思維可視化工具的應(yīng)用價值分析

王會霞，代朝霞

黃岡師范學(xué)院教育科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 湖北 黃岡 438000

·理論探索與實踐·

思維可視化工具的應(yīng)用價值分析

王會霞，代朝霞

黃岡師范學(xué)院教育科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 湖北 黃岡 438000

思維可視化是指運(yùn)用多種圖示技術(shù)把本來不可視的、抽象的思維直觀的呈現(xiàn)出來，使其清晰可見的過程。被可視化的“思維”更有利于知識的理解和記憶，因此可以有效提高信息加工及信息傳遞的效能。該文結(jié)合思維可視化工具，介紹了其在教學(xué)和學(xué)習(xí)中的應(yīng)用價值。

思維可視化；思維導(dǎo)圖；應(yīng)用價值

自進(jìn)入21世紀(jì)以來，信息化技術(shù)高速發(fā)展，知識廣泛傳播與共享。傳統(tǒng)、單調(diào)的線性文字極大地阻礙了我們對知識與管理知識的獲取。因而，尋找一個高效的方法去組織管理和駕馭知識成了一個亟待解決的問題。亨利·亞當(dāng)斯提出，“知道如何去學(xué)習(xí)比掌握知識更重要”[1]。喬納森教授也提出，“學(xué)習(xí)者是從思考中學(xué)習(xí)的”[1]。

思維可視化是“一種強(qiáng)大的圖形技術(shù)，這種技術(shù)為開發(fā)大腦潛能提供了一種通用的工具”，可以把學(xué)習(xí)過程中的思考方法和思考路徑通過圖示技術(shù)呈現(xiàn)出來。通過可視化思維工具的運(yùn)用，引領(lǐng)教師把教學(xué)關(guān)注點從“知識”轉(zhuǎn)移到“思維”，引領(lǐng)學(xué)生學(xué)會思考，學(xué)會學(xué)習(xí)，從而持續(xù)提升學(xué)生的思維能力，實現(xiàn)教學(xué)效能的倍增。在教學(xué)應(yīng)用方面，主要利用思維可視化技術(shù)進(jìn)行各個學(xué)科的教學(xué)設(shè)計，新的教學(xué)法的探索，知識管理，等。當(dāng)然，在進(jìn)行思維可視化的實際開發(fā)與應(yīng)用過程中，最基本的要求是能進(jìn)行思維導(dǎo)圖的繪制。在進(jìn)行學(xué)科教學(xué)設(shè)計時，受環(huán)境的局限，大都是采用手繪思維導(dǎo)圖的方式，其效率低下和效果差是可想而知的。為了解決這一狀況，各種支持思維可視化導(dǎo)圖的繪制軟件工具相繼出現(xiàn)了，我們也可稱之為“工具”之工具。

1 思維可視化工具的種類

1.1 思維導(dǎo)圖

思維導(dǎo)圖又叫心智圖，是表達(dá)發(fā)射性思維的有效圖形思維工具，它簡單卻又極其有效，是一種革命性的思維工具[2]。思維導(dǎo)圖運(yùn)用圖文并重的技巧，把各級主題的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的層級圖表現(xiàn)出來，把主題關(guān)鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接，思維導(dǎo)圖充分運(yùn)用左右腦的機(jī)能，利用記憶、閱讀、思維的規(guī)律，協(xié)助人們在科學(xué)與藝術(shù)、邏輯與想象之間平衡發(fā)展，從而開啟人類大腦的無限潛能。思維導(dǎo)圖是一種非常有用的思維工具，是將思想圖像化的技巧，也是將知識結(jié)構(gòu)圖像化的過程。據(jù)權(quán)威統(tǒng)計，使用思維導(dǎo)圖可以提高學(xué)習(xí)工作效率20%，讓學(xué)習(xí)者一周多出一天時間來。圖1為“多元思考”的思維導(dǎo)圖。

1.2 概念圖

概念圖是康乃爾大學(xué)的Novak J D于1971年根據(jù)Anusbel的有意義學(xué)習(xí)理論提出的一種教學(xué)技術(shù)，圖2所示為信息技術(shù)發(fā)展概念圖。有意義學(xué)習(xí)是指把需學(xué)習(xí)的新知識與人腦中己有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合，建立起某種合理的、符合邏輯的聯(lián)系[3]。這樣的意義聯(lián)系能夠促進(jìn)理解與記憶，進(jìn)而擴(kuò)大認(rèn)知結(jié)構(gòu)。在奧蘇貝爾看來，學(xué)生的學(xué)習(xí)要有價值，就應(yīng)該盡可能地使之有意義。諾瓦克博士認(rèn)為:“概念圖是用來組織和表征知識的工具。它通常將某一主題的有關(guān)概念置于圓圈或方框之中，然后用連線將相關(guān)的概念和命題連接，連線上標(biāo)明兩個概念之間的意義關(guān)系”[4]。從構(gòu)圖結(jié)構(gòu)看，概念圖包括概念、命題、交叉連接和層級結(jié)構(gòu)四個圖表特征。構(gòu)圖時一般先羅列所有概念，再把概念進(jìn)行分層，并確定各概念間的關(guān)系，然后用連線或箭頭與連接詞構(gòu)成一個個命題，這些命題往往可以交叉相連。因此，概念圖一般是呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。從發(fā)揮的作用看，概念圖可以構(gòu)造清晰的知識網(wǎng)絡(luò)，方便求知者掌握整個知識架構(gòu)，能夠促進(jìn)知識的遷移，而且有利于直覺思維的形成，通過一幅概念圖即可直觀快速地把握整個概念體系。而從應(yīng)用領(lǐng)域看，雖然在教學(xué)中應(yīng)用比思維導(dǎo)圖要廣泛，但是卻不方便推廣到企業(yè)與其他活動領(lǐng)域，概念圖從創(chuàng)立到現(xiàn)在都是為了促進(jìn)教學(xué)效果。

1.3 流程圖

流程圖有時也稱作輸入-輸出圖，如圖3所示。該圖直觀地描述一個工作過程的具體步驟。流程圖對準(zhǔn)確了解事情是如何進(jìn)行的，以及決定應(yīng)如何改進(jìn)過程極有幫助。這一方法可以用于整個企業(yè)，以便直觀地跟蹤和圖解企業(yè)的運(yùn)作方式。在教學(xué)領(lǐng)域，流程圖用的并不常見，流程圖通常有先后順序，表示事件的完成次序。如可用于程序設(shè)計語言中，表示編程代碼的先后順序。

1.4 魚骨圖

魚骨圖是由日本管理大師石川馨先生所發(fā)明的，故又名石川圖。魚骨圖是一種發(fā)現(xiàn)問題“根本原因”的方法，它也可以稱之為“Ishikawa”或者“因果圖”[5]。其特點是簡潔實用，深入直觀。它看上去有些像魚骨，問題或缺陷(即后果)標(biāo)在“魚頭”外。在魚骨上長出魚刺，上面按出現(xiàn)機(jī)會多寡列出產(chǎn)生問題的可能原因，有助于說明各個原因之間如何相互影響。因其形狀如魚骨，所以又叫魚骨圖，它是一種透過現(xiàn)象看本質(zhì)的分析方法。同時，魚骨圖也用在生產(chǎn)中，用來形象地表示生產(chǎn)車間的流程。在教學(xué)領(lǐng)域，魚骨圖可用于探究式學(xué)習(xí)，首先我們知道了結(jié)果，再去分析造成結(jié)果可能出現(xiàn)的多種原因，這樣引導(dǎo)學(xué)生踴躍提出疑問，合作式的去探究結(jié)果的源頭，如圖4為魚骨圖-課堂效率下降原因剖析。從該圖中，我們可以看到，課堂效率下降的原因主要有四方面，分別為環(huán)境、教師、家長以及學(xué)生自身。然而，對于每個大的原因還可以細(xì)分出小的原因，最終我們可以一一對癥下藥，找到影響課堂效率的根本原因。

2 思維可視化工具的性能比較

綜上所述，每種圖的應(yīng)用領(lǐng)域有所不同，盡管他們之間有的概念有交叉，可互用，但在實際應(yīng)用中也要注意其不同點，這就需要根據(jù)具體研究目的而定，也即知識關(guān)聯(lián)類型。

知識管理研究機(jī)構(gòu)Kmpro首席分析師王振宇認(rèn)為，“知識關(guān)聯(lián)是知識與知識之間以某一中介為紐帶，所建立起來的具備參考價值的關(guān)聯(lián)關(guān)系”[6]。同樣，我們將其引申到思維領(lǐng)域，將關(guān)聯(lián)的知識分為順序性知識、因果性知識、并行性知識、層級性知識。順序性知識通常采用流程圖的形式來表達(dá)，比如在《電視教材制作》中，為完成原創(chuàng)作品的制作，可按照以下順序：創(chuàng)意-計劃-劇本-前期準(zhǔn)備-拍攝-采集-剪輯-配音-導(dǎo)出。就一般而言，通常是操作性的知識用流程圖來表示，比如物理、化學(xué)實驗，計算機(jī)操作，等。而因果性知識，可采用魚骨圖的形式，通常用于通過結(jié)果找原因。并行性知識通常為并列的概念或?qū)蛹壿^少的概念，這時適用于思維導(dǎo)圖的形式繪制。最后，當(dāng)知識的層級較多時，知識下面又有多次分類，這時概念圖就比較適合。在實際應(yīng)用的過程中，找到合適的思維可視化工具往往能取到事半功倍的效果。這需要我們對知識不僅有全局的把握，對各種思維可視化工具也要有整體的認(rèn)識。表1為思維可視化工具的性能比較，簡要列出了各種思維可視化工具的適用知識類型以及優(yōu)點和存在的局限性。

3 思維可視化工具的應(yīng)用價值分析

3.1 知識管理

所謂知識管理可定義為：在組織中建構(gòu)一個量化與質(zhì)化的知識系統(tǒng)，讓組織中的資訊與知識，透過獲得、創(chuàng)造、分享、整合、記錄、存取、更新、創(chuàng)新等過程，不斷地回饋到知識系統(tǒng)內(nèi)，形成永不間斷的累積個人與組織的知識，成為組織智慧的循環(huán)，在企業(yè)組織中成為管理與應(yīng)用的智慧資本，有助于企業(yè)做出正確的決策，以適應(yīng)市場的變遷[7]。

思維導(dǎo)圖、概念圖、流程圖和魚骨圖這四種思維可視化工具都可以進(jìn)行知識管理。首先向?qū)W生展示思維過程，如何組織和建立其各個知識之間的關(guān)系，使新的概念更容易理解和接受；其次，讓學(xué)生用自己的語言理解他們學(xué)習(xí)的內(nèi)容，幫助他們吸收、消化知識信息，強(qiáng)化理解；再次，圖形能夠促使學(xué)生構(gòu)建新舊知識的聯(lián)系和區(qū)別，將它們整合為一體，整合新知識；還有，在一張概念圖中能夠反映出學(xué)生對概念和概念間關(guān)系的認(rèn)知水平，從而糾正和識別錯誤。

在有效處理復(fù)雜的認(rèn)知任務(wù)中，思維可視化工具可以幫助學(xué)習(xí)者采用簡潔明了的圖解形式表現(xiàn)復(fù)雜的知識結(jié)構(gòu)，從而形象地呈現(xiàn)各知識點之間的聯(lián)系，深刻揭示出不同事物或知識之間的內(nèi)在聯(lián)系或差異對比。在形成思維發(fā)展的引導(dǎo)框架和概念網(wǎng)絡(luò)過程中，將解決問題過程中各種思維靈感以各種直觀、形象和清晰的結(jié)構(gòu)圖示表現(xiàn)出來，更有助于學(xué)習(xí)者積極思考、組織素材、有效整合知識、建立系統(tǒng)的知識體系。因而，將知識進(jìn)行可視化表征的過程是高度濃縮大量知識，提煉知識核心、突出重點的過程，也是理順知識點內(nèi)部聯(lián)系，分清層次關(guān)系，實現(xiàn)知識融會貫通的過程。另外，思維可視化工具也呈現(xiàn)了某知識在知識體系中所處的地位，以便全局的、整體地看待知識結(jié)構(gòu)。如圖5所示的應(yīng)用概念圖闡述理論體系，就是典型的知識管理。

3.2 知識遷移

知識遷移就是“一種學(xué)習(xí)對另一種學(xué)習(xí)的影響”[8]。學(xué)習(xí)是個連續(xù)過程，任何學(xué)習(xí)都是在學(xué)習(xí)者已經(jīng)具有的知識經(jīng)驗和認(rèn)知結(jié)構(gòu)、已獲得的動作技能、習(xí)得的態(tài)度等基礎(chǔ)上進(jìn)行的。這種原有的知識結(jié)構(gòu)對新的學(xué)習(xí)的影響就形成了知識的遷移[8]。

概念圖通過網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來呈現(xiàn)，先羅列所有概念，然后建立概念和概念之間的關(guān)系，能夠構(gòu)造一個清晰的知識網(wǎng)絡(luò)，便于學(xué)習(xí)者對整個知識架構(gòu)的掌握，有利于直覺思維的形成，促進(jìn)知識的遷移。在學(xué)習(xí)新知識的過程中，通過概念圖可發(fā)現(xiàn)新知識與原有知識之間的聯(lián)系，從而達(dá)到遷移的目的。一方面可以完善原有的知識結(jié)構(gòu)，另一方面也可以更正原有的錯誤知識結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)知識之間的遷移。如知識間的上下位概念，先行知識等的遷移。

如圖6所示，在學(xué)習(xí)Authorware軟件時，教師可以通過其他的軟件來引出該軟件的學(xué)習(xí)，在以前所學(xué)的知識與新學(xué)的知識之間建立聯(lián)系，達(dá)到知識遷移的目的。

既可以讓學(xué)生能夠充分地運(yùn)用先行知識來輔助當(dāng)前知識的學(xué)習(xí)，又可以達(dá)到鞏固以前所學(xué)知識的目的，使知識之間產(chǎn)生聯(lián)系，從而達(dá)到知識遷移的目的。在學(xué)習(xí)當(dāng)前多媒體著作軟件時，一方面使用Powerpoint類比引出多媒體集成軟件的概念，使學(xué)生在感官上有所認(rèn)識，產(chǎn)生一個初步的聯(lián)想，然后，在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生對以前所學(xué)的軟件與現(xiàn)在學(xué)的軟件產(chǎn)生聯(lián)系，如何去應(yīng)用他們到新的軟件中，也即達(dá)到知識遷移，融會貫通的目的。在每個環(huán)節(jié)中，采用“理論+實踐”的方式，由多媒體的概念轉(zhuǎn)向其構(gòu)成要素，也即圖、文、聲、像，然后再轉(zhuǎn)向圖、文、聲、像的實際應(yīng)用，建立知識間的聯(lián)系。

3.3 知識創(chuàng)新

知識創(chuàng)新是指通過科學(xué)研究，包括基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，獲得新的基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)知識的過程。知識創(chuàng)新的目的是追求新發(fā)現(xiàn)、探索新規(guī)律、創(chuàng)立新學(xué)說、創(chuàng)造新方法、積累新知識。知識創(chuàng)新是技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，是新技術(shù)和新發(fā)明的源泉，是促進(jìn)科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)增長的革命性力量。知識創(chuàng)新為人類認(rèn)識世界、改造世界提供新理論和新方法，為人類文明進(jìn)步和社會發(fā)展提供不竭動力[9]。

思維導(dǎo)圖往往是從一個主要概念開始，隨著思維的不斷深入，逐步建立的一個有序的圖，能夠使你善于用腦，習(xí)慣思考，使思維立體化，激發(fā)你的想象力，在你知識深度和廣度都有發(fā)展的時候，激發(fā)你的創(chuàng)新潛能，提高知識創(chuàng)新應(yīng)用能力。思維導(dǎo)圖的目的是借助可視化手段促進(jìn)靈感的產(chǎn)生和創(chuàng)造性思維的形成，因此，比較適合用于知識創(chuàng)新。思維導(dǎo)圖的繪制主要是通過點、線、面、體來實現(xiàn)，如圖7所示。

在將思維可視化的時候，學(xué)習(xí)者必須快速閱讀、整理信息，同時還必須發(fā)揮想象力，提出疑問，把關(guān)鍵詞、顏色、圖案聯(lián)系起來。與文本形式相比，圖解形式的知識結(jié)構(gòu)顯然更具有形象性，更容易理解。此外，知識結(jié)構(gòu)圖可以用來作為記憶系統(tǒng)信息處理時組織知識的模板，引導(dǎo)記憶系統(tǒng)層次分明，系統(tǒng)有序地組織信息，更有助于加深記憶和理解。圖解的形式同時也有助于促進(jìn)思維多樣化、延展化、具體化和形象化，使思維產(chǎn)生“裂變效應(yīng)”。學(xué)習(xí)者可以通過快速地調(diào)整修改圖解形式來增添新的想法，把新知識同化到自己的知識結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)生頓悟、遷移，提高知識創(chuàng)新，形成自己的觀點或知識組塊，發(fā)展創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。

自上個世紀(jì)末至今,思維導(dǎo)圖經(jīng)歷了引入、介紹與概念圖的混同、整合,再到在基礎(chǔ)教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用、軟件開發(fā)等研究階段都取得了一定的成果。但也存在應(yīng)用范圍窄、多角度的比較研究少、理論創(chuàng)新不強(qiáng)等方面的不足。但是,我們相信，隨著更多的人關(guān)注、應(yīng)用導(dǎo)圖,其理論研究視域也會不斷擴(kuò)充,應(yīng)用范圍也會越來越廣泛。

[1]Buzan T.思維導(dǎo)圖：放射性思維[M].李斯，譯.北京：作家出版社，1998：183-188，217-224

[2]王文一.思維導(dǎo)圖在高中英語閱讀教學(xué)中的應(yīng)用[J].科學(xué)中國人,2014,(10):236

[3]張豪鋒，王娟，王龍.運(yùn)用思維導(dǎo)圖提高學(xué)習(xí)績效[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2005,(12):13-15

[4]徐振華.思維導(dǎo)圖在計算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].新課程:下,2011,(9):52

[5]周新香.思維導(dǎo)圖在中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國教育信息,2010,(18):32-33

[6]齊偉.概念圖思維導(dǎo)圖在教學(xué)中的應(yīng)用實例[J].教育技術(shù)導(dǎo)刊,2005,( 8):10-13

[7]周寧．知識可視化與信息可視化比較研究[J].情報理論與實踐，2007,(2)：178-180

[8]朱志敏.給你的思維畫一幅導(dǎo)圖—一種提高工作、生活效能的思維途徑[J].中國人才，2005，(5)：48-49

[9]陽燚.和大師面對面感受Tony Buzan先生的思維導(dǎo)圖[J].信息技術(shù)教育，2005，(10)：46-47

Analysis of the application value of thinking visualization tools

WangHuixia,DaiZhaoxia

SchoolofEducationalScienceandTechnology,HuanggangNormalUniversity,Huanggang438000,China

Thinking visualization refers to the process of vividly displaying abstract thinking that cannot be visualized by using a variety of graphics techniques. Visualized thinking is more conducive to understanding and memorization; thus it can effectively improve the efficiency of information processing and transmission. In this paper, combined with the thinking of visualization tools, we introduce its application value in teaching and learning.

thinking visualization; mind mapping; application value

黃岡師范學(xué)院教育學(xué)省級重點學(xué)科成果；湖北省教育廳人文社會科學(xué)研究項目“基于云計算體系的數(shù)字資源促進(jìn)教育公平的服務(wù)模式研究”(14G393)；黃岡師范學(xué)院人文社科重點項目“鄂東教育與文化研究中心資源服務(wù)平臺的研究”(2013017403)

2014-11-25

王會霞(1975-)，女，寧夏平羅人，碩士，副教授，主要研究方向：多媒體技術(shù)。

代朝霞(1976-)，女，武漢人，碩士，講師，主要研究方向：信息技術(shù)教育。 電話：13636062472；E-mail:daizhaoxia2003@163.com

G40-057

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1004-5287(2015)02-0111-05

：10.13566/j.cnki.cmet.cn61-1317/g4.201502001