教學(xué)溝通情境下的知識可視化研究

文/米曉翰（四川大學(xué)）

一、知識可視化研究的現(xiàn)狀分析

1997 年至2017 年，計算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、社會學(xué)、行為學(xué)和教育學(xué)領(lǐng)域是國外知識可視化研究的主戰(zhàn)場，以計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域為主，側(cè)面反映知識可視化和計算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域密切相關(guān)。知識可視化的目標(biāo)在促進(jìn)知識交流和傳播上有很大的作用，所以，知識可視化的研究重點是人的行為和心理。因此，心理學(xué)、社會學(xué)和行為學(xué)與知識可視化研究領(lǐng)域有緊密聯(lián)系。

1997 年至2017 年，教育學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和知識管理領(lǐng)域是國內(nèi)的知識可視化研究的主戰(zhàn)場，其中教育學(xué)領(lǐng)域為主，聚焦點是教育理論與管理中的知識可視化研究和各學(xué)習(xí)層次教育中的知識可視化研究。值得一提的是國內(nèi)知識可視化第二個主要研究學(xué)科為計算機(jī)軟件與應(yīng)用領(lǐng)域，這與國際知識可視化研究重點領(lǐng)域相吻合。同時因為知識可視化在數(shù)據(jù)挖掘方面的優(yōu)勢對情報學(xué)研究有特殊價值，所以國內(nèi)知識可視化研究的第三大重點是圖書館情報學(xué)，國內(nèi)研究領(lǐng)域與國外研究領(lǐng)域最大的區(qū)別就在于此。

二、知識可視化研究理論基礎(chǔ)

（一）雙重編碼理論

雙重編碼理論認(rèn)為，知識交流有兩種渠道，即語言渠道（文字、交流）和非語言渠道（圖像、感官）。從心理學(xué)表征領(lǐng)域的角度來看，具象名詞比抽象名詞更容易理解、解釋這種現(xiàn)象，是人腦通過語言通道解碼理解抽象名詞，具象名詞可以作為語言對象的同時也可以作為非語言對象進(jìn)行解碼。

雙重編碼理論以此為基礎(chǔ)，提出人類認(rèn)知系統(tǒng)擁有兩個同時工作的認(rèn)知子系統(tǒng)——語言符號系統(tǒng)和非語言符號系統(tǒng)，這兩個編碼系統(tǒng)在獨立工作的同時也互相聯(lián)系互相影響。語言符號系統(tǒng)包括視覺、聽覺一類和語言相關(guān)的符號，這些可以詞語化的編碼包括指代具體事務(wù)或抽象概念的任何符號。舉個例子，當(dāng)我們用圖形的表征形式指代“蘋果”這個符號的時候，我們會喚起人腦對于“蘋果”這個符號的視覺表征（顏色）、觸覺表征（肌理）和其他與感官相關(guān)的共鳴。所以，在教學(xué)溝通的過程中，很多教師在授課的情境下選擇使用教具來將抽象思維以直觀可視的方式呈現(xiàn)，減少了學(xué)生接收知識信息的成本。

（二）知識可視化與信息可視化的區(qū)別

1.可視化對象不同

信息可視化的對象是虛擬數(shù)據(jù)，是非空間的。信息可視化的對象不具備幾何屬性和空間形態(tài)特征的信息，這種可視化的核心是通過計算機(jī)將圖像圖形進(jìn)行呈現(xiàn)，目的是將抽象數(shù)據(jù)具象呈現(xiàn)，用以尋找發(fā)現(xiàn)新的信息。知識可視化主要面對的是知識本身，個體經(jīng)驗作為知識的總結(jié)，在不同個體的心智模型中將不同事物和規(guī)律進(jìn)行認(rèn)知和歸納；可以解釋為知識針對于個體的某一特點目標(biāo)的推理和判斷以及個體對特點目標(biāo)的本質(zhì)認(rèn)知。以此來看，知識不僅僅是數(shù)據(jù)或信息，知識更是個體的經(jīng)驗、判斷、期望和認(rèn)知的組合。知識可視化的最終目標(biāo)就是使用可視化手段來豐富交換傳播知識的方法。

2.研究領(lǐng)域不同

信息可視化的主要領(lǐng)域集中在信息探索，目標(biāo)是簡化數(shù)據(jù)獲取的難度，讓使用者更加方便地收集數(shù)據(jù)中的規(guī)律。信息可視化的主要研究領(lǐng)域包含：可視化變量、可視化模型、符號系統(tǒng)、信息傳輸、認(rèn)知科學(xué)等。知識可視化的領(lǐng)域集中在對知識的探索，目標(biāo)是讓知識在兩個或者兩個以上的個體之間交換信息的效率更高，個體使用可視化的知識交流，交換記憶系統(tǒng)，共享心智模型。

3.理論基礎(chǔ)不同

信息可視化的核心理論基礎(chǔ)是認(rèn)知心理學(xué)和計算機(jī)圖形學(xué)，認(rèn)知心理學(xué)主要負(fù)責(zé)支持信息可視化能夠探究人如何認(rèn)知世界、感受世界的理論，而計算機(jī)圖形學(xué)提供多元的可視化手段。知識可視化的理論基礎(chǔ)則是雙重編碼理論和協(xié)同創(chuàng)造理論，從這一點出發(fā)，就從本質(zhì)上區(qū)分了信息可視化與知識可視化的區(qū)別。從雙重編碼理論的角度來看，使用可視化的方法呈現(xiàn)知識的行為對基于語言通道對知識的獲取有很大的促進(jìn)和協(xié)助作用，在降低認(rèn)知負(fù)荷的同時，也加快思維傳遞的速度。

最早的信息可視化通過設(shè)計圖紙來實現(xiàn)，發(fā)展至今天信息可視化的主要領(lǐng)域集中在計算機(jī)的交互上，由此信息可視化被定義為：計算機(jī)的支持下，用以增強(qiáng)認(rèn)知的，交互式的抽象數(shù)據(jù)的視覺表現(xiàn)。

但信息可視化但研究也存在一定局限：

（1）信息可視化研究領(lǐng)域涵蓋的范圍不包括非計算機(jī)的視覺表現(xiàn)，如設(shè)計師的草圖、研究者對某個問題建立的模型等。

（2）偏向感性類型的信息知識難以用信息可視化呈現(xiàn)，如觀點、經(jīng)驗、知識等。

（3）對于信息接收者的研究相對不足也是信息可視化研究中的一大局限。

目前心理學(xué)、教育學(xué)、傳播學(xué)等研究學(xué)者是研究知識可視化的主力軍，知識可視化也由此被促使成為一個新的可視化研究領(lǐng)域。

三、協(xié)同創(chuàng)造理論與知識可視化的聯(lián)系

（一）協(xié)調(diào)創(chuàng)造理論影響知識可視化形成的方式

促進(jìn)個體之間進(jìn)行知識交流與轉(zhuǎn)換是知識可視化的目標(biāo)之一。知識交流的阻礙會在交流者之間在文化、知識結(jié)構(gòu)等方面有差異時產(chǎn)生，參與者之間對彼此的知識結(jié)構(gòu)是否有基本的了解是消除這種阻礙的關(guān)鍵。有研究者認(rèn)為，個體與個體之間的交流互動能讓他們對相關(guān)事件產(chǎn)生高度相似的認(rèn)知和理解。共享心智模型的建構(gòu)也受個體之間交互活動分享經(jīng)驗的影響。在協(xié)同創(chuàng)造的過程中，個體與個體之間對于同一個問題會通過不同的角度進(jìn)行思考闡釋，進(jìn)而形成一個共享的心智模型。

協(xié)同創(chuàng)造通過參與者交流知識和經(jīng)驗的行為，建立交互記憶系統(tǒng)和共享心智模型，同時也為知識可視化任務(wù)選擇準(zhǔn)確的可視化手段。這也是設(shè)計學(xué)科中不同于其他學(xué)科的一個研究假設(shè)，設(shè)計項目在進(jìn)行前期準(zhǔn)備工作時，選擇一個準(zhǔn)確的視覺表征手段是十分重要的，因為準(zhǔn)確的視覺表征手段對知識的交流、轉(zhuǎn)換、記憶和再創(chuàng)造起積極的作用。協(xié)同創(chuàng)造中的“創(chuàng)造”，除了指代創(chuàng)造知識、創(chuàng)造價值之外，也指代獨特的設(shè)計表現(xiàn)手法的創(chuàng)造內(nèi)容。

（二）協(xié)同創(chuàng)造理論對知識可視化交流的作用機(jī)制

在知識可視化交流過程中，參與個體心智重疊部分的模型，就是知識可視化的共享心智模型。在認(rèn)知學(xué)的視角下，這是一種團(tuán)隊認(rèn)知，當(dāng)團(tuán)隊間出現(xiàn)類似的團(tuán)隊認(rèn)知時，整個團(tuán)隊在交互的過程中才屬于在進(jìn)行知識共享。有實證研究證明，團(tuán)隊成員間的心智模型越相似，進(jìn)行知識分享的可能性就越大。另有學(xué)者認(rèn)為，知識交流屬于一種意識上的轉(zhuǎn)化行為，是某個個體的知識從這個個體單獨理解轉(zhuǎn)化為可以被他人理解、吸收并使用的過程。也有學(xué)者認(rèn)為，創(chuàng)造新知識的過程就是個體間進(jìn)行知識共享屬于一個相互交換顯性和隱性知識。

很多研究實證也證明著共享心智模型和交互記憶系統(tǒng)對知識的交流有正向影響關(guān)系。知識不斷交流共享碰撞并最終創(chuàng)造新知識，這是知識交流的最終目的之一，在教學(xué)情境的角度下，我們需要重新嚴(yán)查知識交流傳播的過程機(jī)制。此外，協(xié)同創(chuàng)造理論對于知識可視化影響的實證案例相對較少，所以探索協(xié)同創(chuàng)造對知識可視化設(shè)計效果是筆者此次研究的核心問題之一。因此，筆者提出協(xié)同創(chuàng)造行為對知識可視化有正向作用假設(shè)的基礎(chǔ)，是基于很多研究者經(jīng)過研究后得出個體間的交互活動可以促使他們產(chǎn)生和特定事件的統(tǒng)一認(rèn)知和理解的觀點。由此可以認(rèn)為，個體之間通過交互活動以對知識和經(jīng)驗的共同認(rèn)知，對構(gòu)建共享心智模型影響巨大。

（三）知識可視化對教學(xué)溝通的調(diào)節(jié)作用

共享心智模型的適用范圍不僅是同等級的研究學(xué)者之間進(jìn)行跨學(xué)科交流，同樣的，在教師與學(xué)生的溝通過程中也起到正向影響。以往關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)、師生溝通方式的研究忽視了個體與個體之間存在的知識、認(rèn)知、思維等思想意識的差異，教師不能很好地因材施教，同時教師在授課時對學(xué)生的心理關(guān)注較少，心理輔導(dǎo)的過程中會存在師生認(rèn)知方式的不同而溝通受阻的問題。

近年來師生沖突、學(xué)困生的數(shù)量增加等教學(xué)問題逐漸被更加關(guān)注，時代背景下教學(xué)溝通和知識交流在學(xué)術(shù)界和實踐領(lǐng)域都是熱點問題，但是專門針對知識可視化對教學(xué)溝通的研究相對較少。提升知識交流質(zhì)量和效率，可以讓學(xué)生在知識獲取與分享的過程中更好地接收、記憶、理解和應(yīng)用知識，而可視化手段也許可以彌補這一溝通方式的空缺，通過非語言通道的方式與語言通道一起為個體之間減少溝通成本。也有部分實證研究表明，建構(gòu)共同的語言系統(tǒng)是溝通過程中的關(guān)鍵因素，建立共識度越高的語言系統(tǒng)，促進(jìn)個體與個體之間對顯性和隱性知識共享的效率更高。有效的知識交流可以消除個體之間溝通過程中的不確定情境，減少溝通過程中可能出現(xiàn)的誤解，提升個體之間的信任感，這也是提升溝通體驗和效率的重要因素之一。

四、結(jié)語

當(dāng)下對知識可視化的研究范圍主要存在兩個方向：（1）教育學(xué)領(lǐng)域內(nèi)針對不同的教育目的選擇知識可視化手段；（2）信息情報學(xué)研究領(lǐng)域中區(qū)別于信息可視化的可視化手段；而知識可視化在設(shè)計學(xué)學(xué)科領(lǐng)域的研究起步相對較晚，目前尚未形成完善的研究議題。此次研究從設(shè)計學(xué)角度出發(fā)，選擇教育學(xué)下的教育溝通情境作為研究聚焦，這個選題一方面源自國內(nèi)外設(shè)計研究領(lǐng)域?qū)τ诮虒W(xué)設(shè)計的逐漸重視，另一方面當(dāng)下社會熱點中的師生交互問題也愈發(fā)受到關(guān)注。本次研究盡可能地闡述知識在協(xié)調(diào)人和環(huán)境交互過程的行為以及在這關(guān)系中的工具作用，這一研究的選擇彌補了當(dāng)下教學(xué)設(shè)計的空缺，推動了設(shè)計研究對象范圍的拓展。