知識(shí)可視化在高校專(zhuān)業(yè)教育中的應(yīng)用

姜世華

一、知識(shí)可視化

(一)知識(shí)可視化概念

知識(shí)可視化是在數(shù)據(jù)可視化、信息可視化基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興研究領(lǐng)域。2004年7月MatinJ，Eppler和RemoA.Burkhard給出了知識(shí)可視化的定義：“知識(shí)可視化領(lǐng)域研究的是視覺(jué)表征在改善兩個(gè)或兩個(gè)以上的人之間的知識(shí)創(chuàng)造與傳遞中的應(yīng)用。這樣一來(lái)，知識(shí)可視化是指所有可以用來(lái)建構(gòu)和傳遞復(fù)雜見(jiàn)解的圖解手段。”知識(shí)可視化超越了基本的事實(shí)傳遞，通過(guò)提供比信息可視化更加豐富的、表達(dá)用戶(hù)所知道內(nèi)容的方式，其目標(biāo)在于傳遞觀點(diǎn)、經(jīng)驗(yàn)、態(tài)度、價(jià)值、期望、看法、意見(jiàn)和預(yù)測(cè)等，并且通過(guò)這種方式幫助他人重構(gòu)并正確地理解和應(yīng)用這些知識(shí)。

(二)知識(shí)可視工具具有以下幾種類(lèi)型

1.概念圖。概念圖是康奈爾大學(xué)的若瓦克(J.D.Novak)博士等(1984)根據(jù)奧蘇伯爾(DavidP.Ausubel)的有意義學(xué)習(xí)理論提出的一種教學(xué)技術(shù)。它通常將某一主題的有關(guān)概念置于圓圈或方框中，然后用連線將相關(guān)概念和命題連接，連線上標(biāo)明兩個(gè)概念間的意義關(guān)系。這種知識(shí)可視化方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于知識(shí)的體系結(jié)構(gòu)一目了然地表達(dá)出來(lái)，還突出表現(xiàn)了知識(shí)體系的層次結(jié)構(gòu)。

2.認(rèn)知地圖。認(rèn)知地圖也被稱(chēng)為因果圖，是以個(gè)體建構(gòu)理論為基礎(chǔ)提出的，其中的“想法”都是通過(guò)帶箭頭的連接線連起來(lái)，但連接上沒(méi)有連接詞，連接線的隱含意思是“因果關(guān)系”或“導(dǎo)致”，且沒(méi)有層次的限制。認(rèn)知地圖主要用于幫助人們規(guī)劃工作，促進(jìn)小組的決策。

3.語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)。語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)Fisher(1990)將其定義為節(jié)點(diǎn)和連接組成的網(wǎng)絡(luò)，有連接詞但不嚴(yán)格限制在層次結(jié)構(gòu)上。與概念圖一樣，語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)以概念和有意義的、不受限的連接詞為基礎(chǔ)，形成基本的實(shí)例或命題。

4.思維導(dǎo)圖。思維導(dǎo)圖最初是20世紀(jì)60年代英國(guó)人托尼·巴贊創(chuàng)造的一種筆記方法。其初始目的只是為了改進(jìn)筆記方法，它的作用和威力還是在日后的研究和應(yīng)用中不斷顯現(xiàn)出來(lái)，并廣泛應(yīng)用于個(gè)人、家庭、教育和企業(yè)。托尼·巴贊認(rèn)為思維導(dǎo)圖是對(duì)發(fā)散性思維的表達(dá)，是一種非常有用的圖形技術(shù)。

5.思維地圖。思維地圖是由(David－Hyerle)博士開(kāi)發(fā)的幫助學(xué)習(xí)的語(yǔ)言。在這種語(yǔ)言中，教師和學(xué)生一共使用8種圖，用以幫助閱讀理解、寫(xiě)作過(guò)程問(wèn)題解決、思維技巧提高。這8種圖都是以基本的認(rèn)知技巧為基礎(chǔ)的，這些技巧包括比較和對(duì)比、排序、歸類(lèi)和因果推理。學(xué)生在建構(gòu)知識(shí)時(shí)要使用多個(gè)圖來(lái)提高基本的閱讀、寫(xiě)作、教學(xué)以及問(wèn)題解決能力和高級(jí)思維能力。

二、高校專(zhuān)業(yè)教育現(xiàn)狀

一是外界信息環(huán)境的變化對(duì)高校專(zhuān)業(yè)教育的沖擊和影響。隨著人類(lèi)信息量、知識(shí)量的迅速增長(zhǎng)，如何對(duì)它們進(jìn)行有效的管理、呈現(xiàn)和傳播成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。高校作為知識(shí)傳播和創(chuàng)造的重要基地，如何學(xué)習(xí)和應(yīng)用現(xiàn)代可視化技術(shù)，深入高效地開(kāi)發(fā)、組織、管理、傳播高校自身豐富的知識(shí)資源服務(wù)社會(huì)，成為未來(lái)高校教育承擔(dān)社會(huì)責(zé)任的重中之重。

二是高校專(zhuān)業(yè)教育本身發(fā)展的要求。傳統(tǒng)的應(yīng)試型教育已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、創(chuàng)新型社會(huì)的要求。素質(zhì)教育對(duì)高校專(zhuān)業(yè)教育的實(shí)行及其效果提出了更高的要求，教育更應(yīng)傳授給學(xué)生一種自我學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的觀念和方法。相應(yīng)地，在教學(xué)中讓學(xué)生形成對(duì)其所學(xué)專(zhuān)業(yè)的整體化、系統(tǒng)化的認(rèn)識(shí)將更為重要。這將大大推動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、創(chuàng)造性和積極性，也有利于學(xué)生形成自己的知識(shí)體系，并不斷對(duì)其進(jìn)行完善與更新。因此，大學(xué)教育不是單純的具體知識(shí)的灌輸，而是傳授學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)技能，幫助他們建構(gòu)合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

三是高校專(zhuān)業(yè)教育存在的問(wèn)題。面對(duì)信息量、知識(shí)量迅速增長(zhǎng)的時(shí)代現(xiàn)實(shí)，高校教育作為為社會(huì)培養(yǎng)和輸送專(zhuān)業(yè)人才的教育基地，如何改變教育理念，優(yōu)化教育方法和教育手段，不斷適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，培養(yǎng)出一批具有合理知識(shí)結(jié)構(gòu)、較強(qiáng)學(xué)習(xí)能力的創(chuàng)新型人才，成為社會(huì)和全體教育工作者普遍關(guān)注的重大問(wèn)題。目前，高校專(zhuān)業(yè)教育的現(xiàn)實(shí)還存在很多問(wèn)題。例如：沒(méi)有高效、優(yōu)質(zhì)的方法向?qū)W生介紹學(xué)科專(zhuān)業(yè)的整體知識(shí)體系及相互間的關(guān)聯(lián)；學(xué)生只關(guān)注具體知識(shí)的掌握，往往是一盤(pán)散沙，不能形成對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的宏觀、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，不能構(gòu)成自己的知識(shí)譜系等。

三、知識(shí)可視化技術(shù)在高校專(zhuān)業(yè)教育中的應(yīng)用

第一，利用知識(shí)可視化技術(shù)將隱性知識(shí)轉(zhuǎn)化為顯性知識(shí)。隱性知識(shí)是指隱藏在人們大腦之中的，尚未表現(xiàn)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)、觀點(diǎn)、意見(jiàn)、態(tài)度、期望、價(jià)值觀等。知識(shí)可視化可以將人們頭腦中的隱性知識(shí)轉(zhuǎn)換為顯性知識(shí)，參與知識(shí)組織、交流、溝通、學(xué)習(xí)和創(chuàng)新。

第二，為課堂教學(xué)內(nèi)容提供生動(dòng)的可視化呈現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)家關(guān)于人類(lèi)獲取信息來(lái)源的心理實(shí)驗(yàn)證實(shí)，人類(lèi)獲取外界的信息中有85％要通過(guò)視覺(jué)。知識(shí)可視化技術(shù)將知識(shí)文本的線形表達(dá)，實(shí)現(xiàn)圖形的、符號(hào)的、化復(fù)為簡(jiǎn)的圖像表達(dá)，將靜態(tài)知識(shí)以動(dòng)態(tài)的知識(shí)呈現(xiàn)，從而直觀生動(dòng)地展示教學(xué)過(guò)程，沖擊視覺(jué)神經(jīng)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶與理解。

第三，整理思路，使思路清晰。對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題或不確定的想法，通過(guò)映射、畫(huà)出問(wèn)題中的元素，可以產(chǎn)生一種比較明晰的思路，使用可視化的模型，如采用思維地圖等，這樣既能給學(xué)生呈現(xiàn)一個(gè)思維過(guò)程，使學(xué)生可以通過(guò)思維導(dǎo)圖理清思維的脈絡(luò)，又能夠構(gòu)造一個(gè)清晰的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，使學(xué)生把整個(gè)概念體系勾勒清晰。

第四，整合各類(lèi)知識(shí)，優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)。視覺(jué)信息可以和大腦中已有的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來(lái)，從而優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)。概念圖的運(yùn)用就是一個(gè)很好的例子。概念圖有助于學(xué)習(xí)者把握某個(gè)知識(shí)領(lǐng)域的全貌，將新觀念與其已有的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，將知識(shí)融會(huì)貫通。

第五，促進(jìn)知識(shí)交流與協(xié)作。個(gè)人創(chuàng)作圖形代表了建構(gòu)信息或觀念的一種可能方式，這是可以用來(lái)和別人共同分享的東西。由一組人創(chuàng)作的圖形代表了群組的觀念。可視化形式可以及時(shí)將分散在個(gè)人頭腦中的靈感組合成一個(gè)整體性的結(jié)構(gòu)，學(xué)生在小組學(xué)習(xí)時(shí)，常常會(huì)就某一問(wèn)題展開(kāi)討論，集合眾人的想法，此時(shí)，知識(shí)可視化是一項(xiàng)得力的工具。