教學(xué)溝通情境下的知識(shí)可視化研究

文/米曉翰（四川大學(xué)）

一、知識(shí)可視化研究的現(xiàn)狀分析

1997 年至2017 年，計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、行為學(xué)和教育學(xué)領(lǐng)域是國(guó)外知識(shí)可視化研究的主戰(zhàn)場(chǎng)，以計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域?yàn)橹鳎瑐?cè)面反映知識(shí)可視化和計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域密切相關(guān)。知識(shí)可視化的目標(biāo)在促進(jìn)知識(shí)交流和傳播上有很大的作用，所以，知識(shí)可視化的研究重點(diǎn)是人的行為和心理。因此，心理學(xué)、社會(huì)學(xué)和行為學(xué)與知識(shí)可視化研究領(lǐng)域有緊密聯(lián)系。

1997 年至2017 年，教育學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和知識(shí)管理領(lǐng)域是國(guó)內(nèi)的知識(shí)可視化研究的主戰(zhàn)場(chǎng)，其中教育學(xué)領(lǐng)域?yàn)橹鳎劢裹c(diǎn)是教育理論與管理中的知識(shí)可視化研究和各學(xué)習(xí)層次教育中的知識(shí)可視化研究。值得一提的是國(guó)內(nèi)知識(shí)可視化第二個(gè)主要研究學(xué)科為計(jì)算機(jī)軟件與應(yīng)用領(lǐng)域，這與國(guó)際知識(shí)可視化研究重點(diǎn)領(lǐng)域相吻合。同時(shí)因?yàn)橹R(shí)可視化在數(shù)據(jù)挖掘方面的優(yōu)勢(shì)對(duì)情報(bào)學(xué)研究有特殊價(jià)值，所以國(guó)內(nèi)知識(shí)可視化研究的第三大重點(diǎn)是圖書(shū)館情報(bào)學(xué)，國(guó)內(nèi)研究領(lǐng)域與國(guó)外研究領(lǐng)域最大的區(qū)別就在于此。

二、知識(shí)可視化研究理論基礎(chǔ)

（一）雙重編碼理論

雙重編碼理論認(rèn)為，知識(shí)交流有兩種渠道，即語(yǔ)言渠道（文字、交流）和非語(yǔ)言渠道（圖像、感官）。從心理學(xué)表征領(lǐng)域的角度來(lái)看，具象名詞比抽象名詞更容易理解、解釋這種現(xiàn)象，是人腦通過(guò)語(yǔ)言通道解碼理解抽象名詞，具象名詞可以作為語(yǔ)言對(duì)象的同時(shí)也可以作為非語(yǔ)言對(duì)象進(jìn)行解碼。

雙重編碼理論以此為基礎(chǔ)，提出人類(lèi)認(rèn)知系統(tǒng)擁有兩個(gè)同時(shí)工作的認(rèn)知子系統(tǒng)——語(yǔ)言符號(hào)系統(tǒng)和非語(yǔ)言符號(hào)系統(tǒng)，這兩個(gè)編碼系統(tǒng)在獨(dú)立工作的同時(shí)也互相聯(lián)系互相影響。語(yǔ)言符號(hào)系統(tǒng)包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)一類(lèi)和語(yǔ)言相關(guān)的符號(hào)，這些可以詞語(yǔ)化的編碼包括指代具體事務(wù)或抽象概念的任何符號(hào)。舉個(gè)例子，當(dāng)我們用圖形的表征形式指代“蘋(píng)果”這個(gè)符號(hào)的時(shí)候，我們會(huì)喚起人腦對(duì)于“蘋(píng)果”這個(gè)符號(hào)的視覺(jué)表征（顏色）、觸覺(jué)表征（肌理）和其他與感官相關(guān)的共鳴。所以，在教學(xué)溝通的過(guò)程中，很多教師在授課的情境下選擇使用教具來(lái)將抽象思維以直觀可視的方式呈現(xiàn)，減少了學(xué)生接收知識(shí)信息的成本。

（二）知識(shí)可視化與信息可視化的區(qū)別

1.可視化對(duì)象不同

信息可視化的對(duì)象是虛擬數(shù)據(jù)，是非空間的。信息可視化的對(duì)象不具備幾何屬性和空間形態(tài)特征的信息，這種可視化的核心是通過(guò)計(jì)算機(jī)將圖像圖形進(jìn)行呈現(xiàn)，目的是將抽象數(shù)據(jù)具象呈現(xiàn)，用以尋找發(fā)現(xiàn)新的信息。知識(shí)可視化主要面對(duì)的是知識(shí)本身，個(gè)體經(jīng)驗(yàn)作為知識(shí)的總結(jié)，在不同個(gè)體的心智模型中將不同事物和規(guī)律進(jìn)行認(rèn)知和歸納；可以解釋為知識(shí)針對(duì)于個(gè)體的某一特點(diǎn)目標(biāo)的推理和判斷以及個(gè)體對(duì)特點(diǎn)目標(biāo)的本質(zhì)認(rèn)知。以此來(lái)看，知識(shí)不僅僅是數(shù)據(jù)或信息，知識(shí)更是個(gè)體的經(jīng)驗(yàn)、判斷、期望和認(rèn)知的組合。知識(shí)可視化的最終目標(biāo)就是使用可視化手段來(lái)豐富交換傳播知識(shí)的方法。

2.研究領(lǐng)域不同

信息可視化的主要領(lǐng)域集中在信息探索，目標(biāo)是簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)獲取的難度，讓使用者更加方便地收集數(shù)據(jù)中的規(guī)律。信息可視化的主要研究領(lǐng)域包含：可視化變量、可視化模型、符號(hào)系統(tǒng)、信息傳輸、認(rèn)知科學(xué)等。知識(shí)可視化的領(lǐng)域集中在對(duì)知識(shí)的探索，目標(biāo)是讓知識(shí)在兩個(gè)或者兩個(gè)以上的個(gè)體之間交換信息的效率更高，個(gè)體使用可視化的知識(shí)交流，交換記憶系統(tǒng)，共享心智模型。

3.理論基礎(chǔ)不同

信息可視化的核心理論基礎(chǔ)是認(rèn)知心理學(xué)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，認(rèn)知心理學(xué)主要負(fù)責(zé)支持信息可視化能夠探究人如何認(rèn)知世界、感受世界的理論，而計(jì)算機(jī)圖形學(xué)提供多元的可視化手段。知識(shí)可視化的理論基礎(chǔ)則是雙重編碼理論和協(xié)同創(chuàng)造理論，從這一點(diǎn)出發(fā)，就從本質(zhì)上區(qū)分了信息可視化與知識(shí)可視化的區(qū)別。從雙重編碼理論的角度來(lái)看，使用可視化的方法呈現(xiàn)知識(shí)的行為對(duì)基于語(yǔ)言通道對(duì)知識(shí)的獲取有很大的促進(jìn)和協(xié)助作用，在降低認(rèn)知負(fù)荷的同時(shí)，也加快思維傳遞的速度。

最早的信息可視化通過(guò)設(shè)計(jì)圖紙來(lái)實(shí)現(xiàn)，發(fā)展至今天信息可視化的主要領(lǐng)域集中在計(jì)算機(jī)的交互上，由此信息可視化被定義為：計(jì)算機(jī)的支持下，用以增強(qiáng)認(rèn)知的，交互式的抽象數(shù)據(jù)的視覺(jué)表現(xiàn)。

但信息可視化但研究也存在一定局限：

（1）信息可視化研究領(lǐng)域涵蓋的范圍不包括非計(jì)算機(jī)的視覺(jué)表現(xiàn)，如設(shè)計(jì)師的草圖、研究者對(duì)某個(gè)問(wèn)題建立的模型等。

（2）偏向感性類(lèi)型的信息知識(shí)難以用信息可視化呈現(xiàn)，如觀點(diǎn)、經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)等。

（3）對(duì)于信息接收者的研究相對(duì)不足也是信息可視化研究中的一大局限。

目前心理學(xué)、教育學(xué)、傳播學(xué)等研究學(xué)者是研究知識(shí)可視化的主力軍，知識(shí)可視化也由此被促使成為一個(gè)新的可視化研究領(lǐng)域。

三、協(xié)同創(chuàng)造理論與知識(shí)可視化的聯(lián)系

（一）協(xié)調(diào)創(chuàng)造理論影響知識(shí)可視化形成的方式

促進(jìn)個(gè)體之間進(jìn)行知識(shí)交流與轉(zhuǎn)換是知識(shí)可視化的目標(biāo)之一。知識(shí)交流的阻礙會(huì)在交流者之間在文化、知識(shí)結(jié)構(gòu)等方面有差異時(shí)產(chǎn)生，參與者之間對(duì)彼此的知識(shí)結(jié)構(gòu)是否有基本的了解是消除這種阻礙的關(guān)鍵。有研究者認(rèn)為，個(gè)體與個(gè)體之間的交流互動(dòng)能讓他們對(duì)相關(guān)事件產(chǎn)生高度相似的認(rèn)知和理解。共享心智模型的建構(gòu)也受個(gè)體之間交互活動(dòng)分享經(jīng)驗(yàn)的影響。在協(xié)同創(chuàng)造的過(guò)程中，個(gè)體與個(gè)體之間對(duì)于同一個(gè)問(wèn)題會(huì)通過(guò)不同的角度進(jìn)行思考闡釋?zhuān)M(jìn)而形成一個(gè)共享的心智模型。

協(xié)同創(chuàng)造通過(guò)參與者交流知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的行為，建立交互記憶系統(tǒng)和共享心智模型，同時(shí)也為知識(shí)可視化任務(wù)選擇準(zhǔn)確的可視化手段。這也是設(shè)計(jì)學(xué)科中不同于其他學(xué)科的一個(gè)研究假設(shè)，設(shè)計(jì)項(xiàng)目在進(jìn)行前期準(zhǔn)備工作時(shí)，選擇一個(gè)準(zhǔn)確的視覺(jué)表征手段是十分重要的，因?yàn)闇?zhǔn)確的視覺(jué)表征手段對(duì)知識(shí)的交流、轉(zhuǎn)換、記憶和再創(chuàng)造起積極的作用。協(xié)同創(chuàng)造中的“創(chuàng)造”，除了指代創(chuàng)造知識(shí)、創(chuàng)造價(jià)值之外，也指代獨(dú)特的設(shè)計(jì)表現(xiàn)手法的創(chuàng)造內(nèi)容。

（二）協(xié)同創(chuàng)造理論對(duì)知識(shí)可視化交流的作用機(jī)制

在知識(shí)可視化交流過(guò)程中，參與個(gè)體心智重疊部分的模型，就是知識(shí)可視化的共享心智模型。在認(rèn)知學(xué)的視角下，這是一種團(tuán)隊(duì)認(rèn)知，當(dāng)團(tuán)隊(duì)間出現(xiàn)類(lèi)似的團(tuán)隊(duì)認(rèn)知時(shí)，整個(gè)團(tuán)隊(duì)在交互的過(guò)程中才屬于在進(jìn)行知識(shí)共享。有實(shí)證研究證明，團(tuán)隊(duì)成員間的心智模型越相似，進(jìn)行知識(shí)分享的可能性就越大。另有學(xué)者認(rèn)為，知識(shí)交流屬于一種意識(shí)上的轉(zhuǎn)化行為，是某個(gè)個(gè)體的知識(shí)從這個(gè)個(gè)體單獨(dú)理解轉(zhuǎn)化為可以被他人理解、吸收并使用的過(guò)程。也有學(xué)者認(rèn)為，創(chuàng)造新知識(shí)的過(guò)程就是個(gè)體間進(jìn)行知識(shí)共享屬于一個(gè)相互交換顯性和隱性知識(shí)。

很多研究實(shí)證也證明著共享心智模型和交互記憶系統(tǒng)對(duì)知識(shí)的交流有正向影響關(guān)系。知識(shí)不斷交流共享碰撞并最終創(chuàng)造新知識(shí)，這是知識(shí)交流的最終目的之一，在教學(xué)情境的角度下，我們需要重新嚴(yán)查知識(shí)交流傳播的過(guò)程機(jī)制。此外，協(xié)同創(chuàng)造理論對(duì)于知識(shí)可視化影響的實(shí)證案例相對(duì)較少，所以探索協(xié)同創(chuàng)造對(duì)知識(shí)可視化設(shè)計(jì)效果是筆者此次研究的核心問(wèn)題之一。因此，筆者提出協(xié)同創(chuàng)造行為對(duì)知識(shí)可視化有正向作用假設(shè)的基礎(chǔ)，是基于很多研究者經(jīng)過(guò)研究后得出個(gè)體間的交互活動(dòng)可以促使他們產(chǎn)生和特定事件的統(tǒng)一認(rèn)知和理解的觀點(diǎn)。由此可以認(rèn)為，個(gè)體之間通過(guò)交互活動(dòng)以對(duì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的共同認(rèn)知，對(duì)構(gòu)建共享心智模型影響巨大。

（三）知識(shí)可視化對(duì)教學(xué)溝通的調(diào)節(jié)作用

共享心智模型的適用范圍不僅是同等級(jí)的研究學(xué)者之間進(jìn)行跨學(xué)科交流，同樣的，在教師與學(xué)生的溝通過(guò)程中也起到正向影響。以往關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)、師生溝通方式的研究忽視了個(gè)體與個(gè)體之間存在的知識(shí)、認(rèn)知、思維等思想意識(shí)的差異，教師不能很好地因材施教，同時(shí)教師在授課時(shí)對(duì)學(xué)生的心理關(guān)注較少，心理輔導(dǎo)的過(guò)程中會(huì)存在師生認(rèn)知方式的不同而溝通受阻的問(wèn)題。

近年來(lái)師生沖突、學(xué)困生的數(shù)量增加等教學(xué)問(wèn)題逐漸被更加關(guān)注，時(shí)代背景下教學(xué)溝通和知識(shí)交流在學(xué)術(shù)界和實(shí)踐領(lǐng)域都是熱點(diǎn)問(wèn)題，但是專(zhuān)門(mén)針對(duì)知識(shí)可視化對(duì)教學(xué)溝通的研究相對(duì)較少。提升知識(shí)交流質(zhì)量和效率，可以讓學(xué)生在知識(shí)獲取與分享的過(guò)程中更好地接收、記憶、理解和應(yīng)用知識(shí)，而可視化手段也許可以彌補(bǔ)這一溝通方式的空缺，通過(guò)非語(yǔ)言通道的方式與語(yǔ)言通道一起為個(gè)體之間減少溝通成本。也有部分實(shí)證研究表明，建構(gòu)共同的語(yǔ)言系統(tǒng)是溝通過(guò)程中的關(guān)鍵因素，建立共識(shí)度越高的語(yǔ)言系統(tǒng)，促進(jìn)個(gè)體與個(gè)體之間對(duì)顯性和隱性知識(shí)共享的效率更高。有效的知識(shí)交流可以消除個(gè)體之間溝通過(guò)程中的不確定情境，減少溝通過(guò)程中可能出現(xiàn)的誤解，提升個(gè)體之間的信任感，這也是提升溝通體驗(yàn)和效率的重要因素之一。

四、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)下對(duì)知識(shí)可視化的研究范圍主要存在兩個(gè)方向：（1）教育學(xué)領(lǐng)域內(nèi)針對(duì)不同的教育目的選擇知識(shí)可視化手段；（2）信息情報(bào)學(xué)研究領(lǐng)域中區(qū)別于信息可視化的可視化手段；而知識(shí)可視化在設(shè)計(jì)學(xué)學(xué)科領(lǐng)域的研究起步相對(duì)較晚，目前尚未形成完善的研究議題。此次研究從設(shè)計(jì)學(xué)角度出發(fā)，選擇教育學(xué)下的教育溝通情境作為研究聚焦，這個(gè)選題一方面源自國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域?qū)τ诮虒W(xué)設(shè)計(jì)的逐漸重視，另一方面當(dāng)下社會(huì)熱點(diǎn)中的師生交互問(wèn)題也愈發(fā)受到關(guān)注。本次研究盡可能地闡述知識(shí)在協(xié)調(diào)人和環(huán)境交互過(guò)程的行為以及在這關(guān)系中的工具作用，這一研究的選擇彌補(bǔ)了當(dāng)下教學(xué)設(shè)計(jì)的空缺，推動(dòng)了設(shè)計(jì)研究對(duì)象范圍的拓展。