可視化認知工具在解剖學及組織胚胎學教學中的應(yīng)用探索

摘 要 可視化認知工具是知識可視化理論和認知工具理論相結(jié)合的產(chǎn)物。在教學中，運用可視化認知工具可以起到科學構(gòu)建認知結(jié)構(gòu)、促進隱性知識顯性化、降低認知負荷的功效。

關(guān)鍵詞 知識可視化 認知工具 概念圖 思維導圖

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Application of Visualization Cognitive Tools in Anatomy and Histology and Embryology Teaching

Abstract Visualization cognitive tools is the product of the combination of knowledge visualization theory and cognitive tools theory. In the teaching， applying visualization cognitive tools can rise to construct scientific cognitive structure， promote the externalization of tacit knowledge， reduce the cognitive load.

Key words knowledge visualization； cognitive tools； concept map； mind map

1 問題的提出

心理學家的研究表明，人腦獲取的信息中有83%來自視覺，即人獲得信息主要依靠視覺通道，大部分學習者屬于視覺學習者，因而教學中對知識進行可視化處理，將有助于知識的傳播與交流。

2 可視化認知工具的理論基礎(chǔ)與基本內(nèi)涵

2.1 可視化認知工具的理論基礎(chǔ)

可視化認知工具理論基礎(chǔ)是知識可視化理論和認知工具理論，可視化認知工具是二者結(jié)合的產(chǎn)物。

2.1.1 知識可視化理論

“可視化”來源于英文“visualization”，意指“形象化、視覺化”，也可譯為“圖示化”，知識可視化是指所有可以用來建構(gòu)和傳遞復雜見解的圖解手段。①知識可視化包括以下三個層面的含義：（1）知識可視化的研究目標：促進兩個或兩個以上人之間的知識創(chuàng)造與傳遞，即怎樣創(chuàng)造新知識和怎樣將知識傳遞給他人，并為他人接受；（2）知識可視化的研究對象：是指采用何種圖解手段促進知識創(chuàng)造和傳遞，即視覺表征手段的應(yīng)用；（3）知識可視化的傳遞內(nèi)容：它不是普通的事實性知識，而是蘊含著智能的復雜見解。②盡管文字也是知識的可視化表達形式，但從知識可視化的定義來看，知識可視化著眼于用圖解的方法表征知識，利用圖示直觀的優(yōu)勢啟發(fā)思維，改善知識的傳遞、交流和創(chuàng)新方式。

2.1.2 認知工具理論

Derry（1990）認為認知工具是一種支持、指引、擴充使用者思維過程的心智模式和設(shè)備。③由此來看，認知工具可分為兩種：一種是有形的認知工具，即技術(shù)設(shè)備，如鉛筆、黑板、投影等等；另一種是無形的認知工具，即智力方法，它包括一系列的認知策略，如元認知、語言等等。④本文側(cè)重于將認知工具理解為一種理念，即支持人們學習和思維的一切技術(shù)手段和策略方法，其核心價值在于幫助學習者簡化學習任務(wù)、調(diào)整認知結(jié)構(gòu)、革新學習方式，使學習更加深刻和有效。

綜上所述，可視化認知工具是指用圖解的手段建構(gòu)和傳遞知識的方法或技術(shù)，它以可視化、直觀化和結(jié)構(gòu)化的圖解形式，將內(nèi)隱的知識以外顯的形式表示出來，從而促進了知識的交流與共享。

2.2 可視化認知工具的種類

教學中常用的可視化認知工具包括概念圖、思維導圖、認知地圖、思維地圖。它們共同的特點是以可視化、外顯化的圖解方式生成知識制品，將知識生動、直觀地表征出來，變內(nèi)隱知識為外顯知識，變繁瑣知識為層次知識。

2.2.1 概念圖

20世紀70年代美國康奈爾大學諾瓦克（Joseph D．Novak）教授提出概念圖這一教學技術(shù)，作為組織和表征知識的工具，它以一種科學命題的形式用圖示來顯示概念間的意義關(guān)系。概念圖通常是將特定知識領(lǐng)域的某一概念置放在圓圈或方框中，然后用連線將相關(guān)概念相連，并在連線上標注連接詞，用來注解概念間的意義關(guān)聯(lián)（如圖1）。⑤

2.2.2 思維導圖

思維導圖是20世紀70年代出現(xiàn)的一種特殊的記筆記方法，由英國人Tony Buzan最先提出，其特色是按放射性思維來組織知識，用圖示的方法來表達知識；畫思維導圖時，把要學習的主題放入中心節(jié)點，以此為中心，放射狀畫出若干條曲線，每條曲線的與次級節(jié)點（關(guān)鍵詞）相連，每一個次級節(jié)點又成為新的中心主題，再向外輻射連接，引發(fā)出更多的思維節(jié)點，這樣以來，中心主題經(jīng)過放射、擴大，就與眾多關(guān)鍵詞之間構(gòu)成了一張語義網(wǎng)絡(luò)圖（如圖2）。⑥

構(gòu)建思維導圖，需要大腦用文字和圖像兩種方式對知識進行編碼，這完全符合雙編碼理論的要求，因而可以大大提高知識獲取、存儲和提取的效率。在新課教學中，教師利用思維導圖發(fā)散思維的優(yōu)勢，就某一知識節(jié)點組織學生提問或討論，這猶如開展頭腦風暴，能夠更有效地開發(fā)學生的創(chuàng)造性思維；學生根據(jù)教師或他人提供的思維導圖，可以對照分析自身知識結(jié)構(gòu)和思維方式的缺點與瑕疵，從而有利于新知識的同化或順應(yīng)。

3 可視化認知工具的教學價值

3.1 科學構(gòu)建認知結(jié)構(gòu)

布魯納認為，掌握事物的結(jié)構(gòu)，就是理解它與許多其他事物之間的有意義聯(lián)系。簡單說，學習結(jié)構(gòu)就是學習事物是怎樣關(guān)聯(lián)的。⑧概念是一門學科的基石，因此有必要按照概念的邏輯意義建立起概念網(wǎng)絡(luò)，只有當各個概念都形成科學的上位、下位及組合關(guān)系時，學生頭腦中才真正構(gòu)成了科學的認知結(jié)構(gòu)。解剖學中概念繁多，任何概念均不是孤立存在的，也不能被單獨表征，大體結(jié)構(gòu)與微細結(jié)構(gòu)、形態(tài)學與機能學之間總是存在著密切的聯(lián)系，可視化認知工具能夠幫助學習者厘清自身的知識結(jié)構(gòu)，建立起概念間的意義連接（如圖1），這樣學生學到的不再是孤立的知識點，而是知識串、知識網(wǎng)，從而有助于知識的整體把握。

3.2 促進隱性知識顯性化

將知識分為隱性知識和顯性知識是英國哲學家邁克爾·波蘭尼的研究成果，所謂顯性知識是指用“書面文字、圖表和數(shù)學表述”的知識；隱性知識是 “尚未言明的”或者 “難以言傳的”知識，是指未被言語或其他形式表述的知識。⑨運用可視化認知工具對知識整理加工時，能夠生成隱性知識編碼、表達的方式方法，即促進了隱性知識向顯性知識轉(zhuǎn)化；可視化認知工具以圖解的形式展示和加工知識，生成可視化的知識制品，在此過程中，可以方便地融入他人的思考和建議，即促進了知識的傳播與交流。

3.3 降低認知負荷

所謂認知負荷是指人在信息加工的過程中所需要的心理資源的總量。對于初中畢業(yè)的衛(wèi)校新生來說，解剖學課堂知識容量偏大，如果信息的組織方式不合理，就會加大認知負荷，導致學習績效降低。運用可視化認知工具，以圖示化的方式呈現(xiàn)知識，有助于學習者對信息進行合理組塊，如概念圖和思維導圖強調(diào)按意義關(guān)系編排組織知識，把分散的知識點聚合成有序的知識體，作為一個組塊來記憶，故既能減少組塊的數(shù)量，又不減少知識的容量，使工作記憶的空間得以釋放，從而降低認知負荷。

4 結(jié)語

“一圖勝千言”。盡管可視化認知工具步入醫(yī)學教育領(lǐng)域時間不長，其教學優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿s已日益顯現(xiàn)。當然，可視化認知工具也有其局限性，如可視化認知工具更適合知識領(lǐng)域的教學，對于情感領(lǐng)域的教學，其應(yīng)用效果尚有待探究。隨著教育學、心理學的發(fā)展，新的認知工具將會不斷涌現(xiàn)，可視化認知工具如何與其他的認知工具相互彌補、融合生長，并催生出更加適合醫(yī)學教育的認知工具將成為醫(yī)學教育未來研究和探索的課題之一。

注釋

①②趙國慶.知識可視化2004定義的分析與修訂[J].電化教育研究，2009.3：15-18.

③ 李永健，何克抗.認知工具——一種以多媒體計算機為基礎(chǔ)的學習環(huán)境教學設(shè)計新思路[J].北京師范大學學報（社會科學版），1997.2：62.

④ 成麗娟.認知工具的理論與教學應(yīng)用研究[D].南昌：江西師范大學，2005.

⑤ 朱學慶.概念圖的知識及其研究綜述[J].上海教育科研，2002.2：31.

⑥ 崔文勝.基于概念圖策略的解剖學教學模式探索[J].四川解剖學雜志，2012.1：76.

⑦ 崔文勝.解剖學及組織胚胎學教學中思維導圖應(yīng)用的實踐與探索[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2007.20：72.

⑧ 陳琦，劉儒德.當代教育心理學[M].北京：北京師范大學出版社，2007：162.

⑨ 陳琦，劉儒德.當代教育心理學[M].北京：北京師范大學出版社，2007：253.