根据心理学家让·皮亚杰对儿童认知发展阶段的分类得知小学生对纯文字的理解存在一定的困难。图片具有形象直观、通俗易懂等优势，容易使学习者建立心像、提高认知、加强记忆等，而数字化图像不仅具备图片的这些优势，还与多媒体相结合，打破传统教学方式的单一性，且数字化图像能使文字所叙述的目标或事件可视化。教师在教学过程中，利用数字化图像创建情境，以线性顺序表明事件因果性的关联，从而达到图文并茂的良好匹配。所以，数字化图像在教学中的使用越来越广泛，是教学信息显性表达的重要组成部分。数字化图像在教学中具有强化、解释和促进功能，不仅能够巩固、总结、传播知识，还能扩展内容，开阔视野，促进读者的知识迁移能力、思维发散能力和审美能力等，具备特有的认知价值，兼备纯文本内容无法替代的优势。但是根据研究发现，教师在课堂中使用数字化图像缺乏一定的逻辑和规则，使其成为可有可无的教学工具，降低了数字化图像的效用。因此，以认知心理学为指导，对影响数字化图像的有效性因素及图像的设计和使用进行深入研究，以此创造温馨舒适的课堂，可更好地扩展数字化图像的应用。本研究通过在对国内外数字化图像研究现状及其在教学应用中存在问题进行分析的基础上，对数字化图像进行解析，明确了数字化图像的概念和内涵，以及特点和教学优势。借鉴视觉学习和双重编码理论阐释数字化图像对学习者的认知作用；依据信息加工学习理论对数字化图像的指导作用；利用多媒体学习认知理论指导数字化图像的教学应用，奠基了数字化图像在小学教学中的应用价值；提出了改善数字化图像在小学教学的策略。同时描绘了数字化图像对学习者的认知作用：包括对认知结构、记忆、视觉系统的影响研究，揭示了数字化图像对人类心理的效应以及数字化图像作为符号对学习者知识建构的效用。同时制定了数字化图像在小学教学中的应用原则；构建了数字化图像在小学教学中的应用模型，辅助教师理解和借鉴。选择小学科学课程中“种子(绿豆)发芽实验”作为研究案例，对《种子发芽》实验进行需求、教学内容以及学习者分析；应用时间轴技术以及视频和动画，开发了《种子发芽》实验数字化图像课件，形象生动地展示种子发芽不同时间段的豆芽生长过程，助于学习者形成整体和全局观念,恰当地解决了教学中的难点，提升课堂的教学效果。论文的组织结构和各章的概括性内容如下：第一章简单介绍了本论文研究的相关背景及问题的思考与提出，并通过查阅国内外的参考文献，归纳出本研究存在的意义，揭示出数字化图像可以提高小学生的学习体验和教师的教学效果；并且对本研究采用的方法作了简易陈述。第二章系统分析了数字化图像内涵的基础上，依据视觉学习和双重编码理论；信息加工学习理论以及多媒体学习认知理论为指导，研究探讨数字化图像对学习者产生的认知和心理影响作用。第三章根据心理学相关知识阐释数字化图像对小学生（即儿童）的认知特性作了分析，包括数字化图像对学习者认知结构的影响、对学习者记忆的巩固效应以及对学习者视觉系统间的刺激作用，结合数字化图像在小学教学中应用存在的问题；在此基础上构建数字化图像在小学教学中的应用模型，并提出数字化图像在小学教学的应用策略和原则，第四章选择小学科学和课程的《种子发芽》实验作为研究案例，设计流程，系统描述了能充分展现教学内容特点的时间轴技术的特点，以及应用其技术开发《种子发芽》数字化图像的设计及技术实现过程，探讨了课件在教学中的应用途径。第五章总结了本论文的主要研究成果和存在的不足之处，对研究中出现的问题进行合理评价和深刻反思，明确进一步研究的方向，使将来有针对性地实施探究，以及对未来研究的展望。