基于“圖解”的可視化教學(xué)設(shè)計(jì)研究*
——以《圖形處理》課程為例

陳 煥，劉勝杰

（呼和浩特職業(yè)學(xué)院 美術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特010070）

一、引言

近十幾年來，國(guó)內(nèi)學(xué)者關(guān)于可視化教學(xué)設(shè)計(jì)的研究主要圍繞兩條主線：可視化教學(xué)設(shè)計(jì)方法論研究和可視化教學(xué)技術(shù)的應(yīng)用和開發(fā)研究，兩條主線既有并行也有交叉，具體表現(xiàn)為幾個(gè)方向：專業(yè)課程可視化教學(xué)設(shè)計(jì)、可視化教學(xué)資源開發(fā)、可視化工具在教學(xué)中的應(yīng)用、可視化教學(xué)模型和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)開發(fā)等等。在這些研究中，既有宏觀層面的研究，例如動(dòng)態(tài)交互教學(xué)平臺(tái)的開發(fā)、對(duì)課程教學(xué)活動(dòng)的可視化；也包括微觀層面的研究，例如教學(xué)案例的可視化。這些研究既依托于教學(xué)團(tuán)隊(duì)自身的教育理論知識(shí)水平、教育信息技術(shù)能力、專業(yè)課程知識(shí)結(jié)構(gòu)，以及對(duì)這三者的綜合能力，也依托于教學(xué)團(tuán)隊(duì)所能觸及的教育信息資源環(huán)境水平（硬件和軟件）。在這些研究中應(yīng)用到的各種可視化工具，間接地體現(xiàn)出不同使用者信息技術(shù)背景和資源水平的差異，而以概念圖和思維導(dǎo)圖等圖解形式作為常用可視化教學(xué)設(shè)計(jì)工具的現(xiàn)象，既是由于思維導(dǎo)圖和概念圖在思維可視化和知識(shí)整合方面的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)使然，也是由于教學(xué)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和可視化的技術(shù)屬性所決定。

教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)是一個(gè)宏觀而復(fù)雜的規(guī)劃過程，是教師授課前在系統(tǒng)分析課程教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)者、教學(xué)內(nèi)容的前提下，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行選取、組織和順序安排，制定教學(xué)策略，整合教學(xué)諸要素，為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行的計(jì)劃性和決策性活動(dòng)。具體包括教學(xué)情境設(shè)計(jì)、教學(xué)目標(biāo)制定、教學(xué)方法和媒體的選擇應(yīng)用、教學(xué)評(píng)價(jià)方式設(shè)計(jì)、教學(xué)問題設(shè)計(jì)、教學(xué)案例設(shè)計(jì)等等。教學(xué)設(shè)計(jì)的可視化(visualization)正是指利用各類可視語言將復(fù)雜的教學(xué)設(shè)計(jì)過程和思想以更加直觀的方式在計(jì)算機(jī)屏幕或紙本上直接表征出來[1]。應(yīng)用圖解作為可視化工具，可以便捷地把課程教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)過程進(jìn)行結(jié)構(gòu)化和體系化，其操作方式簡(jiǎn)單易用、直接直觀，表征形式豐富多樣、通用性強(qiáng)，不必受限于使用者是否具備專業(yè)信息技術(shù)背景?？梢暬夹g(shù)的本意在于為教學(xué)增效，使學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)復(fù)雜問題變得容易。同理，教師在選擇可視化工具進(jìn)行課程教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，也不應(yīng)受限于外部環(huán)境資源的多寡和自身信息技術(shù)的背景差異。

基于此，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，首先用概括與分類的方式對(duì)可視化和圖解這兩大概念進(jìn)行了闡釋，并對(duì)圖解的低技術(shù)屬性及其表現(xiàn)形式進(jìn)行了解析；然后結(jié)合《圖形處理》課程可視化教學(xué)設(shè)計(jì)研究成果，分析和展示了不同教學(xué)階段所用圖解案例的設(shè)計(jì)思路和教學(xué)效用。以期更多教師能夠了解圖解作為可視化教學(xué)工具的實(shí)用價(jià)值，并能學(xué)習(xí)使用圖解進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，提升教學(xué)效果。

二、可視化概述

國(guó)內(nèi)外關(guān)于可視化的概念眾多，2013年，李芒等人在《可視化教學(xué)設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用》一文中對(duì)可視化的主要概念做了較為全面的綜述，并對(duì)可視化教學(xué)設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的關(guān)聯(lián)性提出了質(zhì)疑[2]。然而，在可視化教學(xué)設(shè)計(jì)的發(fā)展路徑當(dāng)中，將計(jì)算機(jī)技術(shù)整合到教學(xué)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中乃是大勢(shì)所趨，即便說“可視化教學(xué)設(shè)計(jì)就是運(yùn)用一切可能的圖示（或者圖解）方法對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)的所有環(huán)節(jié)進(jìn)行分析處理，形成教學(xué)的實(shí)施方案”，[2]圖解方法仍然無法擺脫與計(jì)算機(jī)技術(shù)的緊密關(guān)聯(lián)，這是因?yàn)?1世紀(jì)的學(xué)習(xí)是基于信息的學(xué)習(xí)，在全球信息化變革的浪潮中，教育改革越來越多地與怎樣利用信息技術(shù)幫助學(xué)習(xí)者深入學(xué)習(xí)聯(lián)系起來，正是在教育信息化改革的大背景下，可視化教學(xué)設(shè)計(jì)的研究得以出現(xiàn)和發(fā)展，混合式教學(xué)環(huán)境、數(shù)字媒體社會(huì)化，都展現(xiàn)著可視化教學(xué)發(fā)展的技術(shù)前景，可視化本身就是從計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域衍生出來的一門技術(shù)，對(duì)可視化教學(xué)設(shè)計(jì)的研究也必然依托于可視化的技術(shù)本質(zhì)。

1.可視化的技術(shù)本質(zhì)

可視化從字面上理解，意思是“使……變得可見”，……是指復(fù)雜的、快速的，人們難以通過直接觀察而獲得的現(xiàn)象、活動(dòng)，包括內(nèi)隱的思維、觀念等這類難以使用文本語言形象表述的信息。變得可見則具有雙重含義：如何可見和對(duì)誰可見。如何可見是指通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來創(chuàng)建圖形圖像、視覺模型與模擬、動(dòng)態(tài)交互等視覺手段，實(shí)現(xiàn)信息集成，把信息表征出來，這是信息加工的過程，即信息輸入；對(duì)誰可見則是指信息輸出，是指這些加工完成的視覺信息要傳達(dá)給學(xué)習(xí)者，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者快速讀取和深入理解信息。因此，可視化的技術(shù)本質(zhì)包含如下三重含義：

（1）可視化是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的信息加工工具（技術(shù)）

可視化是對(duì)不可視信息、不可言傳信息的技術(shù)加工，在這個(gè)加工過程中，需要借助于各種計(jì)算機(jī)技術(shù)把這類信息轉(zhuǎn)化成視覺材料，例如：運(yùn)用軟件iMindMap繪制思維導(dǎo)圖，既要學(xué)習(xí)思維導(dǎo)圖的繪制原理（技術(shù)），也要習(xí)得iMindMap軟件這門技術(shù)；即便是手工繪制概念圖，也要學(xué)習(xí)如何繪制概念圖這門技術(shù)，而手工繪圖在識(shí)別性方面相對(duì)于計(jì)算機(jī)制圖顯然處于劣勢(shì)。

（2）可視化是基于人類視覺感知的信息加工過程

這些視覺材料的加工根基于人類視覺感知的基本處理過程，比如密切相關(guān)的要素間的空間接近性和使用箭頭指示方向或移動(dòng)（Tversky，1995；2001）[3]。

（3）可視化是用來提升學(xué)習(xí)者認(rèn)知水平的一種工具

相對(duì)于文本，視覺手段傳遞信息更加有效，視覺信息需要較少的工作記憶和認(rèn)知轉(zhuǎn)換來處理信息并做出推論[3]。也就是說，可視化的根本目的在于減輕學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷并促進(jìn)學(xué)習(xí)者理解信息，提升學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平。

2.可視化的分類

為了進(jìn)一步理解和闡釋可視化，本文對(duì)可視化做了如下分類：

（1）按照可視化的表現(xiàn)形式分類

目前常見的可視化形式主要分為靜態(tài)可視化與動(dòng)態(tài)可視化兩種表現(xiàn)形式，靜態(tài)可視化是指靜態(tài)圖像，比如概念圖、思維導(dǎo)圖等圖解形式就屬于靜態(tài)圖像；動(dòng)態(tài)可視化是指動(dòng)態(tài)圖像，比如動(dòng)圖、動(dòng)畫、視頻、動(dòng)態(tài)交互等。結(jié)合技術(shù)，靜態(tài)圖像也可以進(jìn)一步加工為動(dòng)態(tài)圖像。在教學(xué)中，靜態(tài)可視化主要用于幫助學(xué)習(xí)者獲取和觀看穩(wěn)定的信息，學(xué)習(xí)者可以自己控制閱讀解釋的速率，能夠隨時(shí)回顧信息，進(jìn)而強(qiáng)化認(rèn)知和記憶；動(dòng)態(tài)可視化常用于解釋復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過程（化學(xué)反應(yīng)、操作流程、活動(dòng)情景等），還有一些難以從靜態(tài)圖像中推知的信息，能夠帶給學(xué)習(xí)者更深層次的認(rèn)知，并能通過互動(dòng)和回應(yīng)促進(jìn)學(xué)習(xí)者構(gòu)建新知識(shí)和解決問題。

（2）按照可視化形式的運(yùn)行機(jī)制——實(shí)現(xiàn)技術(shù)的難度分類

可視化形式的運(yùn)行機(jī)制是指實(shí)現(xiàn)靜態(tài)可視化或動(dòng)態(tài)可視化需要運(yùn)用的軟件、網(wǎng)頁(yè)、平臺(tái)等工具和技術(shù)手段。按照實(shí)現(xiàn)技術(shù)的復(fù)雜程度，可分為低技術(shù)可視化和高技術(shù)可視化。

低技術(shù)可視化主要指如概念圖和思維導(dǎo)圖等圖解之類的靜態(tài)圖像，以及制作這些圖形圖像需要的網(wǎng)頁(yè)、通用軟件等工具，其主要特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)可視化的技術(shù)難度低、簡(jiǎn)單易用、通用性強(qiáng)、普及率高。例如教學(xué)中普及率最高的PPT演示軟件，它在企業(yè)里也常被用于內(nèi)部培訓(xùn)和信息交流，PPT雖然主要被用于基于線性思維的文本信息演示，但是它也可以用來制作圖解，并能添加動(dòng)效；Word軟件里的圖示工具和各種結(jié)構(gòu)圖模板也同樣可用于制作教學(xué)圖解，使用起來非常便捷。高技術(shù)可視化是指動(dòng)圖、動(dòng)畫、視頻、動(dòng)態(tài)交互可視化，以及制作這些圖形圖像需要的網(wǎng)頁(yè)、專業(yè)軟件等工具和技術(shù)手段，其主要特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)可視化的技術(shù)難度高、較為復(fù)雜、專業(yè)性強(qiáng)、普及率低。例如運(yùn)用Camtasia Studio制作微課程就屬于高技術(shù)可視化，它在操作上費(fèi)時(shí)費(fèi)力，既需要自行下載（購(gòu)買）、安裝，還要學(xué)習(xí)軟件教程。因?yàn)椴⒉皇敲總€(gè)教師都有能力和條件掌握（或購(gòu)買）專業(yè)技術(shù)（軟件），所以一些高技術(shù)可視化教學(xué)資源通常會(huì)采用付費(fèi)外包給專業(yè)制作公司制作的方式，或者由跨專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)一起合作來實(shí)現(xiàn)。低技術(shù)可視化和高技術(shù)可視化的特點(diǎn)如圖1所示。

圖1 低技術(shù)可視化與高技術(shù)可視化的特點(diǎn)

可視化技術(shù)的高低劃分并不存在絕對(duì)界限，隨著技術(shù)進(jìn)一步智能化和普及率的提升，高技術(shù)可視化會(huì)向低技術(shù)可視化發(fā)生遷移。同時(shí)，不同使用者因其自身的技術(shù)背景差異對(duì)可視化技術(shù)的高低也會(huì)有認(rèn)知差異。

圖解從表現(xiàn)形式上來講，是靜態(tài)可視化，在運(yùn)行機(jī)制上屬于低技術(shù)可視化，其優(yōu)勢(shì)在于在資源獲取和實(shí)現(xiàn)表達(dá)兩方面都相對(duì)容易，這也是圖解被廣泛應(yīng)用于教育教學(xué)等領(lǐng)域的重要原因。

三、圖解的界定

本文主要依據(jù)廣義的圖解概念、圖解的構(gòu)成要素對(duì)其涵蓋范圍進(jìn)行界定，劃分并列舉一些教學(xué)設(shè)計(jì)中較為常見的圖解類型。

1.圖解的定義

廣義的圖解（Diagram）是指通過使用圖形、圖畫來分析和闡釋主題的各種表現(xiàn)形式。

不同于傳統(tǒng)意義的線性文本，圖解是通過運(yùn)用圖形、圖畫對(duì)復(fù)雜信息的功能性整理和視覺化。圖解實(shí)質(zhì)是一種簡(jiǎn)化信息的“結(jié)構(gòu)圖”，能夠簡(jiǎn)單清晰地呈現(xiàn)出信息全貌。對(duì)學(xué)習(xí)者來講，僅僅出示一張結(jié)構(gòu)圖就能使他們了解大量的知識(shí)本質(zhì)，這些不僅僅是把一系列相關(guān)觀點(diǎn)松散地連接在一起，而是組成一個(gè)相關(guān)范疇的類別和原理的緊致的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)[3]。正所謂“一圖勝千言”，在幫助學(xué)習(xí)者獲取知識(shí)和記憶知識(shí)方面，圖解是一種清晰有效的可視化教學(xué)手段。

2.圖解的構(gòu)成要素

圖解是由圖（幾何形狀、線條、箭頭、圖標(biāo)、圖形符號(hào)、圖片、插畫）、文（關(guān)鍵詞、數(shù)字、標(biāo)題、短句/段落）、色三大要素構(gòu)成，它們的構(gòu)成關(guān)系如圖2所示。雖然叫做“圖解”，但是在圖解當(dāng)中，文字和圖形扮演著同等重要的角色，二者必須結(jié)合使用來幫助學(xué)習(xí)者領(lǐng)會(huì)和認(rèn)知信息；而圖形和文字又同是色彩的載體，需要通過色彩來區(qū)分不同類別的信息，以及運(yùn)用色彩的情感屬性提升學(xué)習(xí)者對(duì)信息的感受性。

圖2 圖解的構(gòu)成要素

3.圖解的表現(xiàn)形式

圖解有諸多表現(xiàn)形式，本文無法一應(yīng)俱全，文中列舉展示的主要是在教學(xué)中應(yīng)用較為廣泛的幾種圖解類型，如概念圖、思維導(dǎo)圖、表格、金字塔圖、雷達(dá)圖、流程圖、維恩圖、餅圖、柱形圖以及圖文內(nèi)容表達(dá)更為豐富的信息圖等（見表1）。因?yàn)樾畔D并不拘泥于某種既定形式，因此在表中僅用文字來表述。

表1 圖解的表現(xiàn)形式

表1僅僅展示了不同圖解類型的框架結(jié)構(gòu)，以便于讀者對(duì)各類圖解的直觀認(rèn)知。按照結(jié)構(gòu)的差別，圖解可分類為層形結(jié)構(gòu)、列形結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、放射結(jié)構(gòu)、復(fù)合結(jié)構(gòu)等。表1中列出的每種圖解還包括多種變體，如流程圖根據(jù)過程的不同可分為循環(huán)流程圖、順序流程圖等，根據(jù)專業(yè)的不同又可分為業(yè)務(wù)流程圖、程序流程圖、數(shù)據(jù)流程圖等。不同類型的圖解，是由不同的思維邏輯形成的不同的信息組織結(jié)構(gòu)，通過空間形式的變化來表達(dá)各個(gè)概念（或思想觀點(diǎn)）之間的平行、遞進(jìn)、對(duì)比、包含、環(huán)繞、趨勢(shì)等關(guān)系。關(guān)于各類圖解的功用，可參見2010年李建年《試論可視化認(rèn)知工具在大學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用——促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的方法》一文中的可視化認(rèn)知工具一覽表[4]和2005年熊頻、胡小勇《可視化思維支架：概念圖研究的新視角》一文中的常見圖形組織器類型[5]。這兩篇文章中提到的可視化認(rèn)知工具和圖形組織器其實(shí)質(zhì)就是圖解，概念的差別在于前者是依據(jù)認(rèn)知心理學(xué)等理論進(jìn)行的定義，而本文則是從其本質(zhì)進(jìn)行的界定。

同樣的圖解形式會(huì)被應(yīng)用于不同行業(yè)，例如雷達(dá)圖最早是用來評(píng)估日本企業(yè)界的綜合實(shí)力而采用的一種財(cái)務(wù)狀況綜合評(píng)價(jià)方法，而現(xiàn)在它也可以用于消費(fèi)者心理分析、設(shè)計(jì)風(fēng)格定位等多屬性體系結(jié)構(gòu)對(duì)象的全局性、整體性評(píng)價(jià)。而同樣的主題也可采用不同的圖解結(jié)構(gòu)類型來進(jìn)行信息組織與可視表達(dá)，或是不囿于已有形式來自行設(shè)計(jì)，如圖2即是維恩圖和放射結(jié)構(gòu)結(jié)合設(shè)計(jì)的一個(gè)新型圖解，形狀設(shè)計(jì)整體看起來像兩只眼睛，既是為了體現(xiàn)圖形和文字的同等重要關(guān)系，又以此寓意圖解的視覺傳達(dá)功能。這種不拘泥于既定形式的特性也是圖解的發(fā)展趨勢(shì)和優(yōu)勢(shì)所在，圖解因其自由多樣的表現(xiàn)形式，可以為不同教學(xué)設(shè)計(jì)者的功能需求和使用偏好提供選擇的便利。

四、圖解在《圖形處理》課程教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

那么，在教學(xué)設(shè)計(jì)中圖解是怎樣實(shí)現(xiàn)其可視化教學(xué)設(shè)計(jì)工具的作用呢？筆者通過解析《圖形處理》課程教學(xué)前、中、后三個(gè)階段分別設(shè)計(jì)制作的一些圖解案例，來展示不同圖解的設(shè)計(jì)思路和教學(xué)效用。《圖形處理》是一門基于矢量軟件（CorelDRAW或IIlustrator）的圖形繪制與設(shè)計(jì)的技能型課程。該課程可服務(wù)于平面廣告設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)、產(chǎn)品效果圖繪制等專業(yè)領(lǐng)域 （以下簡(jiǎn)稱為課程）。

1.圖解在課程教學(xué)預(yù)設(shè)階段的應(yīng)用

40多年前，奧蘇貝爾提出“先行組織者”這一概念，認(rèn)為它適用于課前任何以圖形式出現(xiàn)的引導(dǎo)性材料，無論是流程圖、圖表、表格、模型、網(wǎng)絡(luò)、地圖或者其他[3]。圖解應(yīng)用在教學(xué)預(yù)設(shè)階段，即是作為一種先行組織者，可用于學(xué)情分析、課程定位、教學(xué)內(nèi)容的分析與組織、制定教學(xué)大綱、為學(xué)習(xí)者提供知識(shí)組織結(jié)構(gòu)圖等。

這個(gè)階段的圖解設(shè)計(jì)是一個(gè)化整為零、化零為整的解構(gòu)與重構(gòu)過程，是通過對(duì)教學(xué)諸要素全面的分析分解，把教學(xué)的主體性知識(shí)以及知識(shí)之間的關(guān)系進(jìn)行框架搭建和結(jié)構(gòu)組織的過程。以圖3來解釋該復(fù)雜過程。

圖3中的圖解①是課程教學(xué)設(shè)計(jì)包括的基本要素分解圖，是對(duì)課程教學(xué)的整體解構(gòu)，課程教學(xué)設(shè)計(jì)一般包含五個(gè)分項(xiàng)，在此基礎(chǔ)之上可以再細(xì)分為十個(gè)基本要素，這張圖解對(duì)于多數(shù)課程都具有普適性。圖解②是其中一項(xiàng)基本要素解析的例舉——課程定位分析圖，通過這張圖解我們可以直觀理解《圖形處理》課程在廣告設(shè)計(jì)與制作專業(yè)課程體系中承前啟后的關(guān)系定位。圖解③是教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)圖，從這張圖中可以看到教學(xué)諸要素之間的緊密關(guān)聯(lián)，正是基于前幾項(xiàng)要素的分析結(jié)果，以此為限定條件來嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)置課程教學(xué)內(nèi)容；而教學(xué)內(nèi)容的框架搭建又依據(jù)不同教學(xué)情境分為四個(gè)組塊，每個(gè)情境中又分別設(shè)定獨(dú)立的任務(wù)模塊，通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容的碎塊化和模塊化，以由簡(jiǎn)到繁、循序漸進(jìn)、層級(jí)遞進(jìn)的知識(shí)關(guān)系形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的教學(xué)流程。這樣的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置方式使得教學(xué)任務(wù)實(shí)施非常靈活，無論是用于不同的矢量圖形軟件教學(xué)，還是用于不同專業(yè)的教學(xué)需求，都能彈性應(yīng)對(duì)。

在結(jié)構(gòu)組織方面，圖解①選用了層級(jí)結(jié)構(gòu)形式，圖解②是以流程圖結(jié)合放射結(jié)構(gòu)形式，圖解③則是樹狀圖結(jié)合流程圖，并以植物生長(zhǎng)和灌溉系統(tǒng)的造型來寓意學(xué)生培育的成長(zhǎng)過程。色彩的作用在于分類和分區(qū)，加強(qiáng)視覺感知。課程教學(xué)的每一項(xiàng)基本要素都可以通過這樣的圖解方式來分析和表達(dá)。

在實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面，這幾張圖解都是在PPT里完成的，僅需使用它的繪圖工具、基本形狀、顏色填充等常用工具就可以完美呈現(xiàn)，即便是更加豐富的表達(dá)效果，或者制作一些高密度信息圖類的教學(xué)圖解，PPT也都可以勝任。但是如果需要單張高清的圖片格式（JPG、PNG等），則需另行選用相對(duì)專業(yè)的繪圖軟件來完成。

在教學(xué)預(yù)設(shè)階段運(yùn)用圖解，能夠直觀呈現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)者的思維和想法，不同于概述和總結(jié)，它能夠把課程知識(shí)之間的結(jié)構(gòu)層次關(guān)系很好地描繪與展示出來，不僅能幫助教師全面檢視自己的課程設(shè)計(jì)是否是一個(gè)合理的結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)又方便學(xué)習(xí)者全面認(rèn)識(shí)教學(xué)過程的全貌。

圖3 《圖形處理》課程教學(xué)設(shè)計(jì)圖解

2.圖解在課程教學(xué)實(shí)施階段的應(yīng)用

圖解在教學(xué)實(shí)施階段的用途同樣廣泛，可以用于概念釋義、教學(xué)案例闡釋、章節(jié)概要、數(shù)據(jù)對(duì)比分析等內(nèi)容的可視化表達(dá)。在《圖形處理》課程教學(xué)當(dāng)中，教師會(huì)為學(xué)生操作演示大量的圖形繪制案例，并且會(huì)把重點(diǎn)案例錄制成視頻方便學(xué)生課下自學(xué)，既然已經(jīng)有了視頻教程這樣的動(dòng)態(tài)可視化資源，為什么還會(huì)應(yīng)用到圖解呢？圖4展示的這個(gè)教學(xué)案例圖解，是對(duì)圖形對(duì)象繪制過程的重點(diǎn)提要，圖中把圖形對(duì)象的構(gòu)成元素進(jìn)行了分解，目的是教會(huì)學(xué)生把一個(gè)圖形理解為多個(gè)基本形狀和圖層的組合構(gòu)成，學(xué)生首先要學(xué)會(huì)對(duì)圖形進(jìn)行正確的分析分解，才能學(xué)會(huì)運(yùn)用基本形狀工具來實(shí)現(xiàn)造形，這是圖形設(shè)計(jì)當(dāng)中非常重要的學(xué)習(xí)方法——形體分解法。如果學(xué)生單是觀看視頻，視頻雖然能詳盡演示案例的操作過程，卻沒有展示思考分析的過程，這會(huì)讓學(xué)生不自主地把注意力集中在制圖步驟和工具使用上面，而對(duì)圖形的構(gòu)成卻沒有深入的理解，那么在后期的深度學(xué)習(xí)當(dāng)中就很難發(fā)生知識(shí)遷移與學(xué)會(huì)舉一反三。同時(shí)，這樣的圖解對(duì)于軟件基礎(chǔ)較好的學(xué)生而言更為節(jié)省時(shí)間，僅看這一張圖中所呈現(xiàn)的知識(shí)要點(diǎn)即可掌握要領(lǐng)，既方便記憶又能隨時(shí)回顧與思考，而且節(jié)省時(shí)間。而對(duì)于軟件基礎(chǔ)不足的學(xué)生，單獨(dú)呈現(xiàn)這張圖解則會(huì)使其不得要領(lǐng)，需要結(jié)合視頻教程逐步演示學(xué)習(xí)更為有效。

圖4 《圖形處理》課程教學(xué)案例圖解

3.圖解在課程教學(xué)評(píng)價(jià)階段的應(yīng)用

圖解在教學(xué)評(píng)價(jià)階段可以用于教學(xué)結(jié)果呈現(xiàn)、班級(jí)成績(jī)分析等方面，目的在于通過信息視覺化幫助教師客觀準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)教學(xué)效果，同時(shí)也可以加深學(xué)生的自我認(rèn)知。教師對(duì)自我教學(xué)效果的分析主要依據(jù)形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)來進(jìn)行。教學(xué)和評(píng)價(jià)是一個(gè)相互依存的整體，在課程教學(xué)的各個(gè)階段，教師都要通過教學(xué)評(píng)價(jià)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并為學(xué)生提供行之有效的反饋意見，進(jìn)而提高教學(xué)的有效性，這類評(píng)價(jià)屬于形成性評(píng)價(jià)。而終結(jié)性評(píng)價(jià)則是課程最后考評(píng)學(xué)生能力并記錄存檔的成績(jī)。終結(jié)性評(píng)價(jià)的視覺呈現(xiàn)方式較為常見的是柱形圖，也可使用散點(diǎn)圖。

如圖5中的圖解①，通過這張散點(diǎn)圖可以清楚地觀測(cè)到班級(jí)學(xué)生在《圖形處理》這門課程中的最終成績(jī)分布情況，但這張圖解僅能體現(xiàn)出每個(gè)學(xué)生在班級(jí)里獲得的相對(duì)于整體的分值。而圖解②則使用了折線圖來呈現(xiàn)單個(gè)學(xué)生六個(gè)由易到難的階段作業(yè)的得分情況，通過折線變化可以知悉該生的能力起點(diǎn)、在不同作業(yè)階段的技能獲得情況、學(xué)習(xí)過程的進(jìn)步情況和努力程度。如果把三個(gè)學(xué)生的分析結(jié)果重疊在一張圖解上，則使不同學(xué)生的個(gè)體差異得以體現(xiàn)（圖解③），這是形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的好方法，增強(qiáng)了整體評(píng)價(jià)的可靠性和穩(wěn)定性。當(dāng)然，圖解③適用于小范圍典型個(gè)例分析，如果是較大的班級(jí)容量則不太適用，數(shù)據(jù)過多識(shí)別性就會(huì)被削弱。

圖5 《圖形處理》課程成績(jī)圖解

五、結(jié)束語

在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，除卻各大院校自主開發(fā)或定制的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，教師在日?？蛇x擇使用的線上線下可視化教學(xué)工具也層出不窮，如：思維導(dǎo)圖制作軟件 iMindMap，微課制作工具 ShowMe、Educreations、汗微·微課寶等，但這類工具優(yōu)先服務(wù)于iPad、iPhone的使用者，還有一些僅提供在線編輯功能，如果需要保存文件則需要付費(fèi)使用，語言也多以英文為主。而一些更高級(jí)的技術(shù)還需要最新的計(jì)算機(jī)硬件支持，這些花費(fèi)對(duì)于普通師生都太昂貴了。再就是對(duì)于信息技術(shù)水平不高的教師而言，許多軟件操作起來困難重重，需要花費(fèi)較高的時(shí)間成本，教學(xué)思維也會(huì)因此受到干擾。除卻這些人力物力的成本因素，技術(shù)手段也并不是越高端就越有效，無論采用何種高端技術(shù)去實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)可視化，都需要以合理建構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容為前提，而在建構(gòu)教學(xué)框架、結(jié)構(gòu)化教學(xué)內(nèi)容方面，圖解的教學(xué)效用是顯而易見的：從設(shè)計(jì)者（教師）的角度而言，圖解在技術(shù)操作上簡(jiǎn)單易上手，既能為教師節(jié)省時(shí)間和金錢，又能避免文本敘事型授課的過度填充和低效能；從學(xué)習(xí)者的角度而言，圖解在認(rèn)知和理解信息方面簡(jiǎn)潔明了，能為其展示學(xué)科知識(shí)體系的層級(jí)結(jié)構(gòu)圖，并能幫助其搭建自己的認(rèn)知架構(gòu)，促進(jìn)其大腦視覺想象力的發(fā)展。雖然圖解在結(jié)果呈現(xiàn)上看起來很簡(jiǎn)單，但其設(shè)計(jì)構(gòu)思過程卻非常復(fù)雜，需要大量翻閱教學(xué)資料、收集教學(xué)資源、學(xué)習(xí)視覺傳達(dá)的相關(guān)知識(shí)、畫草圖、推敲結(jié)構(gòu)關(guān)系等等。而這些工作內(nèi)容，才是真正能夠有效提升教師信息素養(yǎng)和教學(xué)水平的“教育技術(shù)”。在教學(xué)設(shè)計(jì)的路途中，提升教學(xué)效果是一個(gè)漸進(jìn)的過程，而學(xué)習(xí)使用圖解作為可視化教學(xué)工具也是如此，期待圖解能夠成為每位教師的教學(xué)利器。