知识可视化的理论与方法(的学习科学原理)

【发表说明】

知识可视化,在国外是老生常谈了,

但在国内,还是新鲜事物,

而且往往不受重视。

似乎老师们还醉心于如何“用嘴讲”课,

而不是充分运用最高效的视觉手段。。。

不过,最近的自然科学基金

“知识可视化”列为教育技术的一个方向,

在科研领域总算是有个名头了。

最近,确实也有不少老师找我探讨知识可视化的相关问题。

正巧,王珏老师曾经发表过一篇论文,

里面有很多我自己对知识可视化理论、原理、方法的解读,

希望对广大关心“知识可视化”领域的老师能提供些许帮助!

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摘 要:运用可视化的方法表征知识,往往比纯语义化的方法表征知识要更高效、更容易理解。该文运用大脑分区图、脑的语义地图、双重编码理论等脑科学、心理学的研究成果,解析其背后的原理,并给出一些运用可视化方法提升知识表征效果的具体教学案例。

关键词:知识可视化;理解;脑科学原理

引言

教学,离不开老师的语言和教材中的文字、公式与符号。但是,几乎所有老师都知道:单纯依靠语言、文字、符号,往往很难帮助学习者理解知识。而有经验的教师经常会采取呈现场景、可视化图表或动图等方法——也就是“知识可视化”的方法帮助学习者理解教学的内容。

“知识可视化”是一个新兴的领域,也是教育技术研究的一个新兴方向。Eppler, M.J. & Burkard, R.A.(2004)认为:知识可视化(KnowledgeVisualization)是一个在科学计算可视化、数据可视化、信息可视化基础上发展起来的新兴研究领域,它充分应用图解等视觉表征手段,以帮助他人正确地重构、记忆和应用这些知识[1]。与“可视化”知识表征形式相对应的,是“语义化”知识表征形式,即 “语义信息”。用语言、文字、符号等形式表达的信息,统称为“语义信息”。

人类在理解语义信息时,视觉处于一个非常特殊的地位。实践表明,大多数知识都可通过“可视化”形式进行表征,知识“可视化”可以高效地传递信息、促进理解、降低认知负荷、提升教学效果。

本文采用近年来飞速发展的脑科学和学习科学理论,结合认知心理学原理,对“知识可视化”为什么能有效提升教学效果的原理进行阐释。

1 “知识可视化”有效促进理解的脑科学原理解析

1.1 对语言的理解,取决于脑中“非语言”的部分

人脑是一个非常复杂的结构,总体上可分为额叶、颞叶、顶叶、枕叶四大功能区。这四大功能区具有不同的功能,如图1所示。

知识可视化的理论与方法(的学习科学原理)(1)

图1 人脑结构之四大功能区

语言理解功能由位于颞叶的语言理解中枢(威尔尼克区)主管。最新的脑科学研究表明,当语言理解中枢从声音中解析出语言(词汇)后,大脑中与该语言(词汇)相对应的部分就会被激活。

美国加州大学伯克利分校神经科学家 Jack Gallant等人在2016年发表于《Nature》的一篇论文中,绘制出了一幅大脑的“语义地图”(如图2所示),从中可以清晰地看到不同语言(词汇)在大脑中所对应的反应区域[2]。

知识可视化的理论与方法(的学习科学原理)(2)

图2 大脑听到不同语言(词汇)时的反应区域

图2揭示:在脑进行语言理解时,整个脑的各个区域几乎都被激活了起来。

为什么人类听到一个词汇,某些特定的区域会被激活呢?俄国生理学家巴甫洛夫(Ivan Pavlov)的“条件反射”原理可以解释这一点。巴甫洛夫通过一系列实验得出了这样一个结论:语言理解是一种条件反射,被称为“第二信号系统”,它是在第一信号系统(本能的刺激-反应)的基础上建立起来的[3]。

根据条件反射的原理,位于大脑颞叶的语言理解中枢(威尔尼克区),在初次听到一个词汇时,如果脑中的某个(或某些)特定区域也同时被激活,该词汇和这个特定脑区的联接就初步建立起来了。当然,这一联接在刚开始时是不稳固的,经常会出现遗忘、或者与其它联接相混淆等情形。在经过一定的强化后,大脑再听到这个词汇时,大脑中的相应区域就会被自动激活,“条件反射”就这样形成了。这就是“理解”的本质:理解,就是在大脑内部不同区域之间创建联接的过程。

上述研究成果揭示了一个基本的事实:大脑对于语言的理解,取决于大脑中所存储的与该语言相关联的“非语言”信息!这个“非语言”信息既可以是视觉信息(包括“想象”出来的场景)、空间信息,也可以是一连串复杂的动作程序,甚至可以是情感信息。

以上脑科学的研究成果,在认知心理学中也有类似的论述。认知心理学家Allan Paivio(1969)提出的“双重编码理论”中,设想人脑中有两个认知子系统,一个专门用于表征和处理“非语言”对象,另一个则专门用于处理语言对象,二者要同时激活,在语义信息与“非语言”信息(也称为“表象”)之间建立关联,人才能理解语义信息[4]。

也就是说,要想让学习者理解一个语义信息,就需要激活他的大脑内部的某个恰当区域。所能激活的区域越多,关联度越紧密,激活的强度越大,对信息的理解就越深刻。

1.2 视觉是人类最强大的感官通道,擅长于感知“情境”

在教学中,老师如何才能激活学习者的大脑呢?这就需要老师创设恰当的“情境”,让学习者的大脑在“情境”中形成感知,建立体验。

在教学实践中,有些老师往往使用简单的描述性语言讲解新知识。这样做往往很难有效地在学习者大脑中创建情境。因为,对语言(文字)的理解必须依赖于学习者的原有经验(即已建立的第二信号系统的条件反射)。

然而,学习者的大脑在调用原有经验时,往往会遇到诸多困难,比如:学习者可能没有恰当的原有经验,或虽有经验但却不能及时调出,或者原有经验并不深刻、鲜明,甚至把一个词汇误解为其它意思。这些困难会严重阻碍学习者正确的理解语言信息,笔者通过两个教学中的实例来说明这一点。

1.2.1 何为“舞女的裙”

散文《荷塘月色》中有一个著名的句子“叶子出水很高,像亭亭的舞女的裙”。笔者曾邀请200多位老师用图像化的方式描绘出这句话所体现的场景,结果超过70%的老师理解得不准确,把“舞女的裙”绘成了如图3中的样式。

知识可视化的理论与方法(的学习科学原理)(3)

图3 对“舞女的裙”的错误图解

只有不到20%的老师能够准确描绘出“舞女的裙”是如西方歌剧《小天鹅》中女舞蹈演员所穿的那种圆圆的、短短的舞裙(如图4所示)。

知识可视化的理论与方法(的学习科学原理)(4)

图4 “舞女的裙”的准确图解

这么简单、常见的问题,为什么大多数人都会理解错误?这显然是受到了原有经验的影响。大多数中国人并不熟悉图4中的舞裙,即使知道,也很难在第一时间与“舞女的裙”联系到一起。因为中国人常见的“舞女”“舞裙”确实如图3的样子——这也说明语言是一种条件反射,人只要看到一个词汇,就会激活与这个词汇相关的常规理解,但这很可能会导致误解。

当用一长串语句来描述情境时,就会大大加深理解的难度。因为,此时学习者的大脑需要连续、飞速地处理每一个词汇,同时还要解析词汇之间所隐含的语法关系。在整个语言描述的过程中,只要有一个关键的词汇或一种关键的关系不能及时解析出来,学习者就可能很难理解老师所描述的情境。这就是学习者在阅读大段文字时,往往会感觉到枯燥、理解困难,出现容易走神、学习效果不好等情形的原因。

1.2.2 “合纵连横”中的“纵横”是虚指还是实指

“合纵连横”是中国人都熟知的一个成语。但是,在笔者多次面向老师群体的现场测试中,笔者发现90%以上的老师无法准确认知“纵”“横”二字是如“纵横天下”中的“纵横”二字那样,是一种“虚指”,还是分别表示纵向、横向之意的“实指”。

知识可视化的理论与方法(的学习科学原理)(5)

图5 “合纵连横”的准确图示

直到笔者出示图5并配以扼要的语言,说明“纵”“横”二字是实指,大家才恍然大悟!笔者从这个事例发现,如果不出示图5,即使用语言反复讲解多次,多数学习者还是会有这样一种感觉:好像听懂了老师所说的每一句话,但还是不能真正理解这两个字的实际意义。

由此可见,“可视化”方式可以快速、有效地在学习者脑海中创建情境,激活学习者的“非语言”脑区(如主管视觉的枕叶、主管空间的顶叶),从而促进对词汇的理解。

上述两个例子说明,一旦将语义信息转化为“视觉”语言,学习者的理解效率和理解精准度都会大大提升。那么,为什么语义信息一旦通过“可视化”手段表征为“可视化”信息后,往往能取得较好的效果呢?

1.2.3 “可视化”表征的机理和优势

大脑对视觉信息的处理,主要由位于人脑后部的枕叶来完成。枕叶对视觉信号进行解析的过程是相当复杂的,大体机理如图6所示。

知识可视化的理论与方法(的学习科学原理)(6)

图6 布洛德曼大脑分区图

在图6 “布洛德曼大脑分区图”中,枕叶被细分为17、18、19三个区域[5]。其中,17区被称为“初级视觉皮层”,负责对接收到的光信号进行初步感知。视网膜中的光信号通过漫长的神经通路,被送到枕叶的17区。17区中有多种类型的光学感知神经元,可分别对颜色、大小、形状、亮度等视觉信息进行解析。这种解析非常快速,只需几十毫秒即可完成。17区感知到的各种信号,会被同步上送到18区。18区被称为“次级视觉皮层”,负责将17区解析出来的各专项信息,综合、转换为知觉信息——也就是说,直到17区、18区的解析全部完成后,大脑才会知道我们“看到”了一个东西。18区形成的信号,会进一步被上送到19区。19区被称为“高级视觉皮层”,它的任务是进一步把18区的信息,与其它脑区的信息(如听觉信息、语言、空间信息等)进行全面整合,形成对事物综合信息的全面感知。

虽然枕叶对视觉信息加工的过程是如此之复杂,加工量是如此之庞大,但这一切的运转却都是高速且自动化的,枕叶对此并不会感到不堪重负,人们对视觉加工的过程也毫无感知,人们唯一能感知到的,是枕叶对视觉信号加工的结果,即我们看到了某个东西。由此,形成了可视化表征的第一个优势:在所有的感官通道中,视觉能力是最为强大的。心理学研究表明,在人脑所获得的全部感官信息中,约60%―80%来自于视觉,10―20%来自于听觉[6]。人脑无论是获取视觉信息的能力,还是快速处理视觉信号的能力,都是极其强大的。比如,人脑可以在零点几秒之内,就能完成对整幅图像的扫描,并同时完成对图中关键信息的辨识和初步解析。

枕叶的这一特性对于新知识的学习来说,是非常重要的。因为,前额叶是认知加工的主导脑区——比如拥有信息保持、不同来源的信息整合、信息操作功能的“工作记忆”,就位于前额叶[7]。而脑的“工作记忆”是非常有限的,Cowan N.(2001)提出:人的平均工作记忆容量平均只有4(即人在短时之内,只能同时记住4个独立的信息组块或信息单元)。[8]因此,当我们学习一个新知识时,工作记忆很容易就被占满,此时脑就会处于高负荷状态。而枕叶的自动化运行机制意味着:如果在学习新知识时能够激活枕叶,枕叶就可以对知识的视觉表征进行自动化地处理,为认知加工提供大量的素材与线索,从而大幅提高额叶的认知加工能力。

其次,视觉可以轻松、高效地创建“非语言”信息(即“表象”)。如前所述,“非语言”信息和语言的结合,是人脑建立理解的基本规律。“双重编码理论”指出:只有将语义信息与表象信息结合起来,才能进行有效地编码(即“理解”)。由于人类的视觉优势,当人们能看到一个场景时,就比较容易形成对这个场景的“表象”;反之,如果单纯采用语义表述,而没有辅以“可视化”表征时,学习者往往不易形成清晰、鲜明的表象(如上文提到的第二个事例中,笔者单纯用语言解释“合纵连横”一词中“纵横”的意思时,就很少有老师能在脑海中形成一幅清晰、鲜明的地图),这无疑阻碍了大脑对语义信息的理解。

第三,大脑对视觉的记忆能力极强。我们往往有这样的印象:对于看过的场景,很长时间之后还能轻松回忆;但对于看过的文字,留下印象的却很少。这是因为人类的视觉记忆能力要百倍、甚至千倍于语义记忆能力。电视节目中“最强大脑”们拥有各种“超级记忆术”,其中一项重要的法门便是利用了强大的视觉记忆能力,把语言文字信息尽量转换为视觉信息进行记忆。

根据大脑的这一特性,同样是创设情境,单纯用语言文字来描述,其效果往往比不上用视觉化的手段来创设。比如,一位老师在讲解基尔霍夫电压定律的“任意循行方向”时(如图7左半部分),就采用了视觉化的手段来创设一个情境。他用教学楼前面一个斜坡的照片(如图7右半部分)来辅助解释:走进教学楼的时候是上坡,但走出教学楼时就是下坡,至于是“上坡”还是“下坡”,由你事先设定的正方向决定,这就是设定一个“任意循行方向”的意思。在实际教学中发现,当老师单纯用语言来讲解,现场氛围和教学效果比较一般;而当老师呈现出自己在教学楼前拍的一张照片来帮助解释时,老师明显感到学生好奇感明显增加,学习注意力也非常集中,这一教学难点由此被顺利突破。

知识可视化的理论与方法(的学习科学原理)(7)

图7 基尔霍夫电压定律中“任意循行方向”的图解

人类的视觉能力如此之强大——看到一个场景就会感到兴奋,大脑枕叶被高度激活,自动化地对视觉信号进行解析,而且印象还比较深刻,这就是在教学中采用“可视化”方式(比如图像、图表、视频等)能够显著提升教学效果的重要原因之一。

2 可视化表征与复杂关系的表达

2.1 碎片化知识为何难于理解和记忆

我们在学习时,都有这样的经验:对于一则材料(如图8中的“纪念币与纪念章的区别”),即使有时能理解其中的每一个字、每一个词汇,但我们还是很难理解和记忆这一整则材料,也很难明白材料中各种信息之间的关系。这是什么原因呢?

知识可视化的理论与方法(的学习科学原理)(8)

图8 “纪念币与纪念章的区别”的“线性化”组织方式

造成这种困难的根本原因是:语言文字是基于“时序”展开的,是一种“线性化”的组织方式——一个字接着一个字、一句话接着一句话,只能顺序开展,不能跳跃。而与之相反的是,语言文字所表达的意思,往往并非是线性化的,相互之间通常会有比较复杂的关系。因此,整体来看,语言文字中的每个词汇、每句话、甚至每段话,对于文字背后的信息关系网络来说,都仅仅只是一个“碎片”而已。

语言文字的“碎片式”的表达方式对学习者提出了极高的要求,它要求学习者能够准确、及时地理解每一个碎片化信息的内涵,同时还要准确、及时地在脑海中构建与前面所有信息的关系。比如,当学习者读到(或听到)第N 1句话时,除了要解析出这句话本身所有的词汇、及其间的关系外,还要和前面的N句话中的所有词汇、所有关系,再建立起新的关系,这样才能真正理解这句话的含义。

以图8中“这种币的发行价一般都等于面值的几十倍或上百倍”为例。当我们读到这句话时,脑海中就必须要解析出这句话中的所有词语以及这些词语与前面所有语句和词语之间的关系,如“这种币”指的是“特殊金属流通币”“特殊金属流通币是纪念币的一种,另外一种是普通金属流通币”,其“发行价”比普通金属流通币的发行价高几十倍或上百倍,等等。

当语言材料中的语句、词汇不断增加时,其中所蕴含的“关系”数量将呈几何级数、甚至指数级上升。此时人脑在构建信息之间的关系时,就越加吃力。学习者要想努力去理解和记忆,就必须长时间地保持高度注意力,并投入巨大的认知资源。

实践表明,学习者通过声音获取信息时,关系建构的难度是最大的。因为,人的工作记忆是极为有限的(通常只能处理7-9个信息组块),而且大部分工作记忆容量都要用于理解听到的词汇和语句。在这种情况下,人们很难有足够的能力一边理解听到的词汇和语句,一边及时回忆出所有听到过的语句和词汇,因此,通过声音来建构关系通常是非常困难的。

而当学习者在通过文字获取信息时,是可通过“回看”的方式来帮助自己构建关系的,理解的难度相比纯语音有所降低。但即使如此,关系建构的难度仍然比较大的,可能的原因如下:

(1)建构关系需要在“关键词”之间进行。但是,要想在大容量文本中凭借印象寻找到某一句话中的某个关键词,往往有如大海捞针;

(2)文字中的关键词往往并不突出,通常与描述性词汇混合在一起,寻找不仅费时费力、而且未必准确;

(3)寻找关键语句、关键词汇的过程会占用大量的工作记忆,造成“顾此失彼”的遗忘现象,会造成较高的认知负荷,给关系建构带来困难;

(4)即使通过“回看”找到了正确的关键词,这个(或这些)关键词和当下的关键词之间是什么关系,往往并不明显——因为关键词之间的关系是用语法来表达的,而用语法表达关系往往比较繁琐、晦涩,并不容易看出来。

综上所述,“语言文字”(声音和文字)这种语义表达方式很难表现出文字信息背后复杂的关系和整体结构。

2.2 “可视化图表”与复杂关系的构建

相比语言文字的“碎片式”表达方式,视觉是一种典型的“整体式”认知方式,它会优先把所感知到的信息识别为一个整体。前文提到:大脑枕叶18区的功能,是将17区解析出来的各专项信息,综合、转换为知觉信息。也就是说:17区解析出来的信号都是各种“碎片”,而18区则负责将所有碎片整合起来,(尽量)拼合成一个整体,大脑感知到的是一个整体。而且,由于视觉强大的解析力,大脑还可以极为快速地在整体的各个局部、各个细节之间进行切换,在这种快速切换的过程中,关系更加容易建立。因此,视觉的“整体式”认知方式,更有利于复杂关系的建构。其优势具体表现在以下两点:

一是相较于语言文字以“时序”为基础的“线性化”表达方式,可视化图表以“空间”方式对信息元素进行排列,所有信息元素处于同一空间的不同位置。由此带来的巨大优点是:当人们需要在不同的信息元素之间寻找关系时,只需要移动视觉焦点即可,极为简便、快捷。

二是相较于采用语句和语法的表达方式,可视化图表中并不存在整个语句,而是以关键词为表达主体;并且关键词之间的关系,也不是通过语法进行表达的,而是以空间关系(如字体大小、位置疏密远近)、颜色(如强调色等)或形状(比如箭头)等方式来表达。因此,在可视化图表中,学习者很容易快速定位到关键词,快速找到关键词之间的关系,这非常有利于关系的建构、同时也大大减轻了自身的认知负荷。

我们可以将通过语言文字建构关系和通过“可视化图表”建构关系的特点总结如下(见表一)。

表一 通过语言文字建构关系和通过“可视化图表”建构关系的区别

知识可视化的理论与方法(的学习科学原理)(9)

我们再通过一个具体的例子(见图9 “纪念币与纪念章的区别”的“可视化图表”组织方式),就可以更为直观地感受到“可视化图表”的特点以及这一做法给我们的学习带来的好处。

知识可视化的理论与方法(的学习科学原理)(10)

图9 “纪念币与纪念章的区别”的“可视化图表”组织方式

上述例子表明,“可视化图表”通过对关键词的空间排列,能够比语法更好地表达复杂关系,更有助于关系建构,更有利于学习者对复杂关系的理解。

3 可视化表征与人脑的“空间感知与计算能力”

“可视化”促进理解还基于一个重要的大脑工作机制:它同时发挥了人脑强大的“空间感知与计算能力”。在大脑的各个脑区中,空间类的信息是由顶叶负责处理的。当人看到一个视觉场景时,除了枕叶外,顶叶也会同步开展对视觉场景中空间信息的处理工作(任何视觉信息中必然含有空间信息)。比如,当我们开车时(如进行并线、超车或倒车操作时),必然会强烈激活顶叶的空间感知与计算能力——本车距离前后左右的目标物各有多远,等等。

在可视化图表中,信息元素是以空间形式进行排列的,各元素之间的空间位置关系(远近亲疏、大小比例)、区隔关系,都是由顶叶负责解析。由于“可视化”的表征形式同时激活了大脑的视觉能力与空间能力,因此可以说:可视化是一种基于视觉认知与空间计算的思维系统。

知识可视化的理论与方法(的学习科学原理)(11)

图10颞叶、额叶、枕叶、顶叶的功能

这种思维系统与前额叶所代表的逻辑推理系统是平行的(如图10所示),它们各具特色,互相不能取代。因此,如果在教学中能够充分激活学习者的颞叶(语言)、额叶(逻辑)、枕叶(视觉)、顶叶(空间),使学习者的全部脑区都能激活的话,一定能取得很好的教学效果!

3.1 可视化表征与理科知识的学习

需要特别指出的是:脑的空间感知能力对于理科知识学习是非常关键的。理科中的函数图像、电路图、分子结构图、地图、细胞构成图或动态原理图会强烈地激活顶叶的空间感知与计算能力。这种激活,对于理科知识的理解至关重要,如果没有这种激活,大多数理科知识都会难以理解!

比如,在讲初中数学“五点法作二次函数图像”知识点时,大多数老师的讲法都是“照本宣科”:先计算出5个点的函数值、然后用“平滑曲线”把5个点依次连接起来,形成二次函数图像。

然而,这种讲法让学生普遍感到的困惑是:为什么要描5个点?为什么不能用线段连接?为什么要按照老师画的那种“平滑”,而不能换另外一种“平滑”呢?这一难题不仅学习者无法理解,老师往往也难以给出合理的解释。

而使用现代的“可视化”技术,就可以轻松解决这一难题。中科院张景中院士开发了一个名为“网络画板”的网络软件,只需通过浏览器即可进入。使用该网络软件,只需短短几分钟,就可以做出一个动态的可视化作品,把二次函数y=x2的图像的生成过程,完美、直观地体现出来(如图11所示)。

知识可视化的理论与方法(的学习科学原理)(12)

图11 y=x2的图像生成过程

在图11中,只需拖动X轴上的点(如图中箭头所示),坐标系中相对应的点(x,y)就会同步变动、并且会同步留下跟踪轨迹。于是,在整个坐标系中,就会由很多个点构成一条完整的轨迹(如图中的曲线),该条轨迹正是y=x2的图像。

在这一“可视化”作品中,充分发挥了人类的视觉优势,使枕叶与顶叶都得以高度激活。学习者大脑通过捕获和处理不断变化的视觉信息和空间信息,再结合老师的语言讲解,就可以“真正理解”函数图像到底是如何生成的,所有困惑都会迎刃而解。而以上动态生成的过程,如果用语言来描述,几乎是不可理解的。

这一案例足以说明,用语言文字来描述复杂空间的关系、尤其是动态变化的空间关系,几乎是完全无效的。而通过“可视化”的表征方法,则可以激活枕叶尤其是顶叶,对视觉信息以及视觉中所蕴含的大量复杂的空间关系进行高效加工,极大地促进学习者对知识的理解。

4 余论:“知识可视化”与相关领域的关系

通过前文对“可视化”的脑科学原理的分析,我们可将“知识可视化”分为“场景可视化”和“关系可视化”两种类型。“场景可视化”的作用机理,是利用人类视觉感知力、解析力、记忆力的强大优势,用视觉方式为学习者创建知识情境,让学习者在情境中形成感知、建立体验,为语义理解提供丰富、清晰、印象深刻的“非语言”信息(即“表象”),以此来促进“词汇”的理解。“关系可视化”的作用机理则是利用人类视觉的“整体式”认知特点、以及快速切换视线焦点的能力,将信息元素排列在一个统一的空间中,同时发挥顶叶的空间感知与计算能力,以此促进对信息元素之间“关系”的理解。

在关系可视化中,又可细分为“静态关系的可视化”(图表)和“动态关系的可视化”(动图)两种。“动态关系的可视化”(或称为“过程可视化”)可将大脑视觉认知、空间计算能力发挥到极致,在信息元素之间的关系动态变化的情况下,仍然能够对信息元素的空间关系进行有效解析,促进对“动态关系”的理解。

需要说明的是,虽然“可视化”适合于大多数知识场景,但“可视化”不是万能的,有些知识并不适合于转换为“可视化”的表征方式(比如语言类知识)。同时,也并非所有知识难点都必须采用“可视化”的方式才能解决,比如也可以采用类比、故事化、案例化、亲身参与活动等情境创设方式,只要运用恰当,都可以取得很好的效果。

事实上,无论采取哪种方式,只要能充分发挥人脑的优势特性,就能够取得好的教学效果。因此,理解脑本身的特点、理解脑是如何开展学习的(这是“学习科学”领域的核心研究主题),是理解和构建一切高效教与学行为的基石。

最后谈一谈最近几年比较流行的“思维导图”的归类问题。有些专家把学习者自行创作思维导图的方法,也称为“知识可视化”。然而,根据“知识可视化”的定义,其目的是知识的广泛传播、是“帮助他人正确地重构、记忆和应用这些知识”,而学习者创作思维导图的目的,主要是整理或激发自己的思维,并非为了传播(事实上学习者创作的思维导图往往也不够准确、全面和合理,因而也没有广泛传播的价值),因而不应该算作“知识可视化”的一员。另一方面,学习者在创作思维导图的过程中,的确采用了“可视化”的手段,发挥了“可视化”的大脑工作机制的优势。考虑到思维导图的作用主要是“整理思维”,将其称为“思维可视化”也许更为合适。

参考文献(略)

欲获得更多“知识可视化”方面的文献、资料(含王珏老师上述论文),请给我发私信留言,只需输入“可视化论文”即可获得下载方式。

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