知識(shí)可視化在中學(xué)生物學(xué)的應(yīng)用研究

姚恬　王威　曾星

摘 要 知識(shí)可視化將復(fù)雜的知識(shí)以圖解形式呈現(xiàn)出來(lái)，可有效提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受效率，本文結(jié)合概念圖、科學(xué)圖表這兩種知識(shí)可視化的方法來(lái)促進(jìn)學(xué)生對(duì)中學(xué)生物學(xué)的學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞 知識(shí)可視化 中學(xué)生物學(xué) 概念圖 視覺(jué)隱喻 科學(xué)圖表

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1知識(shí)可視化

關(guān)于知識(shí)可視化的概念，Eppler和 Burkhard指出是“促進(jìn)知識(shí)在兩個(gè)以上人之間的創(chuàng)新和傳播，用來(lái)建構(gòu)和傳達(dá)復(fù)雜意識(shí)的圖形形式”。知識(shí)可視化的目的在于促進(jìn)知識(shí)的獲取、內(nèi)化、轉(zhuǎn)化、交流、應(yīng)用、傳播和創(chuàng)新。

由于知識(shí)可視化是將復(fù)雜的知識(shí)以圖解的形式表現(xiàn)出來(lái)，相較于語(yǔ)言等其他知識(shí)表征手段而言，具有提高學(xué)習(xí)興趣、減輕認(rèn)知負(fù)荷的優(yōu)勢(shì)，因此將知識(shí)可視化應(yīng)用于教育教學(xué)領(lǐng)域，作為教師教學(xué)的工具和學(xué)生學(xué)習(xí)的手段，可極大地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2中學(xué)生物學(xué)中知識(shí)可視化的應(yīng)用

生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生物活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，如何合理利用知識(shí)可視化的相關(guān)方法促進(jìn)學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的理解，是教師教學(xué)前應(yīng)深思的問(wèn)題。Eppler和Burkhard將知識(shí)可視化的方法概括為6種類型，分別為啟發(fā)式草圖、概念圖、視覺(jué)隱喻、知識(shí)動(dòng)畫(huà)、知識(shí)地圖及科學(xué)圖表。以下本文將結(jié)合中學(xué)生物學(xué)知識(shí)對(duì)概念圖、科學(xué)圖表這兩種類型進(jìn)行說(shuō)明。

2.1概念圖

概念圖是教育教學(xué)中比較常見(jiàn)的知識(shí)可視化方法之一，是用于探索零散知識(shí)之間結(jié)構(gòu)關(guān)系的，較為抽象的示意圖，其有助于降低知識(shí)之間關(guān)系的復(fù)雜性，呈現(xiàn)的格式通常高度結(jié)構(gòu)化和復(fù)雜化。

如圖1，在“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能”這一內(nèi)容中，通過(guò)概念圖將細(xì)胞膜的成分與功能呈現(xiàn)出來(lái)，不僅更容易厘清各自關(guān)系，同時(shí)結(jié)合物質(zhì)運(yùn)輸、內(nèi)環(huán)境等相關(guān)知識(shí)，從而達(dá)到使知識(shí)系統(tǒng)化的目的。

2.2科學(xué)圖表

科學(xué)圖表包括韋恩圖、樹(shù)形圖、數(shù)據(jù)圖和表格等，其中表格為最常用的科學(xué)圖表之一，其可以同時(shí)歸納、總結(jié)或?qū)Ρ却罅啃畔?，?duì)輸入學(xué)習(xí)者頭腦中的諸多知識(shí)進(jìn)行整理，從而使其學(xué)習(xí)效果最大化。

例如，通過(guò)學(xué)習(xí)自由組合定律可知，含兩對(duì)等位基因的純合子雜交產(chǎn)生的F1自交，通常情況下子代產(chǎn)生比例為9：3：3：1的四種表現(xiàn)型。但在自然狀態(tài)下或考試中往往遇到不是該比例的情況，如何判斷異常的比例和原因?qū)τ趯W(xué)生比較困難。因此利用如表1所示的科學(xué)圖表，對(duì)出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行分析以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的辨析能力。

表1：自由組合定律的異常情況分析

3總結(jié)

知識(shí)可視化的方法應(yīng)用于生物教學(xué)，可極大提高學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的理解和學(xué)習(xí)，本文結(jié)合中學(xué)生物學(xué)部分知識(shí)，對(duì)概念圖、視覺(jué)隱喻和科學(xué)圖表這三種方法進(jìn)行了說(shuō)明。在一線教學(xué)中，教師已經(jīng)開(kāi)始利用知識(shí)可視化的相關(guān)方法輔助教學(xué)，但同時(shí)也存在知識(shí)可視化形式過(guò)于簡(jiǎn)單、輕視知識(shí)傳播過(guò)程等問(wèn)題，因此筆者將針對(duì)如何更加科學(xué)地使知識(shí)可視化以及怎樣有效地利用知識(shí)可視化傳遞知識(shí)進(jìn)行更加深入的研究。

（通訊作者：王威）

基金項(xiàng)目：四川省社會(huì)科學(xué)“十三五”規(guī)劃2016年度課題“類比材料呈現(xiàn)方式對(duì)類比課堂教學(xué)效果的影響，NO.SC16B071”。

作者簡(jiǎn)介：王威（1982.9），男，廣西桂林人，教育學(xué)博士，四川師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副教授、碩士生導(dǎo)師。

參考文獻(xiàn)

[1] MJ Eppler，RA Burkhard.Knowledge Visualization： Towards a New Discipline and its Fields of Application， ICA Working Dissertation #2/2004[R].University of lugano. In Schwartz，D.G（Ed.） Encyclopedia of Knowledge Management. Idea Group.