知識可視化在中學生物學的應用研究

姚恬　王威　曾星

摘 要 知識可視化將復雜的知識以圖解形式呈現出來，可有效提高學生對知識的接受效率，本文結合概念圖、科學圖表這兩種知識可視化的方法來促進學生對中學生物學的學習。

關鍵詞 知識可視化 中學生物學 概念圖 視覺隱喻 科學圖表

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

1知識可視化

關于知識可視化的概念，Eppler和 Burkhard指出是“促進知識在兩個以上人之間的創新和傳播，用來建構和傳達復雜意識的圖形形式”。知識可視化的目的在于促進知識的獲取、內化、轉化、交流、應用、傳播和創新。

由于知識可視化是將復雜的知識以圖解的形式表現出來，相較于語言等其他知識表征手段而言，具有提高學習興趣、減輕認知負荷的優勢，因此將知識可視化應用于教育教學領域，作為教師教學的工具和學生學習的手段，可極大地促進學生的學習效率。

2中學生物學中知識可視化的應用

生物學是研究生命現象和生物活動規律的科學，如何合理利用知識可視化的相關方法促進學生對生物知識的理解，是教師教學前應深思的問題。Eppler和Burkhard將知識可視化的方法概括為6種類型，分別為啟發式草圖、概念圖、視覺隱喻、知識動畫、知識地圖及科學圖表。以下本文將結合中學生物學知識對概念圖、科學圖表這兩種類型進行說明。

2.1概念圖

概念圖是教育教學中比較常見的知識可視化方法之一，是用于探索零散知識之間結構關系的，較為抽象的示意圖，其有助于降低知識之間關系的復雜性，呈現的格式通常高度結構化和復雜化。

如圖1，在“細胞膜的結構與功能”這一內容中，通過概念圖將細胞膜的成分與功能呈現出來，不僅更容易厘清各自關系，同時結合物質運輸、內環境等相關知識，從而達到使知識系統化的目的。

2.2科學圖表

科學圖表包括韋恩圖、樹形圖、數據圖和表格等，其中表格為最常用的科學圖表之一，其可以同時歸納、總結或對比大量信息，對輸入學習者頭腦中的諸多知識進行整理，從而使其學習效果最大化。

例如，通過學習自由組合定律可知，含兩對等位基因的純合子雜交產生的F1自交，通常情況下子代產生比例為9：3：3：1的四種表現型。但在自然狀態下或考試中往往遇到不是該比例的情況，如何判斷異常的比例和原因對于學生比較困難。因此利用如表1所示的科學圖表，對出現的異常情況進行分析以加深學生對知識的辨析能力。

表1：自由組合定律的異常情況分析

3總結

知識可視化的方法應用于生物教學，可極大提高學生對生物知識的理解和學習，本文結合中學生物學部分知識，對概念圖、視覺隱喻和科學圖表這三種方法進行了說明。在一線教學中，教師已經開始利用知識可視化的相關方法輔助教學，但同時也存在知識可視化形式過于簡單、輕視知識傳播過程等問題，因此筆者將針對如何更加科學地使知識可視化以及怎樣有效地利用知識可視化傳遞知識進行更加深入的研究。

（通訊作者：王威）

基金項目：四川省社會科學“十三五”規劃2016年度課題“類比材料呈現方式對類比課堂教學效果的影響，NO.SC16B071”。

作者簡介：王威（1982.9），男，廣西桂林人，教育學博士，四川師范大學生命科學學院副教授、碩士生導師。

參考文獻

[1] MJ Eppler，RA Burkhard.Knowledge Visualization： Towards a New Discipline and its Fields of Application， ICA Working Dissertation #2/2004[R].University of lugano. In Schwartz，D.G（Ed.） Encyclopedia of Knowledge Management. Idea Group.