歷史教學(xué)中學(xué)習(xí)圖譜的設(shè)計(jì)策略

【摘 要】圖表的設(shè)計(jì)與使用，可以幫助學(xué)生突破知識(shí)理解的困境。學(xué)習(xí)圖譜作為承載知識(shí)的學(xué)習(xí)資源、培養(yǎng)高階思維的學(xué)習(xí)工具，應(yīng)當(dāng)廣泛運(yùn)用于歷史課堂的主題教學(xué)中。設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)圖譜時(shí)，必須結(jié)合最新的媒體技術(shù)，厘清學(xué)習(xí)理念和實(shí)際使用情況等必要因素，以確保順利實(shí)施提取知識(shí)構(gòu)件、建立知識(shí)表征、厘清知識(shí)規(guī)則、實(shí)現(xiàn)知識(shí)建模四個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)意義的可視化。

【關(guān)鍵詞】學(xué)習(xí)圖譜；知識(shí)可視化；知識(shí)整合

在信息數(shù)字化的今天，人們已無法簡(jiǎn)單滿足于增強(qiáng)獲取知識(shí)的技術(shù)，而是更多地關(guān)注于知識(shí)的實(shí)質(zhì)內(nèi)容及表現(xiàn)形式、內(nèi)在邏輯和整體質(zhì)量。在這樣的情況下，教師若想完成從淺層學(xué)習(xí)到深度學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變，就必須進(jìn)行教學(xué)媒體數(shù)字化的變革。教學(xué)媒體的數(shù)字化是一套思維、方法和工具的有機(jī)結(jié)合，借助新媒體技術(shù)的支持設(shè)計(jì)內(nèi)容，以此突破知識(shí)構(gòu)件的冗贅、知識(shí)表征的冗雜、知識(shí)規(guī)則的冗亂和知識(shí)建模的冗辭，達(dá)成深度學(xué)習(xí)。在這一轉(zhuǎn)變的過程中，教師應(yīng)順應(yīng)教學(xué)媒體數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì)和深度學(xué)習(xí)的現(xiàn)實(shí)要求，思考如何將教學(xué)媒體數(shù)字化應(yīng)用于實(shí)際課堂中。以符號(hào)學(xué)、認(rèn)知負(fù)荷、圖式編碼、建模理論為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)圖譜可以作為今日歷史教學(xué)中承載知識(shí)的學(xué)習(xí)資源，也可作為培養(yǎng)高階思維的學(xué)習(xí)工具，促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)入更深層的學(xué)習(xí)。

課堂中，使用圖表的主要目的是幫助教師講解知識(shí)。學(xué)習(xí)圖譜是以帶有語義內(nèi)涵的符號(hào)依語義規(guī)則將教學(xué)中的抽象知識(shí)可視化的教學(xué)工具，它有利于學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)形成整體、形象的理解和內(nèi)化，同時(shí)也有利于知識(shí)的外化、交流、應(yīng)用和傳播。對(duì)學(xué)習(xí)圖譜的理解分為四個(gè)層次：第一，從圖的角度出發(fā)，學(xué)習(xí)圖譜是一種知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，其中的每個(gè)構(gòu)件都表示知識(shí)世界的一個(gè)概念，故學(xué)習(xí)圖譜是對(duì)知識(shí)世界的符號(hào)化表達(dá)；第二，從學(xué)習(xí)個(gè)體的角度出發(fā)，學(xué)習(xí)圖譜是一種個(gè)性化的表征，其中的符號(hào)表達(dá)和符號(hào)間的語義關(guān)系有多種表現(xiàn)方式；第三，從其自身結(jié)構(gòu)出發(fā)，學(xué)習(xí)圖譜的每個(gè)構(gòu)件都要互相支撐為一個(gè)穩(wěn)定的整體，因此所有構(gòu)件都必然按照一定的科學(xué)規(guī)則形成鏈接關(guān)系；第四，從應(yīng)用價(jià)值出發(fā)，通過建模實(shí)現(xiàn)知識(shí)庫(kù)的建立和圖形化分類貯存，能將淺層學(xué)習(xí)變?yōu)樯疃葘W(xué)習(xí)。

綜合以上分析可見，學(xué)習(xí)圖譜作為一種極具潛力的知識(shí)可視化教學(xué)工具，應(yīng)該積極與我們的教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合。教師可以通過提取知識(shí)構(gòu)件、建立知識(shí)表征、厘清知識(shí)規(guī)則、實(shí)現(xiàn)知識(shí)建模幾個(gè)步驟完成學(xué)習(xí)圖譜的設(shè)計(jì)（見圖1）。

一、提取知識(shí)構(gòu)件

從本質(zhì)上來看，人類對(duì)事物的認(rèn)知是對(duì)存在的事物范疇化、關(guān)聯(lián)化以及符號(hào)化。人類將認(rèn)知的對(duì)象轉(zhuǎn)化為語義單元（符號(hào)化），利用語義單元范疇化轉(zhuǎn)變?yōu)檎Z義類別，再利用語義類別存在的關(guān)聯(lián)性建立語義結(jié)構(gòu)。由此可知，所有事物都是通過相應(yīng)的傳播單元進(jìn)行傳播，符號(hào)是最小的傳播單元，也就是說符號(hào)是傳播的起源。人類記憶知識(shí)，包括利用知識(shí)展開相應(yīng)的實(shí)踐活動(dòng)，都是以符號(hào)為主要工具。那么，如果想要利用好符號(hào)這個(gè)工具，前提條件便是設(shè)計(jì)者能夠合理地解釋符號(hào)的定義，以正確的闡釋產(chǎn)生可學(xué)習(xí)的知識(shí)。不同設(shè)計(jì)者對(duì)符號(hào)有不同的詮釋和演繹，既可以直接以文字表達(dá)某個(gè)概念，也可以間接地以圖形或其他方式呈現(xiàn)知識(shí)。同時(shí)，符號(hào)多樣的表現(xiàn)形式也代表學(xué)習(xí)圖譜的設(shè)計(jì)有多種可能性。學(xué)習(xí)是多維的，沒有固定的符號(hào)可以適用于所有的學(xué)習(xí)情境。作為開放的學(xué)習(xí)對(duì)象，符號(hào)為教師和學(xué)習(xí)者提供了靈活的可視化方式以滿足教學(xué)需求。在課堂教學(xué)實(shí)踐中，符號(hào)是具有一定學(xué)習(xí)目標(biāo)且承載了一定知識(shí)量的知識(shí)大構(gòu)件，這一知識(shí)大構(gòu)件由若干個(gè)知識(shí)小構(gòu)件組成，并具有層次性。以“西歐的思想解放運(yùn)動(dòng)”為例，近代科學(xué)興起后，代表性的思想解放運(yùn)動(dòng)有三個(gè)，每個(gè)運(yùn)動(dòng)下又有不同的知識(shí)小構(gòu)件，形成了層級(jí)有序的知識(shí)結(jié)構(gòu)（見圖2）。

在符號(hào)的層次構(gòu)件模型中，知識(shí)基元、知識(shí)元件、知識(shí)組件、知識(shí)模板構(gòu)成模型的主體，上層的知識(shí)構(gòu)件在下層知識(shí)構(gòu)件組合的基礎(chǔ)上完成。知識(shí)基元是構(gòu)成符號(hào)的最小單元，在歷史學(xué)科中指被賦予特定意義的概念化對(duì)象，它是不可見，或者說是難以用形象化實(shí)體表示的對(duì)象，是抽象化的語義符號(hào)。如圖2所示，根本原因、條件、主張、成就、興起、高峰和擴(kuò)展就是知識(shí)基元。背景、內(nèi)容、影響、過程、概況是該學(xué)習(xí)圖譜中具有特殊性語義的知識(shí)元件，它以知識(shí)基元為基礎(chǔ)，由數(shù)個(gè)知識(shí)基元組成。通俗地說，知識(shí)元件是包括了一定語義信息的符號(hào)。以概況這一知識(shí)元件為例，興起、高峰、擴(kuò)展三個(gè)知識(shí)基元的組合，使得它可以用來表示一個(gè)歷史事件不同階段的基本信息。知識(shí)組件反映的是一個(gè)基本的、完整的語義關(guān)系，主要以知識(shí)元件為基礎(chǔ)，圖2中的文藝復(fù)興、宗教改革和啟蒙運(yùn)動(dòng)就是知識(shí)組件。教學(xué)中，一個(gè)知識(shí)元件可以在相似組件中加以運(yùn)用。假如學(xué)生在學(xué)習(xí)類同的主題知識(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)能夠直接使用已知知識(shí)元件，那么學(xué)生就可以結(jié)合實(shí)際情況，以原有知識(shí)組件為基礎(chǔ)修改知識(shí)元件，以便快速適應(yīng)另一學(xué)習(xí)情境。另外，圖2中近代科學(xué)的興起在學(xué)習(xí)圖譜中也是一個(gè)知識(shí)組件，由于在此情境中并不是學(xué)習(xí)重點(diǎn)，因而教師在設(shè)計(jì)時(shí)沒必要詳細(xì)展開。知識(shí)組件之上，西歐的思想解放運(yùn)動(dòng)就是圖2的學(xué)習(xí)圖譜中最高的層級(jí)——知識(shí)模板。它在知識(shí)組件的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)知識(shí)的展現(xiàn)，填充了具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容、知識(shí)點(diǎn)和意義化概念。教師可以引導(dǎo)學(xué)生將熟悉的知識(shí)模板進(jìn)行修改，加入自己的見解。如果在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)新知識(shí)符號(hào)與已學(xué)知識(shí)符號(hào)具有相同的特征，學(xué)生就能利用知識(shí)模板的結(jié)構(gòu)納入更多學(xué)習(xí)內(nèi)容。因?yàn)閷W(xué)習(xí)圖譜是特定知識(shí)領(lǐng)域內(nèi)的符號(hào)所使用的一種更加簡(jiǎn)便的表達(dá)方法，并沒有被傳統(tǒng)知識(shí)構(gòu)件所束縛，因此學(xué)生可以在不同知識(shí)領(lǐng)域中挪用。這樣的表達(dá)方式是生成式、構(gòu)造式的，具有相對(duì)明確的結(jié)構(gòu)，能夠使學(xué)習(xí)內(nèi)容清晰地加以呈現(xiàn)，也就利于學(xué)生更好地掌握新知識(shí)。

二、建立知識(shí)表征

二十世紀(jì)八十年代，澳大利亞學(xué)者Sweller提出了認(rèn)知負(fù)荷理論：用戶的認(rèn)知是一種資源消耗，因此在學(xué)習(xí)時(shí)，內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷越小越好［1］。換言之，如果自身具備的認(rèn)知資源不足以解決具體問題，那么學(xué)習(xí)者就會(huì)出現(xiàn)認(rèn)知超載的情況，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率不斷降低。具體而言，認(rèn)知負(fù)荷還分為三種類型，分別是內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷、外部認(rèn)知負(fù)荷及相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷［2］。學(xué)習(xí)材料的組織形式和外部認(rèn)知負(fù)荷有一定程度的聯(lián)系，信息及學(xué)習(xí)內(nèi)容的復(fù)雜程度與內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷有一定的聯(lián)系，而學(xué)習(xí)的過程又與相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷有一定程度的聯(lián)系。如果能充分利用相關(guān)資源，從三個(gè)角度盡可能減輕學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，就能取得更好的學(xué)習(xí)效果。

學(xué)習(xí)圖譜獨(dú)有的特性就是能有效減輕學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷。第一，圖譜具有信息并行處理機(jī)制，可以有效整合零碎的知識(shí)，學(xué)生解讀成整體的知識(shí)可以有效減少認(rèn)知負(fù)荷；第二，圖譜外顯的表征特性能為學(xué)生直接感知，一定程度減少了學(xué)生的認(rèn)知困難；第三，圖譜具有的形象感知特性可以幫助學(xué)生記憶，因此在記憶方面學(xué)生的負(fù)擔(dān)得以減輕。表征為顯示出來的現(xiàn)象或表現(xiàn)出來的特征，本文特指在心理活動(dòng)中重現(xiàn)知識(shí)。學(xué)習(xí)圖譜的使用就是為了幫助學(xué)生更好地建立知識(shí)表征，盡可能降低認(rèn)知負(fù)荷。知識(shí)表征的建立就是在學(xué)生的大腦中記錄和回憶知識(shí)，它在一定程度上能反映學(xué)生的內(nèi)部思維。

從人類的認(rèn)知角度而言，一張圖就是信息的內(nèi)部表征與外部表征的有機(jī)統(tǒng)一。學(xué)習(xí)圖譜的設(shè)計(jì)主要涉及外部表征，是內(nèi)部思維的外顯。外部表征的一個(gè)重要形式就是運(yùn)用具象的符號(hào)或者信息來對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行表達(dá)，它可以通過物理實(shí)體、符號(hào)、圖形、表格等形式可視化，在特定情境中發(fā)揮認(rèn)知工具的作用。以“第二次世界大戰(zhàn)與戰(zhàn)后國(guó)際秩序的形成”的教學(xué)為例，如果將時(shí)間線作為排序標(biāo)準(zhǔn)，第二次世界大戰(zhàn)基本進(jìn)程的學(xué)習(xí)圖譜可以如下圖這樣設(shè)計(jì)（見圖3）：

圖3以時(shí)間為線索整理了二戰(zhàn)的主要事件，不僅傳達(dá)事實(shí)信息，還幫助學(xué)生獲取、記憶、傳遞、應(yīng)用這些信息。知識(shí)以學(xué)習(xí)圖譜的方式進(jìn)行表征，形成能直接作用于人感官的外在表現(xiàn)形式，從而促進(jìn)對(duì)知識(shí)的理解和記憶，知識(shí)表征得以建立。作為一種學(xué)習(xí)工具，學(xué)習(xí)圖譜通過時(shí)間軸的方式加以展現(xiàn)，改變了知識(shí)表征冗雜的局限性，促進(jìn)學(xué)習(xí)圖譜的實(shí)用化，幫助學(xué)習(xí)者減少認(rèn)知負(fù)荷。

三、厘清知識(shí)規(guī)則

從信息組織的角度出發(fā)，圖式主要有八種類型：整體—部分圖式、連接圖式、中心—邊緣圖式、起點(diǎn)—路徑—目標(biāo)圖式、上—下圖式、前—后圖式、線性圖式、力圖圖式。無論是哪種圖式，都說明圖式中的各個(gè)構(gòu)件表征之間都會(huì)按照一定規(guī)則連接。

加拿大心理學(xué)家Paivio于1971年提出雙重編碼理論，他認(rèn)為人的認(rèn)知系統(tǒng)由語言編碼、非語言編碼兩套編碼組成，而相對(duì)于單一言語代碼，非言語代碼能在學(xué)習(xí)者腦中形成多種類型的意象使學(xué)習(xí)效果提高［3］。簡(jiǎn)單地說，人有兩類相互獨(dú)立，但有一定關(guān)聯(lián)的信息處理系統(tǒng)：一類是以部分與整體的關(guān)系同步進(jìn)行組織的圖像單元，一類是以多層級(jí)聯(lián)想關(guān)系連續(xù)組織的語言實(shí)體單元。設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)圖譜時(shí)，教師具體采用何種規(guī)則構(gòu)建表征主要由知識(shí)類型來決定，需要依據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。在歷史學(xué)科的教學(xué)中，主要涉及的是事實(shí)性知識(shí)、概念性知識(shí)和原理性知識(shí)，且在高中階段最主要的是概念性知識(shí)及原理性知識(shí)。歷史課堂中要將這些知識(shí)轉(zhuǎn)變成學(xué)習(xí)圖譜，就是借由概念之間存在的關(guān)聯(lián)和原理，依照規(guī)則對(duì)知識(shí)進(jìn)行解釋。以“影響世界的工業(yè)革命”為例，依照知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)圖譜如圖4所示。

觀看圖4可知，該學(xué)習(xí)圖譜包含知識(shí)節(jié)點(diǎn)、連線、連接詞。知識(shí)節(jié)點(diǎn)是具體的概念，可以直接用文字表示，也可以用幾何圖形或是其他符號(hào)作為表征。各知識(shí)節(jié)點(diǎn)間的連線表示兩個(gè)概念之間存在某種邏輯關(guān)系，連線可以是單向、雙向或是其他含義，目的是進(jìn)一步明確兩個(gè)知識(shí)節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系。連接詞即連線上的文字，是兩個(gè)知識(shí)節(jié)點(diǎn)間關(guān)系的描述。當(dāng)然，教師也可以不提供連接詞，引導(dǎo)學(xué)生按照一定的邏輯推理出連線兩端概念之間的關(guān)系。通過使用學(xué)習(xí)圖譜，教師幫助學(xué)生用圖解的形式在大腦中組織出成整體的主題知識(shí)體系，體系中概念與概念間的連接符合規(guī)則，體現(xiàn)出知識(shí)學(xué)習(xí)的科學(xué)性。

四、實(shí)現(xiàn)知識(shí)建模

學(xué)習(xí)圖譜對(duì)知識(shí)的結(jié)構(gòu)可視化其實(shí)就是完成了對(duì)知識(shí)的建模。概念系統(tǒng)體現(xiàn)了人類對(duì)世界的認(rèn)知，它是各種知識(shí)的總和。想要達(dá)成深度學(xué)習(xí)，重點(diǎn)在于轉(zhuǎn)變?cè)懈拍睿诮膛c學(xué)的過程中為知識(shí)建模。簡(jiǎn)單地說，就是對(duì)存在于概念系統(tǒng)中的知識(shí)規(guī)則以及表征、構(gòu)件做出相應(yīng)的表達(dá)。從符號(hào)的角度出發(fā)，所謂的建立知識(shí)模型，指的是產(chǎn)生知識(shí)產(chǎn)品；從學(xué)習(xí)的角度出發(fā)，指的則是學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)并由此進(jìn)入深度學(xué)習(xí)的過程。

知識(shí)構(gòu)成的模型主要通過知識(shí)可視化的方式幫助人們?cè)谀X中形成知識(shí)系統(tǒng)，系統(tǒng)的組成包含抽象的概念以及具體的物質(zhì)，但更主要的是依照一定規(guī)則將抽象的知識(shí)或信息進(jìn)行重組。知識(shí)圖譜的構(gòu)建方式可以分為自頂向下和自底向上兩種［4］。而重組的規(guī)則有二，一是以思維可視化為基礎(chǔ)進(jìn)行組織，二是以學(xué)科知識(shí)為基礎(chǔ)進(jìn)行可視化組織。以“遼宋夏金元的文化”為例，如果采用自頂向下的構(gòu)建方式，可以設(shè)計(jì)出如圖5的學(xué)習(xí)圖譜。

在實(shí)際建模過程中，教師可遵循三個(gè)具有普適性的步驟：首先定好建模目標(biāo)，確定知識(shí)的類型，明確相關(guān)知識(shí)間的關(guān)系以及知識(shí)的具體形成過程；其次確定建模要素，也就是確定知識(shí)構(gòu)件的數(shù)量、表征和層次；最后依據(jù)實(shí)際情況確定表征工具，明確構(gòu)件的關(guān)系以定位建模系統(tǒng)。由于歷史學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容多是靜態(tài)知識(shí)，因此大多數(shù)時(shí)候會(huì)使用靜態(tài)的表征工具建立知識(shí)間的語義關(guān)聯(lián)。靜態(tài)表征工具包含語義網(wǎng)絡(luò)、概念圖、思維導(dǎo)圖、認(rèn)知地圖等形式。如圖5就是使用了語義網(wǎng)絡(luò)和概念圖進(jìn)行建模，利用括弧以及節(jié)點(diǎn)形成的語義網(wǎng)絡(luò)對(duì)主題知識(shí)內(nèi)部的關(guān)聯(lián)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性的表達(dá)，各要素之間有規(guī)則地連接但不嚴(yán)格限制在固定層次結(jié)構(gòu)上。這樣的語義網(wǎng)絡(luò)可以非常大，每個(gè)構(gòu)件都可以再行擴(kuò)充、延伸，包含成百上千的關(guān)聯(lián)概念。具體使用時(shí)，學(xué)生可只截取自己需要的獨(dú)立的部分，避免牽涉知識(shí)建模中不相關(guān)的部分，僅關(guān)注學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。

《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中提到，要形成涵蓋數(shù)十億實(shí)體規(guī)模的多源、多學(xué)科和多數(shù)據(jù)類型的跨媒體知識(shí)圖譜，重點(diǎn)突破跨媒體統(tǒng)一表征，關(guān)聯(lián)理解與知識(shí)挖掘，知識(shí)圖譜構(gòu)建與學(xué)習(xí)，知識(shí)演化與推理等技術(shù)，建立以學(xué)習(xí)者為中心的教育環(huán)境［5］。伴隨著學(xué)習(xí)媒體數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展和成熟，學(xué)習(xí)圖譜的設(shè)計(jì)也應(yīng)當(dāng)擺脫原有的圖式，合理融入新媒體的使用。教師和學(xué)生是使用學(xué)習(xí)圖譜的主要人群，注重的是學(xué)習(xí)圖譜對(duì)知識(shí)掌握的支持和思維領(lǐng)域的激活，因而作為一種學(xué)習(xí)工具，學(xué)習(xí)圖譜的設(shè)計(jì)意義是幫助學(xué)習(xí)者更好地建立更完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)與體系。教師在使用新媒體工具設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)圖譜時(shí)，應(yīng)當(dāng)回應(yīng)學(xué)習(xí)圖譜設(shè)計(jì)與應(yīng)用的最初期待，為教與學(xué)提供滿足實(shí)際需求的學(xué)習(xí)工具。通過結(jié)合新媒體技術(shù)、教育理論、現(xiàn)實(shí)需求等因素，提取知識(shí)構(gòu)件，建立相應(yīng)的知識(shí)表征，厘清知識(shí)規(guī)則，完成知識(shí)建模，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)意義可視化，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

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［3］程晗，朱勇進(jìn)，汪旋. 雙重編碼理論視域下高中英語視覺素養(yǎng)培養(yǎng)研究［J］. 教育進(jìn)展，2022（11）：4647-4650.

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［5］國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知［EB/OL］.（2017-07-20）［2023-06-13］. https：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm.

（責(zé)任編輯：朱曉燦）

【作者簡(jiǎn)介】周云華，高級(jí)教師，蘇州市名教師，主要研究方向?yàn)檎n程設(shè)計(jì)與實(shí)施、課堂觀察與透視、學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與分析、聽課與評(píng)課研究、考試測(cè)量與評(píng)價(jià)。

【課題項(xiàng)目】中國(guó)教育學(xué)會(huì)2021年度教育科研規(guī)劃課題“大思政視域下構(gòu)建政史協(xié)同教學(xué)實(shí)踐研究”（202132002101B）