論思維可視化工具教學(xué)應(yīng)用的原則和著力點(diǎn)

趙國慶 楊宣洋 熊雅雯

[摘? ?要] 在以“核心素養(yǎng)”為導(dǎo)向的新一輪教學(xué)改革中，思維可視化工具受到了師生們的廣泛歡迎并逐漸成為推動(dòng)課堂教學(xué)變革的重要抓手。然而，一線教師對思維可視化工具的作用機(jī)理及不同工具間的差異認(rèn)識(shí)尚不深入，因而在教學(xué)應(yīng)用時(shí)難以準(zhǔn)確把握促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的著力點(diǎn)。文章旨在探討思維可視化工具教學(xué)應(yīng)用的指導(dǎo)原則，分析八大思維圖示法、思維導(dǎo)圖和概念圖三大典型可視化工具間的核心差異并找出其在教學(xué)應(yīng)用中的具體著力點(diǎn)。文章認(rèn)為：（1）思維工具的作用機(jī)理在于幫助學(xué)習(xí)者分擔(dān)低階認(rèn)知負(fù)荷，從而讓他們得以更好地參與到高階認(rèn)知加工中去;（2）在教學(xué)應(yīng)用中，教師應(yīng)堅(jiān)持學(xué)生主體、以問題解決為導(dǎo)向、結(jié)合思維策略工具、尊重學(xué)生已有認(rèn)知，在學(xué)生思維發(fā)展的最近發(fā)展區(qū)尋找著力點(diǎn)并加以干預(yù);（3）八大思維圖示法是具體思維方式的具體表示法，思維導(dǎo)圖是綜合多種思維方式的模糊表示法，概念圖是綜合多種思維方式的精確表示法，三者在教學(xué)應(yīng)用中著力點(diǎn)也有所不同。

[關(guān)鍵詞] 思維可視化; 工具; 思維策略; 概念圖; 思維導(dǎo)圖; 八大思維圖示法

[中圖分類號(hào)] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡介] 趙國慶（1980— ），男，安徽岳西人。副教授，博士，主要從事思維教學(xué)、科學(xué)探究學(xué)習(xí)等方面的研究。E-mail：guoqingzh@163.com。

一、研究背景及問題

隨著以“核心素養(yǎng)”為導(dǎo)向的新一輪教學(xué)改革的快速推進(jìn)，作為“核心素養(yǎng)之核心”的思維能力得到了越來越多的重視[1-3]。為促進(jìn)“高階思維能力發(fā)展”這一目標(biāo)的有效達(dá)成，廣大中小學(xué)教師都在努力尋找有效手段。由于具有較高的易用性和較強(qiáng)的實(shí)用性，以八大思維圖示法（Thinking Maps，也譯作思維地圖）、思維導(dǎo)圖（Mind Maps，也譯作心智圖或腦圖）和概念圖（Concept Maps）等為代表的思維可視化工具受到了師生們的廣泛歡迎，并逐漸成為推動(dòng)課堂教學(xué)變革、實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的重要抓手[4-5]。2012年，趙姝和趙國慶等提出，將“思維訓(xùn)練作為技術(shù)促進(jìn)學(xué)習(xí)的催化劑”，并將“隱性思維顯性化”置于思維訓(xùn)練三階段的第一個(gè)階段[6]，這與思維可視化工具在教學(xué)中得到越來越廣泛應(yīng)用的現(xiàn)狀相一致。

盡管思維可視化工具的應(yīng)用如火如荼，但從教師們在期刊、會(huì)議或網(wǎng)絡(luò)上發(fā)表的論文以及分享的教學(xué)案例來看，思維可視化工具的應(yīng)用水平整體還不夠高，深入創(chuàng)新應(yīng)用還比較欠缺[7-8]。通過大量現(xiàn)場聽課并對教師們的教學(xué)案例和論文進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)：有些教師僅以思維圖示的形式書寫板書，學(xué)生并未有效參與其中;有些教師雖讓學(xué)生參與到思維圖示的制作中去，但側(cè)重點(diǎn)大多停留在圖像、線條、顏色等“美術(shù)特征”上，“思維特征”未能得到有效彰顯;還有部分教師雖努力嘗試運(yùn)用思維可視化工具以提升學(xué)生思維能力，但卻因沒能找準(zhǔn)著力點(diǎn)而效果甚微……這其中既包括對思維可視化工具作用機(jī)理理解不夠?qū)е碌摹安划?dāng)使用”，也包括對具體思維可視化工具特征認(rèn)識(shí)不夠?qū)е碌摹安坏轿皇褂谩?。無論是“不當(dāng)”還是“不到位”使用，都勢必會(huì)進(jìn)一步影響“促進(jìn)高階思維能力發(fā)展”這一核心目標(biāo)的有效實(shí)現(xiàn)。本文高度認(rèn)可思維可視化工具在教學(xué)應(yīng)用中的巨大潛力，但也認(rèn)為，只有準(zhǔn)確把握思維工具的內(nèi)涵和作用機(jī)理并合理運(yùn)用，才能讓其發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值。

本文旨在探討思維可視化工具教學(xué)應(yīng)用的指導(dǎo)原則，分析八大思維圖示法、思維導(dǎo)圖和概念圖三大可視化工具的核心差異并找出其教學(xué)應(yīng)用的具體著力點(diǎn)。在對我們思維教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理和總結(jié)的基礎(chǔ)上，本文將試圖回答以下三個(gè)方面的問題：（1）什么是思維工具？什么是思維可視化工具？思維工具促進(jìn)思維發(fā)展的作用機(jī)理是什么？（2）應(yīng)用思維可視化工具促進(jìn)思維發(fā)展應(yīng)該遵循哪些原則？（3）八大思維圖示法、思維導(dǎo)圖和概念圖這三類可視化工具的核心差異是什么？它們在教學(xué)應(yīng)用中的著力點(diǎn)分別在哪里？

二、思維工具與思維可視化工具

（一）什么是思維工具？

思維工具也被稱為認(rèn)知工具，對應(yīng)的英文有Thinking Tools，Mind Tools和Cognitive Tools。最早使用“思維工具”這一名稱的是愛德華·德博諾（Edward de Bono），德博諾于1972年成立了認(rèn)知研究基金會(huì)（Cognitive Research Trust，簡稱CoRT，譯名柯爾特），并于1975年出版了以該基金會(huì)命名的《柯爾特思維訓(xùn)練課程》[9]。柯爾特思維訓(xùn)練課程包括思維的廣度、思維的組織、思維的交互、創(chuàng)造力、信息與感覺、行動(dòng)六大模塊共60個(gè)思維工具[9]。雖然頻繁使用“思維工具”這一術(shù)語，但德博諾并未就“思維工具”給出明確的定義。通過對其提供的思維課程進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)德博諾的“思維工具”本質(zhì)上是一套用來引導(dǎo)人們思考方向和側(cè)重點(diǎn)的思維策略方法。以柯爾特思維教程中的第一個(gè)思維工具PMI為例，其引導(dǎo)人們在作出決定之前，需要從有利因素（Plus）、不利因素（Minus）和興趣點(diǎn)（Interest）三個(gè)角度進(jìn)行思考以拓展思維的廣度，從而避免僅憑直覺對某一觀點(diǎn)或建議作出評(píng)價(jià)的習(xí)慣[9]。因此，德博諾的“思維工具”本質(zhì)上是一種思維策略工具。

德里（Derry）則使用了“認(rèn)知工具（Cognitive Tools）”這一概念，他將其定義為“支持、引導(dǎo)和拓展用戶思維過程的心理和計(jì)算設(shè)備（Mental and Computational Devices）”[10]?？梢钥闯觯吕镅壑械摹罢J(rèn)知工具”既包括內(nèi)部的心理設(shè)備，也包括外部的計(jì)算設(shè)備。其中“內(nèi)部的心理設(shè)備”主要指的是認(rèn)知和元認(rèn)知學(xué)習(xí)策略，這一點(diǎn)與德博諾的“思維工具”類似，屬于思維策略工具的范疇;“外部的計(jì)算設(shè)備”所指較廣。德里認(rèn)為，只要運(yùn)用得當(dāng)，任何能幫助達(dá)到支持、引導(dǎo)和拓展思維的工具都可以視為“認(rèn)知工具”[10]。

喬納森（Jonassen）是另一位對“思維工具”或“認(rèn)知工具”領(lǐng)域研究有巨大貢獻(xiàn)的學(xué)者，他將“認(rèn)知工具”定義為“能夠擴(kuò)展學(xué)習(xí)者思維過程的外部的、基于計(jì)算機(jī)的設(shè)備和環(huán)境”[11]?？梢钥闯?，喬納森眼中的“思維工具”更多的屬于德里眼中的“外部計(jì)算設(shè)備”，只是更加具體到基于計(jì)算機(jī)的設(shè)備和環(huán)境。喬納森的“認(rèn)知工具”主要包括專門設(shè)計(jì)的知識(shí)構(gòu)建工具，如語義組織工具、動(dòng)態(tài)建模工具、信息表示工具、知識(shí)建構(gòu)工具和交流協(xié)作工具等[11]。喬納森認(rèn)為這些工具使得學(xué)習(xí)者可以參與到有意義的認(rèn)知加工過程中去[11]。

隨著信息技術(shù)教育應(yīng)用的日益頻繁以及人們對思維能力提升的迫切需求，思維工具這一概念也越來越流行。盡管不同學(xué)者眼中的“思維工具”的具體含義有所差異，但總體上來看都可以歸入德里所說的“內(nèi)部心理設(shè)備”或“外部計(jì)算設(shè)備”中去。如理查德·保羅（Richard Paul）的“批判性思維工具[12]”屬于“內(nèi)部心理設(shè)備”，數(shù)字布魯姆（Blooms Digital Taxonomy）①則嘗試為布魯姆的思維策略工具尋找相應(yīng)的數(shù)字設(shè)備或程序，屬于“外部計(jì)算設(shè)備”。

（二）思維可視化工具與思維策略工具

八大思維圖示法、思維導(dǎo)圖和概念圖更接近德里眼中的“外部計(jì)算設(shè)備”，支持這些圖示構(gòu)建的計(jì)算機(jī)軟件則屬于喬納森眼中的知識(shí)構(gòu)建工具。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，通過紙筆繪制思維圖示還是應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件來繪制并不會(huì)影響其應(yīng)用效果，我們應(yīng)該更加看重這些思維圖示在對思維進(jìn)行可視化方面的功能。在可視化的同時(shí)，需要結(jié)合具體的思維策略對可視化作品（Artifact）進(jìn)行優(yōu)化?；诖?，趙國慶等將思維工具分為思維可視化工具和思維策略工具[13]。前者主要指各種思維圖示，如本文探討的八大思維圖示法、思維導(dǎo)圖和概念圖等;后者則是指拓展人們分析問題的角度、幫助人們生成想法和創(chuàng)意的思維策略方法，如“六何分析法（5W1H）”、柯爾特思維工具等。思維可視化工具可以將學(xué)習(xí)和思考的過程通過圖示技術(shù)進(jìn)行視覺表征，但沒有解決“按照什么邏輯去表征”的問題，思維策略工具則是思維可視化工具的良好補(bǔ)充，兩者相互結(jié)合能夠發(fā)揮更大的作用[14]。

（三）思維工具的作用機(jī)理

思維可視化工具和思維策略工具都屬于思維工具，因而在促進(jìn)學(xué)習(xí)方面具有相同的機(jī)理。拉喬伊（Lajoie）認(rèn)為，思維工具之所以有助于學(xué)習(xí)，其作用機(jī)理在于思維工具通過較為低層次的認(rèn)知活動(dòng)提供支持，以實(shí)現(xiàn)對認(rèn)知負(fù)荷的分擔(dān)，從而讓學(xué)習(xí)者可以將認(rèn)知資源留給更高層次的思維加工活動(dòng)[15]。根據(jù)認(rèn)知負(fù)荷的來源，斯威勒（Sweller）等人將認(rèn)知負(fù)荷分為由學(xué)習(xí)材料本身復(fù)雜程度和學(xué)習(xí)者原有知識(shí)水平?jīng)Q定的內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷（Intrinsic Cognitive Load）、由信息呈現(xiàn)方式和學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)活動(dòng)引起的外在認(rèn)知負(fù)荷（Extraneous Cognitive Load）以及由學(xué)習(xí)過程中圖式構(gòu)建與自動(dòng)化而引發(fā)的關(guān)聯(lián)認(rèn)知負(fù)荷（Germane Cognitive Load）[16]。在教學(xué)過程中，依據(jù)既定的教學(xué)任務(wù)和學(xué)習(xí)者進(jìn)行學(xué)習(xí)材料的組織，其造成的內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷是相對固定的[17]。而在可以調(diào)節(jié)和控制的外在認(rèn)知負(fù)荷和關(guān)聯(lián)認(rèn)知負(fù)荷中，前者是會(huì)阻礙學(xué)習(xí)者認(rèn)知加工的無效負(fù)荷，后者則是鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者將剩余認(rèn)知資源投入到深層次認(rèn)知加工中去，并不斷地運(yùn)用強(qiáng)化其認(rèn)知圖式以促進(jìn)信息處理自動(dòng)化的有效認(rèn)知負(fù)荷[18] 。因此，教學(xué)設(shè)計(jì)的本質(zhì)正是要實(shí)現(xiàn)外在認(rèn)知負(fù)荷向關(guān)聯(lián)認(rèn)知負(fù)荷轉(zhuǎn)變[19]。思維可視化工具通過適當(dāng)?shù)姆绞綄W(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行結(jié)構(gòu)化組織和呈現(xiàn)，有效降低由信息呈現(xiàn)方式引發(fā)的外在認(rèn)知負(fù)荷，從而讓學(xué)習(xí)者將注意力專注于建立內(nèi)容之間的聯(lián)系上（也就是關(guān)聯(lián)認(rèn)知負(fù)荷上）。思維策略工具則直接為建立內(nèi)容之間的關(guān)系提供了具體的策略引導(dǎo)，學(xué)習(xí)者可以將注意力放到對關(guān)系本身的審視上。

（四）對“思維訓(xùn)練三階段”的修訂

2012年，趙姝和趙國慶等提出了“隱性思維顯性化—顯性思維工具化—高效思維自動(dòng)化”的思維訓(xùn)練三階段理論[6]。該理論在推動(dòng)思維教學(xué)理論發(fā)展和指導(dǎo)我國中小學(xué)思維教學(xué)實(shí)踐方面發(fā)揮了積極作用。然而，隨著實(shí)踐的深入開展，我們也認(rèn)識(shí)到“隱性思維顯性化”階段所依托的八大思維圖示法、概念圖和思維導(dǎo)圖等也屬于思維工具的范疇（本文將其歸入思維可視化工具）。這樣一來，“隱性思維顯性化”本身也是“工具化”的過程，這與第二階段的“顯性思維工具化”中的“工具化”存在一定的重疊。按照本文對“思維工具”的進(jìn)一步劃分，原來第二階段“顯性思維工具化”中的“工具”實(shí)際指的是“思維策略工具”，具體包括思維指引工具、思維激發(fā)工具和思維組織工具等。因此，本文將之前的“思維訓(xùn)練三階段”修訂為“隱性思維顯性化—顯性思維策略化—高效思維自動(dòng)化”（如圖1所示）。其中，“顯性化”和“策略化”都屬于“工具化”的階段，只是運(yùn)用的工具有所不同而已;而“自動(dòng)化”則屬于從“顯意識(shí)運(yùn)用”回歸“潛意識(shí)運(yùn)用”的“去工具化”階段。

三、思維可視化工具教學(xué)應(yīng)用的原則

為了提升在教學(xué)中應(yīng)用思維可視化工具的實(shí)際效果，教師應(yīng)堅(jiān)持學(xué)生主體、以問題解決為導(dǎo)向、結(jié)合思維策略工具、尊重學(xué)生已有認(rèn)知，在學(xué)生思維發(fā)展的最近發(fā)展區(qū)尋找著力點(diǎn)并加以干預(yù)。下面就這幾點(diǎn)進(jìn)行一一論述。

（一）堅(jiān)持學(xué)生主體地位，謹(jǐn)守思維可視化工具的建構(gòu)主義屬性

喬納森認(rèn)為，認(rèn)知工具是基于建構(gòu)主義認(rèn)識(shí)論的，它們并不專注于對客觀知識(shí)的呈現(xiàn)，而是要促使學(xué)習(xí)者去創(chuàng)造知識(shí)以反映他們對信息的理解[11]。喬納森還從參與、控制和生成性三個(gè)維度對認(rèn)知工具進(jìn)行了定位（如圖2所示），認(rèn)為認(rèn)知工具的使用是學(xué)習(xí)者控制的、主動(dòng)的創(chuàng)造過程，而非教師控制的、被動(dòng)的呈現(xiàn)過程[11]。認(rèn)知工具并非學(xué)習(xí)者可以輕松、自然、有效使用的“指尖”工具，設(shè)計(jì)它們不是為了減少信息的加工。相反，認(rèn)知工具提供了一種環(huán)境，它要求學(xué)習(xí)者對正在研究的主題進(jìn)行更加“費(fèi)力的”思考，去生成在沒有工具支撐時(shí)難以生成的想法[11]。拉喬伊認(rèn)為，有效的認(rèn)知工具是那些能夠支持認(rèn)知過程的工具，是那些使學(xué)習(xí)者能夠從事高階思維的工具，是那些幫助學(xué)習(xí)者參與到平常難以完成的認(rèn)知過程的工具，或者是那些允許學(xué)習(xí)者在有意義的問題解決情境中產(chǎn)生和測試假設(shè)的工具[15]。梅耶（Mayes）則認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)是使用認(rèn)知工具的副產(chǎn)品，并引用Craik和Tulving的話說，學(xué)習(xí)者記住的不是“我們在哪里”，而是在對知識(shí)進(jìn)行編碼的過程中“做過了什么”[20]。可以看出，認(rèn)知工具的核心價(jià)值在于為學(xué)習(xí)者賦能，讓他們能夠更加深入地參與到認(rèn)知加工中去，而非被動(dòng)接受他人加工的結(jié)果。

雖然思維可視化工具的教學(xué)應(yīng)用越來越普遍，但多數(shù)教師僅僅將其作為一種新型的內(nèi)容呈現(xiàn)方式，他們在課堂教學(xué)中或?qū)⒅R(shí)內(nèi)容做成思維圖示放到PPT中呈現(xiàn)，或以思維圖示的方式現(xiàn)場生成板書。與傳統(tǒng)的以線性文本為主的板書相比，思維圖示的呈現(xiàn)方式的確使得教學(xué)內(nèi)容更具結(jié)構(gòu)性，也使得學(xué)生能夠更輕松地理解和接受，但這并未體現(xiàn)思維工具的“學(xué)習(xí)者控制”“主動(dòng)參與”和“創(chuàng)造生成”三大“建構(gòu)主義”特征，而只是“教師控制”“被動(dòng)參與”和“展示”的“行為主義”工具，對學(xué)生來說，僅僅只是一種媒介或知識(shí)呈現(xiàn)方式，并未達(dá)到幫助學(xué)生自主建構(gòu)知識(shí)的目的。因此，實(shí)現(xiàn)“行為主義”工具向“建構(gòu)主義”工具的轉(zhuǎn)變非常關(guān)鍵。

（二）以問題解決為導(dǎo)向，提升思維可視化作品的價(jià)值和意義

思維可視化不是為了畫圖而畫圖，而是要以解決具體的問題為目標(biāo)。離開了問題的指引，思維激發(fā)就失去了方向，思維整理也就失去了依據(jù)。有了具體問題的引導(dǎo)，思維可視化作品的價(jià)值和意義就會(huì)大幅提升。以概念圖為例，由于知識(shí)都是相互聯(lián)系的，在缺乏問題約束的情況下，概念圖的繪制將是無止境的。為了解決這一問題，概念圖的研究者們創(chuàng)造性地提出了“焦點(diǎn)問題（Focus Question）”這一概念[21]，要求每一幅概念圖都應(yīng)該圍繞一個(gè)“焦點(diǎn)問題”來展開。趙國慶和熊雅雯通過研究發(fā)現(xiàn)，與填充概念圖和基于核心概念構(gòu)圖相比，基于焦點(diǎn)問題構(gòu)圖能更準(zhǔn)確、更靈敏地評(píng)價(jià)教師的學(xué)科知識(shí)[22]。又如八大思維圖示法中的雙氣泡圖，盡管雙氣泡圖已經(jīng)隱含了“尋找相似與不同”這一具體思維策略，但由于任何兩個(gè)事物之間都有大量相似與不同，在缺乏問題導(dǎo)向時(shí)悉數(shù)列出這些異同不太現(xiàn)實(shí)，也沒有太大意義。如果讓學(xué)生“運(yùn)用雙氣泡圖深入對比《丑小鴨》和《灰姑娘》，從中選擇一個(gè)放到小學(xué)德育板塊的海報(bào)上”，就會(huì)比讓學(xué)生簡單地“運(yùn)用雙氣泡圖對《丑小鴨》和《灰姑娘》進(jìn)行比較和對比”要精準(zhǔn)、深刻得多（如圖3所示）。

（三）結(jié)合思維策略工具，提升思維可視化作品的“思維含量”

很多學(xué)校都在顯眼位置展示了大量的思維可視化作品，但只要稍加留意就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這些作品大多缺乏內(nèi)在邏輯。除了教師在指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用時(shí)常常“重發(fā)散、輕聚合”“重畫圖、輕修改”“重展示、輕評(píng)價(jià)”外，思維策略本身的“缺位”是導(dǎo)致這些作品“思維含量”不高的根本原因。思維可視化工具的最大作用在于將思維過程和思維結(jié)果進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，減少對工作記憶本身的依賴，從而幫助學(xué)習(xí)者將更多認(rèn)知資源用到高端的思維加工上去。但是，由于大多數(shù)思維可視化工具沒有提供思維加工的具體方向和策略，學(xué)習(xí)者在進(jìn)行思維加工時(shí)主要隱性地依賴已有的思維策略。如果學(xué)習(xí)者掌握的思維策略還比較匱乏，即使應(yīng)用了思維可視化工具，思維加工的質(zhì)量也不可能有顯著提高。

為了有效提升思維可視化作品的“思維含量”，需要結(jié)合運(yùn)用思維策略工具為思維加工過程提供更為具體的元認(rèn)知引導(dǎo)。以分析一個(gè)歷史事件為例，讓學(xué)生就這個(gè)歷史事件制作思維導(dǎo)圖或概念圖，生成的思維作品可能只是簡單信息的羅列（具體取決于學(xué)生掌握的思維策略以及自動(dòng)調(diào)用的能力）。若換成讓學(xué)生“尋找一個(gè)相似的歷史事件并與之進(jìn)行對比”或“分析導(dǎo)致歷史事件的原因以及該歷史事件引發(fā)的結(jié)果”這樣的任務(wù)，再選擇合適的思維圖示表示出來，學(xué)生的思考深度就可以得到較大幅度提升。在這個(gè)例子中，我們就實(shí)現(xiàn)了“鑒別相似與不同”或“建立因果關(guān)系”這兩個(gè)思維策略工具與思維可視化工具的有機(jī)統(tǒng)一。實(shí)際上，就算都只使用思維導(dǎo)圖，結(jié)合不同思維策略工具都可以生成完全不同的思維作品，因?yàn)樗季S策略工具提供了不同的思考視角。

（四）尊重學(xué)生已有認(rèn)知，發(fā)揮思維可視化工具的“誘出”功能

除了意義學(xué)習(xí)理論、雙重編碼理論、認(rèn)知負(fù)荷理論等可以作為思維可視化工具的理論依據(jù)外，學(xué)習(xí)科學(xué)的最新發(fā)現(xiàn)也可以為更有效地使用思維可視化工具提供參考，知識(shí)整合理論和POE模式（Predict-Observe-Explain）就是比較典型的代表。知識(shí)整合理論是加州大學(xué)伯克利分校馬西婭·C·林（Marcia C. Linn）教授基于科學(xué)教育與計(jì)算機(jī)教育研究中發(fā)現(xiàn)的共性問題發(fā)展出來的一套教學(xué)理論[23]。知識(shí)整合教學(xué)通過“誘出想法”“添加想法”“辨分想法”“反思和整理想法”等環(huán)節(jié)將學(xué)習(xí)者碎片化的知識(shí)轉(zhuǎn)化為連貫性想法。POE模式要求學(xué)生作出預(yù)測、觀察演示或?qū)嶒?yàn)并解釋他們的想法。事實(shí)上，兩種教學(xué)法之間關(guān)系密切?！邦A(yù)測”是知識(shí)整合理論中的“誘出想法”的重要手段，“觀察”是“添加想法”的重要方式，“解釋”則與“辨分想法”和“反思和整理想法”相對應(yīng)。思維可視化工具可以作用于知識(shí)整合四階段中的任何一個(gè)階段，或POE模式三環(huán)節(jié)中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)。王曉玲通過準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)對比了在科學(xué)探究學(xué)習(xí)中將概念圖作為“誘出工具”和“整理工具”對學(xué)生科學(xué)理解的影響，研究發(fā)現(xiàn)，在“誘出想法”階段使用概念圖比在“整理和反思想法”階段使用概念圖更能促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)知識(shí)的一致性理解[24]，這與知識(shí)整合理論的“與主要聚焦于新想法相比，尊重學(xué)習(xí)者的已有想法并將新舊想法進(jìn)行對比，學(xué)習(xí)者能夠取得更大的成功[23]”這一核心觀點(diǎn)相一致。因此，教師可以更多地在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)使用思維可視化工具，充分“誘出”學(xué)生的已有想法，特別是已有的錯(cuò)誤想法，并基于已有的錯(cuò)誤想法設(shè)計(jì)能夠促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的認(rèn)知沖突，在課堂上將更多精力投入到對相互沖突的想法的辨分上。

（五）找準(zhǔn)最近發(fā)展區(qū)，為不同學(xué)生設(shè)定最佳思維發(fā)展點(diǎn)

以上四條原則為最大化思維可視化工具的功效給出了努力方向，但在實(shí)際操作中還需高度尊重學(xué)習(xí)者的認(rèn)知發(fā)展水平，在學(xué)習(xí)者的最近發(fā)展區(qū)設(shè)置思維訓(xùn)練點(diǎn)。有些思維能力偏弱的學(xué)生可能在簡單的思維發(fā)散方面都存在困難，若一開始就強(qiáng)調(diào)思維聚合及批判性思維，不僅缺乏足夠數(shù)量的想法作為深入加工的基礎(chǔ)，也會(huì)挫傷學(xué)生進(jìn)一步思考的積極性。相反，若只要求那些思維能力較強(qiáng)的學(xué)生進(jìn)行簡單的發(fā)散訓(xùn)練，也同樣達(dá)不到訓(xùn)練思維的目的。因此，只有為不同的學(xué)生設(shè)置符合其思維發(fā)展現(xiàn)狀的任務(wù)和目標(biāo)，才能幫助其思維實(shí)現(xiàn)從想法數(shù)量到思維深度的提升。

四、三大思維可視化工具的應(yīng)用著力點(diǎn)

八大思維圖示法、思維導(dǎo)圖和概念圖是中小學(xué)應(yīng)用最為廣泛的思維可視化工具[13]。2004年，趙國慶和陸志堅(jiān)從歷史淵源、定義、知識(shí)表示能力、創(chuàng)作方法、表達(dá)形式和應(yīng)用領(lǐng)域等角度對概念圖和思維導(dǎo)圖進(jìn)行了辨析[25]。2014年，趙國慶又從直接目的、理論依據(jù)和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)等角度對二者作了進(jìn)一步的比較，并就概念圖和思維導(dǎo)圖教學(xué)應(yīng)用中若干常見問題進(jìn)行了探討[14]。隨著思維可視化工具教學(xué)應(yīng)用的普遍化，教師對如何更精準(zhǔn)地使用這些工具提出了更高的要求。本節(jié)將給出我們對八大思維圖示法、思維導(dǎo)圖和概念圖的核心差異的進(jìn)一步理解，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)給出應(yīng)用這些思維可視化工具訓(xùn)練學(xué)生思維時(shí)的具體著力點(diǎn)。

（一）特征分析：三大思維可視化工具的核心差異

要想實(shí)現(xiàn)對思維可視化工具的精準(zhǔn)選擇和精準(zhǔn)運(yùn)用，認(rèn)識(shí)這些工具之間的差異要比認(rèn)識(shí)他們之間的共性更為重要。我們認(rèn)為：八大思維圖示法是具體思維方式的具體表示法，思維導(dǎo)圖是綜合多種思維方式的模糊表示法，概念圖是綜合多種思維方式的精確表示法，它們在訓(xùn)練思維方面的潛力有著顯著差異。

1. 八大思維圖示法：具體思維方式的具體表示法

八大思維圖示法原名為思維地圖（Thinking Maps），是海勒（David Hyerle）博士于1988年開發(fā)的一組思維可視化工具[26]。由于人們?nèi)菀讓⑺季S地圖與思維導(dǎo)圖相混淆，本文采用“八大思維圖示法”來指代它們。八大思維圖示法共包括八種圖，分別是：圓圈圖、氣泡圖、雙氣泡圖、樹形圖、括號(hào)圖、流程圖、復(fù)流程圖和橋形圖[26]（如圖4所示）。八大思維圖示法中的每一種圖都對應(yīng)著一個(gè)具體的思維技能，如圓圈圖用來支持頭腦風(fēng)暴和聯(lián)想，氣泡圖用來描述或想象，雙氣泡圖用來進(jìn)行比較和對比，樹形圖表示分類，括號(hào)圖表示整體與部分關(guān)系，流程圖表示事件之間的順序關(guān)系，復(fù)流程圖表示因果關(guān)系，橋形圖則用來表示類比關(guān)系[26]。

由于八大思維圖示法中的每一種圖示都對應(yīng)著一種具體的思維策略，因此，可以認(rèn)為八大思維圖示法是思維可視化工具與思維策略工具的有機(jī)結(jié)合體，是“具體思維方式的具體表示法”。人們在選擇某一具體圖示時(shí)，也就同時(shí)選擇了該圖示背后隱含的思維策略，而無須去思考應(yīng)該運(yùn)用什么思維策略。通過將注意力聚焦在具體的思維技能上，可以實(shí)現(xiàn)對該思維技能的精細(xì)化訓(xùn)練。當(dāng)然，在面對一個(gè)相對復(fù)雜的問題情境時(shí)，人們可以通過綜合運(yùn)用八大思維圖示法中的幾個(gè)甚至全部，以實(shí)現(xiàn)對該問題的多角度、全方位分析。在八大思維圖示法被引進(jìn)中國之前，思維導(dǎo)圖曾是最受歡迎的思維可視化工具。近幾年來，隨著相關(guān)中文書籍[27-28]的出版，中小學(xué)教師對八大思維圖示法的關(guān)注和應(yīng)用越來越多，大有超過思維導(dǎo)圖之勢，究其原因，正是八大思維圖示法在思維訓(xùn)練方面的易用性和精準(zhǔn)性。

2. 思維導(dǎo)圖：綜合多種思維方式的模糊表示法

思維導(dǎo)圖最初是20世紀(jì)60年代英國心理學(xué)家東尼·博贊（Tony Buzan）發(fā)明的一種筆記方法[29]。筆者曾結(jié)合思維導(dǎo)圖的實(shí)踐應(yīng)用，進(jìn)一步將思維導(dǎo)圖定義為“一種以促進(jìn)思維激發(fā)和思維整理為目的的思維可視化、非線性工具”[14]。該定義認(rèn)為，思維激發(fā)和思維整理是思維導(dǎo)圖的兩大核心功能，可視化與非線性是思維導(dǎo)圖的兩大核心特征。

一方面，與八大思維圖示法相比，思維導(dǎo)圖最大的優(yōu)勢是可以通過“一定的技術(shù)處理”實(shí)現(xiàn)八大思維圖示法中除橋形圖之外的七個(gè)圖示的功能（如圓圈圖和氣泡圖可以直接用僅有一個(gè)層次的思維導(dǎo)圖表示，樹形圖、括號(hào)圖和流程圖可以用多個(gè)層級(jí)的思維導(dǎo)圖來表示，雙氣泡圖、復(fù)流程圖則需要通過增加一層節(jié)點(diǎn)并用關(guān)鍵詞標(biāo)明的方式來實(shí)現(xiàn)），這體現(xiàn)了思維導(dǎo)圖在可視化功能方面的綜合性。另一方面，雖然思維導(dǎo)圖可以綜合表示多種思維方式，但圖中卻不會(huì)將具體的思維方式清晰標(biāo)識(shí)出來，而是需要讀者自己去識(shí)別，因而是一種模糊的可視化方法。結(jié)合其綜合性和模糊性，我們認(rèn)為思維導(dǎo)圖是“綜合多種思維方式的模糊表示法”。

由于思維導(dǎo)圖中節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系需要在讀圖時(shí)重新去識(shí)別，若構(gòu)圖者在構(gòu)圖時(shí)未將注意力放到關(guān)系上，制作的思維導(dǎo)圖大多會(huì)缺乏內(nèi)在邏輯。對讀圖者來說，去識(shí)別圖中的內(nèi)在邏輯也會(huì)是很大的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。譬如，思維導(dǎo)圖中的同級(jí)節(jié)點(diǎn)間是并列關(guān)系還是順序關(guān)系？層級(jí)關(guān)系是分類還是拆分？……這是無法從形式看出的，需要進(jìn)一步詳細(xì)地鑒別內(nèi)容。在一些邏輯不夠嚴(yán)謹(jǐn)、內(nèi)容又特別龐雜的思維導(dǎo)圖中，多種不同類型的關(guān)系混雜在一起，對構(gòu)圖和讀圖來說都帶來了較大的負(fù)擔(dān)?？梢钥闯?，“綜合”和“模糊”一方面給思維導(dǎo)圖帶來了靈活易用、多功能的優(yōu)勢，另一方面也導(dǎo)致容易出現(xiàn)內(nèi)在邏輯不清等問題。我們通過在一線開展教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過八大思維圖示法訓(xùn)練的學(xué)生制作的思維導(dǎo)圖的質(zhì)量，要高于僅僅學(xué)習(xí)過思維導(dǎo)圖的學(xué)生所制的圖，這也為中小學(xué)開展思維可視化教學(xué)應(yīng)用提供了很好的參考。

3. 概念圖：綜合多種思維方式的精確表示法

概念圖是康乃爾大學(xué)的約瑟夫·D·諾瓦克（Joseph? D. Novak）根據(jù)大衛(wèi)·P·奧蘇貝爾（David P. Ausubel）的有意義學(xué)習(xí)理論提出的一種教學(xué)技術(shù)[30]。與思維導(dǎo)圖相類似的是，概念圖可以對多種思維方式進(jìn)行綜合表示，所不同的是概念圖在精確度（Precision）和正式程度（Formality）上要遠(yuǎn)高于思維導(dǎo)圖[31]。概念圖要求通過連接詞對概念之間的關(guān)系進(jìn)行精確的描述，形成“概念—連接詞—概念”的命題這一最小意義單元。無論是對繪圖者來說，還是對讀圖者來說，概念圖都把思維過程和結(jié)果中的模糊空間最小化了，實(shí)現(xiàn)了思維的綜合、精確的可視化。因此，概念圖是一種“綜合多種思維方式的精確表示法”。

（二）三大思維可視化工具的應(yīng)用著力點(diǎn)

思維訓(xùn)練是思維發(fā)散與思維聚合的有機(jī)統(tǒng)一，對思維發(fā)散產(chǎn)生的思維材料進(jìn)行必要的思維聚合比簡單的發(fā)散訓(xùn)練更具價(jià)值。同時(shí)，運(yùn)用批判性思維對思維發(fā)散和聚合過程進(jìn)行審視，是提升思維可視化作品質(zhì)量的重要保證。結(jié)合前面討論的思維可視化工具的應(yīng)用原則以及各可視化工具的核心特征，我們給出在教學(xué)中運(yùn)用八大思維圖示法、思維導(dǎo)圖和概念圖的更為具體的著力點(diǎn)（見表1）。

五、結(jié)? ?語

有人認(rèn)為，中國基礎(chǔ)教育教學(xué)改革遭遇重重阻力，問題并非出在方向上，而是出在方法上[32]，本文進(jìn)一步認(rèn)為問題更是出在缺乏對方法的精準(zhǔn)把握與合理運(yùn)用上。人類之所以能夠超越其他物種，主要原因在于能夠創(chuàng)造和使用工具。作為人類的偉大創(chuàng)造之一，認(rèn)知工具具有拓展人類認(rèn)知能力的潛力。要想讓它們發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值，也同樣需要透徹把握這些工具的作用機(jī)理與核心特征，并合理正確地去運(yùn)用。

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[Abstract] In the new round of teaching reform oriented by "Key Competencies"， thinking visualization tools have been widely welcomed by teachers and students and gradually become an essential means to promote the reform of classroom teaching. However， in-service teachers have not formed a deep understanding of the mechanism of thinking visualizations tools and the differences between different tools，so it is difficult for them to accurately grasp the focus of promoting students' thinking in teaching. This paper aims to probe into the guiding principles of applying thinking visualizations tools in teaching， analyze the essential differences among three kinds of visualization tools of eight thinking Maps， mind maps and concept maps， and find out some specific points in teaching. This paper holds that： （1） the mechanism of thinking tools is to help learners better participate in higher-order cognitive processing by sharing the low-order cognitive load; （2） while applying thinking visualization tools into teaching， teachers should keep the student-centered and problem-solving teaching， combine the use of thinking strategies， respect students' prior knowledge， find the focal points in students' ZPD and then intervene. （3） The eight thinking Maps are the specific representations of specific thinking modes， the mind map is the fuzzy representation integrating various thinking modes， and the concept map is the precise representation incorporating various thinking modes. Also they have different focal points when used in teaching.

[Keywords] Thinking Visualization; Tools; Thinking Strategy; Concept Maps; Mind Maps; Eight Thinking Maps