近十年国外知识可视化研究发展述评_刘超

在知识经济时代，“有效教育不能再集中于曾经需要记忆的、构成稳固知识库的信息块的传播。教育必须帮助学生学会如何高效学习，这样他们就

能应对不断变化的信息、技术、工作与社会环境”，

[1]

实现高效学习的手段之一即“帮助学生发展必要的

认知（智力）工具和学习策略”，[2]

对所学知识建模，

因为“获得的知识，如果没有完满的结构把它关联在一起，那是一种多半会被遗忘的知识。一串不连

贯的论据在记忆中仅有短促得可怜的寿命。”[3]知识

可视化作为认知工具中的重要表征，在教育领域中有机运用，所能发挥的作用恰如一剂催化剂，“能帮助教师采用学生易于理解和接受的教与学的方式，激发学生的学习动机，使教与学在学生‘想学’、‘愿

学’、‘乐学’的心理基础上展开”，[4]在学生“学懂”、

“学会”、学活”的能力层次中升华，从而促进有效教与学。

笔者以Knowledge Visualization 为主题关键词，以“2004～2011”为起止日期，从CALIS 外文期刊网数据库中共检索至相关文献共135302篇，经过筛选获得部分有一定代表性的文献，并通过对这些核

心文献的仔细研读后发现：国外对于“知识可视化”无论是理论研究、实践研究抑或评价研究都凸显出相当的深广度，尤其是理论研究，更是涌现出一批蕴含较高参考价值、引领学术潮流的文献。此外，以上诸多研究方向皆保持不断创新、臻于完善的发展态势。具体主要研究成果大致归纳如下。

一、知识可视化的前世及今生

“知识可视化”虽是2004年才正式兴起的新兴研究领域，但“可视化”的相关研究却由来已久。早在由布洛斯·麦卡米克（Bloss McCamic ）于1987年2月所发表的美国国家科学基金会报告《科学计算中的可视化》（Visualization in Scientific Computing ），可视化（Visualization ）一词即作为专业术语正式出现，由此拉开国外“可视化研究”的序幕。直到2004年7月，M.J.埃普拉（M.J.Eppler ）和R.A.伯卡德（R.A.Burkhard ）共同编写的工作文档《知识可视化———通向一个新的学科及其应用领域》（Knowledge Visual －ization -Towards a New Discipline and its Fields of

Application ）[5]

发布，则标志着知识可视化正式成为

〔摘要〕知识可视化是在科学计算可视化、数据可视化、信息可视化基础上发展起来的新兴研究领域，

它应用视觉表征手段促进群体知识的传播和创新，在日益强调有效教与学的今天，已逐步受到越来越多的教育技术学家及一线教学实践者的关注。本文以近十年国外部分核心文献为研究基础，对知识可视化相关研究成果加以扼要述评，以期引起国内研究者的关注。

〔关键词〕知识可视化国外研究综述

近十年国外知识可视化研究发展述评

笪

刘超

文

一个新的研究领域。在此期间，“可视化”研究发展的境脉大致遵循着

“科学计算可视化（Scientific Visu －alization ）→数据可视化（Data Visualiztion ）→信息可视化（Information Vissualization

）→知识可视化（Knowledge Visualization ）→……”的轨迹，而巧合的是，此似与学者对“知识体系”的层次划分，即：“数

据→信息→知识→智慧”[6]不谋而合，由此，或能让

我们对“知识可视化”的未来发展之路———“智慧可视化”产生无限憧憬。

二、知识可视化的实质及比较

M.J.埃普拉、R.A.伯卡德在其工作文档中给“知识可视化”下了首个定义，即：“一般来说，知识可视化领域研究的是视觉表征在改善两个或两个以上人之间知识创造和传递中的应用”，并描述了其手段与目的，即“知识可视化是通过提供更丰富的知识视觉表征的方式，以提高人们之间的知识创造和传递；知识可视化的主要目的在于增进个体间的知识密集型交流，例如将新的见解纳入到已有的概念体系中去”。[7]

为更好地区分知识可视化相较于以往“可视化”研究的不同，国内学者赵国庆、黄荣怀、陆志坚等在《知识可视化的理论与方法》一文中为我们从可视化对象、可视化目的、可视化方式和交互类型四个方面对三者进行比较分析，如表1所示：

表1数据可视化、信息可视化与知识可视化的比较[8]

三、知识可视化的表征及分类

关于知识可视化表征方法的分类，许多学者纷纷提出自己的观点，这里姑且罗列三种颇为典型性的分类法：

（一）M.J.埃普拉、R.A.伯卡德分类法

M.J.埃普拉、R.A.伯卡德将知识可视化表征分为

如下六种类型：

[8]1.启发式草图（Heuristic Sketches ）：这是一种可

以使知识显性化以辅助小组反思和交流思维进程并产生新见解的图画。如图1所示为利用启发式草图描述了一种物理现象。

图1启发式草图示例

2.概念图表（Conceptual Diagrams ）：借助标准化图形（诸如箭头、圆、锥或矩阵等）对抽象观点进行纲要性描述，构造信息和阐明关系。常见概念图表如图2所示：

图2常见概念图表

3.视觉隐喻（Vistual Metaphors ）：一种把理解的元素从已掌握的主体迁移到新领域来提供从理解的某些熟悉的事情到某些新的事物的知识可视化方法。

4.知识动画（Knowledge Animations ）：计算机支持的动态的和交互式的可视化，它允许用户通过控制、交互和熟练操纵不同类型的信息来促进知识的生成和传递。

5.知识地图（Knowledge Maps ）：知识地图是遵循制图规则反映知识关系的形象化格式。

6.科学图表（Scientific Diagrams ）：包括知识领域可视化和数字图书馆的可视化界面。

（二）R.A.伯卡德、迈克尔迈耶（Michael Meier ）分类法

R.A.伯卡德、迈克尔迈耶吸收“建筑师传递和创造知识的方法”的灵感，于2005年在《向建筑师学习：知识可视化与信息可视化之间的差异》《Learning from Architects ：

The Difference

between

Knowledge