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● 思维可视化的概念及技术 中国论文网 http://www./9/view-4559576.htm 思维是人脑对客观现实间接的和概括的反映，反映的是事物的本质和事物间规律性的联系。在日常生活中通常指的就是逻辑思维。逻辑思维是人脑的一种理性活动，思维主体把感性认识阶段获得的对于事物认识的信息材料抽象成概念，运用概念进行判断，并按一定逻辑关系进行推理，从而产生新的认识。[1]传统的教学模式强调以教师为中心，教师进行灌输式、填鸭式教学，学生被迫接受大量的知识，形成“死记硬背”的局面。同时，不管是学校、社会还是学生家长，都一味强调记忆的作用，这种氛围下致使传统的教学模式陷入泥潭，把大量的时间投入到“感知记忆”层面。新课改注重培养学生的创新能力，然而学生的创新能力必须建立在思维能力的基础上，如果不重视思维能力的培养，空谈创新将会举步维艰。 在计算机领域，可视化（Visualization）是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。[2]在教育领域，可视化是指一种通过可以觉察的视觉方式将思维进行外化呈现的过程。通过可视化技术，师生可以将抽象的思维转化为具象的图示形式，知识之间的逻辑联系不再是抽象难懂的关系，而是显而易见的表征。已有研究表明，可视化能够大大提高学习者思维认知的表现绩效，使他们的认知水平提升到一个新的层面上，从而解决各种更加复杂的问题。[3] 目前，学术上关于思维可视化还没有统一固定的概念。百度百科词条上对思维可视化（Thinking visualization）的解释，认为思维可视化是指运用一系列图示技术把本来不可视的思维（思考方法和思考路径）呈现出来，使其清晰可见的过程。被可视化的“思维”更有利于理解和记忆，因此可以有效提高信息加工及信息传递的效能。[4]在本文中，延续使用本项目研究团队刘濯源的观点，认为思维可视化就是把学习过程中的思考方法和思考路径通过图示技术呈现出来，思考方法在课题研究中主要包括在学习过程中常用的抽象、概括、区分、推理（演绎、归纳、类比）、分析、综合等逻辑思考的方法。当然，还包括发散、聚合、递进、抽具象转化等思考方式。思维路径主要指思考过程中的思维发展线索（包括横向展开、纵向推进、侧向切入等）。[5] 在思维可视化的过程中，图示技术是实现思维从抽象到具象的桥梁。常用的图示技术包括思维导图、模型图、流程图、概念图等技术。在传统的以黑板粉笔为主体的教室中，教师只能在黑板上手工绘制这些图示，或者课前绘制好以后带到教室中。传统的方式带来以下几方面问题。首先是效率比较低下，会占用教师在课堂中的大量时间。其次是可重用性比较差，黑板上或者纸质绘制的图示，很难在师生之间进行大规模的分享传递。然而，现在的教室已经普遍多媒体化，以未来课堂为代表的诸多新型学习空间将是未来教室形态的主流趋势，这样的教学环境也为师生进行思维可视化教学提供了新的契机。本项目的思维可视化研究也包括对思维可视化技术的研究，实现思维可视化的技术主要有以下几点： 1.生成图示的软件技术 这些软件可以帮助没有任何绘画基础的人将各种图示清晰、规范地绘制出来，这是保证每位教师都可以开发思维可视化教学资源的工具性前提。这些绘图软件不但可以绘图，还可以将图示以动态的形式分步呈现出来，使内容开发者或学习者的思路更清晰。这些软件或者APPS可以在电脑端或者iPad、Android的移动平板上供学习者使用。包括Mindmanager、imindmap、Sharemind、Mindmapper、FreeMind、Xmind、iThought HD、MindNode、DropMind等。 2.交互式图示呈现技术 课堂教学是一个以教师为引导，以学生为中心的活动过程，其本质应该是交互性，体现在师生之间、生生之间以及师生与课堂资源的交互之上。在实际的教学过程中，使用投影、交互式电子白板、交互式触摸显示器等图示呈现技术将思维可视化教学资源呈现出来。在这种交互的过程中，使学生理解知识表层下富含的思维过程，进而促使学生学会理解、分析并解决问题。 ● 思维可视化技术与教学过程整合 教学过程既是教的过程，又是学的过程，是课堂主体教师与学生彼此之间的互动过程，而且这种互动不仅仅存在于课堂之内，还包括在课堂教学前和课堂教学后发生的交流与互动。教师在教学中的活动主要包括课前备课、课中授课、课后反思与辅导，学生的学习活动主要包括课前预习、课中笔记和课后的反思与复习等。 1.思维可视化技术应用于教的过程 （1）课前 教师在课前备课环节，可以运用思维导图对教学的三维目标和教学设计进行细致分析，结合学生的具体情况，选择最合适的表达方法和顺序来保证教学的有效性。思维导图能帮助教师将课程内容组织成更为有效的整合框架，使学习者将新的语言信息与原有认知结构里的概念建立联系，扩充认知图式。[6]教师也可以运用思维可视化技术处理资料，让资料的呈现方式图示化，让学生能够快速获取信息。对于教学课件，教师可以直接使用思维导图进行制作，或者将可视化教学资源整合到常见的PowerPoint课件中。在备课环节，不同教师之间还可以通过可视化的教学设计方案进行协作备课，教师能够更好地理解其他教师的思想意图，对于整个学校的教师共同体，能够实现优秀教学设计方案的交流、分享和传播。因此教师在课前运用思维可视化技术能够提高资料处理、教学设计、课件制作、作业设计的效率和品质，同时还可以促进教师间备课知识的分享。 （2）课中 教师在上课时可以灵活运用思维可视化课件协助讲解和组织教学。通过以动态的形式分步呈现教学设计思想和课程逻辑思路、问题解决步骤，促进学生理解，进而真正地消化吸收新的知识。教师也可以根据实际的教学需要，构建起“教师主导，学生主体”的课堂教学模式。也就是说，教师使用相应的图示技术，在交互式电子白板或者触摸一体机等交互式呈现设备上即时地制作可视化教学资源，在制作的过程中引导学生思考，并综合学生的观点。这种方式可以充分发挥学生的课堂积极性，引发学生参与课堂教学，在教师的引导下，共同构建起知识的脉络。 （3）课后 教学反思是教师对教育教学实践的再认识、再思考，并以此来总结经验教训，教学反思一直以来是教师提高个人业务水平的一种有效手段。在课后，教师可以对照自己的思维导图课件清晰快速地回顾自己的课堂活动，并进行有意义的教学反思。也可以使用思维可视化技术对自己教学过程中好的部分和遇到的问题进行反思归纳，供自己日后查看或者教师之间互相交流学习。 2.思维可视化技术应用于学的过程 （1）课前 在课前，学生可以借助思维可视化技术进行新课的预习准备。例如，对于一节新的语文课，学生可以从基本知识（作者信息、背景知识、生词生句等）、文章大意、疑难问题等几方面绘制一幅思维导图。学生也可以根据教师的布置，完成特定的预习导图，并上传给教师，有助于教师了解学生预习知识的情况，抓住重点进行备课。 （2）课中 在课中，一方面教师使用思维可视化课件分步呈现自己的教学思路、问题解决过程。另一方面，学生则运用思维可视化技术记课堂笔记。相对于传统的线性文本材料形式的笔记，前者能够更好地便于学习后的复习、记忆、分析、研究甚至产生新的理解。同时，学生与学生之间还可以通过思维导图工具进行小组合作学习，记录讨论内容，共享学习心得等。 （3）课后 一件可视化作品能够反映学生对知识重点和疑点的把握。思维导图等可视化作业的建构反映了知识点之间的相互关系，也是学习者对有关知识综合贯通的表征能力。学生在课后可以根据上课的内容，利用图示技术绘制一幅学习总结图，在此过程中能够清楚地了解自己对知识的理解程度，及时反思，对学习进行有效调整。同时，这幅思维导图也可以作为教师评价学生的一个途径。 综上所述，思维可视化技术可灵活运用到“教”与“学”的全过程。由此可见，将思维可视化技术与学科教学进行整合设计，可运用于整个教学过程（课前、课中、课后）中，以“多环节助力，全程化贯通”的方式提高教与学的效能。 |
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