得样品颜色的三刺激值X, Y, Z为:
式中, SA (λ) 为仪器内部光源的光谱分布, SC (λ) 为选定的标准照明体光谱分布;为三种校正滤色器各自的光谱透射比;x、y、z是选定的标准色度观察者光谱三刺激值;KX, KY, KZ为比例常数;! (λ) 为探测器的光谱灵敏度。仪器各个探测器测到的电信号值比例于物体颜色的三刺激值。
校正滤色器应有的光谱透射比"X (λ) 、"Y (λ) 、"Z (λ) 可从式 (6) 求得:
色度计用上述公式求得三个透射比德校正滤波器与三个探测元件的组合, 分别来测得三刺激值X, Y, Z, 然后可以进一步计算出颜色的Cl E色品坐标 (x, y) , L*, a*, b*等色度参数。这类仪器测量速度快, 实时性好, 也具有适当的测量精度。
参考文献
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表征方式 篇2
【关键词】 初中化学 三重表征 酸的化学性质 分阶段教学
【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2015）07-079-03
一、问题的提出
化学用语、溶液和酸碱盐经常成为初中化学学习的三个分化点，特别是酸碱盐部分知识因其知识点多，知识点之间的联系紧密，且与此相关的习题综合性强，因此，酸碱盐成为初中化学学习最大的分化点。初中酸碱盐的知识与高中“离子反应”等知识联系紧密，初三学生对酸碱盐知识的学习与掌握，特别是对酸碱盐反应本质的理解，有利于其高中的后续学习。
笔者在参加近5年的广州市教研中，广州市教研员李南萍老师、戴光宏老师和王季常老师都强调要做好初高中的衔接，将化学知识的学习一体化，初中化学知识的学习要为学生高中化学知识的后续学习服务。
“酸碱盐”的教学属于元素化合物的学习。对于“酸碱盐”的教学策略，如果运用“三重表征”方式进行教学，可能会收到事半功倍的效果。《酸的化学性质》是学生认识酸碱盐化学性质的开始，应用“三重表征”方式对酸的化学性质进行学习，不仅可以帮助学生更好地记忆和理解酸的化学性质，还可以帮助学生形成“三重表征”的思维方式来学习碱和盐的化学性质。本文以《酸的化学性质》为例，探讨如何运用“三重表征”的思维方式进行酸碱盐的教学，帮助学生更好地建构酸碱盐的知识。
二、理论基础
1.“三重表征”的含义
化学是一门研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学，由于化学学科的特点，要求学生从不同的角度去认识物质。毕华林教授认为化学学习的基本领域包括：①可观察现象的宏观世界;②分子、原子、离子等微粒构成的微观世界;③化学式、方程式、元素符号构成的符号与数字世界。因而，要从宏观、微观和符号三种水平上认识和理解物质，并建立三者之间的内在联系，从而形成化学学科特有的思维方式。这种思维方式称之为“三重表征”思维方式。
2.元素化合物教学“宏观——微观——符号”三重表征的构建方式
“三重表征”是化学中元素化合物教学的重要方法，能帮助学生通过物质的各种表征方式进行有意义的学习。运用“三重表征”进行元素化合物的教学的基本程序是，首先通过阅读材料、观看多媒体素材、观察与分析实验现象或科学探究等活动获得宏观反应事实的认识;接着通过书写化学方程式或离子方程式获得符号表征;最后运用理论模型从微观角度分析反应获得微观认识。
三、基于“三重表征”方式设计的《酸的化学性质》的教学案例
1.教学内容
此教学课例选取人民教育出版社初中化学第十单元“酸和碱”课题1“常见的酸和碱”第3课时“酸的化学性质”为教学内容，包括盐酸、硫酸的化学性质，即盐酸、硫酸能与指示剂作用、能与活泼金属反应和能与金属氧化物反应，以及盐酸、硫酸具有相似化学性质的原因。
2.教学目标
①知道酸溶液中都存在H+，推测酸具有一些相似的化学性质;
②通过分组实验完成盐酸、硫酸与指示剂的实验，能够说出盐酸、硫酸与指示剂反应的现象，理解不同酸溶液能使酸碱指示剂显现相同颜色的原因，建立酸与指示剂反应的三重表征。
③通过回忆金属与反应的条件，能够说出Mg、Zn、Fe与盐酸、硫酸的现象，写出相应的化学方程式，理解不同酸溶液能与活泼金属反应的原因，建立酸与金属反应的三重表征。
④观察铁锈、氧化铜与盐酸、硫酸反应并说出反应的现象，写出相应化学方程式，理解不同酸溶液能与金属氧化物反应的原因，建立金属氧化物与酸反应的三重表征。
⑤通过对酸化学性质的学习，感受“组成（结构）决定性质、性质反映组成（结构）”的学科思想。
3.教学重难点
重点：酸的化学性质
难点：利用微粒观让学生体会不同的酸具有相似的化学性质的原因
4.教学过程
【引入】蚀刻工艺：酸吃掉金属
环节1：酸在水溶液中都能电离出H+和酸根离子，推测酸具有一些共同的化学性质
【提问】请同学们观察实验桌上所摆放的盐酸和硫酸两瓶无色溶液，你能说出它们的微观组成吗？
【讨论】展示这两种溶液的微观示意图，并讨论以下问题：
（1）从物质的类别看，它们是否属于同类物质？为什么？
（2）这两种物质是否会具有一些相似的化学性质？
【微观表征】阴离子分别是Cl-和SO42-.但阴离子都是H+，故它们都属于酸。两种溶液中都含有H+，所以推测它们可能会具有一些相似的化学性质。
设计意图：创设教学情境，引起学生学习的兴趣。通过回忆盐酸、硫酸的微观组成，展示盐酸、硫酸的微观粒子图，分析盐酸、硫酸微观组成的共同之处，使得学生在头脑中形成盐酸、硫酸这两种物质的“微观表征”的表象。
环节2：通过学生分组实验，引出酸化学性质之一：能使酸碱指示剂显示不同的颜色，建立酸与指示剂反应的三重表征
【分组实验】盐酸、硫酸分别与两种指示剂的反应。
【宏观表征】学生边实验边记录现象
【讨论】两种溶液都能使紫色石蕊溶液变红色，无色酚酞溶液不变色，究竟是溶液中的哪种粒子引起的上述变化呢？
【微观表征】盐酸和硫酸两种溶液中都含有的H+，应该是H+引起的变化。
设计意图：学生通过分组实验，获得盐酸、硫酸与石蕊、酚酞反应的“宏观现象”，通过回忆盐酸、硫酸的微观组成，讨论盐酸、硫酸为什么能使紫色石蕊溶液变红色，无色酚酞溶液不变色。实现由“宏观表征”到“微观表征”的转换，学会从微观的角度解释宏观现象。
环节3：通过游戏回忆金属与酸反应的条件，引出酸化学性质之一：酸能与活泼金属反应，建立酸与活泼金属反应的三重表征
【游戏】“寻找灰太狼”的游戏回忆金属与酸反应的条件
【宏观——符号表征】回忆镁、锌、铁与盐酸、硫酸反应的现象，并书写镁、锌、铁与盐酸、硫酸反应的化学方程式
【讨论】上述反应的反应物和生成物有什么共同之处？
【宏观表征】反应物都是金属和酸，生成物都有氢气
【教师小结】镁、锌、铁等活泼金属能与盐酸、硫酸反应生成氢气，说明酸能与氢前的金属发生置换反应。
【讨论】盐酸、硫酸都可以与活泼金属反应产生氢气。究竟是酸溶液中的哪种粒子引起的上述变化呢？
【微观表征】盐酸和硫酸两种溶液中都含有的H+，应该是H+引起的变化。
设计意图：通过“寻找灰太狼”的游戏回忆金属与酸反应的条件，回忆镁、锌、铁与盐酸、硫酸反应的现象，书写镁、锌、铁与盐酸、硫酸反应的化学方程式，实现由“宏观表征”到“符号表征”的转换，通过讨论盐酸、硫酸为什么都能与活泼金属反应，实现由“宏观表征”到“微观表征”的转换。
环节4：观察铁锈与盐酸、硫酸的反应，建立碱与非金属氧化物反应的三重表征
【学生回忆】铁生锈会产生哪种物质？化学式是什么？在物质的分类中属于什么？
【教师设问】当铁锈遇到稀盐酸，会发生反应吗？
【学生可能的回答】可能会反应
【演示实验】铁锈与盐酸、硫酸分别发生反应
【宏观——符号表征】请同学们描述所观察到的现象并试着写出反应的化学方程式
【教师讲述】盐酸、硫酸不仅可以与铁锈发生反应，还可以与氧化铜发生反应
【补充实验】氧化铜与盐酸、硫酸分别发生反应
【宏观——符号表征】请同学们描述所观察到的现象并试着写出反应的化学方程式
【讨论】上述反应的反应物和生成物有什么共同之处？
【学生可能的回答】反应物都是金属氧化物和酸，生成物都有水。
【宏观表征】金属氧化物能与盐酸、硫酸反应生成水。
【讨论】盐酸、硫酸都可以与金属氧化物反应产生水。究竟是酸溶液中的哪种粒子引起的上述变化呢？
【微观表征】盐酸和硫酸两种溶液中都含有的H+，应该是H+引起的变化。
【讨论】利用上面的反应可以清除铁制品表面的锈，除锈时能否长时间浸在酸中？为什么？
【学生可能回答】不能;当铁钉表面的铁锈被清除完，酸将与铁发生反应。会腐蚀金属。
设计意图：学生通过观察实验现象获得对铁锈、氧化铜与酸反应的“宏观表征”，通过书写反应的化学方程式获得铁锈、氧化铜与酸反应“符号表征”，最后通过讨论为什么盐酸、硫酸都能与金属氧化物反应，实现“宏观表征”与“微观表征”的切换。
环节5：总结酸的化学性质，知道酸具有相似化学性质的原因：酸溶液中都有H+
【微观——宏观表征】由于不同的酸溶液中都含有相同的H+，因而具有一些相同的化学性质
1. 酸溶液能使酸碱指示剂显示不同的颜色
2. 酸溶液能与活泼金属反应
3. 酸溶液与金属氧化物反应
【练习】“蚀刻”福娃印刷模板
“蚀刻”是制作印刷模板的一种方法.现用“蚀刻”的方法制作“福娃”的印刷模板，制作过程如下：
①用稀盐酸除去金属板表面的“锈斑”，再进行打磨处理;
②在金属板上镀一层防酸材料——蜂蜡;
③在上面刻出“福娃”图象;
④用稀盐酸对其表面进行处理，稀盐酸就能“吃掉”金属;
⑤除去蜂蜡镀层，金属板上显出“福娃”。
根据上述制作过程回答下列问题：
（1）制作印刷模板的金属可选用 （选填“铁”、“银”或“铜”）。
（2）制作此模板依据的原理是 。
（3）写出制作过程①中发生反应的化学方程式
。
设计意图：通过总结酸的化学性质，使得学生在头脑中建立起酸的化学性质的认知图式，建立起酸的化学性质的三重表征。习题的设计呼应课前创设的情景，也是学生对酸的化学性质的巩固。
四、基于“三重表征”方式设计的《酸的化学性质》的分阶段教学
新课的教学是对酸的化学性质学习的第一阶段，学生学习了这节课之后在学生的脑中对酸的化学性质会留有这样的印象：盐酸、硫酸之所以有共同的化学性质是因为它们的水溶液中都有H+。例如，2012年广州市中考题第25题就是对酸的共性的考查。题目中首先让学生书写三氧化二铁与盐酸反应的化学方程式和现象，再告诉学生白醋、柠檬酸溶液也能与三氧化二铁发生类似反应，让学生从微观角度解释反应的原因。
例1：实验室有盐酸、白醋、柠檬酸三种溶液，回答下列问题：
（1）向三氧化二铁中放入足量盐酸，充分反应后，观察到的现象是 ，
反应的化学方程式是 。
（2）白醋、柠檬酸溶液也能与三氧化二铁发生类似反应，说明白醋、柠檬酸溶液和盐酸中都含有的离子是 。
大部分学生在学习新课之后，对酸的共性的理解并不存在障碍。但是对酸的个性的理解是存在障碍的。因此，酸的化学性质第三阶段的学习就是对酸的个性通过习题进行巩固练习，适合在中考复习课中进行。教师可以设计几道对酸共性和个性考查的题目，学生通过对比来学习酸的共性和个性。例如，2013年广州市中考题第21题就是对酸的共性和个性的考查。题目中首先让学生书写稀硫酸与铁粉、碳酸钠和氯化钡的化学方程式，再让学生选出哪些反应属于酸的共同的化学性质。要正确地解答这道题，学生必须要思考一个问题：硫酸的化学性质是否全部都是因为H+引起的。硫酸在水溶液中不仅可以电离出H+还可以电离出SO42-.其实硫酸与氯化钡之所以能够发生反应中，是因为生成了BaSO4白色沉淀。所以，“SO42-”才是正真的主角。
例2：硫酸、盐酸是重要的化工原料。
（1）浓硫酸在实验室常用作干燥剂，因为浓硫酸有 性。
（2）写出稀硫酸与下列物质反应的化学方程式：
①与铁粉反应： ;
②与碳酸钠溶液反应： ;
③与氯化钡溶液反应： ;
上述反应中，属于酸的共同性质的是 （填编号）
（3）盐酸的下列用途中，不能用硫酸代替盐酸的是 （填编号）
①金属表面除锈②制造药物氯化锌③除去NaCl中的少量NaOH
无论是对酸的共性的分析，还是对酸的个性的分析，学生都可以运用“宏观——微观——符号”的三重表征方式进行。主要的分析过程为：先写出反应的化学方程式（符号表征），再描述出反应的现象（宏观表征），再根据方程式和现象，从微观角度来分析产生宏观现象的原因（微观表征）。
五、基于“三重表征”方式设计的《酸的化学性质》的教学思考
酸的化学性质的教学采用“三重表征”的方式进行，让学生通过不同角度对酸的化学性质进行了意义建构，有利于他们对酸的化学性质的整体理解和把握。“三重表征”教学同样适用于“碱的化学性质”、“中和反应“和“盐的化学性质”的教学。
通过第一阶段《酸的化学性质》的新课学习和第二阶段酸的共性的习题巩固，学生初步形成“宏观——微观——符号”的三重表征的思维方式，那么，在碱和盐化学性质的学习中，学生就可以遵循三重表征的思维方式去学习碱和盐的共性。
《酸的化学性质》应用“宏观——微观——符号”的三重表征的思维方式进行教学，碱和盐的化学性质的学习是对酸的化学性质学习方式的延续和巩固。相对固定的教学模式，有利于培养学生形成“宏观——微观——符号”的三重表征的思维方式，帮助学生从不同角度对酸碱盐的知识进行建构，启发学生形成酸碱盐的学习思路，突破酸碱盐的学习难点。
（此论文是广东教育学会2014年度教育科研规划小课题（课题编号：GDXKT2927）的研究成果）
[ 参 考 文 献 ]
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公益广告多模态隐喻表征方式研究 篇3
在各种语类的多模态语篇里, 公益广告作为广告家族中的特殊成员, 以其多样的表现手法和富有感染力的语类特点, 受到了越来越多的关注。不同于商业广告, 公益广告不以营利为目的, 采用多样的艺术表现手法, 通过提醒、批评、规劝, 向社会公众传递有关公共利益的信息, 从而影响其价值观和道德观, 达到传播优秀传统文化, 弘扬社会良好新风尚的目的。本文以认知语言学隐喻理论为基础, 结合有代表性的公益广告实例, 探析其多模态隐喻表征方式和语类特点。
1 多模态隐喻研究
多模态隐喻研究弥补了传统隐喻只局限于语言层面的缺陷。Forceville[2]在其1996年发表的《广告中的图像隐喻》中首次将非语言符号 (图像) 作为隐喻表征手段进行系统研究, 以大量平面广告为例, 分析了平面广告中的多模态隐喻现象, 并提出了图像隐喻分析的理论框架。根据源域和目标域的呈现方式, 将图像隐喻归纳为四种表征方式:单域图像呈现式 (MP1S) 、双域图像呈现式 (MP2S) 、图像明喻式 (PS) 和图文互补式 (VPMS) 。该分类为图像隐喻提供了借鉴和参考。2008年, Forceville[3]在此基础上对其做了修正, 提出了混合型图像隐喻 (hybrid metaphors) , 语境型图像隐喻 (contextual metaphor) , 图像明喻 (pictorial simile) 和综合型图像隐喻 (integrated metaphors) 四类图像隐喻分类。不难看出, 国外相关研究关注的是图像在多模态隐喻建构中的作用, 却忽视了文字因素。
国内多模态隐喻研究起步较晚, 但也引起了国内学者的重视。赵秀凤[1]结合《多模态隐喻》一书, 对多模态隐转喻的认知研究进行了系统的概括性评述, 对这一领域内新的研究动态做出了较全面的介绍。冯德正[4]在系统功能理论框架下探讨了文字和图像多模态语篇中隐喻的映射方式, 将其归为三类, 夸模态隐喻映射、单模态映射和多模态映射, 为文字和图像的映射关系提供了很好的借鉴, 但并未针对不同语类作出具体阐述。关于不同语类的多模态隐喻也日益增多, 广告和政治漫画仍是研究主流。俞燕明[5]从认知语言学隐喻映射的角度出发, 考察了新闻漫画隐喻表征的模态实现和配置规律, 提出了新闻漫画语类的六种表征方式。公益广告也引起了不少学者的关注, 裘莹莹[6]从认知的层面分析了一则交通安全广告中的多模态转喻和隐喻现象的互动和两者的动态构建。但是关于公益广告多模态隐喻研究均以个体案例为研究对象, 论述较笼统, 关于其映射方式鲜有论述, 需进一步深化。本文拟以认知语言学隐喻理论为基础, 采用定性和定量相结合的研究方法, 考察公益广告的多模态隐喻表征方式及其语类特点。
2 公益广告多模态隐喻表征方式
从认知语言学隐喻映射角度入手, 本研究以国外知名艺术网站www.boredpanda.com评选出的《50个震撼人心的世界公益广告》 (50 of The Most Powerful Social Issue Ads) 为研究对象, 题材涉及环境保护、战争、家庭教育、交通安全和生活习惯等各个方面。旨在探讨公益广告这一特殊语类的多模态隐喻, 进一步研究其多模态隐喻的表征方式和鲜明的语类特点。50则公益广告均为平面公益广告, 动态多模态隐喻不在本次研究范围之类。
2.1 单域图像呈现式
此类隐喻的源域和目标域在多模态语篇中只出现一个域。一些广告源域虽然没有表现出来, 但是广告受众也可以通过目标域图像得出“不言而喻”的结论。如图1, 纯黑色背景出现的是一条蓄势待发的毒蛇, 不禁让人胆战心惊, 仔细一看, 毒蛇本可以发射毒液的血盆大嘴却被针线封地严严实实, 顿时让人松了一口气。源域的毒蛇本是有力而有毒 (powerful but harmful) 的可怕生物, 但是有了严密的保护却可以不具伤害性。作为宣传安全避孕的公益广告, 通过文字解释, 其源域 (无保护措施的性) 虽然没有以图像形式表示出来, 但广告受众依然可以通过图像语境推断出来“无保护的性有如毒蛇般有力却具伤害性”的喻意, 并给受众留下了深刻的印象。公益广告的单域呈现式不同于商业广告, 商业广告为了突出其销售产品, 往往将该产品作为了源域单独呈现, 直接替代目标域, 从而强调产品所能带来的类似体验。图2中机票取代了躺椅, 直接完成了机票是躺椅 (TICKET IS DECK CHAIR) 的概念隐喻。单域图像呈现式往往是通过一类事物来体验和理解另一类事物, 根据图像语境和文化认知, 识别源域。体现的是具体→抽象的映射。此类广告共有5例。
2.2 源域图像——目标域图像 (融合)
源域与目标域同时以图像的方式出现, 两者整合为一个视觉格式塔。在公益广告中, 源域和目标域的相似性通过图像直观的表达, 一目了然。目标域和源域可以已融合的方式出现, 也可以并列出现。以图3为例, 源域手被绘画成面目狰狞的细菌怪物, 从而构成了多模态隐喻的目标域, 结合图片上的文字 (YOUR HANDS CAN BE DANGEROUS) , 我们不难看出, 这是一则提倡人们勤洗手的公益广告, 我们的手上有各种细菌, 随时可能给我们带来危险。这则公益广告里, 源域图像和目标域图像融合成一体, 属于具体→具体的映射。融合式的表征方式在禁烟类的公益广告中尤为常见, 源域香烟往往与其他人或物相融合, 体现其燃烧的特质。图4中的目标域慢性自杀的过程 (loading cancer) 被描绘成了一支香烟的形状 (源域) , 吸烟者生命的随着吸烟慢慢消逝。此类广告共有15例。
2.3 源域图像——目标域图像 (并列)
目标域和源域也可以以图像的方式并列出现, 图3是一则双域并列呈现的多模态公益广告。图片中有一群热情洋溢的毕业生, 将学士帽高高抛向天空, 他们即将告别大学生活, 告别同窗好友, 各自开始新生活, 构成了毕业离别的源域, 然而学士帽飞扬的天空却呈现了一幅灰暗, 隐约出现一个死神的图案, 根据图像下方的文字 (Saying goodbye once is hard enough.) , 构成了生离死别的目标域。喜悦场景和灰暗色调形成鲜明对比, 促使受众重新定位自己的着眼点, 体会到大学酒会乐极生悲, 天人永隔的悔恨和悲痛。这类双域图像呈现的隐喻映射属于具体→具体, 共有23例。
2.4 源域图像——目标域文字
这类隐喻的构建往往是通过文字赋予图像某一特定属性和身份实现的。图6中依稀可以看到一个大熊猫的图案, 但是如果缺少了文字 (WE FIGHT EVERY DAY FOR OUR EXTINC-TION) 的说明, 受众很难把握该广告的意图。文字标注中的灭绝 (extinction) 赋予了模糊不清的熊猫图像特定的隐喻含义, 引导广告受众对该图案作出了“模糊的熊猫是即将消失的物种”的解读。这类源域图像, 目标域为文字 (A1B2) 的图文表征是政治漫画最典型的语类特点, 公益广告中也不乏这样的例子。此类广告共有6例。
2.5 源域文字——目标域图像
另一类图文互补式指的是源域为文字, 目标域为图像。文字简明扼要, 但是却构成了多模态隐喻构建必不可少的部分。以图7为例, 在一个家庭厨房的背景中, 一位主妇手持电话, 电话鲜血四溅, 俨然一副恐怖片的氛围, 单从图像入手, 广告受众很难理解该则广告用意。手机旁的一行血字:开车请勿打电话 (Don’t talk while he drives) 对该副画面做出了很好的解释。源域的文字标注对整个隐喻构建起到了“画龙点睛”的作用。50例广告中共有7个这样的例子。
2.6 源域图像——目标域隐含 (动态型)
多模态隐喻不同于传统隐喻还体现在其动态性和叙事性特征 (A-ING is B-ING) 。如图8中的动态映射可以理解为:枪头回转对着狙击手→战争因果循环 (What goes around, comes around) 。这一动态映射建立在枪→战争, 狙击手→战争发起者这些名词性隐喻基础之上, 从而实现了整个隐喻事件的动态性和连贯性。图9“道德是上, 堕落是下”的方位隐喻帮助读者完成了 (纸人) 抓住 (自己) →自救这一动态隐喻的解读。此类映射体现了隐喻场景中动作过程的动态映射, 属于具体→抽象的映射, 共有4例。
从表1不难看出, 在公益广告中, 视觉图像往往能简洁而迅速地表达信息, 其具有感染力的直观表现更能够达到情感劝说和心灵沟通的作用, 在大多数例子中 (86%) , 公益广告可以通过单域图像呈现式、源域图像-目标域图像 (融合) 和源域图像-目标域图像 (并列) 这三类图像表征方式, 使得广告受众通过两个认知域中的相识性, 仅从图片就可以得出隐喻, 文字只起背景说明的作用。但是, 在一些公益广告中 (26%) , 文字在信息传递的过程中也起着不容忽视的作用。隐喻解读过程中, 文字引导读者对图像作出合乎语境的认知, 源域和目标域分别由图像和文字呈现, 两域相互依存, 缺一不可。源域图像——目标域隐含 (动态型) 表征方式在公益广告中并不普遍, 但是体现了多模态隐喻的动态性和叙事性, 也具有一定的代表性。
3 公益广告语类特点
公益广告充分利用了隐喻机制中的劝谏性策略, 通过激发受众日常生活中的普遍体验和内心情感的文化价值, 以劝导的方式, 引起其立场或情感上的共鸣。隐喻意义的形成依赖于源域和目标域之间的相似性, 隐喻意义的理解过程实际上是将源域的显著语义特征转移到目标域上。根据相似性的不同, 隐喻可以分为本体和喻体已存在的相似性的“相似性为基础的隐喻”和将原来没有关联的两个事物并置, 使人们获得对某一事物新的观察角度的“创造性为基础的隐喻”。图10一个正在燃烧的烟头, 然而将要化为灰烬的不是烟丝, 而是森林和房子。这则广告正是利用了燃烧烟头和燃烧森林外观上的相似性表现了禁烟的重要性和抽烟可能带来的可怕后果。显然, 两域的相似性创造了新的认知经验并实现了认识上的说服。
然而在一些多模态隐喻中, 目标域和源域并不存在任何相似性, 而是设计者发挥创造性通过一种独特的方式将两者联系在一起。图11是一则反对种族歧视的公益广告, 一个温暖的婴儿房里, 三个白人宝宝包着纸尿裤, 东张西望, 对新世界充满了好奇, 唯独中间的黑人宝宝穿着迷你制服, 手拿清洁工具, 与整个婴儿房的氛围和其他宝宝显得格格不入。利用了这样的视觉“冲突”, 在文字语境的强化作用下, 人们更容易接受该公益广告试图传达的隐含意义, 从而促进了隐性说服的成功。
由此可见, 公益广告中的多模态隐喻即可以通过违反认知常规的异常搭配、时空措置或多模态共时表征而产生新奇感, 也可以通过认知过程体验到物理或心理相似性而产生亲近感, 通过源域的选择和目标域的映射实现了公益广告的体验性和源域的文化内涵, 进而保证公益广告劝说的有效性。不同与商业广告为了凸显广告产品美好常用的“具体→具体”映射, 公益广告既有利用两种事物相似性“具体→具体”的映射, 也有用具体事物表现抽象社会现象“具体→抽象”的映射。
4 结束语
作为隐喻研究和多模态语篇分析的新方向, 多模态隐喻理论值得关注和深入研究。本文借鉴认知语言学隐喻理论, 以图文表征的多模态隐喻为例, 探讨了公益广告中多模态隐喻的表征方式和语类特点。研究表明, 图像和文字互动构建的多模态隐喻能在视觉和心灵上给广告受众带来强烈震撼, 进而达到劝谏效果。本次研究的公益广告数量有限, 仅限于静态多模态隐喻, 需在更广泛的语类基础上进一步研究。
参考文献
[1]赵秀凤.概念隐喻研究的新发展—多模态隐喻研究——兼评Forceville&Urios-Aparisi《多模态隐喻》[J].外语研究, 2011 (1) :1-10.
[2]Forceville C.Pictorial Metaphor in Advertising[M].London:Routledge, 1996.
[3]Forceville C.Metaphors in pictures and multimodal representa-tions[C]//Jr Gibbs R W.The Cambridge Handbook of Meta-phor and Thought.Cambridge:Cambridge University Press, 2008:462-482.
[4]冯德正.多模态隐喻的构建与分类——系统功能视角[J].外语研究, 2011 (1) :24-29.
[5]俞燕明.新闻漫画多模态隐喻表征方式研究——模态配置的类型、特点及理据[J].外语研究, 2013 (1) :1-9.
表征方式 篇4
关键词：应用题,问题表征,表征方式
数学应用题是根据日常生活和生产中的实际问题, 用文字、语言、图形叙述出一些已知数量和位置数量, 以及它们之间关系的数学题。解答应用题的关键在于问题表征, 恰当合理的问题表征是解答数学应用题的必要前提, 在错误的或者不完整的问题表征空间中进行搜索很难求得应用题的正确解答, 而影响问题表征的因素主要包括信息遗漏, 信息误解和隐喻干扰。
一、数学应用题的问题表征方式
认知心理学家按由低到高的顺序可把问题表征分为:字面表征、朴素表征或“真实世界”表征、科学理论表征或“物理”表征、数学表征等四个层次。其中, 文字表征与应用题的文字描述有关;朴素表征与应用题的整体框架、日常生活经验及具体物体有关;物理表征产于学生对抽象概念的理解;数学表征与所涉及的相关公式、推导有关, 这主要与学生所使用的数学工具有关。归纳起来主要有以下几种方式:
1、文字表征, 指数学问题内容使用文字、字母等来表示, 文字语言通俗易懂、符号语言简洁抽象, 二者对数学问题的正确表征是理解问题的第一步。
2、数式表征, 指由简洁、抽象、具有逻辑的数字、符号、算式来进行数学问题表征。通过能够体现数学学科特点的字母、代数式、方程、集合、函数等表征数学问题, 能够大大减轻学生记忆负担, 使得问题变得简洁、清晰, 进而帮助学生最大化地组织问题所含信息, 发现问题解决的途径。
3、图表表征, 指通过绘制图表或表格来表征一些问题信息, 使复杂的问题信息清晰明了, 有助于问题的形象直观思考, 便于发现解决问题的线索。
4、模型表征, 解决数学问题时, 首先要辨别问题的类型, 认清题目的结构特征, 分析出题目中的某些部分与已知模式的结构特征是否具有相似性, 以便与已有的经验知识发生关系。在学生对问题的空间结构没有明确认识时, 就可以利用事物模型对问题结构进行表征, 达到简约问题、缩短思维长度的目的。
5、实验表征 (深入问题情境, 进行某种操作) , 指通过实验操作对问题信息进行表征, 帮助学生获取感性认识, 并推动感性认识上升为理性认识。
二、调查材料设计
1、问卷设计
为了调查小学生应用题问题表征的方式、偏好等特点, 以及发现小学生表征过程中存在的问题, 调查选取兰州市通渭路小学58名六年级学生为研究对象, 以Suwarsono编制的MPI (the mathematical processing instrument) 问卷为范本, 结合六年级学生应用题教学的实际情况, 结合任课教师的建议和预测情况, 设计了区分度和难度较好的10道题目。
【样题】一个旅行者要走60公里路, 他走了5公里后搭上一辆卡车, 下车后还有一半的旅程要走, 请问卡车带旅行者走了多远?
请问, 您在理解这道题时采用了哪种方法 ()
A想象题目中描述的情景, 如想象植树节栽树时“树苗间距与总长度的关系” (内在表征:表象化)
B在纸上画一些线条、图形 (外部表征:图表表征)
C在纸上写一些简单的符号、算式、数字 (外部表征:数式表征)
D在头脑中画出图形, 而没有在在纸上画 (内部表征:图式表征)
E只是寻找了题目中的关键词语与数字, 如“比……多”、“增加”、“超过了”、“一半”、“…倍”等词语 (直译表征方式) 有关概念、关键词
F先明确题目属于哪一类应用题, 然后根据这一类应用题的解题思路进行解答 (外部表征:模型表征)
G语义结构分析的方法, 先清楚“问题目标” (即要干什么) , 然后仔细阅读题目信息, 寻找相应条件, 并在头脑中进行验证 (内部表征:抽象逻辑表征)
H联系应用题所涉及的动手操作, 然后自己亲手进行一些操作, 如摆图形、求面积等, 通过操作以后进行解答 (外部表征:实验表征)
I没有采用上述方法, 而是采取其他的方法……
调查采用集体施测, 施测前由研究者和任课教师举例说明问题表征是什么, 并向被试说明在做完每道题后, 选出所用的主要表征形式。每道题目列式正确且计算正确计10分, 列式错误计0分;列式正确计算错误酌情计分, 总分为100分。另外每种表征方式被选用一次计1分, 没有被选用计0分。最后, 利用SPSS16.0统计软件处理调查数据。
2、测试问卷各题目的难度与区分度
问卷以题目的通过率来表示各题目的难度, 即以答对或通过该项目的人数的比例来表示, 问卷的平均难度为0.636。以题目的辨别力指数为目区分度, 以得分处于前27%、后27%作为划分标准, 从58名被试中划分出高分组和低分组, 以高、低两组被试对每个题目的通过率之差作为区分度。
三、结果分析
1、小学生应用题问题表征频次分析
如表1, 内部表征总计出现277次, 外部表征总计出现293, 两大类表征方式并没有显著的倾向性。然而, 在内部表征的4种方式中, 直译表征方式约占一半 (48.7%) , 外部表征的4种方式中, 模型表征方式占大部分 (77.8%) , 而实验表征甚少 (2.7%) , 表现出显著倾向性。这说明:小学生在当前的应用题解答过程中, 主要采取“条件推理——确立问题空间”和“引用头脑相似模型”这两种方式进行问题表征, 其方式显得较为单一, 诸如表象化、图表表征、实验表征等能力水平要求较高的方式还明显不足。
2、四类应用题问题表征差异分析
类型Ⅰ:“圆的知识应用”
T1:一个钟表的分针长10厘米, 时针长8厘米, 从1时到2时, 分针针尖走过了多少厘米?分针扫过的面积是多少?
T 6:有面积相等的一个圆和一个长方形, 圆的直径和长方形的长都是16厘米, 长方形的宽是多少厘米?
T1、T6属于“圆的知识应用”。T1属于操作性较强的生活情境应用, 侧重学生掌握基本原理的基础上, 运用知识灵活解决实际问题。T6属于公式、定理、原理的简单应用, 侧重对学生基础知识掌握情况的考察。所以, 如表1所示, 虽然题目都属于“圆的知识应用”, 但表征方式存在较大差异, T1应以表象化、图表表征等形象化型表征为主, T6以图式表征、模型表征等结构化表征为主。
类型Ⅱ:“百分数的应用”
T2:华夏商场为了搞促销, 一件羊毛衫原价300元, 现价240元, 降低了百分之几?
T7:修一条公路, 已经修了30%, 还剩2100米没修, 这条公路多少米?
T10:某养殖场今年养鸭4200只, 今年比去年增加了40%, 去年养鸭多少只?
T2、T7、T10属于“百分数的关系运算”。这类题目的关键是熟悉“一个数乘以几分之几 (百分之几) ”这一关系中的两个关系变量, 弄清楚“谁是谁的百分之几 (几分之几) ”, 侧重于学生概念性、结构性知识的考察。所以, 如表1, 在问题表征方式中, 内部表征方式显著多于外部表征, 其中“直译表征”起到了主导作用。
类型Ⅲ:“比的应用”
T3:淘气一家3人和亮亮一家4人去吃肯德基, 共花费210元, 两家人决定按人数分摊费用, 两家各应付多少元?
T5:一堆煤的3/5是900千克, 把这堆煤按8:7分成两堆, 这两堆煤各多少千克?
T9:用72米长的铁丝围成一个长方形, 长与宽的比是5:4, 这个长方形的面积是多少平方米?
T3、T5、T9属于“比的知识应用”, 侧重考察学生“把一个数量按照一定比例分配成几部分”。这类题目的关键是要求学生根据各部分之比, 确定各部分与总量之间的关系, 即各部分占总量的几分之几。如表1, 学生主要采取外部表征的方式, 且以“模型表征”为主, 通过课堂讲授、习题操练、教师辅导等环节, 学生基本在头脑中构建起了这类应用题的解答图式, 以后一旦遇到此类题目, 就能够很快地采用“模型表征”来帮助解答。
类型Ⅳ:“数学广角”
T4:6位小朋友聚会, 每2位都要握一次手, 一共要握多少次
T8:某学校操场的跑道, 最里圈弯道半径是15米, 每条跑道宽0.8米, 一条直道长53米, 第1道与第2道的全长相差多少米?
T4、T8属于小学数学的扩展知识点。T4是排列组合概念的简单应用, 侧重于学生对问题情境的理解, 即概念区分 (区分是排列问题, 还是组合问题) 。T8创设比较复杂的问题情境, 侧重考察学生结合日常生活经验 (即环形图形特征) 分析题目中隐含关系。如表1, 该类题目外部表征显著对于内部表征, 且“模型表征”明显居多。
3、小结
在应用题教学过程中, 教师需要认真考察学生的表征方式, 以及不同类型应用题侧重考察的问题表征方式。教师不仅要深刻剖析概念化、结构化的问题, 引导学生进行多样化的外部表征, 还应抓住各类应用题问题表征的主要方式, 帮助学生分类表征, 逐步提高学生的问题表征能力。
参考文献
[1]傅小兰, 何东海.问题表征过程的一项研究[J].心理学报, 1995 (5) .
[2]徐明.浅谈数学问题的表征形式[J].数学通报, 2002 (11) .