思維可視化視域下大學生創新思維的培養

張雅倩

（河北師范大學 教育學院，河北 石家莊 050000）

一、前言

2019年1月，英國開放大學發布的《2019年創新教學報告》探討了世界教學和評價的新形式，以指導教師和政策制定者進行富有成效的創新。其中，提出了10種教學法，分別是趣味性學習、機器人輔助學習、去殖民化學習、基于無人機的學習、驚奇式學習、行動學習、虛擬工作室、基于地點的學習、思維可視化、同理心之根[1]。在當今的“讀圖時代”“一圖勝千言”，大街上隨處可見的廣告、宣傳欄等，無不證明圖形圖像相比于文字更能迅速抓住人們的眼球，由此可見，視覺是人類認知的主要渠道。思維可視化為我們提供了新的思考方式，將抽象的思維顯現出來，在醫學、軍事、教育等領域受到了越來越多人的青睞。在高等教育教學中，思維可視化技術的應用，可以提高教學效率，解決教學難題，培養學生的創新思維。

二、相關概念介紹

（一）思維可視化

“可視化”一詞作為專業術語最早出現于1987年2月美國國家自然科學基金會召開的一個專題研討會[10]。它指的是將抽象的，難以理解的事物以可以看得見的形式表現出來，以便于人們理解和研究。隨著計算機網絡的發展，數據可視化、信息可視化、思維可視化、知識可視化等都成為專門的研究領域，被應用于教育、軍事、醫學等各個方面。

“思維可視化”這一概念是由華東師范大學現代教育技術研究所思維可視化教學實驗中心主任劉濯源教授提出來的。他將思維，即人腦對客觀現實的概括和間接的反映，這一看不到、摸不著,卻一直作為存在的主體被個體所感知的事物，運用圖示技術(思維導圖、模型圖、流程圖、概念圖、圖像、圖示等)呈現出來,變不可視為清晰可見，從而將隱性思維顯性化，方便研究者研究人們的思維過程，也能使得人們的思考能力得到有效訓練。

（二）創新思維

創新一詞并不新鮮，指的是推陳出新，即打破陳舊,改進或創造有別于常規或常人思路的見解或新事物。它是人類特有的認識能力和實踐能力，是人類主觀能動性的高級表現，是推動民族進步和社會發展的不竭動力。

創新思維，也叫創造性思維，是一種思維活動，是人腦運用已有的思維形式,組合新的思維形式，以超常規甚至反常規的方法、視角去思考問題，提出與眾不同的解決方案，從而產生新穎的、獨到的、有社會意義的思維成果。只有培養出創新思維,才能不循規蹈矩、墨守成規,才能發現新問題、分析新問題、解決新問題[3]。它與常規思維相比有以下特點。

創新性：創新性包括獨創性和新穎性[5],貴在創新，指的是在思考問題，解決問題的過程中，相比于常人有新的見解，新的發現，新的突破。創新是第一生產力，是一個國家繁榮昌盛的不竭動力，是創新思維的首要條件。

突破性：創新思維是在原有思維的基礎上，進行改組改造，它突破傳統的已有的觀念的束縛，敢于推陳出新,是創新思維的必要屬性[5]。

開拓性：“任何人都能在商店里看時裝，在博物館里看歷史。但是具有創造性的開拓者可以在五金店里看歷史，在飛機場上看時裝。”這就要求我們要做一名開拓者，善于從不同的角度去看待問題，這樣才能有所創新。

靈活性：創新思維是非線性的，它無現成的、固定的思維方法、程序可循，相對常規思維來說，它不拘泥于一種形式，能巧妙地轉化思維方向，隨機應變，人們可以盡情靈活地發揮其想象力。

綜合性：任何事物都是作為系統而存在的，都是由相互關聯的若干要素組成的具有特定功能的有機整體。這就要求創新者在思考時，將事物放在系統中進行全方位多層次多方面的分析與綜合，而不是孤立地觀察事物。

三、我國大學生創新思維的特點

（一）思維定勢

思維定勢也稱“慣性思維”或“刻板印象”,就是按照先前已經積累的思維活動和已有的思維規律，在長期反復使用的過程中形成的比較穩定的、定型化了的思維路線、方式、程序、模式[4]。這種思維，由于經過長時間的反復練習，具有強大的慣性和頑固性，會成為一種潛意識，導致在解決問題的過程中，思維被束縛，得不到解放，從而影響問題的分析判斷。例如：在一個英俊、文雅和一個丑陋、粗俗的人當中指出誰是罪犯，想必選后者的人居多。而大學生這一群體，由于在多年的學習過程中，思維已經受到固化，雖然經驗比小學生豐富，但也正因為這樣，更難以擺脫傳統思維的條條框框。因此，大學生要培養創新思維，必須要突破思維定勢的枷鎖。

（二）從眾思維

從眾思維是指個人在群體中，其觀念或行為由于群體的引導和壓力，不知不覺或不由自主地與多數人保持一致的社會心理現象，通俗地說，就是“隨大流”。例如：“中國式過馬路”這一現象就表明個體的思考容易受大多數人的影響[4]。隨著網絡的發展，一些商家就利用人們的從眾心理，制造虛假現象，比如：淘寶刷單，從而達到盈利的目的。而大學生主要是以班級、宿舍為單位的群體生活方式，在學習、消費、戀愛、就業等方面[13]，由于輿論、群體壓力、言語暗示等容易產生從眾思維。因此，大學生若想要有所創新，就必須有自己獨立的思維，不盲目從眾，人云亦云。

（三）惰性思維

惰性思維,指的是缺少積極主動的思維意識，思維不活躍,對外界刺激信號回避或者抗拒[14]。隨著信息技術的不斷發展，資源共享在為學習者帶來豐富的學習資源的同時,導致大學生面對問題時，習慣性地依靠網絡來進行求解。這種對網絡資源極大依賴的現象制約了大學生學習思考的獨立性和自主性,引發了大學生思維惰性現象，嚴重阻礙了學生創新思維的發展。

（四）線性思維

線性思維是一種直線的、單一的思維方式,認為事物之間只存在單向的、直線的因果關系,而看不到事物之間更多方向、更復雜、更曲折的因果關系。例如：我國大學生抱怨企業在招聘時，考察英語四六級沒必要，入職后并不會用到，這其實就是一種線性思維，只考慮到英語在以后工作中的作用，而沒有思考企業這樣做的原因。這其實是因為英語通過了四級或者六級考試，表明這個學生在上大學時沒有荒廢學業，在大概率上，他是個合格的大學畢業生。調查發現,高校大學生存在線性思維的現象,容易陷入局部,不能從更廣泛的角度思考問題，不利于創新思維的培養。

四、大學生創新思維不足的原因

（一）高等教育體制落后

現如今，隨著大學教育的不斷普及，不少高等學校為提高畢業率和就業率，以讓多數學生順利通過考試為最終目標,教學內容及課堂形式簡單而單一，考試是課件及書本中的例題或課后習題。在考前，教師通過劃重點的方式，學生投機取巧“背”數學或聽力答案，造成學生學年期末，以一星期的刻苦背書來應對考試，追求成績高而能力得不到提升。也使得正處于由學校向社會過渡的大學生價值取向、思維方式等發生偏移，嚴重影響了大學生創新思維的培養。

（二）教學內容重理論、輕實踐

大學教學內容雖全面，卻不夠深入，尤其是普通高校，與專科學校相比，實踐性少，造成技術方面欠缺，普通高校與211、985等高校相比，理論性也偏薄弱，因此，造成普通院校學生理論和實踐方面多而雜，就業面臨嚴重威脅。造成這一現象的主要原因是在大學生課堂,教師以理論教學為主，實踐教學為輔。實踐教學相比于理論教學更加靈活、繁雜，教學形式也更加多樣化，也有利于學生在實踐動手操作過程中激發其想象力，但在一定程度上對教師提出了更高的要求，要求教師以學習者為中心，豐富課堂教學形式，設計優質的教學方案，改變傳統的教學結構，以激發學生的積極性、主動性和創造性為最終目的。

（三）硬件設備無法得到滿足

隨著信息技術在教育中的廣泛應用，人工智能、智慧教室、3D打印技術、虛擬現實等新技術為教育教學提供了技術支持，在一定程度上促進了學生的學習。但調研也發現，新型技術在高等教育中的應用遠遠落后于基礎教育，相比于一些專門配備3D打印機、機器人、創客空間、電子白板的小學，大學教育還停留在理論的研究方面，課堂教學還是以多媒體教學為主，校園網也沒能真正做到全覆蓋。在網絡化的時代，大學課堂教育還處于無網的現狀，這不免對學生的創造性思維產生了一定的影響。

五、思維可視化視域下大學生創新思維的培養

（一）運用思維可視化工具啟發創新思維

認知主義學習理論認為，學習是一個復雜的心理過程。在計算機發展之前，知識的加工和問題的內在解決過程往往是不可見的,教師通過學生的外在行為，如成績來評價學生對知識的掌握情況。而隨著信息技術的發展，教師可以利用工具將學生的內在心理顯性化，以此來改善教學。在學校常用的思維可視化工具有思維導圖、概念圖、流程圖、組織結構圖、魚骨圖等。學生可以通過手繪的方式在紙上呈現思維過程，也可以借助思維可視化軟件，如XMind、Mindmanager、微軟辦公軟件Microsoft Office的SmartArt等來實現。兩者各有優勢，其中手繪可以激發學生的創造性，給大腦留下深刻的軌跡,以更好地開發左右腦的功能,讓大腦更加全面、系統地思考;而工具軟件繪制易操作、易保存，而且圖示樣式多且美觀，易于處理大數據。

1.思維導圖

思維導圖（Mind Map）是20世紀60年代英國心理學家東尼·博贊（Tony Buzan）發明的一種筆記方法[12]。它是一種可視化的非線性的思維工具，與樹的形狀類似，包括主干和枝干，將人的思維過程用一種放射性的圖示展現出來，幫助學習者整理自己的思維，從而激發學生的思維能力。

2.思維地圖

思維地圖（Thinking Map）是美國David Hyerle博士在1988年建立的語言學習的可視化工具，它有八種類型，即圓圈圖、橋形圖、復流程圖、流程圖、括號圖、樹形圖、雙氣泡圖和氣泡圖[16]，分別對應人在思考時的八種思維過程，可以培養學生的閱讀、寫作、數學、邏輯思考等方面的能力，其在學習和生活中具有很大幫助作用。

3.概念圖

概念圖（Concept Map）是在20世紀60年代由美國康奈爾大學諾瓦克（Joseph D.Novak）教授根據奧蘇貝爾（David P.Ausubel）的有意義學習理論提出來的[15]。他將概念圖定義為：使用節點代表概念,使用連線表示概念間關系的知識組織和表征工具，用于分清各個概念之間的邏輯關系[16]。

在教育教學中，通過運用思維可視化工具，學生會從多個角度考慮問題，有利于開展頭腦風暴，建立各個概念之間的聯系，形成條理、邏輯性強的成熟思維模式，從而激發學生的發散性思維。而且，教師可以從學生的圖示中，了解學生的思維過程，找出學生思維受到阻礙的原因，及時提供腳手架，避免學生走入誤區。

（二）運用多種教學方法激發創新思維

由于一直以來的傳統教學方式遏制了學生的積極性和主動性，不利于創新人才的培養。目前，我國的學校教學正在從以教師為中心的教學結構向以學生為中心的課堂教學結構轉變。由此，在信息技術的支持下誕生出許多新的教學方式，如翻轉課堂、混合式學習、項目學習等，以突出學生在學習過程中的主體地位。

1.翻轉課堂

“翻轉課堂”（Flipped Classroom），也稱顛倒課堂，它起源于美國科羅拉多州落基山的“林地公園”高中[2]。是一種與傳統的“教師白天在教室上課、學生晚上回家做作業”的方式正好相反的課堂模式，即教師角色、課堂時間分配和學生角色發生轉變。在教師角色上，教師從傳統課堂中的知識傳授者變成了學生學習的促進者和指導者；在課堂時間分配上，減少教師的講授時間,留給學生更多的討論交流時間；在學生角色上，學生是學習的主角，可以自主的，自由的選擇時間、地點進行學習。通過翻轉課堂，給學生留出更多思考和交流的時間，有利于學生深入的思考問題，讓思維真正發生，然后通過課堂交流表現出來。

2.混合式學習

何克抗教授將混合式學習（Blended Learning）定義為：把傳統學習方式的優勢和網絡化學習的優勢結合起來，也就是說，既要發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，又要充分體現學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創造性。近年來，由于MOOC的普及，混合式學習越來越成為大學生學習的主要方式。學生通過MOOC平臺，如中國大學MOOC、學堂在線、智慧樹等獲得優質的教學資源。還可以通過平臺的交流區與形形色色的學習者進行線上交流，使得思維碰撞，產生意想不到的效果。教師也能通過后臺大數據監控學生的學習行為及學習效果，從而分析學生學習的特點，制定出適合每個學習者的教學方案。

3.項目學習

項目學習（Project-based Learning，簡稱PBL），也稱基于項目的學習，產生于20世紀80-90年代西方一些發達國家,并逐步發展成為信息時代一種新型的學習方式。它主要是指在教師的指導下,將一個相對獨立的項目交由學生小組進行處理,學生自己負責收集信息、設計方案、實施項目及最終評價,學生通過參與該項目,了解和把握每一個環節，并在小組合作的過程中獲得知識、學會學習和解決真實問題。這個項目一般是基于現實的問題，項目周期長，跨學科，強調“做中學”，改變了學生被動學習的狀態，將理論知識與實踐相結合，使得學生像科學家一樣運用綜合知識，全面深入地思索問題，解決問題。

六、結語

當代大學生是祖國的未來，民族的希望，肩負著中華騰飛的重任。本文以大學生為切入點，指出我國大學生創新思維四個方面的特點，并從高等教育體制、教學內容及教學硬件三個角度出發，解析大學生創新思維不足的原因，建議在課堂教學中，運用信息化的技術和手段，將現代教育技術與課堂教學有機融合，以此提高大學生的創新思維能力。