地理“圖式—知識可視化”的哲學解讀及教與學策略

一、“圖式—知識可視化”的哲學解讀

1. 知識可視化（Knowledge visualization）

“可視化”一詞源于英文的“visualization”，原意是“可看得見的、清楚的呈現”，也可譯為“圖示化”；“可視化”作為專業術語的出現始于1987年2月，當時由美國國家自然科學基金會（NationalvSeienee Foundation，簡稱NSF）給出。

本文綜合國內外研究成果，認為知識可視化是學習者解釋某些現象或解決某類問題時在心理呈現、組織并指導和支配其行為表現的圖式心理建模。可視化的對象是人類知識，目的是個體和群體知識的傳播和創新，方式是繪制各種圖式，交互類型是人人交互。

可視化工具較多，皮爾斯（PierceJ.Howard） 總結了48種圖表形式，Eppler&Burkhard將其概括為6種類型，邱婷、鐘志賢將其分為九類。本文專指概念圖、思維導圖與心理地圖。

2. 圖式（schema）

圖式概念最早由德國哲學家康德（I. Kant） 在《純粹理性批判》一書中論及；20世紀30年代初英國心理學家巴特利特（F.C. Bartlett）對記憶活動進行了實驗研究后正式提出了心理學意義上的“圖式”概念；瑞士兒童心理學家皮亞杰（Jean Piaget）將“圖式”概念引入自己的認知結構論理論中；美國認知學家明斯基（Marvin Lee Minsky）賦予圖式特征。

本文綜合國內外研究成果，認為圖式是指圍繞某一個主題組織起來的知識表征和貯存方式，即圖式實際上是一種關于知識的認知模式。圖式理論是一種研究關于人的知識如何被表征、被分類和被有效應用的認知理論。

二、“圖式—知識可視化”的主要工具異同

當前對“圖式—知識可視化”主要工具（思維導圖、概念圖、心理地圖）的“異同”認識主要有以下幾種觀點：一是等同的觀點。認為思維導圖是概念圖 、心理地圖的別稱，即思維導圖、概念圖 、心理地圖合稱廣義“思維導圖”；二是不同的觀點，認為思維導圖、概念圖、心理地圖在起源、應用和形式方面都有很大的不同，雖具有相似性，但仍需要加以區分；三是不需區分的觀點，認為思維導圖、概念圖、心理地圖的概念有類似也有區別，但在實踐教學中無需對三者加以細致、嚴格的區分。

本文認為既要明確思維導圖、概念圖、心理地圖的聯系與相同，在教與學的使用過程中無需對三者加以細致、嚴格地區分，只要有利于教與學，有利于學生思維能力提高，可交叉、混合、綜合運用；又要認識和了解思維導圖、概念圖、心理地圖的內涵與區別，選擇需要的模式，發揮各自優勢，相輔相成，從而更高效地教與學。

1.概念圖、思維導圖、心理地圖的相同（表1）

2.概念圖、思維導圖、心理地圖的差異（側重點與視角）（表2）

三、“圖式—知識可視化”的教與學策略

1.概念圖的教與學策略

（1）概念圖的制作。概念圖的制作是一個動態過程，沒有嚴格的程序規范，由于學生年齡層次以及學習活動的內容與目的不同，概念圖應用的步驟也可以有所不同，總體說來，應有以下關鍵要素（圖1、表3）。

（2）概念圖的基本分類（按內容）與舉隅。

☆點概念圖：概念圖內容是某一知識點的概念圖。例圖2“三大類巖石的轉化”。

☆節概念圖：找出一節知識的關鍵詞及相互關系形成一節概念圖。例圖3“濕地資源的開發與保護”。

☆章概念圖：用概念、命題及相互關系與實例等組成一章內容的知識網絡圖。例圖4“自然環境及對人類活動的影響”。

☆主題概念圖：概念圖的內容是圍繞某一主題構建。例圖5“河流特征”。

2.思維導圖的教與學策略

（1）思維導圖的教與學模式構建（圖6）。

（2）思維導圖的圖形基本結構與舉隅。

☆線性圖形：一般用以表現事物的流程、順序、因果關系、發展趨勢等。例圖7“全球氣候變化對人類社會的影響”。

☆循環圖形：表現事物的進程、步驟、互動關系等。例圖8“農業發展的良性循環和惡性循環”。

☆網狀圖形：表現事件結構概念間的相互關系及多因素的互動等涉及到較為復雜的思維過程。例圖9“氣候知識結構圖”。

☆交互圖形：表現事物間的交互、比較、對比、包含等關系等。例圖10“洋流分布規律”。

3.心理地圖的教與學策略

（1）區域空間定位能力是構建心理地圖的“門檻”（圖11）。

地理學科的突出特點區域性，研究地理事物、現象的空間分布、空間結構及空間聯系和空間差異，而空間定位是前提。區域空間定位能力形成對地理知識宏觀上的整體把握，并把知識間的聯系納入到學生的知識結構，內化為學生自己的經驗。但要注意心理地圖的構建，不僅需要構建靜態心理地圖，還要形成動態心理地圖。例圖12“經緯網心理地圖”。

（2）系統化訓練是構建心理地圖“框架圖（底圖）”的基石（圖13）。

心理地圖的形成和積累是一個復雜的逐步實現的長期過程。在長期讀圖、繪圖“智力就在于手指尖上”的認知環境中熏陶，久而久之，一幅幅圖像便儲存于心理，構成大腦圖像知識體系，變成“底圖（框架圖）”——這些圖是其它地理事物、地理規律分布圖的基礎。但注意要遵循學生的認知規律，在練習過程中，做到耳到、眼到、手到、心到等多種感官積極參與。例圖14“中國氣候分布圖”。

（3）圖文轉化、旋轉換位是構建心理地圖“新圖”的關鍵（圖15）。

圖文轉化和旋轉換位即培養學生對地圖運用的各種能力，實現知識的遷移。①以文釋圖：將圖像及圖表中內容用文字表述出來；②以圖釋文：以直觀的圖像來表述教材中的文字內容，由抽象思維向形象思維轉化的能力；③以圖釋圖：用一張或幾張新圖表述、歸結原圖，需要具有靈活的創新思維和豐富的想象力；④圖的疊加或轉化：通過疊—換—嵌—變等方式，不斷調整改組原有的認知結構，實現知識的遷移，形成新的問題情景。例圖16“要素疊加變式圖”（圖略） 。

（4）問題意識、“空間意象思維”是心理地圖的“升華”（圖17）。

在自己的腦中地圖這個知識載體上，對學習過程進行自我控制，形成問題意識：在哪里、是誰、是什么、什么時候、為什么、怎樣變化和怎樣辦，通過點——線——面融會貫通，把握各地理要素的整體性和關聯性，進行建立在空間結構演化基礎之上的空間過程轉換——空間意象思維。但要注意活化腦中地圖，關鍵就在動態，使系統變得更有彈性。例圖18“地理過程認知模式圖”。