可视化研究

作者：刘向敏

摘要：在同化学习理论中，强调新旧知识的相互作用。在教学活动中，如果新知识能以最佳的形式呈现给学习者，那将缩短学习过程，提高学习效率。因此，本文设计从同化学习理论来分析知识的表征。重视知识的外在表征,尤其是可视化的知识表征，可以弥补以往知识外在表征不足之处，最终促进知识的同化过程。

关键词：同化学习知识表征知识可视化

一、知识表征方式影响知识同化

1.知识表征方式在教学中的重要性分析

在认知学习理论中，奥苏伯尔提出了知识学习的同化理论，他认为，学习实质是新知识与学习者认知结构中原有知识网络中的符号、表象、概念、命题建立联系。新旧知识相互作用才会产生有意义的学习。新知识与原有知识结构可以利用的恰当观念可以构成三种关系：第一种，原有观念是上位的，新知识是下位的；第二种，原有观念是下位的，新知识是上位的；第三种，原有观念和新知识是并列的。在同化学习理论中，强调新旧知识的相互作用，在教学活动中，知识的传授和掌握是个动态的过程，如果新知识能以最佳的形式呈现给学习者，让学习者以最快的速度将新旧知识联系起来，那将缩短学习过程，提高学习效率。学习时要把符号所代表的知识与认知结构中原有的知识加以联系，只有新旧知识结合，才能增强对新知识的理解和记忆，熟练掌握，获得心得意义，产生新的认知结构，创新思维。重视知识的外在表征,尤其是可视化的知识表征，可以弥补以往知识外在表征的不足之处，学习者会快速的接受刺激，产生接受新知识的意向，新旧知识相互作用，最后以恰当的方式表征为学习者内部的知识。

如图所示：

新知识以最恰当具体的外在形式表征出来，根据情况可以用多种方式表征,激发学习者本身的知识结构，很快找到新旧知识的关联，相互作用最终同化形成自己的知识表征（内在表征）。当这些知识在其他情景中得到应用，即学习者用自己的表征方式再次把知识外化时，学习最终完成。即学习者已经能够灵活运用所学的新知识解决问题。知识的外化与最初的知识的外在表征可以是不同的。所以说合理的设计知识的外部表征,可以帮助学习者快速接受,存储以及提取信息。

教育者在将知识教给学生之前，要经过研究，加工取舍，采用适当的知识表正方式，利于学习者学习，

2.可视化知识表征的缺失

“知识表征（representation of knowledge）:在头脑中标识有关知识内容与结构的方式。既包括感觉、知觉、表象等形式，又包括概念、命题、图式等形式。它们分别标志着人们对事物反映的不同广度和深度。对于不同的知识内容，可以采用不同的表征方式，就同一种知识内容而言，也可以采用不同的表

征方式进行标识，以提高个体对知识的掌握程度与应用能力。

知识的外在表征, 是指运用符号和实物来描述知识和知识结构的视觉化形式。知识的外在表征有多种多样的形式,它将模糊不清的思想转变成清晰的外在形态，有利于学习者的接受，符合认知经济性原则，没有多余的信息，不会增加学习者的认知负荷．

在这里，我们把知识的外部表征方式划分为：文字表征与可视化表征。文字表征法是指用词表达知识概念。文字的表达力很强，基本能表达任何复杂的现象与思想。但缺点是抽象、难掌握、难理解，需要在一定的经验水平之上才能接受，并且文字语言在不同年代还有不同的风格特征。但在传统教学过程中，采用最多的就是文字表征方式，尤其是年龄越大的学生，运用文字就越多。我们似乎认为图形原本就是肤浅的，不真实的，难以确切表达的。多教师的观点是图像符号是简单的，对小学生比较适用。当学生的抽象思维能力提高以后，就忽略了对“图”的使用。其实，许多时候，一图胜千言，语言文字无法恰如其分地表达时，尝试用可视化的表征方式，会有意想不到的效果。

随着信息技术的不断发展，知识的外部表征方式也有新的变化，出现了信息化的知识表征，如超文本、概念图，虚拟现实技术也为知识表征带来了新天地。可视化的知识表征在信息技术的条件下有了新的突破，制作工具越来越多，方法更为简单，表现形式生动多样。这为教师使用可视化的表征方式提供了有利的条件。

3.可视化知识表征的滥用

许多教师已经意识到知识的可视化是有重要作用的，但在教学过程中使用时会产生一些问题，首先是运用不当，适得其反；其次是运用不佳，只在表面上激发学生的兴趣，满足了“看”的需要，而忽视了学生的“思”；再次是可视化知识并不是教育的快餐，它的重点在于潜移默化的培养学生的人文思想，价值观。所以，利用可视化的知识表征并不是轻而易举的事情，它要求知识的呈现者有较高的视觉文化素养，这就需要我们对可视化的知识表征有更清楚、深层次的认识与掌握，意识到它在教学过程中的重要性，最终能够较好的把握它在教学过程的应用。

二、知识可视化的运用分析

1.适时运用

可视化就是用图形表达信息。视觉是人类的最主要的信息来源。人们日常生活中的80%的信息来自视觉，50%的脑神经细胞与视觉相连。在教学过程中，当新知识用文字符号表达时太抽象、模糊，难以让学生理解与掌握时，应该想到把

知识可视化。遇到难点时，用一种方式表征，若不懂，再换一种表征方式，直到学生理解为止。

教师在授课之前可以预先对知识做几个不同的表征方式，选择好恰当的一个，再根据课堂实际情形运用其他的。可以补充说明，使知识通俗易懂。可以用多种表征可视化表征方式从不同角度展现。

一般来说，对于陈述性知识，可以画出简图或概念图，把概念之间的联系明确的呈现出来，这样有利于学生掌握知识结构，激发原有知识的认知结构，新旧知识间找到联系。对于程序性知识，同样可以用具体图示方式表现出“如何做”让人一目了然。“看”是人与生俱来的一种能力，在学会使用语言之前，人们就懂得了怎样去“看”。所以当与文字语言无法阐释清楚时，就用“图”来说明白吧。

可视化知识并不能取代知识的语言文字表征，而是要将两者有机地结合起来，促进学生智力和情感的和谐发展，培养具有创造性的人才。

2.恰当运用

知识的外在表征, 就是运用符号和实物来描述知识和知识结构的视觉化形式。知识的外在表征有多种多样的形式,它将模糊不清的思想转变成清晰的外在形态，有利于学习者的接受，符合认知经济性原则，没有多余的信息，不会增加学习者的认知负荷。知识的可视化形式有很多，已经总结出来的有：知识地图( knowledge map)、示意图(Diagram)、图画(Picture)、连续性图表(Graph)、离散性图表(Chart)、矩阵图(Matrix)、流程图(Flowchart)、组织者(Organizer)、树形图( Tree) 。我认为除去这些之外，摄影作品，影视作品等也属于知识的可视化表征方式，在培养学习者的文化素养方面很有价值。

各种形式都有自己的独特之处，要根据特点合理选择运用。

3.精心运用

图像语言丰富，可以“仁者见仁，智者见智”，能够用来培养学生发散性思维；但是运用不当会有可能造成学习者对感官刺激的依赖，形成放纵和宣泄的浮躁思维模式。

可视化的知识表征是更多的依赖于人们的视觉经验。这些经验来自于生活的积累而非系统化的学习。学习者的经验水平不同，对所表达的知识的理解层次有所不同，有人会从中获益匪浅，而有人会琢磨不透其中隐含的意义。容易造成信息沟的进一步扩大。所以在运用时要谨慎，作到有的放矢。

可视化的知识表征是表达人类情感的有力工具，在德育教育中运用得当能够激发学生的情感，引导走向正确的方向。但引用不当，会适得其反，学生不仅没