思维可视化与教学创新研究

黄树生

一、概述

“思维可视化”（Thinking visualization）概念是由华东师范大学现代教育技术研究所思维可视化教学实验中心刘濯源主任首先提出。

“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。

“知识可视化”的概念较“思维可视化”的概念出现得更早一些，它主要强调的对知识表征的可视化呈现，北京师范大学“知识工程研究中心”在这方面的研究比较深入。而由华东师范大学现代教育技术研究所提出的“思维可视化”则更侧重于知识表征背后的思维规律、思考方法、思考路径，在可视化的过程中更强调对思考方法及思考路径的梳理及呈现。

二、关于思维与可视化

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，这是人与动物的本质区别，传统的教学模式把时间主要用在“感知记忆”层面，这是一种训练动物的方式，思维可视化教学重新聚焦在思维层，让教学回归对人的教育。

“思维比知识更重要！”这是不争的事实，离开“思维”的“知识”就变成“死知识”，而学“死知识”的过程当然就变成“死学习”，“死学习”靠的是“机械重复”，所以必然是枯燥的、低效的、令人厌倦的，更重要的是“死学习”会使学生长期处于“浅思考”甚至“不思考”状态 ，从而导致思维能力发展受阻。而思维能力又是学习能力的核心，思维能力发展不起来，学习必然会越来越吃力，这样便进入一种不断加深的恶性循环。因此，提高教学效能的关键并不于在“知识重复的次数”，而在“挖掘与呈现知识背后的思维规律并训练学生掌握它”。只有这样，学生的思维能力才会在学习的过程中得到有效发展，同时会使学生对知识的理解更深入、更透彻、更系统，从而进入会学、乐学的良性循环。

思维为什么要可视化？在传统教学模式中，“知识加工”和“问题解决”的思考过程往往是不可见，而且教师和学生都更多关注答案，忽视答案的生成过程。然而，学生思维的发展并不来自于“答案的累积”，而来自于“生成答案的思维方法和过程”。“答案的累积”只是增加学生的“感性答题经验”，而不能提高学生的“理性解题能力”，所以当题目或题型一变，学生便无法应对，因为“感性经验”对不上号了。因此，要提高教学效能，我们就必须变“强调答案”为“强调答案的生成过程”，变“依靠感性经验答题”为“运用理性思考解题”，而这就要求我们必须要把“看不见的”思维的过程和方法清晰地呈现出来，以便更好地理解、记忆和运用。

三、思维可视化的技术

一图胜千字，图是最直观的语言，易读、易懂、易记而且记得牢。因此，实现“思维可视化”的最有效方式便是通过技术用“图”把“思维”呈现出来。实现“思维可视化”的技术主要包括两类：图示技术（思维导图、模型图、流程图、概念图等）及生成图示的软件技术（Mindmanager、mindmapper、FreeMind、Sharemind、XMIND、Linux、Mindv、imindmap等）。随着“思维可视化”技术的发展，其在各领域的应用防越来赿广泛，越来赿深入：比如在商业领域出现的“可视化思考”会议；在教育领域出现的“思维可视化教学”；在科研领域出现的“思维可视化研究”等。

在新教学模式中，实现“思维可视化”的技术主要包括：思维导图（Mind Map）、模型图、（考试规律模型、学科规律模型、思维方式模型）、流程图、概念图(Concept Map)、图片、图标、漫画、表格等等；当然“思维可视化技术”并不仅仅指思维图示的绘制技术，还包括思维图示的呈现、传播、存储、交互、共享、修改等一系列技术。

四、研究现状

国内外与思维可视化相关的研究主要来自于教育学、心理学、计算机科学、管理学等领域。国外在这个方面的研究主要是侧重于“方法论”与“工具化”。例如：20世纪60年代英国心理学家东尼·博赞（Tony Buzan ）发明出思维导图这种高效的笔记形式；英国剑桥大学的爱德华·德·波诺博士开发出以“水平思维”为核心思想的“德波诺思维训练体系”；日本七 田真博士40多年来致力于倡导和实践基于图像记忆功能开发的右脑教育；心理学家及教育技术学家诺瓦克于1970 年在康奈尔大学提出来概念图（concept map）技术。日本管理大师石川馨先生所发明的鱼骨图（或“因果图”）。 相对于国外，此前国内在这方面的研究主要体现为理论的提出及单一技术的教学实践应用。例如：北京师范大学林崇德教授提出的“思维型课堂”概念和基本模式；北京师范大学“知识工程研究中心”研究的知识可视化技术，并开发了“易思—认知助手”软件；另外，国内各地也有一些教育研究机构及学校在探索相关技术的教学应用。

国内在这一领域已经开展系统性研究的机构是华东师范大学现代教育技术研究所，该所专门成立“思维可视化教学实验中心”，主要开展思维可视化技术在教学领域的应用研究与实践。中心主任由刘濯源特聘研究员担任，已设计完成针对于基础教育阶段的“思维可视化高效教学模式”，并在全国各地开展了一系列教师培训活动，取得良好效果。“思维可视化”技术的研究历时十年，经过“理念构建——技术整合——学科结合——模板开发——模式构建——教师培训——系统导入”七个阶段的深入研究及实践，并于2011年获全国教育信息技术研究“十二五”规划重点课题《思维可视化技术与学科整合的理论和实践研究》立项。2012年3月24日课题开题大会在无锡成功举办，来自全国的教育专家及80多所学校的校长对思维可视化教学模式表示了高度的认可，一致认为该教学模式对提升学生学习能力及教师的教学品质具有关键性作用。

五、思维可视化的结构
    （一）理念层
    三主两支持/三主：以学生为主体，以教师为主导，以学习力训练为主线；两支持：支持教师发展，支持家长学习
    （二）技术层
    1．记忆技术/全脑记忆：右脑图像记忆一一记得快、记得牢；左脑逻辑记忆一一理解深、成系统。
    2．思维技术/系统思考：思维导图（归纳型、分析型、创作型）、学科思维模型、六类思考模式、逻辑思维训练。
    3．心理技术/人本主义＋认知学派：萨提亚模式、NLP（神经语言程式学）技术、人本教练技术、团体拓展、测评技术。
    4．信息技术/软件技术、二维动画、交互式教学软件、未来课堂技术系统、云教育资源平台。
    （三）操作层
    1．四层教学目标/完整教育：教知识一一挖规律、给方法一一练能力一一育人格；
    2．四点知识提炼/要点、难点、易错点、兴趣点；
    3．四化知识加工/记忆图像化、思维可视化、知识系统化、解题模型化；
    4．六类思维训练/发散思维、聚合思维、逆向思维、辩证思维、创新思维（逆向、倒向）、转化思维；
    5．六阶逻辑训练/概括、区分（对比、分类）、判断、推理（演绎、归纳、类比）、分析、综合；
    6．五步教学流程/目标指引、知识加工、联结分享、评测反馈、强化迁移；
    7．多元竞合学习小组/多元：生一生、师一生、师一家、生一家；竞合：形式上竞争，本质上合作；
    8．二维学科解剖/纵向（学科发展线索）、横向（同一知识“节点”的展开）；解剖：理出规律；用图呈现。
    （四）管控层
    1．人本效能管理/人本：以人性规律（理解、匹配、成长）为根本；效能：以行动结果（价值、效率、品质）为考量。
    2．PDCA循环/P（Plan）计划；D（Do）执行；C（Check）检查；A（Act）处理（总结、改进）。
    （五）评价层
    发展性评价/发展性：从关注“结果”到关注“过程”；从关注“缺陷”到关注“改进”。

二〇一四年二月五日