思維可視化:理念俏站、框架與方法

相關(guān)詞匯:可視化讯蒲、知識(shí)可視化、可視化學(xué)習(xí)肄扎、概念圖墨林、思維導(dǎo)圖、思維地圖犯祠、認(rèn)知地圖等

一旭等、理念

思維可視化,是指以圖示或圖示組合的方式衡载,把原本不可見(jiàn)的思維結(jié)構(gòu)搔耕、思考路徑即方法呈現(xiàn)出來(lái),使其清晰可見(jiàn)的過(guò)程痰娱。將思維可視化運(yùn)用到教學(xué)中弃榨,存在顯性價(jià)值和隱性價(jià)值,顯性價(jià)值是可以實(shí)現(xiàn)零散知識(shí)系統(tǒng)化梨睁,讓知識(shí)更容易被理解和記憶鲸睛,隱性價(jià)值是能夠幫助發(fā)展學(xué)生的思維能力即學(xué)習(xí)興趣。(劉濯源)

二而姐、教學(xué)應(yīng)用框架

對(duì)于思維可視化的教學(xué)應(yīng)用框架是見(jiàn)仁見(jiàn)智腊凶,依研究者的取向不同而不同划咐,這里列舉三種框架:

1. 五層面思維可視化教學(xué)系統(tǒng)

劉濯源教授提出在課堂中應(yīng)用思維可視化教學(xué)包含五個(gè)層面:理念轉(zhuǎn)化層拴念、方法技術(shù)層、課程設(shè)計(jì)層褐缠、課堂環(huán)境層和效能評(píng)價(jià)層政鼠。

理念轉(zhuǎn)化層:要求教師及學(xué)生必須充分認(rèn)識(shí)到知識(shí)灌輸型教學(xué)的危害驹溃;必須將關(guān)注點(diǎn)從“知識(shí)層”深入到“思維層”稳摄;

方法技術(shù)層面:實(shí)現(xiàn)思維可視化教學(xué)的方法與技術(shù)主要包括兩類:圖示方法(思維導(dǎo)圖、模型圖择份、魚(yú)骨刺圖胡桨、流程圖官帘、概念圖等)以及生成圖示的軟件技術(shù)(imindmap、Mindmanager昧谊、XMIND等)刽虹,在具體的教學(xué)中具體運(yùn)用。

課程設(shè)計(jì)層面:基本設(shè)計(jì)原則就是:以“發(fā)展學(xué)生思維能力”為深層次目標(biāo)呢诬,以“借助圖示方法及技術(shù)對(duì)知識(shí)進(jìn)行深加工”為效能手段涌哲,以“學(xué)生為主體胖缤,教師為主導(dǎo),師生及生生合作探究”為課堂形式讓學(xué)生完成對(duì)知識(shí)的掌握阀圾。

課堂環(huán)境層面:運(yùn)用板書進(jìn)行思維導(dǎo)圖繪制哪廓,或者接入現(xiàn)代教育技術(shù)構(gòu)建的“未來(lái)課堂”環(huán)境。

效能評(píng)價(jià)層面:關(guān)注過(guò)程的評(píng)價(jià)初烘,教與學(xué)的過(guò)程被可視化后儲(chǔ)存起來(lái)涡真,課后或考試后師生都可以進(jìn)行“圖上作業(yè)”—對(duì)照?qǐng)D來(lái)進(jìn)行知識(shí)漏洞及解題障礙檢測(cè),邊檢測(cè)邊釋疑肾筐,邊釋疑邊標(biāo)注综膀,非常直觀、高效局齿。

2.思維可視化視角下的未來(lái)課堂開(kāi)發(fā)架構(gòu)

尹晗&張際平團(tuán)隊(duì)將思維可視化與未來(lái)課堂進(jìn)行結(jié)合剧劝,提出了一個(gè)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)模型,其邏輯進(jìn)路是:

  • 思維可視化技術(shù)系統(tǒng):分析抓歼、設(shè)計(jì)讥此、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用和評(píng)價(jià)谣妻。
  • 未來(lái)課堂的設(shè)計(jì):從課堂環(huán)境設(shè)計(jì)和課堂教與學(xué)的活動(dòng)設(shè)計(jì)兩方面展開(kāi)萄喳。

將上述兩者結(jié)合的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)模型見(jiàn)圖1:

圖1 思維可視化視角下的未來(lái)課堂設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)模型_尹晗.jpg

值得一提的是尹晗提出的思維可視化的理論支點(diǎn)是可視與可視化的辯證統(tǒng)一關(guān)系,這兩者又與認(rèn)知符合存在關(guān)系蹋半,意義的封裝降低了認(rèn)知符合他巨,意義的釋放升高了認(rèn)知符合。文章描述的可視與可視化的辯證關(guān)系有點(diǎn)難以理解减江,我當(dāng)前的看法是染突,可視化是制造者角度的過(guò)程,是意義地封裝辈灼,可視是從使用者角度來(lái)說(shuō)的份企,良好的可視對(duì)學(xué)習(xí)者并非能夠降低認(rèn)知負(fù)荷。

3.語(yǔ)文學(xué)科的思維可視化課堂的構(gòu)建

基本思路是:一是讓教師巡莹、學(xué)生司志、知識(shí)內(nèi)容、思維訓(xùn)練和可視化技術(shù)五者之間形成動(dòng)態(tài)平衡降宅、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關(guān)系(如圖2)骂远;二是依據(jù)知識(shí)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、學(xué)生的原始思維腰根,設(shè)計(jì)與之相對(duì)應(yīng)的思維活動(dòng)激才,三是讓可視化技術(shù)作為支持教學(xué)與學(xué)生之間在思維互動(dòng)活動(dòng)過(guò)程中的外在條件、作為實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授和思維訓(xùn)練兩者有機(jī)整合的工具中介,具體操作模式見(jiàn)圖3贸营。

圖2 思維可視化課堂結(jié)構(gòu).jpg
圖3 語(yǔ)文思維可視化課堂一般操作模式.jpg

三吨述、方法(技術(shù)、工具)

學(xué)者蔡慧英借鑒喬納森對(duì)認(rèn)知模擬的幾個(gè)分類(思維建模钞脂、為問(wèn)題建模揣云、為系統(tǒng)建模和為經(jīng)驗(yàn)建模)對(duì)一些主流的可視化學(xué)習(xí)技術(shù)工具進(jìn)行了梳理,她對(duì)這些工具進(jìn)行了以下分類:可視化知識(shí)冰啃、可視化認(rèn)知模式邓夕、可視化問(wèn)題過(guò)程和可視化系統(tǒng)建模。

1. 可視化知識(shí)技術(shù)——概念圖(concept map)和思維導(dǎo)圖(mind mapping)

概念圖是美國(guó)諾瓦克教授提出的用于增進(jìn)理解的教學(xué)技術(shù)阎毅,具體是通過(guò)表示概念與概念之間的關(guān)系的圖示組織和結(jié)構(gòu)化知識(shí)從焚刚,從而幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)。核心要素包括概念扇调、命題矿咕、層級(jí)結(jié)構(gòu)和交叉連接,
概念:知識(shí)的基本建構(gòu)組塊狼钮,寫在方框或圓框中碳柱;
命題:根據(jù)學(xué)習(xí)者的理解,用帶箭頭的連線連接詞對(duì)概念進(jìn)行連接熬芜,構(gòu)成了命題
通過(guò)概念圖反映的“概念與命題”的層級(jí)關(guān)系來(lái)判斷學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)莲镣,而且在概念圖中展示的“交叉連接”可以引發(fā)新的創(chuàng)新性見(jiàn)解。
概念圖工具如:CmapTool

思維導(dǎo)圖是由Tony·Buzan提出的一種知識(shí)可視化的方法涎拉,主要用于表達(dá)發(fā)散性思維瑞侮。
主要形式是用一定的圖形表征一個(gè)“核心關(guān)鍵詞”,學(xué)習(xí)者圍繞這個(gè)核心關(guān)鍵詞鼓拧,發(fā)散或擴(kuò)展出與關(guān)鍵詞具有不同關(guān)系的其他“知識(shí)”半火,并用不同的顏色、線條毁枯、圖像慈缔、符號(hào)進(jìn)行連接。
思維導(dǎo)圖工具如:Inspiration种玛、MindManager等。

2. 可視化認(rèn)知模式技術(shù)——思維地圖(Thinking Maps)

由David Hyperle博士開(kāi)發(fā)的用于支持學(xué)生思維學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的圖示化學(xué)習(xí)語(yǔ)言瓤檐。設(shè)計(jì)的觸發(fā)點(diǎn)是希望與木匠使用的一套工具類似赂韵,學(xué)生可以借助多個(gè)圖示來(lái)建構(gòu)知識(shí),從而幫助學(xué)習(xí)者培養(yǎng)基本的閱讀挠蛉、寫作祭示、數(shù)學(xué)素養(yǎng)和問(wèn)題解決等能力,他根據(jù)基本認(rèn)知技巧(比較谴古、對(duì)比质涛、排序稠歉、歸類和因果推理等),設(shè)計(jì)出了包含與人們基本思維過(guò)程相符合的8種基本圖形組織器汇陆,如:圓圈圖怒炸、中心氣泡圖、雙中心氣泡圖毡代、樹(shù)狀圖阅羹、單線流程圖、樹(shù)狀流程圖教寂、括弧圖捏鱼、橋接圖等。

思維地圖提供的是根據(jù)認(rèn)知技巧開(kāi)發(fā)的表征工具酪耕。跟Office Word中的SmartArt差不多导梆。

3. 可視化問(wèn)題解決過(guò)程的技術(shù)——Metafora平臺(tái)

Metafora可視化學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)理念是利用可視化圖示方式,通過(guò)帶有小組規(guī)則和語(yǔ)義的圖形表征協(xié)作過(guò)程中的一般規(guī)律迂烁,為協(xié)作學(xué)習(xí)場(chǎng)景提供過(guò)程性的工具支持问潭,促使學(xué)生在科學(xué)課或數(shù)學(xué)課中進(jìn)行協(xié)作探究式的學(xué)習(xí),其中主要包括計(jì)劃工具和LASAD工具婚被。

4. 可視化系統(tǒng)思維的技術(shù)——Insight Maker工具

可視化系統(tǒng)思維工具的設(shè)計(jì)理念是支持建模的方法對(duì)復(fù)雜狡忙、劣構(gòu)性問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)化的理解和解決。Insight Maker的基本元素包括集合/原料(Stocks)址芯、流程(Flows)灾茁、變量(Variables)和連接(Links)。 集合/原料:用來(lái)對(duì)系統(tǒng)中的集合對(duì)象進(jìn)行抽象化圖示表征谷炸;
變量:用來(lái)表征與對(duì)象集合相對(duì)應(yīng)的變量情況北专;
連接:表征對(duì)象集合與變量之間的連接關(guān)系;
流程:不同對(duì)象集合之間的關(guān)系旬陡。
從集合到流程體現(xiàn)了Insight Maker從微觀到宏觀的架構(gòu)觀點(diǎn)拓颓。Insight Maker還支持兩種基本的建模類型:系統(tǒng)動(dòng)力建模和基于代理的建模。前者可以對(duì)簡(jiǎn)單的描孟、固定變化的系統(tǒng)問(wèn)題進(jìn)行模擬驶睦,后者則用于對(duì)相對(duì)復(fù)雜、劣構(gòu)性的問(wèn)題進(jìn)行模擬匿醒。

其實(shí)這兩種模擬方法我都稍微接觸過(guò)场航,系統(tǒng)動(dòng)力建模的方法在Terry Anderson主編的《遠(yuǎn)程教育方法》一書中作為用來(lái)替代實(shí)驗(yàn)研究方法的優(yōu)選方法,基于系統(tǒng)動(dòng)力的方法可以結(jié)合每個(gè)系統(tǒng)變量初始狀態(tài)假設(shè)的質(zhì)性數(shù)據(jù)和在特定情況下系統(tǒng)變量可能發(fā)生的變化的量化數(shù)據(jù)廉羔,從而克服從實(shí)驗(yàn)研究到現(xiàn)實(shí)教育情境的適切問(wèn)題溉痢。基于代理的建模在《學(xué)習(xí)環(huán)境的理論基礎(chǔ)》一書中被視為能夠結(jié)合皮亞杰的個(gè)體建構(gòu)理論和維果茨基的社會(huì)文化建構(gòu)論的復(fù)雜非線性方法。由于沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)這兩種方法的實(shí)際用途孩饼,對(duì)于它們的了解也僅在于知識(shí)方面髓削,對(duì)于這兩種方法的技術(shù)細(xì)節(jié)以后有空我再補(bǔ)充學(xué)習(xí)吧。

個(gè)人看法
在思維可視化及教學(xué)應(yīng)用上镀娶,有一個(gè)邏輯層面的問(wèn)題立膛,即教師將自己對(duì)于學(xué)科知識(shí)的理解通過(guò)概念圖、思維導(dǎo)圖等方式進(jìn)行可視化表征汽畴,向?qū)W生呈現(xiàn)以后旧巾,想要讓學(xué)生干什么?是要讓學(xué)生獲得相同的思維路徑忍些?還是讓學(xué)生一目了然知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系鲁猩?學(xué)習(xí)者如何與精細(xì)化處理的知識(shí)進(jìn)行交互?

有經(jīng)驗(yàn)的專家經(jīng)過(guò)自己的梳理總結(jié)出來(lái)的結(jié)構(gòu)化罢坝、精細(xì)化的知識(shí)未必適合于新手去學(xué)習(xí)廓握,新手需要的更多地是粗糧而不是經(jīng)過(guò)別人消化反芻之后的精華。要讓學(xué)生獲得專家的思維方式嘁酿,其重點(diǎn)是要讓學(xué)生通過(guò)構(gòu)建思維導(dǎo)圖來(lái)厘清自己對(duì)概念的認(rèn)識(shí)隙券,表達(dá)自己的思維路徑,然后拿出來(lái)跟學(xué)生和教師交流討論闹司。

劉濯源教授講到思維可視化的顯性價(jià)值時(shí)提到“一圖勝千言”娱仔,這個(gè)說(shuō)法說(shuō)得更多的是信息圖,概念圖表達(dá)的更多地是概念之間的關(guān)系游桩,概念之間的關(guān)系抽象成節(jié)點(diǎn)及之間的聯(lián)系牲迫,雖然直觀明了,但也有可能把一些關(guān)鍵性的聯(lián)系抽象掉借卧。因此盹憎,運(yùn)用概念圖進(jìn)行表征以促進(jìn)理解還需要找到關(guān)鍵問(wèn)題,然后進(jìn)行更多的研究铐刘。

文獻(xiàn)參考
[1]劉濯源. 思維可視化:減負(fù)增效的新支點(diǎn)[J]. 中小學(xué)管理, 2014(6):10-13.
[2]尹晗, 張際平. 思維可視化視角下的未來(lái)課堂架構(gòu)研究[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志, 2016, 35(2):106-112.
[3]王志軍, 溫小勇, 施鵬華. 技術(shù)支持下思維可視化課堂的構(gòu)建研究*--以小學(xué)語(yǔ)文閱讀教學(xué)為例[J]. 中國(guó)電化教育, 2015(6):116-121.
[4]蔡慧英, 陳婧雅, 顧小清. 支持可視化學(xué)習(xí)過(guò)程的學(xué)習(xí)技術(shù)研究[J]. 中國(guó)電化教育, 2013(12):27-33.

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