可视化环境下的教育梦

安倩茹

摘 要：在全球提升教育教学的有效性的大背景下，可视化环境下的教育梦是通过可视化教学进行有效教学、优质教育，将教学内容按知识类型选择恰当的可视化工具进行可视化教学，提升教学效率，并且是改变学习绩效的一种方式，有助于教学信息的呈现和传递，培养学生的信息素养和多元思维。

关键词：可视化工具；知识可视化；可视化教学

在进行教学改革、提升教育教学效果这个大背景下，有效教学、优质教育等教育理念日趋成为人们关注的焦点。认知思维工具是有效学习模型中一个重要组成部分。知识可视化工具将抽象复杂的知识转化为形象的易于认知接受的视觉图像，能够减少认知负荷，便于知识的理解、传递和创新。

教学活动中，运用可视化进行教学是改变学习绩效的途径，有助于教学信息的呈现和传递，有助于学生对知识的理解和重组，不仅实现了显性知识的传递，而且实现了隐性知识的传递。能够帮助学生进行自主学习，帮助学生对于学习方法的关注与选

择，培养学生的信息素养和多元思维。而在教学过程中将教学内容按知识类型选择恰当的可视化工具，能提升教学效率。

对知识类型与可视化工具的选择进行研究，从知识类型的认知和教学特点与其需要的视觉表征方面进行探索，从而根据可视化工具的特点进行选择，探索分析可视化教学，发掘可视化在教学活动中的潜力，增强学生的兴趣，进行有效教学。

一、可视化教学

“可视化教学”是指在计算机软件和多媒体资料的帮助下，将被感知、被认知、被想象、被推理的事物及其发展变化的形式和过程用仿真化、模拟化、形象化及现实化的方式在教学过程中尽量表现出来。

在可视化教学中，知识可视化能帮助学生更好地获取、存储、重组知识，并能将知识迁移应用，促进多元思维的养成，帮助学生更好地关注知识本身的联系和对本质的探求，减少由于教学方式带来的信息损耗，提高有效认知负荷。

二、可视化教学中的可视化工具

可视化工具主要是指知识可视化工具，它可以作为辅助教学设计的工具，更加直观地呈现教学内容和内容结构，便于教师的教学反思。

目前知识可视化工具很多，研究也根据不同的角度有不同的分类，笔者认为按教学内容的视觉表征来看，可以大致分为：

思维图类：用手绘或计算机绘图的方式，向他人或自己呈现个人思路，注重的是思维过程的记录、修改与反思。在教学中可用于学生的课堂学习记录，老师的教学设计阶段。

知识图类：用制图规则或箭头、线条等简洁的形式，展示概念的层级逻辑关系，注重的是知识对象之间的关系。教学中可用于学生的笔记整理、知识点归纳、老师的知识点讲解、课程目标的编写过程。

图表类：用图表的形式，阐述多个要素的对比关系及要素的发展变化过程，注重的是对于数据本身的对比和走向分析。教学中可用于分析数理化相同教学内容用不同方法解答的效果对比等。

计算机制图类：如，Mmaple，Matlab，GoogleEarth，3D人体模型等，通过计算机的运算解决复杂的建模过程和抽象知识的展示。教学中可运用数学、物理或计算机等抽象知识的展示和讲解，使结果形象化。

總的来说，运用可视化工具，增强了学生的感性认识和理解力，使结果形象化，有助于学生对问题本质联系的思考和关注，提高了教学的实效。同时，也增强了学生的信息素养，让学生能适应瞬息万变的信息化时代带来的思维及思考方式不断变化的环境，敢于思考，敢于解决问题。

三、可视化教学中的知识类型

在目前研究中，知识类型也从不同角度分为不同类型。周宁提出：“在一个知识可视化框架中，一个有效的知识传递，要注意以下三点：知识的类型、接受者的类型和可视化的类型。”在这个框架中，区别了五种知识类型：描述知识（Know-what）、程序知识（Know-how）、经验知识（Know-why）、定位知识（Know-where）和个体知识（Know-who）。

在可视化教学中，笔者对于知识类型的分类倾向于周宁的分类，可以将教学内容按这个分类具体分析，也有利于对教学三维目标的把握，能较清晰地确定在教学设计中把握知识与技能，过程与方法及情感、态度与价值观，也有利于对知识点关系、逻辑关系的分析。

四、可视化教学的探索分析

在新课标的指导下，高中课堂教学关注学生对于过程与方法的学习，高级脑力活动的锻炼，注重培养多元化思维，而可视化教学给教师提供了一个实现高效教学的有效教学方式，根据知识的类型不同，选取相应的可视化工具，可以更好地实现这一目标，优化学习绩效。不仅如此，运用可视化工具进行教学设计和教学评价，将复杂的要素进行逻辑分析，以直观的视觉形式表示出来，使工作简洁、直观且有逻辑性。

高中生身心都处在一个变化的阶段，信息技术课不仅要传递知识，更重要的是培养学生的信息素养、多元思维。运用可视化教学传递基本的事实外，更在于传递观点、经验、态度、价值、期望、看法、意见和预测，并且通过这种方法能使其他人重建并正确地理解和应用这些观点。

通过可视化教学，学生建立起与知识的直觉联系，隐含在可视化图中的视觉隐喻更有利于学习者接受。新鲜事物与学习者本身具有的经验外在形态、自然状态的类似，以及感受、人文状态的类似，大脑能更轻易地进行推理。可视化教学对于学生的方法与过程，情感、态度和价值观的培养，在使用可视化工具得当的情况下，比常规的教学更好，能在潜移默化中改变学生的思考方式和思维习惯。而在教学设计和教学活动中应注意对视觉隐喻的把握，多给学生建立积极、向上、多元化、有时代感的可视化表征。

信息技术与课程整合的实质与落脚点是变革传统的教学结构，即要改变以教师为中心的教学结构，创建新型的、既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的“主导—主体型教学结构”，而新型教学结构的创建要通过相关的教学模式才能实现。

在教学活动中，可视化教学可以改变学习绩效，能培养学生的信息素养和多元思维。

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（作者单位 天津师范大学）

编辑 赵飞飞