地理“圖式—知識可視化”的哲學解讀及教與學策略

一、“圖式—知識可視化”的哲學解讀

1. 知識可視化（Knowledge visualization）

“可視化”一詞源于英文的“visualization”，原意是“可看得見的、清楚的呈現(xiàn)”，也可譯為“圖示化”；“可視化”作為專業(yè)術(shù)語的出現(xiàn)始于1987年2月，當時由美國國家自然科學基金會（NationalvSeienee Foundation，簡稱NSF）給出。

本文綜合國內(nèi)外研究成果，認為知識可視化是學習者解釋某些現(xiàn)象或解決某類問題時在心理呈現(xiàn)、組織并指導(dǎo)和支配其行為表現(xiàn)的圖式心理建模?？梢暬膶ο笫侨祟愔R，目的是個體和群體知識的傳播和創(chuàng)新，方式是繪制各種圖式，交互類型是人人交互。

可視化工具較多，皮爾斯（PierceJ.Howard） 總結(jié)了48種圖表形式，Eppler&Burkhard將其概括為6種類型，邱婷、鐘志賢將其分為九類。本文專指概念圖、思維導(dǎo)圖與心理地圖。

2. 圖式（schema）

圖式概念最早由德國哲學家康德（I. Kant） 在《純粹理性批判》一書中論及；20世紀30年代初英國心理學家巴特利特（F.C. Bartlett）對記憶活動進行了實驗研究后正式提出了心理學意義上的“圖式”概念；瑞士兒童心理學家皮亞杰（Jean Piaget）將“圖式”概念引入自己的認知結(jié)構(gòu)論理論中；美國認知學家明斯基（Marvin Lee Minsky）賦予圖式特征。

本文綜合國內(nèi)外研究成果，認為圖式是指圍繞某一個主題組織起來的知識表征和貯存方式，即圖式實際上是一種關(guān)于知識的認知模式。圖式理論是一種研究關(guān)于人的知識如何被表征、被分類和被有效應(yīng)用的認知理論。

二、“圖式—知識可視化”的主要工具異同

當前對“圖式—知識可視化”主要工具（思維導(dǎo)圖、概念圖、心理地圖）的“異同”認識主要有以下幾種觀點：一是等同的觀點。認為思維導(dǎo)圖是概念圖 、心理地圖的別稱，即思維導(dǎo)圖、概念圖 、心理地圖合稱廣義“思維導(dǎo)圖”；二是不同的觀點，認為思維導(dǎo)圖、概念圖、心理地圖在起源、應(yīng)用和形式方面都有很大的不同，雖具有相似性，但仍需要加以區(qū)分；三是不需區(qū)分的觀點，認為思維導(dǎo)圖、概念圖、心理地圖的概念有類似也有區(qū)別，但在實踐教學中無需對三者加以細致、嚴格的區(qū)分。

本文認為既要明確思維導(dǎo)圖、概念圖、心理地圖的聯(lián)系與相同，在教與學的使用過程中無需對三者加以細致、嚴格地區(qū)分，只要有利于教與學，有利于學生思維能力提高，可交叉、混合、綜合運用；又要認識和了解思維導(dǎo)圖、概念圖、心理地圖的內(nèi)涵與區(qū)別，選擇需要的模式，發(fā)揮各自優(yōu)勢，相輔相成，從而更高效地教與學。

1.概念圖、思維導(dǎo)圖、心理地圖的相同（表1）

2.概念圖、思維導(dǎo)圖、心理地圖的差異（側(cè)重點與視角）（表2）

三、“圖式—知識可視化”的教與學策略

1.概念圖的教與學策略

（1）概念圖的制作。概念圖的制作是一個動態(tài)過程，沒有嚴格的程序規(guī)范，由于學生年齡層次以及學習活動的內(nèi)容與目的不同，概念圖應(yīng)用的步驟也可以有所不同，總體說來，應(yīng)有以下關(guān)鍵要素（圖1、表3）。

（2）概念圖的基本分類（按內(nèi)容）與舉隅。

☆點概念圖：概念圖內(nèi)容是某一知識點的概念圖。例圖2“三大類巖石的轉(zhuǎn)化”。

☆節(jié)概念圖：找出一節(jié)知識的關(guān)鍵詞及相互關(guān)系形成一節(jié)概念圖。例圖3“濕地資源的開發(fā)與保護”。

☆章概念圖：用概念、命題及相互關(guān)系與實例等組成一章內(nèi)容的知識網(wǎng)絡(luò)圖。例圖4“自然環(huán)境及對人類活動的影響”。

☆主題概念圖：概念圖的內(nèi)容是圍繞某一主題構(gòu)建。例圖5“河流特征”。

2.思維導(dǎo)圖的教與學策略

（1）思維導(dǎo)圖的教與學模式構(gòu)建（圖6）。

（2）思維導(dǎo)圖的圖形基本結(jié)構(gòu)與舉隅。

☆線性圖形：一般用以表現(xiàn)事物的流程、順序、因果關(guān)系、發(fā)展趨勢等。例圖7“全球氣候變化對人類社會的影響”。

☆循環(huán)圖形：表現(xiàn)事物的進程、步驟、互動關(guān)系等。例圖8“農(nóng)業(yè)發(fā)展的良性循環(huán)和惡性循環(huán)”。

☆網(wǎng)狀圖形：表現(xiàn)事件結(jié)構(gòu)概念間的相互關(guān)系及多因素的互動等涉及到較為復(fù)雜的思維過程。例圖9“氣候知識結(jié)構(gòu)圖”。

☆交互圖形：表現(xiàn)事物間的交互、比較、對比、包含等關(guān)系等。例圖10“洋流分布規(guī)律”。

3.心理地圖的教與學策略

（1）區(qū)域空間定位能力是構(gòu)建心理地圖的“門檻”（圖11）。

地理學科的突出特點區(qū)域性，研究地理事物、現(xiàn)象的空間分布、空間結(jié)構(gòu)及空間聯(lián)系和空間差異，而空間定位是前提。區(qū)域空間定位能力形成對地理知識宏觀上的整體把握，并把知識間的聯(lián)系納入到學生的知識結(jié)構(gòu)，內(nèi)化為學生自己的經(jīng)驗。但要注意心理地圖的構(gòu)建，不僅需要構(gòu)建靜態(tài)心理地圖，還要形成動態(tài)心理地圖。例圖12“經(jīng)緯網(wǎng)心理地圖”。

（2）系統(tǒng)化訓(xùn)練是構(gòu)建心理地圖“框架圖（底圖）”的基石（圖13）。

心理地圖的形成和積累是一個復(fù)雜的逐步實現(xiàn)的長期過程。在長期讀圖、繪圖“智力就在于手指尖上”的認知環(huán)境中熏陶，久而久之，一幅幅圖像便儲存于心理，構(gòu)成大腦圖像知識體系，變成“底圖（框架圖）”——這些圖是其它地理事物、地理規(guī)律分布圖的基礎(chǔ)。但注意要遵循學生的認知規(guī)律，在練習過程中，做到耳到、眼到、手到、心到等多種感官積極參與。例圖14“中國氣候分布圖”。

（3）圖文轉(zhuǎn)化、旋轉(zhuǎn)換位是構(gòu)建心理地圖“新圖”的關(guān)鍵（圖15）。

圖文轉(zhuǎn)化和旋轉(zhuǎn)換位即培養(yǎng)學生對地圖運用的各種能力，實現(xiàn)知識的遷移。①以文釋圖：將圖像及圖表中內(nèi)容用文字表述出來；②以圖釋文：以直觀的圖像來表述教材中的文字內(nèi)容，由抽象思維向形象思維轉(zhuǎn)化的能力；③以圖釋圖：用一張或幾張新圖表述、歸結(jié)原圖，需要具有靈活的創(chuàng)新思維和豐富的想象力；④圖的疊加或轉(zhuǎn)化：通過疊—換—嵌—變等方式，不斷調(diào)整改組原有的認知結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)知識的遷移，形成新的問題情景。例圖16“要素疊加變式圖”（圖略） 。

（4）問題意識、“空間意象思維”是心理地圖的“升華”（圖17）。

在自己的腦中地圖這個知識載體上，對學習過程進行自我控制，形成問題意識：在哪里、是誰、是什么、什么時候、為什么、怎樣變化和怎樣辦，通過點——線——面融會貫通，把握各地理要素的整體性和關(guān)聯(lián)性，進行建立在空間結(jié)構(gòu)演化基礎(chǔ)之上的空間過程轉(zhuǎn)換——空間意象思維。但要注意活化腦中地圖，關(guān)鍵就在動態(tài)，使系統(tǒng)變得更有彈性。例圖18“地理過程認知模式圖”。