知識可視化：改善我們學習的途徑

鐘達+朱偉

知識的日新月異，使人們開始驚嘆：知識更新如此之快，我們的學習方式如何適應呢？我們的學習能跟上知識前進的步伐嗎？面臨知識掌握的嚴峻挑戰，傳統的學習方式已顯得捉襟見肘，我們必須尋求提高學習效率的新路子，尋求改善學習的新方法。知識可視化（Knowledge Visualization）不失為改進學習的一種有效途徑。

一、知識可視化的定義

所謂學習，“是一個人通過閱讀、聽講、研究、實踐等獲得知識或技能的過程，是一種使個體可以得到持續變化（知識和技能、方法與過程、情感與價值的改善和升華）的行為方式。”由此不難看出，知識是學習的主要對象，學習的行為方式影響學習的效果。

21世紀初，知識可視化的研究才開始進入系統化階段。2004年，瑞士盧加諾大學的Martin J. Eppler等人提出了被廣泛認同的知識可視化定義：知識可視化是研究在兩個以上人之間運用視覺表達手段提高知識創造和傳遞的作用的領域，因此知識可視化亦可被認為是所有能用來構成和傳輸復雜見解的圖像化手段。近年來，雖然中國學者對知識可視化也進行了比較深入的研究，但是將研究成果應用到教學尤其是基礎教育中還顯得不夠，知識可視化教育應用研究對基礎教育的實踐指導和教學影響還有待深化。

二、知識可視化的分類

根據Jonassen等人的研究，知識可視化方法通常有五類。

1.概念圖。作為一類重要的知識可視化工具，概念圖技術是20世紀60年代由美國康奈爾大學Joseph D. Novak教授等提出。在概念圖中，用箭頭、連線將作為節點的概念連接起來，用連接詞表示概念之間的層級關系，以此來表示和組織結構化知識。使用概念圖可以實現抽象觀點的綱要性描述，從而構造信息和闡明關系，幫助理解抽象概念和對概念間的相互聯系進行形象把握。

概念圖實現了把文字表述甚至無法用文字表述的復雜聯系用圖形、線條形象化表現，大大降低了內容的抽象性和復雜性，尤其是將各種聯系形象化表達，對擴大認知聯系范圍，減輕認知加工負擔起了很大作用。

2.思維導圖。思維導圖又稱心智圖，是由著名的英國教育家托尼·巴贊（Tony Buzan）于1971年提出的一種可視化工具。思維導圖運用圖像和文字結合的形式，把各級主題的關系用相互隸屬與相關的層級圖表現出來，把主題關鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接，充分運用左右腦的機能，利用記憶、閱讀、思維的規律，協助人們在科學與藝術、邏輯與想象之間平衡發展，從而開啟人類大腦的無限潛能。

3.因果圖。因果圖是基于個體建構理論產生的，把代表各種觀點的節點，根據邏輯關系將其相互連接起來，從而表示各種觀點間的相互關系，這種圖形把因果連接詞用線條、箭頭表示，沒有層次的限制，只客觀反映邏輯關系，這既有助于形象理解各節點的關系，也便于把握整體的邏輯關系。

因果圖經常被用于幫助規劃工作、分析問題和促進小組討論決策。圖1是一個有關如何實現快樂旅行的因果圖。

4.語義網絡。相對于產生式規則主要用以描述因果知識，語義網絡則能夠用來表達更加復雜的概念及其之間的相互關系，形成一個由節點和弧組成的語義網絡描述圖。在語義網絡圖中節點指示事物，節點間以有向弧連接，而弧上的標簽則指示節點間關系。

語義網絡可以表示事實性知識，也可以表示事實性知識之間的聯系。主要體現在下面幾個方面：表示事實、表示有關事物間的聯系、表示比較復雜的知識。

5.思維地圖。思維地圖是David Hyerle博士在1988年為幫助學生在所學內容之間創建聯系，促進認知建構而開發的一類幫助學習的可視化工具。確切地說，思維地圖是用來進行建構知識、發散思維、提高學習能力的一種可視化工具。

思維地圖有括弧圖、橋接圖、氣泡圖、圓圈圖、雙氣泡圖、流程圖、復流程圖和樹形圖八種形式。圖2為一名三年級小學生所繪制的氣泡圖。

三、知識可視化改善學習的應用

作為人類的高級認知活動，學習受到諸多因素的影響。近年來，隨著研究的日益深入，視覺語言對于人類學習的作用逐漸得以發掘并引起研究者的關注，英國劍橋大學的Mayer等人通過實驗證明：學習同樣的內容，相比使用純文字的學習材料，使用綜合視覺學習材料（整合了可視內容和文字內容）能夠大大提高學習的效果。多項研究表明：圖片形式或者圖文結合形式表現的材料能大大提高工作記憶中的信息維持和激活程度，這對學習效果的提高具有重要的促進作用。下面我們就以概念圖和思維導圖為例，介紹如何讓知識可視化促進高效學習。

1.概念圖的應用

很多時候教師只是將教學信息傳遞給學生，只有當學生通過自己的大腦對信息進行加工、重構后，才能形成自己的知識，因此，高效地幫助學生完成知識的重構是實現高效學習的有效途徑。

知識可視化可以幫助促進學生對知識的加工和重構，從而提高學習的效果。例如在學習高中生物中植物的呼吸作用過程時，教師在講解完畢后，可以組織學生根據文字的描述，將呼吸作用的過程進行概念圖表示。圖3就是學生創作的概念圖，通過這一過程，學生將原本用文字描述的抽象知識可視化，有助于對知識進行宏觀的掌握和把握各部分的聯系，實現了對知識的加工和重構，從而使學生對知識進行了更深入的認識和更全面的理解。

2.思維導圖的應用

掌握知識的過程很多時候是大腦在與所學知識進行交互的過程中，通過認知加工，將其或者與自己大腦中的已有經驗進行融合或聯系，或者在大腦中形成新的內容的過程，一旦新舊知識實現有效的融合或聯系，就達到了理解、掌握的目的。例如在學習信息迷航知識時，將信息迷航的敘述用思維導圖形象直觀地表示出來。圖4就是學生創作的一個思維導圖，在創作的過程中不斷實現新舊知識的交互，使學生能夠更深入全面地對知識進行合并、分類、再分類，并綜合于自己的認知中。通過這種方式得到的知識才是真正屬于學生自己的知識，這種知識的理解深度和持久度是單純靠記憶完成的傳統學習所不能比擬的。endprint

結束語

知識可視化并非現在才出現在我們的學習中，其實平常我們思考時的信手勾畫、交流時的手繪圖都是知識可視化的表現，如果我們能夠將知識可視化的應用從無意識的使用發展為有意識的應用，從自發變為自覺，那將會為我們的學習開拓一條新的途徑。可以預見，知識可視化將成為我們迅捷、高效學習的強大助力。

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[9] http：//www.jydoc.com/article/1381224.html

作者單位：四川省達州職業技術學院，中國人民解放軍后勤工程學院

本文系四川省教育廳2013年度科研項目“知識可視化促進學習能力提升的應用研究”（項目編號：13SB0377）;達州職業技術學院校級科研項目“知識可視化原理及其教學應用研究”（項目編號：14dzy6）階段成果。endprint