王玨老師的《優(yōu)質(zhì)微課設(shè)計(jì)的“四化”模型及其心理學(xué)原理》受到老師們的廣泛好評(píng)。其中第一化就是“知識(shí)可視化”。 所謂“知識(shí)可視化”,國際上最早的知識(shí)可視化論文:Eppler&Burkhard 2004《知識(shí)可視化——通向一個(gè)新的學(xué)科及其應(yīng)用領(lǐng)域》中是這樣說的:
如今,“知識(shí)可視化”的重要性已經(jīng)被越來越多的人所認(rèn)識(shí),也已經(jīng)成為國家自然科學(xué)基金中教育技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)主題。相信會(huì)有更多學(xué)界的研究者加入這個(gè)領(lǐng)域,貢獻(xiàn)更多好的理論與方法。 而王玨老師已經(jīng)將“知識(shí)可視化”理論與方法進(jìn)一步體系化,并與“學(xué)習(xí)科學(xué)”的研究結(jié)合到一起,形成一門全新的網(wǎng)絡(luò)課程:《基于學(xué)習(xí)科學(xué)的高效教與學(xué)方法》(選課方法見文末)。 本文就將簡要介紹“知識(shí)可視化”背后的機(jī)理(內(nèi)容節(jié)選自課程)。 一、視覺有助于高效記憶 學(xué)習(xí)的第一環(huán)節(jié)就是“感知”。沒有感知,也就無從“學(xué)習(xí)”。因此,感知的效率是學(xué)習(xí)的第一環(huán)節(jié)。 人的感知是通過“感官通道”來獲得的。在“視聽味嗅觸”這5種感官通道中,視覺毫無疑問是最高效的感覺通道,更容易給人留下較為深刻的記憶! “記憶”本身,就是學(xué)習(xí)的重要組成部分和評(píng)價(jià)指標(biāo)。比如:英語單詞的記憶,通過視覺圖像進(jìn)行記憶,能夠大幅提升記憶水平(詳見:《優(yōu)質(zhì)微課設(shè)計(jì)的“四化”模型及其心理學(xué)原理》)。 顯然,對(duì)于較難的知識(shí),需要學(xué)習(xí)者在一段較長的時(shí)間內(nèi),逐步加工、加深理解。這種能保存在長時(shí)記憶中的感官信息(仍以視覺信息最為常見和高效),將起到重要作用。 【應(yīng)用案例】 如果大家能夠掌握這一點(diǎn),就會(huì)知道:在教學(xué)中盡量使用圖像法來加深記憶,對(duì)于提升學(xué)習(xí)效果是非常有益的! 比如:在《玨對(duì)PPT(6):高中物理《功》PPT修改》中,功的公式單獨(dú)出現(xiàn)(如下圖): 就不如讓公式伴隨著原理圖像一起呈現(xiàn)(如下圖),這不僅是因?yàn)閳D像有利于記憶,而且因?yàn)閳D像本身就蘊(yùn)含了全部的物理意義與數(shù)學(xué)模型: 二、可視即理解 “可視化”的重要作用遠(yuǎn)不止于“記憶”!它還深度參與了學(xué)習(xí)者的認(rèn)知加工過程! 很多案例都表明:
比如,請(qǐng)你想像一下“如果自行車輪子是方的會(huì)如何”,你能想像出來嗎? 如果你想不出來的話,那就恭喜你!這說明你是一個(gè)正常人! 這是由于,這個(gè)問題已經(jīng)超出了我們的一般生活經(jīng)驗(yàn)。人是很難想像出超出自己生活經(jīng)驗(yàn)的事物的。 看到下張圖,是不是瞬間就“了解”了呢? 讓我們接著想像:這輛車能騎嗎?如果騎在這輛自行車上,會(huì)是什么感覺呢? 同樣的道理,我們不大可能有此種經(jīng)歷,因此同樣想像不出來! 看到下面這張圖,相信你就會(huì)心一笑了!
那么,為什么看到的東西就更容易理解呢? 簡單說來,人類心理是不能直接操作抽象概念的(這里指的不是簡單復(fù)述),而要借由該概念所對(duì)應(yīng)的形象化材料——即心理表象! 什么是心理表象呢? 我們知道:金絲雀是黃色的。 現(xiàn)在請(qǐng)你想像:還有什么鳥是黃色的? ——請(qǐng)靜靜地想一會(huì)兒,至少5秒鐘—— 想出來了嗎? 即使沒有想出來,也沒關(guān)系! 請(qǐng)你回想一下:你的大腦在對(duì)“黃色的鳥”這個(gè)概念進(jìn)行操作的時(shí)候,腦子里飄過的是各種字、還是各種形象? 在思考時(shí),你腦子里閃過的應(yīng)該是各種鳥的形象——這就叫“心理表象”。(參考答案:黃鸝鳥、鸚鵡等) 很顯然,對(duì)于學(xué)生不懂的、尤其是抽象的概念,語言是很難幫學(xué)生建立起這種想像的!如此,學(xué)生的大腦就不能對(duì)這個(gè)概念進(jìn)行操作——也就是“沒有掌握”。 再比如: 如果提起水分子'H2O',在你的大腦中一片懵,就說明你的大腦中沒有建立起H2O的心理表象——這可能意味著你學(xué)起來感到枯燥、甚至困難重重。 而下面這幅圖,應(yīng)該會(huì)非常有助于你建立H2O的心理表象: 現(xiàn)在,合上眼睛,回想一下H2O的水分子模型: 一個(gè)藍(lán)色的大分子(氧)、兩個(gè)綠色的小分子(氫),它們結(jié)合在一起,長成了'那個(gè)'樣子…… ——這就是你對(duì)H2O的心理表象了。有了這個(gè)心理表象,接下來你對(duì)H2O的心理操作就有了很好的基礎(chǔ)!這比純粹記住H2O的符號(hào)要有效、也生動(dòng)得多! 此外,認(rèn)知心理學(xué)中的“雙重編碼”理論有更加系統(tǒng)地解釋。 該理論認(rèn)為:人腦中存在兩種功能獨(dú)立卻又相互聯(lián)系的加工系統(tǒng):一個(gè)是以語言文字為基礎(chǔ)的加工系統(tǒng)(“語義”),另一個(gè)是以表象為基礎(chǔ)的加工系統(tǒng)。大腦要形成長時(shí)記憶,必須要同時(shí)激發(fā)這兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)工作,對(duì)這兩種信息同時(shí)進(jìn)行編碼。只有“編碼”成功后,才能把信息放入長時(shí)記憶,此時(shí)我們就稱之為“理解”。 根據(jù)“雙重編碼”理論,學(xué)生如果想理解老師所表達(dá)的“語義信息”,必須要能夠想象出語義信息所對(duì)應(yīng)的感性形象。如果想象不出來的話,就很難理解這個(gè)概念或術(shù)語了! 而直觀的視覺場景,正是一種典型的“情境信息”! 而且,視覺場景本身是一種非常適合于大腦加工的情境。因?yàn)榇竽X在長期進(jìn)化過程中,進(jìn)化出一種超強(qiáng)的視覺信息處理能力:高效、敏銳、自動(dòng)化(下意識(shí)處理)、低認(rèn)知負(fù)荷! 因此,在知識(shí)表達(dá)時(shí),不好好利用視覺,實(shí)在是暴殄天物! 【應(yīng)用案例】 比如:在《“玨對(duì)PPT”第4期——龍船調(diào)》中,對(duì)于學(xué)生所不熟悉的恩施、土家族、采蓮船這些名詞,只簡單寫出來是無效的(如下圖): 如果增加用圖像直觀來表達(dá),將會(huì)大大提升學(xué)生對(duì)這些名詞的理解: 三、視覺擅長整體性和關(guān)系表達(dá) 在為什么“知識(shí)可視化”能提升知識(shí)講授效果方面,我們還必須要認(rèn)清語言文字表達(dá)與視覺表達(dá)的一個(gè)根本性差異。 語言文字的表達(dá)具有“碎片化”的特征。比如,一個(gè)知識(shí)可能需要10句話才能表達(dá)清楚,那么相比知識(shí)的整體信息而言,每句話都只是一個(gè)“碎片信息”。學(xué)習(xí)者需要自行把這些碎片信息整合在一起,建立一個(gè)整體的理解,才能夠真正理解它。因此,語言文字的“碎片化”,決定了它不利于學(xué)習(xí)的過程。 知識(shí)一定要在整體中才能理解呢?說法當(dāng)然有很多,比如“整體大于局部之和”,“信息本身的意義蘊(yùn)含在關(guān)系之中”等等。 用一個(gè)淺顯的案例可能更容易理解: 以下是用文字形式表達(dá)的“2018國務(wù)院部門調(diào)整方案”。如果請(qǐng)你仔細(xì)看的話,相信你一定每句話都能看懂: 但是,如果問你是否真的看懂了,你的回答很可能是:沒看懂! 是的,你可以看得懂任何一句話,但其實(shí)你卻基本弄不懂它到底在說什么。這是因?yàn)槲覀儧]有弄懂信息之間的“關(guān)系”,或者說“結(jié)構(gòu)”,因而就不可能弄懂它的“整體”。 如果我們用下面這樣一幅結(jié)構(gòu)圖來呈現(xiàn)這些信息: 相信你稍作研究,就可以基本弄懂了!這個(gè)案例可以說明知識(shí)的“整體性”、“結(jié)構(gòu)化表達(dá)”,對(duì)于理解知識(shí)本身的不可替代的作用! 事實(shí)上,只有在整體中,才能體現(xiàn)出信息之間的結(jié)構(gòu)與關(guān)系。而這一點(diǎn),無論是對(duì)于理解、還是對(duì)于推理都是至關(guān)重要的! 比如,對(duì)于下面這道小學(xué)六年級(jí)的數(shù)學(xué)題,如果不用方程的話,可能很多成年人都會(huì)感到束手無策。 其實(shí),只要能畫出相應(yīng)的“線段圖”,問題就可以迎刃而解了! 為什么一個(gè)簡單的線段圖就能輕松解決問題呢? 因?yàn)?,用文字來表達(dá)關(guān)系,關(guān)系就被隱藏到了“語法”之中,由于人的工作記憶是非常有限的,因此稍微復(fù)雜一些的題目,大腦分析起來就存在困難。 而線段圖,則是用視覺的方式,表達(dá)出所有數(shù)據(jù)之間的“關(guān)系”。再借助于視覺對(duì)模式識(shí)別的敏感性,來發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,從而高效解決問題。 通過這兩個(gè)例子,相信大家已經(jīng)能夠非常清楚地理解:視覺具備強(qiáng)烈的“整體性”特征、并善于“表達(dá)關(guān)系”,因而使得大腦能夠更好地加工復(fù)雜的信息。 ——相對(duì)應(yīng)的,由于語言文字的“碎片化”特征,所以對(duì)于越復(fù)雜的信息,語言文字越難以勝任。 【應(yīng)用案例】 比如:在《玨對(duì)PPT(6):高中物理《功》PPT修改》中,各種信息“堆砌”在一起,沒有結(jié)構(gòu),信息量巨大、而又雜亂無章: 如果我們能夠?qū)⑺幸c(diǎn),緊緊圍繞功的公式的各個(gè)要素,進(jìn)行“結(jié)構(gòu)化表達(dá)”(如下圖),是不是更加易記、易懂呢?! 【小結(jié)】 “知識(shí)可視化”之所以能做到高效表達(dá),提升知識(shí)講授的效果,是基于如下三方面機(jī)理:
最后,送給大家一句關(guān)于知識(shí)可視化的至理明言,希望大家能夠從中獲得啟迪! 本文中的內(nèi)容來自于王玨老師的全新網(wǎng)絡(luò)課程《基于學(xué)習(xí)科學(xué)的高效教與學(xué)方法》。 如果您對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、腦科學(xué)、講課技巧感興趣,建議您系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)此門課程! 本門課程即將盛大綻放,現(xiàn)征集首批100名免費(fèi)體驗(yàn)用戶!具體申請(qǐng)方法、以及申請(qǐng)條件,請(qǐng)到本公眾號(hào)首頁輸入'xxkx'了解,或直接掃碼加群(QQ群號(hào):530938060)、并參見群公告! 王玨微課設(shè)計(jì)制作公眾號(hào)提供全面、深度的微課設(shè)計(jì)、制作、應(yīng)用文章!到公眾號(hào)首頁輸入代碼:
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