视觉表征在创新思维培养中的应用探析

☆ 赵孙杰 张舒予

（1．安徽师范大学教育科学学院，安徽芜湖 241000；2．南京师范大学教育技术系，江苏南京 210000）

视觉表征在创新思维培养中的应用探析

☆ 赵孙杰1张舒予2

（1．安徽师范大学教育科学学院，安徽芜湖 241000；2．南京师范大学教育技术系，江苏南京 210000）

一、视觉表征的概念与分类

（一）何谓‘视觉表征’

关于视觉表征的定义，Eppler对于知识可视化的定义是准确的，英文表述为“the use of visual representations to improve the creation and transfer of knowledge between at least two people”。因为“visual”一词在英文中就有“something such as a picture or the part of a film,video etc that you can see,as opposed to the parts that you hear”的解释，这个概念通过定义外延就已经很明确了，无需做过多的解释。国内一般将“visual representations”一词翻译为“视觉表征”，“表征”一词的翻译是准确的，在辞海中“表征”一词即为“事物显露在外的征象”，而“视觉”一词在辞海中的解释为“通过刺激视网膜而形成的感觉”，这就意味着只要是通过眼睛得到的感觉都应该称之为视觉，那么文字、实物等其他通过研究观察到的都可以纳入“视觉”的范畴，这与知识可视化讨论的视觉形式诸如图画、概念图等就存在着不匹配的地方。虽然我们在通常将视觉表征当成图像、电影电视、示意图等形式的集合，但始终缺乏一个对“视觉表征”内涵和外延的准确定义，使得在理解上会产生偏差。

（二）视觉表征的分类

从“视觉表征”一词的英文词组“visual representation”来看，“visual”一词作为名词的意思为“a picture，map，piece of film，etc．used to make an article or a talk easier to understandor more interesting”，作为形容词的意思是“of or connectedwith seeing or sight”。作为形容词，从“视觉表征”为“通过眼睛感受到的”，而作为名词的解释只是具体的视觉表征形式。Eppler M·J和Burkard R·A将知识可视化视觉表征概括为6种类型：①启发式草图（Heuristic Sketches），在小组间产生新的见解；②概念图表（Conceptual Diagrams），结构化信息并展示其关系；③视觉隐喻（Visual Metaphors），映射抽象数据使其易于理解；④知识动画（Knowledge Animations），动态的、交互的可视化技术；⑤知识地图（Knowledge Maps），结构化专家知识并提供导航；⑥科学图表（Scientific Charts），可视化知识域[6]。Jonassen等人描述了各种各样的可视化方法，认为知识可视化视觉表征主要有：概念图（Concept Map）、思维导图（Mind Map）、认知地图（Cognitive Map）、语义网络（SemanticNetwork）、思维地图（Thinking Map）等。皮尔斯（Pierce J·Howard）在所著《知识作者的可视化具——批判性思考的助手》一书中总结了48种图表形式，包括概念地图、维恩图、归纳塔、组织图、时间线、流程图、棱锥图、射线图、目标图、循环图、比较矩阵等。

邱婷、钟志贤等专注于知识可视化的视觉表征形式，将其分为知识地图、示意图、图画、连续性图表、离散性图表、矩阵图、流程图、组织者和树形图九类，并分别描述了每种形式的来源和特征。

总体而言，对于视觉表征形式的分类没有明确的标准，不同分类之间存在交叉和重叠。不过一般认为，概念图、思维导图、认知地图、语义网络和思维地图等属于常用的知识可视化视觉表征。

二、创新思维的可培养性分析

（一）影响创造性思维发展的因素分析

创造性思维的发展受多方面因素的影响，根据斯滕伯格和洛巴特的创造性思维多因素理论，个体的创造性思维能否充分发挥，主要受到6个因素的影响:

一是智力。智力是创造性思维充分发挥的必要条件，将影响个体对问题情境的感知、表征和再定义以及选择问题解决的策略等过程，即影响信息的输入、转译、加下和输出过程。对于创造性思维与智力的关系，不同的学者对此有很大的争议。尽管他们认为高智力与高创造性思维是否成正相关有着不同的观点，但是有一点却是他们公认的，那就是一定水平的智力（IQ在110以上）是高创造性思维的必要条件。

二是知识。即有关的经验体验、知识结构。它能给创造性思维提供加上的信息，帮助创造者了解其在某个领域中所处的位置。相反，个体的知识背景也有可能会约束其创造性思维的发挥，使其循规蹈矩，墨守成规，安于现状。

三是认知风格。即认知活动过程的风格或倾向性。斯滕伯格和克登认为认知风格有二种类型：立法式认知风格，即乐于建立自己的规则和善于解决非预制的问题；执法式认知风格，偏向于用现成的规则解决具有现成结构的问题;司法式认知风格，用判断、分析和批判倾向看待事物，他们乐于对规则和程序做出评价，对现有的结构做出判断，从而来检查自己和他人的行为。一般情况下具有高创造性思维的个体常常具有立法式认知风格。

四是人格特质。个体人格特质对创造性思维能力的发挥有着重要影响，其中对模糊的容忍力、冒险性、毅力和坚持性以及成长的愿望和白尊对创造性思维有着至关重要的影响。

五是动机。这是驱使个体从事创造性思维活动的动力。特别是内在动机更有利于个体创造性思维活动的产生和创造性的发挥与发展。此外，由于成就动机直接指向活动的结果，决定着活动的效果，因此，它也对创造性思维活动有着十分重要的作用。

六是环境。环境可以激发一个人创造性思维的发展，也可以抑制创造性思维的发挥。

（二）创造性思维培养的可能途径

根据当代心理学和神经生理学最新研究成果而提出的关于创造性思维的“内外双循环理论模型”（inside and outside Circulation Model，简称Double circulation或者DC模型）指出，创造性思维结构应当由发散思维、辩证思维、横纵思维、形象思维、直觉思维、逻辑思维等六个要素组成。此理论指出创造性思维的出现在于发散思维的方向性指导，然后再通过人类的三种基本思维要素（时间逻辑思维、形象思维和直觉思维）的某些循环操作过程，并由辩证思维提供宏观的指导策略，及横纵思维提供微观的心理加工策略而得。

一个指针（发散思维）——用于解决思维的方向性。

两条策略（辩证思维、纵横思维）——提供宏观的哲学指导策略和微观的心理加工策略。

三种思维（形象思维、直觉思维、逻辑思维）——用于构成创造性思维过程的主体。

发散思维。指的是沿着不同方向、不同角度思考问题，无一定规范、不墨守成规，从多方面寻找解决答案的思维方式。它具有三个特征：流畅性，指心智活动流畅少阻，能在较短的时间内表达出较多的观念和设想，反映速度快而众多;变通性，指思维变化多端，能举一反三，触类旁通，多角度、多方向的思考问题;独创性，指对事物超乎寻常的独特见解。这三个特征并不是彼此孤立，而是相互关联的，其中最关键的是变通性，它是高度流畅和高度独创的前提。

辩证思维。它是反映客观事物辩证法的思维，或者说是按照客观事物辩证法规律进行的思维。

纵横思维。它是要为高难度复杂问题的解决（即促进灵感或顿悟的发生）提供心理加工策略，它与重大的科学发现、技术发明、艺术创造有更直接的关系，并且要有“思维复杂性”理论的支持才易于理解，所以，就一般中学生的创造性思维培养而言，对这一要素可暂不考虑。

形象思维。以反映事物属性的客体表象（也称属性表象）为思维加工对象，运用分解、组合、联想、想象（包括再造想象和创造想象）以及抽象、概念等心理加工方式。

直觉思维。以反映事物之间联系的关系表象为思维加工对象，采用直观透视、空间整合、关系模式匹配、瞬间做出判断等心理加工方式。它具有三个基本特征:整体把握，撇开事物的细节末节，从整体、全局去把握事物，是一种从大处着眼、总揽全局的思维；直观透视、空间整合与模式匹配，直觉思维运用直观透视、空间整合与模式匹配三种方法，从整体上把握事物之间的关系，而不是靠逻辑的分析和综合;快速判断，直觉思维要求在瞬间对空间结构关系做出判断，所以是一种快速的、跳跃的空间立体思维。

逻辑思维。以基于语言的概念为思维加工对象，运用分析、综合、抽象、概括、判断、推理等心理加工方式。逻辑思维的加工特点是直线性、顺序性，只能沿着一维时间轴，依据原有的知识概念一步步进行慢节奏的逻辑分析、推理。逻辑思维是数学思维中的主导成份。

创造性思维结构的六个构成要素并非互不相关、彼此孤立地拼凑在一起，也不是平行并列地、不分主次地结合在一起，而是按照一定的分工，彼此互相配合，每个要索发挥各自不同的作用。对于创造性突破来说，有的要素起的作用更大一些，有的要素起的作用相对小一些，但是每个要素都是必不可少的，都有各自不可替代的作用，从而形成一个有机的整体－创造性思维结构。在中学数学教学中，我们可以主要通过培养学生的辩证思维、形象思维、发散思维、直觉思维、逻辑思维来开发其创造潜能，从而使其创造性思维得到充分发展。

三、视觉表征对创新思维培养的支持

（一）为形象思维的培养提供视觉符号

1．视觉符号及其特征

符号是人类独创的信息载体，是文化的体现。可以说，人类所创造的一切文化，都是通过不同的符号方式而呈现的。在视觉表征的过程中，需要综合运用多种视觉元素，采用合理有效的组合途径将隐性的知识可视化、符号化，形象直观地呈现在人们的面前，所以视觉表征的过程也即将知识以图解方式符号化的过程。在视觉表征过程中，这些视觉元素已经脱离了其本身的本质特性，成为能够代表其他事物的符号，因此，这些符号就具有了能指和所指的统一并具有符号的以下特征：

“能指”与“所指”相符合。

图像符号是一种意象符号，是形态结构接近事物真实的视觉语言。视觉符号的“能指”与“所指”，也即图像符号的形象与对象之间具有高度的符合性。图像正是“借助自身和对象酷似的一些特征为符号发挥作用。”例如：画面中一棵树的具体形象（即能指）与要表达的一棵树的概念或主题（即所指）是吻合的，它们之间的关系更紧密和直接，而不是语言符号那样抽象的结构关系。即具有形象思维的形象性[1]。

意义表达的直接性。

视觉符号是一种形象符号，信息传达更为直观，在表达某种具象概念的时候，文字或者语言的描绘需要经历从抽象到具象的转换过程，而视觉图像符号则是由具象到具象的直接传递，它简化了我们解读符号的过程，使符号信息的获得更加轻松、迅速。同时这也避免了意义传达过程中可能产生的干扰和偏差，能够更加准确地传递符号信息。因此，使用图像语言基本上可以达到“一目了然”、“所见即所得”。即具有形象思维的直观性。

意义解读的多义性。

图像语言是来自现实生活，又高于现实生活的意象符号。以丰富多彩的现实世界为本源的图像语言，也承袭了内容丰富的特性，其包含的概念和内涵即“所指”，也暗含了思想、观念、情感等同样丰富的内容[5]。因此，和文字语言不同，图像语言的形式与意义并不是特定的一一对应。

图像语言的多义性，使同样的一个形象，在不同身份人的眼里会有不同的理解，可谓“仁者见仁，智者见智”；就是在同一身份的人看来，因为站在不同角度，也会得出“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”的结论。我们小时候常以“看图说话”的方式来培养发散思维，也就是利用了图像语言的这一特点。比如一棵树，画家看到的是树的挺拔的外在形象，历史学家看到的是树悠久的生命见证了历史，而植物学家则分析这是哪一科目的树。蒙娜丽莎的微笑，在100个人眼里就会有100种不同的感受。[1]

图像符号的丰富内涵使图像语言有了多义性的特点。而多义性的特点，又使图像的阅读效果，并不拘泥于简单的能指和所指的对应匹配而有了广阔的联想空间，每个人都可以发挥自己的主动性挖掘出自己的感受和体会。对图像语言的阅读来说，并不是和文字语言那样，一步到位的将内容和形式对上号就行了，而是要分为看——观察——阅读理解步步推进的三个阶段，渐进地获取对图像完整、深刻的把握。比如：对“蒙娜丽莎”这一幅画的阅读，第一阶段，我们看到的只是一个女人面露微笑；第二阶段，我们从这个女人的衣着可以判定她是一个贵妇人，而且双手自然的搭着，神态平静安详，但是在她的嘴角似乎还能觉察出一丝复杂的感觉。这种全面细致的观察，引导我们进入第三个阶段的发散理解。我们或许在想当时蒙娜丽莎是在什么情况下留下这幅画的呢？为什么她的表情既安详又复杂呢？图像符号组成了丰富的内涵和多重意义，可以让每个人浮想联翩、思绪万千，这就是图像符号给视觉表征带来的魅力，给形象思维的培养做出的贡献和支持。即具有形象思维的想象性。

2．视觉符号与形象思维的关联

从以上视觉符号的特点和形象思维的特征对比可以看出，视觉符号的特点高度吻合了形象思维的特征,视觉符号的“能指”与“所指”相匹配，即具有一定的形象性，与其所要表达的对象直观上有一定的相似性；意义所指的直接性，即信息传达较为直观，是一个具像到具像的过程，对应于形象思维的非逻辑性；意义解读的多义性，对视觉符号的解读，并不拘泥于简单的能指和所指的对应匹配而有了广阔的联想空间，每个人都可以发挥自己的主动性挖掘出自己的感受和体会。不像文字语言那样，一步到位的将内容和形式对上号就行了，而是要分为看——观察——阅读理解步步推进的三个阶段，渐进地获取对图像完整、深刻的把握。正如形象思维的想象性特点，想象是思维主体运用已有的形象形成新形象的过程。形象思维并不满足于对已有形象的再现，它更致力于追求对已有形象的加工，而获得新形象产品的输出。

（二）为直觉思维的培养提供视觉思维

1．视觉思维特点

视觉表征是知识表征的一种，就其表征方法而言，又归属知识可视化一类。在其解读过程中，可直接调动读者的感性经验和视知觉思维。傅世侠教授在《关于视觉思维》一文中系统介绍了“视觉思维”概念的由来及发展，并把“视觉思维”与“非视觉思维”作了比较，指出“视觉思维”在培养学生创造思维能力方面的独特优势：“我们有理由认为，视觉思维乃是一种与言语思维或逻辑思维不同的富于创造性的思维。概而言之，其创造性或其创新功能主要表现在三个方面：其一，它具有源于直接感知的探索性；其二，它具有运用视觉意象操作而利于发挥想象作用的灵活性；其三，它具有便于产生顿悟或诱导直觉，也即唤醒主体的‘无意识心理’的现实性。所谓唤醒主体的无意识心理，是指它有利于打通主体的自觉意识与无意识心理之间的屏障，从而使无语的或沉默的‘无意识体验’能够迅速转化为可以由自觉意识加以利用的现实和有效的知识。”

阿恩海姆在《艺术与视知觉》一书中以大量的事实证明，“一切知觉中都包含着思维，一切推理中都包含着直觉，一切观测中都包含着创造。”在《视觉思维》专著中他不仅进一步阐述了视知觉的理性功能问题，而且还阐明了“视觉意象”在一般思维活动，尤其是创造性思维活动中的重要作用和意义。这里的“意象”不是传统观念上对客观事物忠实、完整和逼真的复制(事实上，这种“意象”是根本不存在的)，而是视觉思维对其对象的总体特征的主动把握[7]。

美国心理学家麦金是正式使用视觉思维概念的第一人。他根据自己的研究对这一概念作出了独特的概括和界定。他指出，“视觉思维借助三种视觉意象进行”：一是“人们看到的”意象（观看）；二是“我们用心灵之窗所想象的”（想象）；三是“我们的构绘，随意画成的东西或绘画作品”（构绘）。而且，“虽然视觉思维可能主要出现在看的前前后后，或者仅仅出现在想象中，或者大量出现在使用铅笔和纸的时候，但是有经验的视觉思维者却能灵活地利用这3种意象，他们发现观看、想象和构绘之间存在着相互作用”。从这个意义上说，将其表述为意象思维、直觉思维或审美直觉思维，也许更为恰当。麦金关于视觉思维定义的最大特点就是富于操作性，可以看作是视觉思维概念的一种操作性定义。

2．视觉思维与直觉思维的关联

结合直觉思维的定义，以及阿恩海姆、麦金、傅世侠教授关于视觉思维的解释，我们可以形成对视觉思维这种心理活动的基本认识。视觉思维是建立在视觉器官对外部刺激进行反应的基础上的，视觉器官得到外部刺激，以信号的形式逐层传送至大脑，形成视觉意象，这些视觉意象成为视觉思维的直接材料。视觉思维就是指人类在视觉感知的基础上，对视觉意象进行分析、概括、加工、整理，以寻求含意、达到一定目的的心理过程。视觉思维是一种积极的理性活动，是对现实的一种创造性把握；视觉思维自始至终借助意象，在观察、想象、构绘等形式的不断交替、变化中进行创造性活动；视觉思维是大脑右半球的独特功能，其创造性的内在机制是左右脑分工合作、交互作用的结果。

所以，我们不难发现视觉思维的创造性与直接思维有着密切的关联,视觉思维具有便于产生顿悟或诱导直觉功能，而且还具有源于直接感知的探索性，这一过程都与直觉思维的三种表现形态——直觉的判别，直觉的想象和直觉的启发相互贯通的，视觉思维的创新功能直接聚焦于对直觉思维的激发，进一步见证了应用视觉表征激发的视觉思维对培养直觉思维有着根源性的意义。

（三）为发散思维的培养提供表征方法

1．思维导图的概念及特征

思维导图 （Mind－map） 是英国学者托尼·博赞（Tony Buzan） 在20世纪60年代初期所提出的一种记笔记的方法。他认为传统的笔记方法有四大缺点①:埋没关键词、不易记忆、浪费时间、不能有效刺激大脑。而思维导图呈现的是一个思维过程，学习者能够利用它理清思维的脉络，借助它提高发散思维能力，并通过它回顾整个思维过程。托尼·博赞首先应用思维导图训练一群被称为“学习障碍者”、“阅读能力丧失”的学生，这些被称为失败者或曾被放弃的学生很快转变成好学生，其中有一部分还成为了同年级中的优秀者[2]。

1971年托尼·博赞将他的研究成果集结成书，慢慢形成了放射性思考和思维导图的概念。简单的说，思维导图源自脑神经生理的学习互动模式，并且开展人人生而具有的放射性思考能力（Radiant－Thinking）和多感官学习特性。托尼·博赞认为思维导图是对发散性思维的表达，因此也是人类思维的自然功能。他认为思维导图是一种非常有用的图形技术，是打开大脑潜能的万能钥匙，可以被应用于生活的各个方面。

思维导图有四个基本的特征:(1)注意的焦点清晰地集中在中央图形上;(2)主题的主干作为分支从中央向四周放射;(3)分支由一个关键的图形或者写在由联想产生的线条上面的关键词构成，比较不重要的话题也以分支的形式表现出来，附在较高层次的分支上;(4)各分支形成一个连接的节点结构。因此，思维导图在表现形式上是树状结构（如图1）。

图1 思维导图

2．思维导图与发散思维的关联

作为一种强大的思维工具，思维导图使用大脑自身的思考方式来思考，让大脑处于积极活跃的状态。不论其特点还是表现形式上都与发散思维有着共鸣，表现形式上均呈现一种树状形态。思维导图以网络的形式分布，类似于大脑神经元。因而使大脑能够更好地掌握整体间的内在联系，并促使想法和创意快速而深刻的产生。大脑喜欢多彩的思考，而思维导图是多色彩的，因此，它符合大脑自然适应的思考方式。

思维导图在整理思维的过程中，不仅使用了左脑习惯的文字，还比较多地使用右脑所擅长的生动形象的图形，以及容易辨识的符号等等，它强调左右脑的协调合作，使用了大脑喜欢的思考方式，而且还具有明显的个人色彩。在相同的前提下，每个人绘制的思维导图都不相同，体现了强烈的个人风格。这一点与发散思维的独特性有着高度的默契，发散思维的独特性即是人们在发散思维中做出不同寻常的异于他人的新奇反应的能力，是发散思维的最高目标。

[1]张舒予．视觉文化概论:[M]．江苏:江苏人民出版社,2003:12．

[2]刘传杰．视觉表征在幼儿视觉空间智能培养中的应用研究[D]．南京师范大学,2008,(05):1－2．

[3] 王娟．视觉思维与言语思维的比较研究[EB／OL]．[2010－09－13]．http:／／www．fromeyes．cn／Article＿Class．asp芽ClassID＝110．

[4]肖文．重视视觉思维规律 提高用图像表征知识的能力[EB／OL]．[2010－09－13]．http:／／www．fromeyes．cn／Article＿Class．asp芽ClassID＝110＆SpecialID＝0＆page＝1．

[5]华佳．视觉传达设计与视觉思维[D]．苏州大学,2004,(04):4－5．

[6]赵慧臣．知识可视化的视觉表征研究综述[J]．远程教育杂志,2010,(01):75－77．

[7][美]鲁道夫·阿恩海姆．艺术与视直觉[M]．北京:中国社会科学出版社,2006:01．

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