論符號學視角下的知識元可視化實踐

劉和海+饒紅+王琪

【摘 要】 隨著泛在學習與碎片化學習的深入發(fā)展，可視化學習資源成為學習者的迫切需求。如何進行資源可視化成為微型資源建設與開發(fā)的關鍵。知識元是顯性知識的單位，是微型學習資源的代表，對知識元進行視覺表征實踐研究，就是完成微型學習資源從抽象文本到可視化圖像的轉(zhuǎn)變。依據(jù)信息科學和認知心理學，知識分為形態(tài)陳述性知識元、內(nèi)容陳述性知識元、效用陳述性知識元和內(nèi)容程序性知識元四種類型。通過理論模型的闡釋，以案例方式進行具體的可視化設計，目的在于通過可視化設計的知識元，把抽象的文本變成直觀的圖像，降低學習者對知識的認知難度，提高學習效率。

【關鍵詞】 知識元；知識可視化；視覺表征；可視化設計

【中圖分類號】 G434 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1009-458x（2017）10-0026-10

引言

蘇聯(lián)語言學家列別津和戈洛溫認為，“符號是指具有某種代表意義的標識，是社會信息的物質(zhì)載體”。從中可以看出，符號至少包括兩個部分，一是精神外化呈現(xiàn)的物質(zhì)載體，二是它具有能被感知的外在形式。其物質(zhì)材料與精神意義二者統(tǒng)一，不可分離。同時，符號是通過意義來實現(xiàn)的，是具有意義的符號，意義也總是以一定的外在“符號形式”來表現(xiàn)。

可視化的主要手段是視覺表征，是將抽象化、概念化的東西以視覺化的方式再現(xiàn)和表述，表征方式主要有圖像、圖形、圖表、視頻、動畫等形式，不僅表現(xiàn)知識點的內(nèi)容，而且表現(xiàn)知識點之間的聯(lián)系，更重要的是能突顯文化知識的再現(xiàn)。在視覺表征過程中，主要是通過繪制草圖、知識圖標、視覺隱喻等方式，傳遞制作者的見解、經(jīng)驗、態(tài)度、價值觀、意見、期望與預測等，以幫助他人正確地重構(gòu)、記憶和應用這些知識。張舒予等（2013）指出，知識視覺表征在目的上可以有效支撐知識可視化所導向的“知識創(chuàng)新”，在手段上可以支撐知識可視化“圖解化”的表征手段，在功能上可以支撐知識可視化在“人與人之間的知識傳遞”。

一、知識與可表征的知識元

知識是一個范圍非常廣泛的概念，對其進行視覺表征是有困難的。如果從知識的視角去進行可視化，最好的辦法就是先厘清知識的最小單位，然后對最小的知識單位進行視覺表征，從而才能正確地對系統(tǒng)知識進行可視化。

最小的知識單位就是知識元。肖懷志（2006）把知識元定義為不可再分割的具有完備知識表達的知識單位。在知識可視化領域，比較有代表性的定義是溫有奎和徐國華（2003）給出的：知識元是構(gòu)造知識結(jié)構(gòu)的基元，將知識分解為知識元以后，由于知識元的內(nèi)容比較單一、獨立，便于用戶直接查詢、組合，從而改善知識結(jié)構(gòu)，加快知識創(chuàng)新速度。

從上述定義中可以看出，知識元是知識的單位。因其是計量單位，所以不包括存在于大腦中的“只可意會不可言傳”的隱性知識。知識元是獨立的個體，能表達完整的意義，且知識元之間可以通過語義將其連接在一起，并能發(fā)現(xiàn)新知識，產(chǎn)生知識增值。

在此基礎上，我們認為：知識元是指不可再分、具有完整意義的最小可控顯性知識單位，是將具有整體性的知識分割成一個個零散的知識計量單位的過程。第一，知識元是顯性知識，不包括隱性知識。隱性知識本身的不可確定性在視覺表征的時候很難用語言描述出來，因此，在考慮知識元的視覺表征時，只對顯性知識進行表征。第二，每一個知識元都是一個意義完整的個體。知識元雖然是顯性知識的最小計量單位，但都具有完整的意義，即邏輯上是一個整體，如一個概念、一個公式等。第三，每一個知識元都是有邏輯結(jié)構(gòu)的。這種結(jié)構(gòu)的存在，導致知識元可以用知識可視化表征的一系列方式和方法來解讀，讓抽象的知識元變成具體的知識單位，便于掌握。

二 、知識元的分類與內(nèi)涵

分類是將具有某一種或幾種共同特性的事物放在一起，以示與具有其他特性的事物分開。知識分類也是如此。對于知識的分類，視角不同，分類不同。陳洪瀾（2007）在前人研究的基礎上，總結(jié)出按照知識的效用、研究對象、屬性、形態(tài)、事物運動形式、思維特征、自然現(xiàn)象和社會現(xiàn)象、研究方法、內(nèi)在聯(lián)系、學科發(fā)展趨勢十種常見的知識分類方式。

（一）知識元分類視角選取依據(jù)

知識元可視化的目的，就是以視覺符號為媒介，圖解抽象的知識元，以促進知識的傳播和創(chuàng)新。整個可視化過程如圖1所示。

知識元可視化過程起始于傳者。在大眾創(chuàng)客的時代，傳者不僅僅指教師，也可能是專家、學者、學生、社會人員等?？鬃釉唬骸叭诵校赜形?guī)煛?，因此，每個人都可以成為知識元可視化過程中的傳者。傳者對原有知識元進行資源分析，同時對受者進行學習者特征分析，在此基礎上選擇適合該類型知識元視覺表征的方法進行可視化，并把表征后的知識元以可視化的形式傳遞給任一受者。

根據(jù)符號的意義層次，受者對可視化知識元的學習包括五個層面：獲取知識、理解知識、應用知識、傳遞知識和創(chuàng)新知識。在整個知識元可視化過程中，有兩個過程至關重要：一是原有知識元作為信息資源被傳者獲取后分析，這是文本知識元在傳者大腦中信息化的過程；二是可視化后的知識元被受者經(jīng)過心理加工，轉(zhuǎn)化為自身知識的過程。需要經(jīng)過一系列復雜的認知加工過程，新的圖解類知識才能被受者原來的認知結(jié)構(gòu)接納，轉(zhuǎn)化為真正屬于受者自己的知識。

從上述分析可以看出，信息科學和認知心理學關于知識分類的視角對于知識元的可視化非常重要，因此，本研究選取這兩個視角對知識元進行分類。

（二）基于表征的四類知識元劃分

信息科學和認知心理學關于知識分類的具體情況如圖2所示。

從圖2可以看出，整個框架圖是以心理學視角為橫坐標、以信息科學視角為縱坐標構(gòu)建的。但在這兩個視角下，并不是所有類型的知識都存在交叉，也不是所有有交叉的知識里就有知識元，因此，圖中分為存在對應關系的陰影部分和不存在對應關系的空白部分兩種。

在心理學領域，策略性知識定義為對心智活動過程加以調(diào)節(jié)和控制的一類知識，對于學習者來說，是“如何學”或者“如何思維”的調(diào)控類知識，該類知識多半是“只可意會不可言傳”的隱性知識，而知識元是顯性知識，因此，在以知識元為導向的知識分類中就不存在策略性知識這一類。程序性知識是關于“如何做”的知識，主要用來描述事物發(fā)展的具體步驟，而形態(tài)性知識主要是描述事物的外部形態(tài)，一動一靜，步驟不等于形態(tài)，二者之間不存在交叉部分，因此，框架圖中形態(tài)程序性知識這一欄是空白的。效用知識是用來判斷客體是否對主體存在效用，效用是當前客體所呈現(xiàn)的功能特性對主體需求的滿足（伍淳華， 2007）。對主體價值的效用性知識所體現(xiàn)的是客體當前的功能特效，不能通過一步一步的步驟來體現(xiàn)，因此，效用性知識和程序性知識不存在交叉部分，框架圖中該部分為不存在對應關系的空白。endprint

綜上所述，存在著對應關系的是形態(tài)陳述性知識、內(nèi)容陳述性知識、效用陳述性知識和內(nèi)容程序性知識四類，即這四類知識元是能夠表征的。

（三）四類知識元的具體內(nèi)涵

形態(tài)陳述性知識元主要用來表示事物運動規(guī)律的外部形態(tài)是什么。簡言之，就是事物給人們的直觀印象，如大小、形狀、顏色等。內(nèi)容陳述性知識元主要用來描述事物運動規(guī)律的邏輯內(nèi)容是什么，也就是事物之間的邏輯關系是怎么樣的，如包含關系、并列關系等。效用陳述性知識元是指對認識主體的價值是什么的一類知識元，如突出主體、淡化主體等。內(nèi)容程序性知識元主要指的是如何體現(xiàn)事物間邏輯關系的一類知識，這類知識元的作用是通過一步一步的步驟來實現(xiàn)的，如數(shù)學里的十字相乘法等。

形態(tài)性知識主要是描述事物運動及運動狀態(tài)，該類知識主要由符號構(gòu)成。陳述性知識可以分為非概括性知識和概括性知識兩類，前者主要是符號和事實類的知識，后者主要是概念及規(guī)則方面的知識（王映學， 2005）。形態(tài)陳述性知識元取二者的交叉部分，主要包括符號類的知識元，如書、杯子、大樓、衣服等，所有能看見、有自己獨立形態(tài)的知識元都是該類型的知識元。

事物的形式是最先被人們觀察到的要素，內(nèi)容要經(jīng)過觀察者對形式進行分析后才能感受到，而效用則是要針對符號的形式、內(nèi)容和主體才能表現(xiàn)出來（鐘義信， 2000）。換言之，人類認識事物的過程總是先看到外表，即上文出現(xiàn)的形態(tài)類知識，而內(nèi)容性知識則需要透過形式看出事物間的聯(lián)系才能得出，通常包括概念和規(guī)則類的知識。內(nèi)容陳述性知識元取內(nèi)容性知識元和陳述性知識元的交叉部分，主要包括概念類的知識元，如數(shù)學中的概念三角形、有理數(shù)等。

從認識論的角度來說，認識事物的效用是高層次的認識，需要建立在認識事物的形態(tài)和內(nèi)容的基礎上。體現(xiàn)主體價值的效用性知識和表達“是什么”的陳述性知識交叉，得出的是效用陳述性知識元，該類知識元主要包括命題類的知識。命題一般是含有2個或2個以上概念之間關系的一組判斷。因而，效用陳述性知識元主要是由2個及2個以上的概念關系的一組判斷組成，如數(shù)學中的各種公理、定理等。

內(nèi)容性知識主要用來表達事物間的邏輯內(nèi)容，即事物間的聯(lián)系。程序性知識是回答“怎么做”的知識，就是通常所講的技能，包括智慧技能和動作技能，考察的主要是學習者對于獲得的知識的應用能力（李路路， 2014）。這里的智慧技能指的是學習者解決問題選擇的不同方法和步驟，而不是學習者為何選擇該類方法來解決問題，因為為何選擇大多數(shù)是隱性知識的范疇，故不作考慮。綜合分析內(nèi)容性知識和程序性知識可以得出，內(nèi)容程序性知識元是指如何體現(xiàn)事物間的邏輯關系的一類知識元，主要包括動作類知識元、規(guī)則應用類知識元等。比如動作技能類的“泡茶”這一動詞、數(shù)學領域的十字相乘法等，都是這類知識元的典型代表。規(guī)則的應用主要是指運用概念來解決實際問題，這類知識可視化表征的關鍵在于相關概念類知識的視覺表征。綜上所述，四類知識元的具體內(nèi)涵如圖3所示。

三、知識元可視化的路徑

探索知識元可視化的路徑，首先需找出相同類型的知識元在視覺表征時需要對哪些方面進行可視化設計，然后建構(gòu)該類知識元的視覺表征模型，最后以模型為基礎，進行案例設計。

（一） 符號從抽象到直觀：形態(tài)陳述性知識元視覺表征

從形態(tài)陳述性知識元的內(nèi)涵分析可以得出，形態(tài)陳述性知識元主要是指符號類的知識元。對形態(tài)陳述性知識元進行視覺表征時，需要選擇“語義網(wǎng)絡”這種適切的視覺表征工具。語義網(wǎng)絡是用來表達復雜的概念及其相互關系的圖示，是一個有向圖。其頂點表示概念，而邊則表示這些概念間的語義關系，從而形成語義網(wǎng)絡描述圖。語義網(wǎng)絡一般包括四種語義聯(lián)系，分別是表示類節(jié)點與所屬實例節(jié)點之間的實體聯(lián)系（ISA）；表示一種類節(jié)點與更抽象的類節(jié)點之間的泛化聯(lián)系（AKO）；表示某一個個體與其組成成分之間的聚集聯(lián)系（part-of）；表示個體、屬性及其取值之間的屬性聯(lián)系（有向?。?。從語義網(wǎng)絡的定義和特點可以看出，該類工具適合符號類知識的表征。

1. 符號類知識元視覺表征模型建構(gòu)

把符號類知識元視覺表征出來的過程，其實就是把抽象的知識具體化、可視化的過程，從而降低學習者的認知難度。可視化以后的符號需要經(jīng)過學習者的視覺認知，才能被學習者掌握。其視覺說服過程的具體流程如圖4所示。

可見，符號類知識在學習者學習過程中，需要經(jīng)過三個逐漸深入的不同階段，分別是符號的表象、符號的本質(zhì)和符號的意義。符號的表象即符號代表的實物是什么，這在視覺表征時可采用再現(xiàn)的方式來完成，再現(xiàn)的可以是實物本身，也可以是實物的照片、圖畫等。符號的本質(zhì)可以用實證的方法來表現(xiàn)，例如用符號的特征詞來表達；符號的意義即符號具有的特定意義，例如“玫瑰花可以代表愛情”，“玫瑰花”的表意就可以直接用“愛情”兩個字來完成。

另外，在設置符號類知識元表征節(jié)點時，除了名稱（不同語種的表述）都會用到之外，其余的節(jié)點則是根據(jù)學習對象的需要進行。一般情況下，符號類知識元進行表征時，可以從符號的名稱和形狀兩個方面來表現(xiàn)符號的表面現(xiàn)象；從符號的組成成分、種類和特征三個方面來表征符號的本質(zhì)；從作用方面表征符號的意義；如果該符號還有其他方面需要學習者掌握的內(nèi)容，可添加其他節(jié)點來表征。因而符號類知識元視覺表征模型就可以參照這些節(jié)點來建立（如圖5所示）。

2. 符號類知識元“鳥巢”的案例設計

（1）確定語義網(wǎng)絡中的節(jié)點

在官方的“鳥巢”簡介中，對其進行了七個維度的闡述。在進行視覺表征設計時，如果把這七個方面原封不動地作為七個節(jié)點，很難表達符號類知識元的準確釋義，因此，需要對這七個方面進行簡單的分類（如圖6所示）。

從“鳥巢”節(jié)點分析圖可以看出，依據(jù)前述對符號類知識元視覺表征的分析，可以從“鳥巢”的表象、本質(zhì)和表意三個方面來設置節(jié)點。但因“鳥巢”運營模式的特殊性，需要單獨提出來，所以在表意后面加“其他”一項。“鳥巢的表象”可以從名稱和形狀兩個方面來表征，“鳥巢的本質(zhì)”可以從建設歷史、場館結(jié)構(gòu)、設計特點和作用功能四個方面來表征，“鳥巢的表意”可以從標識文化和象征意義兩個方面來表征，“其他”則主要指鳥巢的PDP運營模式。endprint

（2）確定語義聯(lián)系種類

語義聯(lián)系種類的確定要根據(jù)頂點和節(jié)點之間的內(nèi)容關系來確定，從節(jié)點分析可以看出，頂點和節(jié)點之間大多數(shù)是屬性聯(lián)系，也有部分實體聯(lián)系、聚集聯(lián)系和泛化聯(lián)系。如名稱、形狀、設計者、設計特點和作用功能都歸于屬性聯(lián)系；場館結(jié)構(gòu)是聚集聯(lián)系；標識文化和象征意義則屬于泛化聯(lián)系，因標識只是“鳥巢”介紹的一個方面，本文采用肖似性的視覺表征方式。四種聯(lián)系的具體表征方式如圖7所示。

（3）進行語義網(wǎng)絡設計

在確定了語義網(wǎng)絡的節(jié)點和語義聯(lián)系種類之后，將二者合并，稍加修飾，一個關于形態(tài)陳述性知識元“鳥巢”的可視化設計就出來了（如圖8所示）。

（二）概念從抽象到直觀：內(nèi)容陳述性知識元視覺表征

從內(nèi)容陳述性知識元內(nèi)涵和特點的分析可以得出，內(nèi)容陳述性知識元主要是指概念類知識元。

1. 概念類知識元視覺表征模型建構(gòu)

吳林靜和劉清堂等人（2015）面向e-learning的概念知識元表征進行了研究，并給出了相應的表征模型，所繪制的概念知識元表征模型是一個針對e-learning環(huán)境下使用的表征模型，而且其中提到的“多媒體資源”概括性非常強。針對這兩方面的原因，對e-learning環(huán)境下概念知識元表征模型進行稍加改動（如圖9所示）。

整合后的概念類知識元表征結(jié)構(gòu)模型，將原先的“多媒體資源”換成了“特征”，這樣針對知識元的解讀更具有針對性。需要說明的是，在“測試”環(huán)節(jié)，關聯(lián)關系的知識元一般不止一個，所以在圖中“關聯(lián)知識元”的后面加上了省略符號。從模型可以看出，用該模型對概念類知識元進行可視化設計結(jié)果就不完全是概念圖的形式了，而是以概念圖為主、輔以語義網(wǎng)絡等其他表征工具進行的可視化設計。

概念圖是康乃爾大學的約瑟夫·諾瓦克（Joseph D. Novak）和D.鮑勃·高文（D. Bob Gowin）（1984）根據(jù)戴維·奧蘇貝爾（David P. Ausubel）的有意義學習理論提出的一種教學技術，是使用節(jié)點代表概念，使用連線表示概念間關系的知識組織和表征工具。概念圖主要用于概念類知識的組織和表征，一般都是用節(jié)點的地方放置相關概念，起到突出概念的作用；把有聯(lián)系的節(jié)點用線連接起來，從而表達概念間的關系與層次。這也打破了以往概念間的線性關系，用錯綜復雜的連線表達出概念間的非線性關系。

概念圖能將客觀知識（概念及概念之間的關系）用節(jié)點、鏈接、標注等方式表征出來，有正確與錯誤之分。與其他表征工具相比，概念圖最大的優(yōu)勢就是能夠?qū)⒅R與知識之間的關系和知識與知識之間的層次清楚地表達出來。

2. 概念類知識元“正方形”的案例設計

在進行內(nèi)容陳述性知識元視覺表征時，我們選擇將“正方形”這一簡單的內(nèi)容用概念圖視覺表征工具使簡單的概念豐富起來。首先，對“正方形”的定義進行表征，將“正方形”的一些關鍵概念或命題確定下來，并將這些按照層級分布的關鍵概念或命題進行順序或交叉連接。接下來，按照概念圖的流程對“正方形”的特征進行可視化表征，分析出表征維度，從維度出發(fā)向下延伸。之后，繪制出有關“正方形”的案例及測試的可視化圖形。最后，將前面涉及的定義、特征、案例和測試這四個步驟綜合起來，并對其進行重難點區(qū)分以及其他修飾，得到最終的概念類知識元“正方形”可視化設計。

（1）“正方形”定義的可視化表征

“正方形”的定義：有一組鄰邊相等且一個角是直角的平行四邊形叫作正方形。從前述分析中可以得出，這方面的知識可以選擇表征工具概念圖來進行可視化設計。按照概念圖的制作流程，“正方形”定義表征的第一步是確定“正方形”的關鍵概念或命題，第二步是將這些概念或命題進行分層，第三步是進行順序和交叉連接（如圖10所示）。

（2）“正方形”特征的可視化表征

從“正方形”的定義可以看出，邊和角都是“正方形”的組成元素。在探討“正方形”特征時，也從這兩個方面出發(fā)（如圖11所示）。

（3）“正方形”相關案例介紹

案例是為了幫助學習者加深對“正方形”的定義和特征的理解，可以圍繞這兩方面來設置。

例如：正方形邊長是3cm，求周長？

因為正方形四條邊長度相等，所以周長是：3×4=12cm

（4）“正方形”知識測試

在測試環(huán)節(jié)，可以用類似案例的題目來測試學習者對新知識的掌握情況，也可以用概念辨析的方法來加深學習者對概念的理解。具體如下：

測試一：正方形的周長是4cm，求邊長？

測試二：說說正方形與長方形和平行四邊形的相同點和不同點。

（5）知識元“正方形”的可視化表征

將“正方形”的定義、特征、案例和測試四個環(huán)節(jié)綜合起來，就完成了對概念類知識元“正方形”的初步視覺表征（如圖12所示）。

（三） 命題從抽象到直觀：效用陳述性知識元視覺表征

從效用陳述性知識元內(nèi)涵和特點的分析可以得出，效用陳述性知識元主要是指命題類知識元。

1. 命題類知識元視覺表征模型建構(gòu)

美國學者拉斯維爾將傳播過程分為五個要素，人們稱之“五W模式”，這五個W分別是：Who （誰）Says What （說了什么）In Which Channel（通過什么渠道）To Whom （向誰說）With What Effect （有什么效果）。后來學者們對“五W模式”進行了完善，加上了一個反饋環(huán)節(jié)，就成了“5W1H模式”。命題類知識元的視覺表征過程也是將知識元涵蓋的信息可視化后傳遞給學習者的一個知識傳播過程。因此，該類知識元在視覺表征過程中進行維度劃分時，可以借鑒“5W1H模式”（如圖13所示）。

從5W1H分類維度圖可以看出，這種分類維度是將命題的組成部分和傳播學中的“5W1H模式”相結(jié)合構(gòu)成的。研究的內(nèi)容即命題本身是其中的“What”項，條件對象是“Who”，成立條件是“In Which Channel”，結(jié)論對象是“To Whom”，結(jié)論是“With What Effect”。從內(nèi)容到結(jié)論，是一個“為何”的過程，因此，加上一個“證明”的環(huán)節(jié)。endprint

5W1H分類維度涉及的六個方面已基本把命題類的知識解釋清楚，但學習者通過此類方法學習的效果如何不得而知。為了檢測學習者的學習效果，在以上六個方面的基礎上加一個“測試”環(huán)節(jié)，這就組成了命題類知識元可視化表征結(jié)構(gòu)模型的七個要素（如圖14所示）。

從命題類知識元可視化表征結(jié)構(gòu)模型圖可以看出，對于命題類知識元可以從研究內(nèi)容、條件對象、成立條件、結(jié)論對象、結(jié)論、證明和測試七個方面進行可視化設計。從模型可以看出，這類知識適合用思維導圖來設計。思維導圖是一種“筆記方法”，它可以幫助學習者整理知識、理清思路，因而主要用于命題、思路類知識的整理和表征。思維導圖把主題位于圖形中央，分主題向四周擴散，重點突出，思路清晰。同時，思維導圖注重圖文并茂，把人類的抽象思維和形象思維很好地結(jié)合在一起，是有效培養(yǎng)學習者創(chuàng)造性思維的可視化工具。

2. 命題類知識元“勾股定理”的案例設計

（1）確定視覺表征的分支主題

思維導圖在確定了中心主題以后，就是確定與中心主題相關的分支主題。知識元“勾股定理”的視覺表征分主題可以根據(jù)表征結(jié)構(gòu)模型的七個方面來確定（如圖15所示）。

（2）確定分支主題的子主題

確定分支主題之后，只需要對每個分支進行具體解釋就可以完成子主題的制作。反思后發(fā)現(xiàn)，對勾股數(shù)組方面的知識沒有介紹。這方面的知識與上面的七個部分不能融合，思維導圖有個“自由主題”的功能，因而可以在子主題建立的基礎上加一個自由主題，是對勾股定理相關內(nèi)容的補充。思維導圖在繪制過程中除了內(nèi)容上的設計之外，還注重顏色、線條等的運用。因此，從視知覺理論出發(fā)，對可視化設計初稿進行完善（如圖16所示）。

（四）動作從抽象到直觀：內(nèi)容程序性知識元視覺表征

從內(nèi)容程序性知識元內(nèi)涵和特點的分析可以得出，內(nèi)容程序性知識元主要是指動作類知識元。

1. 動作類知識元視覺表征模型建構(gòu)

一般來說，動作類知識從初步學會到熟練掌握，需要經(jīng)歷不斷深入的三個階段：認知階段、聯(lián)系形成階段和自動化階段（如圖17所示）。

從圖17可以看出，認知階段主要是讓學習者對整個動作有一個整體的認知；聯(lián)系形成階段先將整個動作分解成一個一個的分解動作來學習，然后再將分解動作聯(lián)系起來，成為一個連貫的動作，該階段可以分為分解和聯(lián)系兩個小階段；自動化階段是指學習者已經(jīng)很熟練地將分解動作連成一個整體了。動作類知識元的視覺表征結(jié)構(gòu)模型除了上述動作技能學習的三個階段的內(nèi)容外，還應該加上對該動作定義的解釋。這是為了讓學習者在學習實際動作之前，對該動作的理論知識方面有所了解。因此，動作類知識元的視覺表征結(jié)構(gòu)模型如圖18所示。這類知識元適合采用流程圖的方式加以表征，重點表現(xiàn)其過程性與可模仿性。

2. 動作類知識元“三步上籃”的案例設計

通過對流程圖相關知識的理解，再結(jié)合動作類知識元視覺表征結(jié)構(gòu)模型，就可以確定動作類知識元“三步上籃”視覺表征的每個分步驟。

（1）“三步上籃”的定義

三步上籃是一項基本的投籃技術，可用“一大、二小、三跳”六個字進行概括。以右手單手投籃為例：右腳跨出一大步的同時接球（一大）；接著左腳跨出一小步并用力蹬地起跳（二?。蝗缓笥彝惹ド咸?，同時舉球至頭右側(cè)上方，騰空后，當身體接近最高點時，右臂向前上方伸出，手腕前屈，食中指用力撥球，通過指端將球投出（三跳）；兩腳同時落地，“三步上籃”動作完成。其具體的動作連續(xù)變化的表征如圖19所示。

（2）“三步上籃”的模仿視覺表征

對一個動作的模仿主要分為兩個步驟：一是將動作分解；二是把分解動作連接起來，成為一個完整的動作。對“三步上籃”的模仿視覺表征也應該遵循這個過程。

一方面是動作分解?！叭缴匣@”的動作分解維度可以根據(jù)走到哪一步來確定，可以分解為三個分步驟，即第一步、第二步和第三步。其視覺表征可以用圖片加文字的形式。另一方面是動作聯(lián)系。動作聯(lián)系就是將分步驟聯(lián)系起來，在第一步與第二步、第二步與第三步之間加上一個判斷條件——是否是單腳落地，這樣整個流程就順暢了。

（3）“三步上籃”的完整動作視覺表征

在教材資源學習的環(huán)境下，檢查學習者“三步上籃”是否熟練，不可能真的讓學習者去投一次試試，但可以加一些干擾因素，讓學習者從字面或者圖中判斷正誤，以此達到檢測的目的。所以，分步表征可以讓學習者清晰地體現(xiàn)其運動的過程與技巧。因此，將知識元“三步上籃”分步驟視覺表征的四個方面組合在一起并加以完善，一副完整的可視化設計圖就出來了（如圖20所示）。

結(jié)語

對知識進行可視化表征，讓抽象的文本經(jīng)過可視化表征技術處理，變成具體、易懂的圖像，同時又把知識劃分為知識元，是一個從“整”到“零”的過程。大篇幅的文本知識枯燥難懂，一個一個小的知識元更是抽象難以理解。知識元經(jīng)過視覺表征技術處理后，把抽象的知識計量單位圖解成直觀、具體、全面的小知識點，這又是一個從“零”到“整”的過程。對于不同類型的知識進行表征，首先需要明確表征對象。因為不同的知識對象，所需要的表征工具與表征過程是不同的，表征對象明確了，表征的任務也就明確了。其次要明確表征工具。在對知識元可視化表征時，需要明確知識元可視化時用的各種視覺符號組成的表征工具。當表征工具確定以后，基于視覺符號的表征方法也就逐漸清晰，也就降低了表征設計難度，從而提高了設計的可行性。最后要明確表征目的。知識視覺化表征以“促進知識的傳播和創(chuàng)新”為目的，將單一、獨立、完整、抽象的知識元的意義用可視化的方法進行表示，在知識的圖譜上展示知識元的結(jié)構(gòu)、演化和應用，從而降低學習者的認知難度，加深學習者對知識本身的理解。

在互聯(lián)網(wǎng)時代，“圖”成為人們共享知識中一個不可或缺的內(nèi)容。用“圖解”的方式不僅讓人能夠更清晰地掌握知識，易于識記，更重要的是能夠系統(tǒng)、有條理地厘清知識間的關系。另外，可視化的知識更容易形成“分享”，除了大家都能收看、擁有之外，更重要的是過濾與享受。當前，我們處在一個被信息“定義”的時代，網(wǎng)絡媒體與移動媒體走向了融合，“知識可視化”已成為知識傳播與共享的新領域。與此同時，在大數(shù)據(jù)時代來臨之際，因果關系走入幕后，人們更多地關注事物之間的相關關系，尤其是利用圖像，通過視覺表征的方式來圖解復雜的“信息體”，使其內(nèi)容在相關關系中體現(xiàn)，從而能更清晰、高效和更易理解地進行交流、傳遞與分享。海德格爾在論及“世界的圖像化”時指出：“圖像最典型的特征就是具有社會屬性的‘視覺性，是解讀看與被看的關系，是真實世界與意義世界人為圖像之間的分辨與思考?！?/p>

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