刘濯源：思维可视化：减负增效的新支点

http://s4/mw690/002n95jNgy6XY2B0qL963&690【刘濯源是研究思维可视化与学科整合的权威专家，指导过几百所学校的实践研究。思维可视化（思维导图、模型图、鱼骨刺图等）可实现零散知识系统化、隐性思维显性化、解题规律模型化；通过提要素—问本质—理关系—建结构，使教学从“知识层”深入到“思维层”。《中小学管理》刊载并推荐】

思维可视化：减负增效的新支点/刘濯源

2011年10月，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。三年来，北京、上海、天津、重庆、江苏、浙江、辽宁等20多个省（市）的近300所学校参与了课题的教学实践研究，取得了丰硕成果。尤其是由中国教育学会中小学整体改革专业委员会“学习力课题组”具体组织及管理的沈阳及贵阳教学实践基地的参与程度最深，影响范围最广，取得的成果也最为显著。

那么，到底什么是思维可视化？如何实现思维可视化教学？思维可视化又会给减负增效带来怎样的价值呢？笔者将从这三个方面入手，对思维可视化的教学研究做一些简单介绍。

一、思维可视化的显性价值与隐性价值

思维可视化（Thinkingvisualization）是指以图示或图示组合的方式，把原本不可见的思维结构、思考路径及方法呈现出来，使其清晰可见的过程。将思维可视化运用到学科教学中，可以实现零散知识系统化、隐性思维显性化、解题规律模型化。

为什么要把大脑中的思维“画”出来呢？依据笔者的研究，其意义大体可概括为显性价值与隐性价值两种：

1. 显性价值—让知识更易被理解和记忆

据信息传播学及脑科学的研究，在各类信息中，图像信息的传递效率最高，大概是声音信息传递效率的两倍、纯文字信息传递效率的10倍。所谓传递效率，我们可以仅从教学角度，将它理解为“学生理解和记忆知识的效率”。虽然以上研究中的数据未必精确，但其结论无疑是正确的，最起码它与我们的经验是相符的：人们常说“一图胜千字”、“百闻不如一见”，讲的就是这个道理。我们可以想象这样一个情境：您正试图向他人阐释一个很抽象或很复杂的问题，重复多遍，对方还是听不太懂，怎么办？如果找出纸笔，把要表达的想法画出来，那么也许很快便会听到对方说，“噢，原来是这样！”其实，现实中有很多职业都离不开图示语言，如工程师、军事指挥官等。设想一下：要建一幢大楼却不给施工人员图纸会怎样？两军对垒，一方军事指挥官却弄丢了地图会怎样？回到我们的课堂，一位善于用“图”来梳理或阐释知识的教师，与一位总是让学生死记硬背（反复读、反复写）的教师，或者一位反复“灌输”、喋喋不休的“演讲家”相比，谁能让学生更快、更好地理解与记住知识呢？当然是那位用“图”的教师。因为我们的大脑更喜欢“图”，也更擅长理解与记住“图”。

2. 隐性价值—发展学生的思维能力及学习兴趣

运用思维可视化方法及技术进行教学可以使知识更易被理解和记忆，这只是思维可视化的“小用”，其“大用”在于有效发展学生的思维能力及学习兴趣。在传统课堂上，教师多以灌输方式拼命往学生脑子里塞知识，学生则多以死记硬背及反复做题的方式来记住这些知识。然而，这种只关注知识不关注知识背后“思维”的教学方式危害巨大：它会使学生长期处于浅思考、不思考的状态，久而久之，学生的思维发展必然受阻，思维能力必然弱化，不必说创造力，就连最基本的理解力也很难发展起来。引入思维可视化方法后，教学的焦点从“知识层”深入到“思维层”，推动或者说是倒逼教师与学生一起思考，进行思维共振、思想争鸣，课程的思维含量大大增加，师生的思维能力在师生互动及生生互动中持续地、系统地得到锻炼与发展。

除了发展思维能力，思维可视化还给我们的教学带来一个更大的附加值—对学生学习兴趣的激发。我们的大脑有一个特性—最讨厌“机械重复”，而传统教学的“法宝”恰恰是“机械重复”。在传统教学过程中，教与学大都停留在知识表层，对知识进行的是“粗加工”，没有深入理解知识的本质，没能理清知识的内在结构，而对考试规律、学科规律、思维规律更缺乏了解与把握。而运用思维可视化教学，对知识进行的是“精加工”。它通过“提要素—问本质—理关系—建结构”四个步骤，将隐性、模糊、零散的“知识点”，变成显性、清晰、系统的“知识网”。在“结网”的过程中，学生会体会到较强烈的进行有效思考的快乐及获得明确成果的成就感，这在心理学上被称为“内在奖赏”。在激发学生学习兴趣方面，“内在奖赏”的效果要远远优于“外在奖赏”，因为“内在奖赏”的效果往往是递增的，而“外在奖赏”的效果往往是递减的。因此，要有效调动学生的学习动力，绝不能总是求诸外，仅靠家长和教师的“紧逼盯人”来激励学生；更不能仅用物质奖励来“贿赂”学生，那样会使学生养成被动学习的心态；要学会求诸内，让学习过程本身给学生带来愉悦，思维可视化教学所创造的正是让学生爱思考、会思考、享受思考的乐学体验。

二、如何实现思维可视化教学

实现思维可视化教学是一个系统，由五个层面构成：理念转化层、方法技术层、课程设计层、课堂环境层、效能评价层。

1. 第一层面：理念转化层

为什么不把方法和技术放在首位呢？因为方法和技术为“术”，而理念为“道”；若要将“术”的作用发挥到极致，必须“以道驭术”，否则“术”将迷失方向，所以理念转变是首要的，是运用思维可视化构建“思维型课堂”的关键前提。思维可视化的核心在“思维”二字，可视化是手段。在理念转化层，要求教师及学生必须充分认识到知识灌输型教学的危害；必须将关注点从“知识层”深入到“思维层”；必须将教与学的目标从“学会”升华到“会学”；必须彻底作别死记硬背及题海战术，走进深入理解与系统思考，并且使思考成为一种享受、一种习惯、一种信仰！

2. 第二层面：技术方法层

实现思维可视化教学的方法与技术主要包括两类：图示方法（思维导图、模型图、鱼骨刺图、流程图、概念图等）以及生成图示的软件技术（imindmap、Mindmanager、XMIND、Linux等）。在具体教学应用实践中，每一种图示方法都有与之相适合的知识加工对象：思维导图更适合对复杂的知识进行系统梳理，使之呈现为层级清晰的结构；流程图及鱼骨刺图更适合绘制解题流程；学科模型则是用来呈现学科规律的高级图示，它能清晰揭示知识背后的复杂结构及问题解决策略。在具体的教学活动中，根据教学目标及内容的不同，各种图示方法既可随机组合，又可灵活变型，例如：思维导图可以依据教学目的分为三种类型，用于对知识进行归纳总结的被称为归纳型思维导图；用于题目或文章分析的被称为分析型思维导图；帮我们快速打开思路、进行结构化发散思考的则被称为创作型思维导图。为了让大家更直观地了解这些图示方法，我们特选几幅比较简单的图例进行呈现。

图1为初中语文《出师表》一课的分析型思维导图，此图不但清晰地梳理了文章结构，加深了学生对文章的理解，而且能起到助记（背诵）的作用。图2为初中数学“一元二次方程”的题型归纳型思维导图，掌握了此图，中考此部分试题的“陷阱”就可以全部规避了。图3为高中数学“函数单调性”类型题的通用解题模型，掌握一个模型可以通晓一类题的解法。因此，“建模”是告别题海战术的有效方法。

http://s4/mw690/002n95jNzy6JFB3k94Df3&690图1：初中语文《出师表》分析型思维导图

http://s15/mw690/002n95jNzy6JGIal6Oyce&690
图2：初中数学“一元二次方程”的题型归纳型思维导图

 图3：高中数学“函数单调性”类型题的通用解题模型

3. 第三层面：课程设计层

课程设计中第一个要弄清的问题便是“一堂好课的标准到底是什么”。思维可视化的课堂只有一条标准：有没有思维含量—是否做到了“以知识为载体来引发学生思考，发展学生的思维能力”。因此，思维可视化课程的基本设计原则就是：以“发展学生思维能力”为深层次目标，以“借助图示方法及技术对知识进行深加工”为效能手段，以“学生为主体，教师为主导，师生及生生合作探究”为课堂形式，最终水到渠成地让学生完成对知识的掌握。

4. 第四层面：课堂环境层

虽然思维可视化是一种较为前沿的方法及技术，但是它对课堂环境并没有苛刻要求，只要有黑板就能运用这种方法；而且在黑板上现场绘制图示，边讲边画，边画边与学生互动的做法是最值得提倡的，其效果优于现成的电子课件。如图4所示，黑龙江省大庆市第五十八中学教师何伟正在指导学生运用板书思维导图进行语文知识复习。

http://s7/mw690/002n95jNzy6JFBw31WK46&690图4：运用板书思维导图对语文知识进行复习

现场绘制图示也有其局限性：不易保存，占用课堂时间较多，不易再次调用。而借助现代教育技术构建的“未来课堂”环境则克服了这些局限性。这个环境主要包括:（1）由无线网络及智能终端（平板电脑、交互式电子白板、一体机等）组成的思维可视化信息支持平台，它具有生成、储存、呈现、修改、编辑、无线传输等功能。（2）经过优化设计的思维可视化课程资源系统（以一套能够进行动态展示、交互操作的课程图库为主体资源，匹配相关图示化解题训练资源）。（3）按照“学中心”理念设计的小组合作探究式学习环境，包括可随机组合的桌椅、便于学生展示交流的课堂布局设计等。

5.第五层面：效能评价层

传统教学效能的评价指标主要是学科成绩，评测手段主要是考试。在现行中高考体制下，关注成绩和重视考试都是可以理解的，但成绩是结果性评价，难以有效反馈教学过程，如果学生成绩不理想，教师往往会简单粗暴地将“失败”归因于学生不努力，那么作为“检测—反馈—反思—改进”手段的考试也就失去了它原本的价值，变成了片面的激励手段。思维可视化的教学效能评价是既关注结果又关注过程的，它所关注的结果不仅仅是指考试成绩，还包括心智（心理能力及思维能力）水平的发展性评价；所谓关注过程的评价，是指教与学的过程被可视化后储存起来，课后或考试后师生都可以进行“图上作业”—对照图来进行知识漏洞及解题障碍检测，边检测边释疑，边释疑边标注，非常直观、高效。

三、思维可视化为减负增效找到新支点

传统的知识灌输型教学的症结在于过度关注“死知识”而非有效思考。因为这种教学总是停留在知识表层，机械重复，所以不但效率低下，而且枯燥乏味，这也正是让学生感到学习负担沉重，甚至产生厌学心理的主要原因之一。如果我们将学习过程转化成既高效又好玩的“思维体操”，那么情况就大大不同：思维可视化教学借助图示语言来表达大脑的思考过程，形式上清晰直观，整体呈现，让右脑（并不是指绝对生理意义上的右脑，而是指大脑负责感性思维的那些脑区）喜欢；内涵上深刻有序，逻辑严谨，让左脑（也非指绝对生理意义上的左脑，而是指大脑负责理性思维的那些脑区）满意，这便同时满足了左脑与右脑的个性化“嗜好”，使大脑不再消极怠工。

近些年，“右脑开发”是个热点，但却矫枉过正，冷落了左脑，这是个很大的错误，而且有很多思维可视化的初学者也常犯这样的错误。左右脑在学习中是协同作战的，不可偏废任何一方。下面我们主要谈谈左脑的巨大作用及如何运用思维可视化来发挥、发展左脑的功能。左脑的优势在于逻辑思考，因此又被称为“逻辑脑”。逻辑思考是思维的高阶部分，是负责解决抽象及复杂问题的，是决定学生学业水平的关键性因素。但逻辑思考又是最难“说”清楚的，所以在传统教学中，教师很少涉足这一“禁地”。但正因为它有“说不清，道不明”的特性，才更需要被可视化，使得抽象变具象，复杂变简单。

http://s15/mw690/002n95jNzy6JFBSEpVI9e&690图5：初中英语时态解析图示

例如：图5是一幅“初中英语时态解析图示”。如果教师用传统的讲述方式教学英语时态，是很难一两句话说清楚的，但这幅直观的小图，把时态梳理得清清楚楚。这幅图的思考过程如下：

第一步，提炼要素，追问本质。

在英语时态中提出两个要素：一个是“时”，一个是“态”。所谓“时”，即动作（谓语）的发生及持续时间；所谓“态”，当然是指动作的状态。

第二步，区分概念，理清关系。

动作的发生及持续时间可以分为几个阶段？三个阶段：过去、现在、将来。动作的状态可以分为几种？依据要表达的内容可分为三种：一般态、进行态、完成态。

第三步，分析特征，绘制图示。

如何把以上要素在一张图中表达清楚呢？首先要抓住主要特征：时间是一条并不存在的抽象的线，可以用“线”来表示。其次，如何分割时间是个思维难点，如果仅仅画出“此时此刻”这条线，那么是无法在图上分清现在时与过去时的，因此还必须画出“过去某刻”这条线，有了这两条分割线，时间就理清了。接下来，如何用图表示“态”呢？在英语语法中，一般态是指通常性、规律性、习惯性的状态，其特征是重复发生但不连续，我们可以用“点”这个图示语言来表示它；进行态的特征是已经发生，此刻还在持续的动作，用“带箭头的线”来表示比较贴切；完成态的特征是此刻已经完成，可以用“线段”来表示。这些都追问清晰之后，按照“合理的结构”把它们画出来就可以了。而构建“合理的结构”就涉及了“综合”这种思维能力。

虽然这幅图示看似简单，但是在绘图过程中却用到了提炼、区分、分析及综合等多种逻辑思考方法。图画完了，不但相关知识理清了，而且学生还经历了一次有趣的“思维之旅”，体会到思考的收获和乐趣。

思考方法及思考路径都可以通过思维可视化来训练。比如：绘制归纳型思维导图需要提炼关键词，并且对关键词进行分层和分类，锻炼了提炼、概括和区分的能力；绘制解题分析型思维导图则要对题目进行递进思考（连续追问），还要用抽具象转化思考来转化条件；绘制解题流程图可以锻炼学生的推理能力，学科模型图则是分析和综合能力的体现。

在这样的学习方式中，每个人都会经历“设疑—追问—冲突（碰撞）—顿悟”的思考旅程，也都将体会到思考的快乐。脑子活了，知识也就活了，知识活了，学起来也就不再枯燥乏味了。如今，已经有越来越多的学校和教师体会到思维可视化给减负增效带来的巨大价值。

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