知識可視化在高校專業教育中的應用

姜世華

一、知識可視化

(一)知識可視化概念

知識可視化是在數據可視化、信息可視化基礎上發展起來的新興研究領域。2004年7月MatinJ，Eppler和RemoA.Burkhard給出了知識可視化的定義：“知識可視化領域研究的是視覺表征在改善兩個或兩個以上的人之間的知識創造與傳遞中的應用。這樣一來，知識可視化是指所有可以用來建構和傳遞復雜見解的圖解手段。”知識可視化超越了基本的事實傳遞，通過提供比信息可視化更加豐富的、表達用戶所知道內容的方式，其目標在于傳遞觀點、經驗、態度、價值、期望、看法、意見和預測等，并且通過這種方式幫助他人重構并正確地理解和應用這些知識。

(二)知識可視工具具有以下幾種類型

1.概念圖。概念圖是康奈爾大學的若瓦克(J.D.Novak)博士等(1984)根據奧蘇伯爾(DavidP.Ausubel)的有意義學習理論提出的一種教學技術。它通常將某一主題的有關概念置于圓圈或方框中，然后用連線將相關概念和命題連接，連線上標明兩個概念間的意義關系。這種知識可視化方法最大的優點在于知識的體系結構一目了然地表達出來，還突出表現了知識體系的層次結構。

2.認知地圖。認知地圖也被稱為因果圖，是以個體建構理論為基礎提出的，其中的“想法”都是通過帶箭頭的連接線連起來，但連接上沒有連接詞，連接線的隱含意思是“因果關系”或“導致”，且沒有層次的限制。認知地圖主要用于幫助人們規劃工作，促進小組的決策。

3.語義網絡。語義網絡Fisher(1990)將其定義為節點和連接組成的網絡，有連接詞但不嚴格限制在層次結構上。與概念圖一樣，語義網絡以概念和有意義的、不受限的連接詞為基礎，形成基本的實例或命題。

4.思維導圖。思維導圖最初是20世紀60年代英國人托尼·巴贊創造的一種筆記方法。其初始目的只是為了改進筆記方法，它的作用和威力還是在日后的研究和應用中不斷顯現出來，并廣泛應用于個人、家庭、教育和企業。托尼·巴贊認為思維導圖是對發散性思維的表達，是一種非常有用的圖形技術。

5.思維地圖。思維地圖是由(David－Hyerle)博士開發的幫助學習的語言。在這種語言中，教師和學生一共使用8種圖，用以幫助閱讀理解、寫作過程問題解決、思維技巧提高。這8種圖都是以基本的認知技巧為基礎的，這些技巧包括比較和對比、排序、歸類和因果推理。學生在建構知識時要使用多個圖來提高基本的閱讀、寫作、教學以及問題解決能力和高級思維能力。

二、高校專業教育現狀

一是外界信息環境的變化對高校專業教育的沖擊和影響。隨著人類信息量、知識量的迅速增長，如何對它們進行有效的管理、呈現和傳播成為一個亟待解決的問題。高校作為知識傳播和創造的重要基地，如何學習和應用現代可視化技術，深入高效地開發、組織、管理、傳播高校自身豐富的知識資源服務社會，成為未來高校教育承擔社會責任的重中之重。

二是高校專業教育本身發展的要求。傳統的應試型教育已經不能適應當前建設創新型國家、創新型社會的要求。素質教育對高校專業教育的實行及其效果提出了更高的要求，教育更應傳授給學生一種自我學習、終身學習的觀念和方法。相應地，在教學中讓學生形成對其所學專業的整體化、系統化的認識將更為重要。這將大大推動學生的學習主動性、創造性和積極性，也有利于學生形成自己的知識體系，并不斷對其進行完善與更新。因此，大學教育不是單純的具體知識的灌輸，而是傳授學生科學學習方法和學習技能，幫助他們建構合理的知識結構。

三是高校專業教育存在的問題。面對信息量、知識量迅速增長的時代現實，高校教育作為為社會培養和輸送專業人才的教育基地，如何改變教育理念，優化教育方法和教育手段，不斷適應時代發展的需要，培養出一批具有合理知識結構、較強學習能力的創新型人才，成為社會和全體教育工作者普遍關注的重大問題。目前，高校專業教育的現實還存在很多問題。例如：沒有高效、優質的方法向學生介紹學科專業的整體知識體系及相互間的關聯；學生只關注具體知識的掌握，往往是一盤散沙，不能形成對專業知識的宏觀、系統的認識，不能構成自己的知識譜系等。

三、知識可視化技術在高校專業教育中的應用

第一，利用知識可視化技術將隱性知識轉化為顯性知識。隱性知識是指隱藏在人們大腦之中的，尚未表現出來的經驗、觀點、意見、態度、期望、價值觀等。知識可視化可以將人們頭腦中的隱性知識轉換為顯性知識，參與知識組織、交流、溝通、學習和創新。

第二，為課堂教學內容提供生動的可視化呈現。實驗心理學家關于人類獲取信息來源的心理實驗證實，人類獲取外界的信息中有85％要通過視覺。知識可視化技術將知識文本的線形表達，實現圖形的、符號的、化復為簡的圖像表達，將靜態知識以動態的知識呈現，從而直觀生動地展示教學過程，沖擊視覺神經，增強學生對知識的記憶與理解。

第三，整理思路，使思路清晰。對于復雜問題或不確定的想法，通過映射、畫出問題中的元素，可以產生一種比較明晰的思路，使用可視化的模型，如采用思維地圖等，這樣既能給學生呈現一個思維過程，使學生可以通過思維導圖理清思維的脈絡，又能夠構造一個清晰的知識網絡，使學生把整個概念體系勾勒清晰。

第四，整合各類知識，優化認知結構。視覺信息可以和大腦中已有的知識網絡聯系起來，從而優化認知結構。概念圖的運用就是一個很好的例子。概念圖有助于學習者把握某個知識領域的全貌，將新觀念與其已有的知識聯系起來，將知識融會貫通。

第五，促進知識交流與協作。個人創作圖形代表了建構信息或觀念的一種可能方式，這是可以用來和別人共同分享的東西。由一組人創作的圖形代表了群組的觀念。可視化形式可以及時將分散在個人頭腦中的靈感組合成一個整體性的結構，學生在小組學習時，常常會就某一問題展開討論，集合眾人的想法，此時，知識可視化是一項得力的工具。