趙慧臣

[摘要]在教育技術(shù)領(lǐng)域，知識可視化指視覺表征形式，與此相對應(yīng)的是承載知識的圖解手段。知識可視化的視覺表征并非孤立的單位，而是符號的系統(tǒng)。根據(jù)視覺形式分為表層形式和深層形式，可以分別闡釋知識可視化視覺表征的形式特征。知識可視化視覺表征的表層形式為色彩、線條和大小等材料因素，深層形式為線性結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、圓形結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和隱喻形式等空間關(guān)系。知識可視化視覺表征的形式設(shè)計中，需要構(gòu)建視覺表征的結(jié)構(gòu)關(guān)系，展現(xiàn)內(nèi)容性元素；應(yīng)用線條、色彩和大小等材料因素，發(fā)揮修飾性作用：文字符號與視覺形式結(jié)合，明晰所指代的內(nèi)容。

[關(guān)鍵詞]知識可視化；視覺表征；形式分析

[中圖分類號]G40－057[文獻標識碼]A[論文編號]1009－8097(2012)02－4021－07

隨著計算機技術(shù)不斷發(fā)展和計算機圖形學蓬勃提高，人們將可視化技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)的可視化中，通過分析數(shù)據(jù)，去探索規(guī)律、表達知識?！爸R可視化是在科學計算可視化、數(shù)據(jù)可視化和信息可視化基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新興研究領(lǐng)域，它應(yīng)用視覺表征手段，促進群體知識的創(chuàng)造和傳遞?！?/p>

知識可視化價值實現(xiàn)有賴于它的視覺表征形式。盡管知識可視化的視覺表征形式豐富多樣，但其設(shè)計應(yīng)用卻存在不少錯誤的設(shè)計觀點和不恰當?shù)膽?yīng)用方法，未能有效地應(yīng)用于教育教學中。究其原因，“在知識可視化的環(huán)境中，人們的視覺經(jīng)驗與閱讀行為在發(fā)生轉(zhuǎn)向：由基于印刷文本的閱讀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛谝曈X圖像的解讀”；而目前的研究對諸多類型知識可視化視覺表征的共性分析不足，尚未充分把握視覺表征的本質(zhì)特征。

“視覺信息具有可以理解的特定語法?！敝R可視化的視覺表征以圖形符號和文字符號作為信息載體，經(jīng)過組合編碼，形成符合語法結(jié)構(gòu)的圖形。知識可視化視覺表征并非孤立的單位符號，而是符號組成的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)。在研究知識可視化視覺表征的符號結(jié)構(gòu)時，只有分析符號相互作用而構(gòu)成的形式才有意義。

一知識可視化視覺表征形式分析的作用

作為一個學術(shù)用語，視覺表征指用視覺符號表現(xiàn)意義，側(cè)重于探討的是視覺符號與其指代物的關(guān)聯(lián)，以及人們怎么樣視覺符號傳播和交流思想。視覺表征有兩重含義：一個是作為名詞，指承載著意義的視覺符號。一個作為動詞的表征，是指以符號為中介進行意義的傳播。也可是認為，視覺表征作為形容詞的意思為“通過眼睛感受到的”，而作為名詞的解釋只是具體的視覺表征形式。

1.知識可視化的視覺表征類型豐富多樣、不斷拓展

Eppler&Burldaard將知識可視化視覺表征概括為6種類型嗍：(1)啟發(fā)式草圖(Heuristic Sketches)，在小組間產(chǎn)生新的見解；(2)概念圖表(Conceptual Diagrams)，結(jié)構(gòu)化信息并展示其關(guān)系；(3)視覺隱喻(Visual Metaphors)，映射抽象數(shù)據(jù)使其易于理解；(4)知識動畫(Knowledge Animations)，動態(tài)的、交互的可視化技術(shù)；(5)知識地圖(Knowledge Maps)，結(jié)構(gòu)化專家知識并提供導航；(6)科學圖表(Scientific Charts)，可視化知識域。

Jonassen等人描述了各種各樣的可視化方法，認為知識可視化視覺表征主要有：概念圖(Concept Map)、思維導圖(MindMap)、認知地圖(CognitiveMap)、語義網(wǎng)絡(luò)(SemanticNetwork)和思維地圖(Thinking Map)等。

邱婷等專注于知識可視化的視覺表征形式，將其分為知識地圖、示意圖、圖畫、連續(xù)性圖表、離散性圖表、矩陣圖、流程圖、組織者和樹形圖九類，并分別描述了每種形式的來源和特征。

20世紀90年代后，知識可視化視覺表征的優(yōu)勢被更多國外的學者關(guān)注，開發(fā)出了更多形式。如美國吉克薩斯基督教大學提出“知識地圖”(Knowledge Maps)，Jonasse&fisher(2000)提出“語義網(wǎng)絡(luò)”(Semantic Networks)以及Ackerman&Eden(2001)提出“認知地圖”(CognitiveMaps)等。

隨著各種知識可視化技術(shù)的發(fā)展，更多的視覺表征形式會被應(yīng)用到知識可視化中來。知識可視化視覺表征類型在不斷地發(fā)展中，其現(xiàn)有的數(shù)量或分類不會固定不變。雖然不少研究成果提及了知識可視化視覺表征的眾多類型，但還沒有包含所有的視覺表征類型，也不可能完全列舉所有的視覺表征類型。

總體而言，知識可視化視覺表征的分類沒有明確的標準，存在不同程度的相互包含和重疊現(xiàn)象。究其原因，已有研究沒有明確界定知識可視化視覺表征的本質(zhì)特征，導致視覺表征的外延處在不完全確定的狀態(tài)之中。

2.形式分析：把握所有類型視覺表征的共性特征

為了更有效地利用各類知識可視化的視覺表征，有必要根據(jù)他們的相關(guān)性和不同點進行整合，剖析其共性。知識可視化學者Ralph Lengler和Martin Eppler(2005)依據(jù)各類視覺表征的相關(guān)性和不同點，進行“編號”、“上架”，形成“可視化周期表”，形象直觀地揭示了不同類型視覺表征的聯(lián)系和區(qū)別?？梢暬芷诒斫沂玖瞬煌愋鸵曈X表征的聯(lián)系和區(qū)別，有助于掌握視覺表征抽象的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)等；不過卻較多從不同類型視覺表征的聯(lián)系區(qū)別入手，沒有考慮到不同符號的組織方式和形成規(guī)則。

從研究范圍上看，知識可視化視覺表征屬于視覺文化的范疇。“視覺文化研究在理論上區(qū)別于以前針對如‘攝影、‘影視和‘多媒體等具體和個別的視覺資源類型的研究，而是將研究對象提升到了‘形而上的共相層面：將以圖像符號為構(gòu)成元素、以視知覺可以感知的樣式為外在表現(xiàn)形態(tài)的文化統(tǒng)稱為視覺文化?！蓖瑯?，知識可視化視覺表征研究也區(qū)別于以前針對如“概念圖”、“思維導圖”和“語義網(wǎng)”等具體和個別的視覺表征類型的研究，而是將研究對象提升到了“形而上”的共相層面：以視覺符號為構(gòu)成元素和視知覺可以感知的符號結(jié)構(gòu)為分析對象。

知識可視化視覺表征符號并非孤立的單位，而是相互依存的關(guān)系。“決定一個符號的意義的不是符號與對象之間的必然聯(lián)系，而是符號與符號間的相對關(guān)系；所有的語言都是一種關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，語言符號借助于相互之間的關(guān)系而起作用?！眴蝹€視覺符號的存在是無意義的，其作用在于與其他的符號所構(gòu)成的形式。因此，在對知識可視化的視覺表征符號考察中，只有將單一符號與其他符號組合起來構(gòu)成形式才有意義。

形式是知識可視化視覺表征的本質(zhì)，是決定視覺表征特征的關(guān)鍵?！靶问健?，一般解釋為事物的形狀、結(jié)構(gòu)?！霸谟⑽闹袨閒orm，它可以是名詞，是指形的具體式樣、面貌；也可以作為動詞，為組成、構(gòu)成的意思。動詞‘組成、構(gòu)成主要屬于符號組合結(jié)構(gòu)的視覺‘語法問題。但‘組合、構(gòu)成所呈現(xiàn)的視覺形態(tài)，屬于符號‘形式范疇?！毙问?jīng)Q定著知識可視化視覺表征是什么，而不是別的東西。正如古希臘哲學家亞里士多德所認為的：一切事物的存在都遵循著質(zhì)料

和形式的構(gòu)成規(guī)律，形式是事物的關(guān)鍵性要素。

知識可視化視覺表征“將研究對象從‘形而下的個別具象提升到‘形而上的共相層面，為的是深入研究其共同特性”。因此，將視覺表征與知識內(nèi)容、學習環(huán)境等其他影響因素分離，解剖構(gòu)成視覺表征符號系統(tǒng)的組合規(guī)則，探討視覺表征的形式特征，把握視覺表征的本質(zhì)特征，可以為視覺表征與其他因素關(guān)系的研究奠定基礎(chǔ)。

二知識可視化視覺表征形式分析的方法

“形式”的用法繁復多變，“凡被用到之義，時而被用來指示某種具體的事物，時而又被用來指示某種抽象的性質(zhì)。時而被用來指示某種一時性的形式，時而被用來指示某種普遍性的形式?！彼裕皩π问降谋容^和分析的前提是明白此形式用法是否等同于彼形式用法，換言之，對形式的界定是研究它的前提。”波蘭美學家塔塔爾凱維奇指出，透過西方美學史的眼光來看“形式”至少擁有五種重大的涵義：“(1)各部分的組合；(2)事物的外貌；(3)邊界或輪廓；(4)客觀事物的觀念性本質(zhì)；(5)心理對知覺對象的規(guī)范”。我國文化學者趙憲章則認為形式概念可分為兩大不同類型：一是物質(zhì)的、物理學意義上的形式；一是精神的、心理學意義上的形式。“這兩種的形式又有客觀與主觀之別：物質(zhì)和物理的形式可分為‘自然的形式和‘人文的形式，前者指作為客觀存在物的自然物的形式，如‘自然美；后者指已經(jīng)通過人的主觀重建過了的形式，即‘人化的自然，如那些主要以自然物為質(zhì)料或載體的建筑和園林藝術(shù)等。”可見，形式是與內(nèi)容相對應(yīng)的概念。在《大英百科全書》(Encyclopedia Britannica)中，形式被解釋為“對象的外在形狀、外觀或構(gòu)造；與其相對的是構(gòu)成事物的內(nèi)容。在形而上的角度，形式是一個事物的積極的、決定性的原則，而內(nèi)容是潛在的原則?！痹诖艘饬x上，形式作為內(nèi)容的載體和媒介。

從種屬關(guān)系上看，知識可視化視覺表征作為視覺作品的一種，其形式特征必然遵循著視覺形式的規(guī)律?！笆紫?，視覺形式應(yīng)該與視覺內(nèi)容相對應(yīng)，即它是內(nèi)容的外部表現(xiàn)形態(tài)。其二，如果說形式是作品的存在方式，那么視覺形式則是視覺作品的存在方式。其三，視覺形式是一種關(guān)系體系，是視覺藝術(shù)的內(nèi)部構(gòu)成關(guān)系，是視覺藝術(shù)的結(jié)構(gòu)和組織，對視覺藝術(shù)的分析和把握必須從視覺形式的內(nèi)部構(gòu)成關(guān)系來進行。其四，視覺形式既是一種實體的存在，也是一種虛幻的存在。其五，視覺形式是視覺賦予對象以形式而實現(xiàn)的，是視覺格式塔能力的體現(xiàn)。其六，視覺形式是情感的外化，是客觀化的快感。其七，視覺形式就是指感官對象的物理形式，諸如形體、線條、色彩、空間等。其八，視覺形式是一種意象。其九，視覺形式本身是一種圖式、范型?！?/p>

根據(jù)視覺形式的規(guī)律，可以分析知識可視化視覺表征形式和特征。(1)知識可視化視覺表征應(yīng)該與視覺內(nèi)容相對應(yīng)，即它是內(nèi)容的外部表現(xiàn)形態(tài)。(2)它是一種關(guān)系體系，是視覺表征的內(nèi)部構(gòu)成關(guān)系，是視覺表征符合的組合。(3)它既是一種實體的存在，也是一種虛幻的存在。(4)它指感官對象的物理形式，諸如形體、線條、色彩和關(guān)系等。(5)它是學習者觀看時賦予對象以形式而實現(xiàn)的，是人類視覺格式塔能力的體現(xiàn)。(6)它本身是一種圖式、范型，具有普遍、抽象的特點。

從形式的屬性看，視覺形式可以分為表層形式和深層形式兩個層次。表層形式指視覺作品的物質(zhì)材料，即點、線和面等要素，即視覺作品中的材料因素；深層形式則指視覺作品材料因素的構(gòu)成規(guī)律和組織關(guān)系，包括方向、力和關(guān)系等。

根據(jù)視覺形式分為表層形式和深層形式層次，知識可視化視覺表征的形式也可以分為表層形式和深層形式。視覺表征的表層形式指形狀、色彩、肌理、點、線、面等材料因素；而深層形式則表現(xiàn)為和諧、對稱、均衡和節(jié)奏等結(jié)構(gòu)關(guān)系。兩者憑借空間、方向和張力等一系列關(guān)系而有機結(jié)合起來，構(gòu)成“有意味的形式”。

1.視覺表征的表層形式：線條、色彩和大小等材料因素

對于知識可視化視覺表征而言，它的表層形式包括線條、色彩和大小等許多材料因素。因此，只選取其中代表性的線條、色彩兩種基本要素加以探討。當同樣大小的點緊密排列在一起，彼此之間沒有空隙的時候，就組成了線條。線是表層形式最基本的要素。畢達哥拉斯首先將線作為世界萬物的本源來看待，認為萬物是從線條中派生出來的。在知識可視化視覺表征中，線條具有直接性、靈活性和準確性的特點。線條在表達變化的生動形象時更加自如靈活，捕捉思想感受時更加快速簡潔。因此，線條注重主觀體驗對自然形象的本質(zhì)反映，是理性與感性的碰撞和交響。

而“色彩是光照射下的不同性質(zhì)的物體，經(jīng)過不同程度的吸收，而反射到視覺上所呈現(xiàn)出來的一種復雜現(xiàn)象。色彩是一種自然現(xiàn)象，也是一種物化現(xiàn)象，更是一種視覺現(xiàn)象?！痹谥R可視化視覺表征中，色彩元素具有情感表現(xiàn)性?！巴ㄟ^色彩，人的深層精神和心理活動得以反映出來。這中間涉及色彩的多個方面的特征，如色彩的象征、主觀色彩表現(xiàn)、色彩感情和色彩想象等?！绷硗?，色彩元素還具有空間造型能力。色彩之所以造型，一方面是由于色彩本身的性質(zhì)，另一方面來自于人的視覺對色彩的建構(gòu)作用。

2.視覺表征的深層形式：空間關(guān)系和“力”等結(jié)構(gòu)關(guān)系

視覺作品的深層形式指諸多要素之間的聯(lián)系、組織和展現(xiàn)的方式和狀態(tài)?！叭缃ㄖ锊捎玫拇u石、土木、混凝土、鋼鐵等材料是表層形式，而它們組合成的各種空間關(guān)系，如節(jié)奏、平衡、協(xié)調(diào)、韻律等則是深層形式?！睂τ谥R可視化視覺表征而言，它的深層形式主要表現(xiàn)在空間關(guān)系和空間中的“力”方面。

(1)空間關(guān)系：視覺表征深層形式的基本特征

在探討空間關(guān)系問題之前，應(yīng)界定空間的概念。海德格爾對空間問題的研究與視覺作品的聯(lián)系最為直接。他以空間與人的關(guān)系為出發(fā)點，認為空間中的要素屬于空間，但并非就是空間本身，而是諸多要素在相互作用構(gòu)成了空間。

一方面，視覺表征的空間關(guān)系具有“關(guān)聯(lián)性”特征?！瓣P(guān)系”是“形式”中特有的概念?！笆挛锏恼嬲举|(zhì)不在于事物本身，而在于我們在各種事物之間構(gòu)造，然后又在它們之間感覺到的那種關(guān)系。”知識可視化視覺表征形式既可以表述為事物的外形，也可以理解為邏輯結(jié)構(gòu)。作為邏輯結(jié)構(gòu)，形式的各種表層要素按照某種美的規(guī)律構(gòu)造在一起，構(gòu)成空間關(guān)系?！翱臻g關(guān)系就是視覺藝術(shù)作品中各部分的邏輯聯(lián)系，好的視覺藝術(shù)形式所呈現(xiàn)出來的是一種內(nèi)在的邏輯關(guān)聯(lián)性，這種邏輯關(guān)聯(lián)性可以用和諧、呼應(yīng)、平衡、對比等概念來定義。它是將表層的形式，如線條、材料(肌理)、色彩和形狀在空間中有機地組織和統(tǒng)一起來，構(gòu)成一種空間結(jié)構(gòu)關(guān)系。”因此，知識可視化視覺表征的空間關(guān)系“就是將一切素材組織起來，構(gòu)成一種邏輯關(guān)聯(lián)體。部分與部分、部分與整體之間構(gòu)成一種內(nèi)在的呼應(yīng)、反襯、交融和滲透，從而形成特定的關(guān)系效果，呈現(xiàn)出形式的美感”。在知識可視化的視覺表征中，“一切形式要素(形、色)都應(yīng)該納入關(guān)系中進行考察，其存在的意義也只有在‘關(guān)系中才能體現(xiàn)出來?！?/p>

另一方面，視覺表征的空間關(guān)系具有“虛幻性”特征。單個的視覺表征符號無法構(gòu)成真正意義的形式，孤立的線條或色彩并不能完成復雜的感情傳遞和內(nèi)容表達。對于知識可視化視覺表征而言，“視覺是作為一個‘場而活動的，這意味著每一部分的位置和功能是由作為一個整體的結(jié)構(gòu)所決定的。在這個展現(xiàn)于時空中的總體結(jié)構(gòu)里，一切部分都相互依賴。”在知識可視化視覺表征中，線條、色彩等要素以某種方式組成有意味的形式，更好地引導人們獲得知識內(nèi)容和激起審美情感。對于知識可視化視覺表征的空間關(guān)系，視覺不僅能感受空間的存在，而且可以建構(gòu)空間。“我們與視覺世界的關(guān)系主要在于我們對其空間特性的感覺。沒有這種感覺，要在外部世界中確定方向是絕對不可能的?！币虼??！耙曈X建構(gòu)空間的能力來自于視覺的統(tǒng)一性。建造過程是用限定和組織空間的方法，形成空間形式的組構(gòu)和排列?！币虼?，知識可視化視覺表征的空間關(guān)系并非絕對的存在，還表現(xiàn)為具有正常知覺的人之間的相互認可。在知識可視化視覺表征中，空間關(guān)系的呈現(xiàn)是人腦的先驗形式同后天經(jīng)驗共同作用的結(jié)果。

(2)空間的“力”：促進視覺表征表層形式向深層形式轉(zhuǎn)化

除空間關(guān)系外，空間中的“力”也是知識可視化視覺表征的重要深層形式?？臻g關(guān)系并非自然形成的，單個的物質(zhì)是分散、獨立的。若想將它們有機地結(jié)合在一起，就需要空間中的“力”。“視覺式樣實際上是一個力場，一切視覺式樣都是一個力的式樣，而這種力包含在物理和心理的兩個層面中?！?/p>

可見，“力”是知識可視化視覺表征空間關(guān)系的重要因素。沒有力，視覺表征中材料因素無法構(gòu)成有機的聯(lián)系。因此，“力是表層形式向深層形式轉(zhuǎn)化的催化劑?！币曈X表征表層形式線條、光影和色彩等材料因素，相當于語言形式中語音、詞匯等的表層結(jié)構(gòu)；視覺表征的空間關(guān)系、力等深層形式，相當于語言中旬法、規(guī)則等深層結(jié)構(gòu)。知識可視化視覺表征空間關(guān)系中的“力”將表層形式與深層形式聯(lián)系起來的即將表層形式在深層的空間關(guān)系中組織起來，最終促進平衡、對稱和節(jié)奏等深層形式的形成。

概況而言，知識可視化視覺表征形式包括線條、色彩和形狀等表層形式，同時還包括空間關(guān)系、力等深層形式?！叭绻麑⒈韺拥囊曈X形式稱為‘實因素的話，相對的深層的視覺形式則是一種‘虛因素。只有兩個方面共同作用，即通過深層形式中力和關(guān)系等要素的表層形式才能夠有機地組合在一起，形成最終意義上的視覺形式?！?/p>

三知識可視化視覺表征形式分析的內(nèi)容

無論內(nèi)部結(jié)構(gòu)的繁簡和指代內(nèi)容的多寡，知識可視化視覺表征總表現(xiàn)為各種各樣的符號。不管認知主體對視覺表征符號的理解有什么不同，但視覺表征本身仍只是各類符號的組織。作為符號系統(tǒng)，知識可視化視覺表征的符號相互依存而構(gòu)成有意味的形式。其中，知識可視化視覺表征的表層形式主要包括線條、色彩和大小等材料因素，深層形式主要包括空間關(guān)系和空間的“力”等結(jié)構(gòu)關(guān)系。

1.視覺結(jié)構(gòu)的材料因素：線條、色彩和大小等

知識可視化結(jié)構(gòu)視覺表征的表層形式以點、線、面為物質(zhì)基礎(chǔ)，并結(jié)合線條、色彩、大小和位置等相關(guān)物質(zhì)屬性，成為深層形式賴以寄托的介質(zhì)。色彩能把事物的性質(zhì)和形狀再現(xiàn)出來，并加強有聯(lián)系事物之間的區(qū)別?！吧实某橄笮?，主要展示色彩明顯的邊界線，不同色彩的接觸，也能反映它們之間的共同關(guān)系。”

例如，具有色彩譯碼的圖表是類似圖畫的術(shù)語表，在教室中被用來定義生疏或者科技詞匯，比一個詞匯列表要有用得多。在色彩譯碼的圖表中，它的關(guān)鍵特征簡化了主題，不同色彩用來識別主題的不同部分。在下圖1色彩譯碼的圖表案例中，標題“火蟻”揭示了主題的內(nèi)容，不同色調(diào)命名了主題的不同部分。其中，粉紅色表示頭，而藍色表示腿。

2.視覺表征的結(jié)構(gòu)關(guān)系：空間關(guān)系和空間的“力”

思維活動并不是針對事物的基本材質(zhì)，而是關(guān)注它們的結(jié)構(gòu)。“在視覺藝術(shù)中，只有被看做是一種由清晰的方向、一定的大小及各種幾何形狀和色彩等要素組成的結(jié)構(gòu)圖式時，才能被真正地知覺到。”知識可視化將抽象概念運用非模仿性的線條圖形再現(xiàn)。線條圖形并不提供解釋概念所需要的事例，而能反映的是某些事例中抽取出來的結(jié)構(gòu)形態(tài)。

(1)視覺表征的空間關(guān)系：線性、循環(huán)、圓形、網(wǎng)狀等結(jié)構(gòu)以及隱喻形式

知識可視化視覺表征的空間關(guān)系指視覺符號是如何被組織而形成結(jié)構(gòu)圖式，反應(yīng)的是某類視覺表征的結(jié)構(gòu)特征。知識可視化視覺表征的空間關(guān)系主要有線性結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、圓形結(jié)構(gòu)和隱喻形式等。

線性結(jié)構(gòu)的視覺表征“用來說明歷史事件或年代的時間線索，事物的度量(重量)、意義之間的細微差別或等級量表。關(guān)鍵問題有：起點是什么?終點是什么?關(guān)鍵事件發(fā)生在哪里?目前正處于什么等級?”線性結(jié)構(gòu)的視覺表征主要包括流程圖、層級圖、箭形圖和梯形圖等，一般用以表現(xiàn)事物的順序流程、因果關(guān)系或者未來趨勢。

循環(huán)結(jié)構(gòu)的視覺表征可以表現(xiàn)事物的發(fā)展步驟和互動關(guān)系，包括螺旋圖、環(huán)形圖和帶狀圖等。循環(huán)結(jié)構(gòu)的視覺表征“用來表示事物的循環(huán)變化，如天氣的變化、食物鏈、人生的周期等。關(guān)鍵問題有：在循環(huán)中關(guān)鍵的事件是什么?每個階段是什么?它們是怎樣相關(guān)的?它們是通過怎樣的方式自我增強的?”

網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的視覺表征涉及較為復雜的思維過程，能夠表現(xiàn)事件的結(jié)構(gòu)、概念間的相互關(guān)系及多因素的互動等，主要包括蛛網(wǎng)圖、思維地圖和放射圖等。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的視覺表征“具有以下四個基本特征：注意的焦點集中在中央圖形上；主題的主干作為分支從中央圖形向四周放射；分支由一個關(guān)鍵的圖形或?qū)懺诋a(chǎn)生聯(lián)想的線條上面的關(guān)鍵字構(gòu)成；各分支成一個連接的接點結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵的問題：這個內(nèi)容的中心觀點是什么?包含了哪些分支的觀點?觀點之間有什么聯(lián)系?各觀點的解釋信息是什么?”

圓形與周而復始的循環(huán)聯(lián)系在一起，象征著無始無終的永恒。圓形結(jié)構(gòu)的視覺表征包括拼板圖、嵌入圖、相交圓、同心圓、分割圖等，用來表現(xiàn)事物間的交互、比較、對比、包含等關(guān)系。

盡管認知隱喻是語言學的研究領(lǐng)域，但對于知識可視化的視覺表征借鑒意義。圖形符號借助于形的象征和比喻，表達和暗示形象隱喻的關(guān)系。在圖形語言中，“隱喻包含兩個域：源域與目標域，前者是人們較為熟悉的、具體的概念，而后者往往是人們不太熟悉的、抽象的概念，通過將源域映射在目標域上，目標域從而得到理解”。在知識可視化中，隱喻形式的視覺表征構(gòu)成語義的點、線、面本身沒有實在的意義，而是“通過多種意義的聯(lián)結(jié)，通過聯(lián)想來達成另一種新的象征意義，甚至更進一步地先以比喻性象征手法產(chǎn)生意義，再由這些意義的聯(lián)結(jié)，產(chǎn)生新的意義。”例如，對概念、概念之間的關(guān)系等，可以采用樹根、樹杈的關(guān)系來表示，以直觀的方式和隱喻的形式讓接受者迅速把握概念之間的關(guān)系。

(2)視覺表征的空間“力”：以平衡為例

對知識可視化視覺表征來說，“從表層形式到深層形式的過渡，并非靜態(tài)的，而是一個動態(tài)的過程，而促使其轉(zhuǎn)換的

媒介和中間環(huán)節(jié)就是‘力。”知識可視化視覺表征中，“深層形式中的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系、力以及結(jié)晶而成的對稱、均衡等形式美原則并非截然區(qū)分的，它們在一個視覺形式中糾結(jié)在一起，共同發(fā)揮著作用”。

例如，知識可視化視覺表征必須滿足平衡的樣態(tài)?！耙患胶獾臉?gòu)圖，形狀、方向、位置諸因素之間的關(guān)系，都達到了如此確定的程度，以至于不允許這些因素有任何細微的改變。在這種情況下，整體所具有的那種必然性特征，也就算可以在它的每一個組成成分中呈現(xiàn)出來了。一件不平衡的構(gòu)圖，看上去則是偶然的和短暫的，因此也是病弱的。”

知識可視化視覺表征的平衡受到重力因素的影響。重力受形狀的大小、色彩影響。一般來說，規(guī)則的形狀其重力就比不規(guī)則的形狀重力要大些，邊緣清晰的形狀比邊緣模糊的形狀重力大。就色彩來說，不同種類的色彩和不同明度、純度的色彩的重力都是不同的。

在知識可視化視覺表征形式中，空間中不同的“力”相互支持和抵消，形成了整體的平衡。正如格式塔心理學所認為：“一個觀察者視覺方面的反應(yīng)，應(yīng)該被看做是大腦皮層中生理力追求平衡狀態(tài)所造成的一種心理上的對應(yīng)性經(jīng)驗。”

四知識可視化視覺表征形式的設(shè)計策略

知識可視化視覺表征的表層形式為符號的形狀、色彩、點、線和面等構(gòu)成要素；深層形式和諧、均衡、對比和節(jié)奏等結(jié)構(gòu)關(guān)系。其中，深層形式的結(jié)構(gòu)關(guān)系作為視覺表征的內(nèi)容性元素，而表層形式的符號大小、顏色等材料因素則體現(xiàn)視覺表征的修飾性作用。兩個方面共同作用，有機地組合起來，形成有意義的視覺表征形式。例如，維恩圖可以用來比較概念意義的相似性和差異性。其中，它的圓形結(jié)構(gòu)為內(nèi)容性元素，呈現(xiàn)知識內(nèi)容的關(guān)系；而圓形的大小、線條和色彩等則作為裝飾性元素，支持圓形結(jié)構(gòu)的形成。

1.構(gòu)建視覺表征的結(jié)構(gòu)關(guān)系，展現(xiàn)內(nèi)容性元素

在人們觀看事物的過程中，“視覺不是對元素的機械復制，而是對有意義的整體結(jié)構(gòu)式樣的把握?！睂τ谥R可視化視覺表征而言，“除非形象被組織成極為簡約的形式，并且使形式與形式之間的關(guān)系極為清晰，否則心靈就無法把握它，捕捉它，它就仍然只能是一種不能為人領(lǐng)悟的個別的東西?！?/p>

知識可視化視覺表征往往并忽略某些細節(jié)，能夠簡化和歸納某個主題，可以展示主題的結(jié)構(gòu)。在知識可視化視覺表征的視覺傳播中，“所謂視覺，實際上就是通過創(chuàng)造一種與刺激材料的性質(zhì)相對應(yīng)的一般形式結(jié)構(gòu)，來感知眼前的原始材料的活動。這個一般的形式結(jié)構(gòu)不僅能代表眼前的個別事物，而且能代表與這一個別事物相類似的無限多個其他的個別事物?！?/p>

知識可視化視覺表征的符號結(jié)構(gòu)可以單獨組織成最簡化的，也可以用盡可能少的結(jié)構(gòu)特征把復雜的材料組織成有秩序的整體。正如美國視覺心理學家阿恩海姆對簡單結(jié)構(gòu)的解釋：“在一種絕對意義上，當一個物體僅包含很少幾個結(jié)構(gòu)特征時，它便是簡化的；在一種相對意義上說，如果一個物體用盡可能少的結(jié)構(gòu)特征把復雜的材料組織成有秩序的整體時，我們說這個物體是簡化的?！?/p>

知識可視化視覺表征將抽象概念運用非模仿性的線條圖形再現(xiàn)，以形式表達事物的組織結(jié)構(gòu)。知識可視化視覺表征具有結(jié)構(gòu)相似的特點，便于與學習者原有的知識結(jié)構(gòu)產(chǎn)生聯(lián)系。在知識可視化視覺表征應(yīng)用中，可以通過視覺表征的結(jié)構(gòu)使學習者明晰新知識在認知結(jié)構(gòu)中的位置，明晰新舊知識之間的關(guān)系，以幫助建立新舊知識之間的聯(lián)系。例如，在敘述中，用時間線回憶關(guān)鍵事件；在解說中，用流程圖去理清順序；在程序中，使流程圖，恰當組織各個步驟的位置和順序；在辯論中，用流程圖讓所有推論放在最佳的次序上。

2.應(yīng)用線條、色彩和大小等材料因素，發(fā)揮修飾性作用

人們理解知識可視化視覺表征并非是單純的被動行為，而是不斷建構(gòu)的過程。由于環(huán)境、文化的差異，學習者對視覺表征的解讀也不盡相同。猶如面對一個模糊的景色，觀者的注意力總是放在他們喜歡的東西上。例如，“圖一底”關(guān)系就是以視覺中心變換而改變的形式與背景之間的關(guān)系。觀看者同一時間只能把某一部分從背景的“底”中分辨出來，但是判斷哪一部分作為背景，哪一部分作為凸現(xiàn)的圖卻不是絕對的。

為此，知識可視化視覺表征的形式設(shè)計必須明確地表現(xiàn)最需要傳達給觀者的內(nèi)容，而淡化處理作為背景的其他元素。設(shè)計知識可視化視覺表征的形式時，應(yīng)該關(guān)注修飾性元素，以促進視覺表征結(jié)構(gòu)的形成。例如，使用符號的大小，來表現(xiàn)事物之間的關(guān)系、突出所要表達的主要內(nèi)容；通過選擇事物典型的外部形狀，促進人的認知與聯(lián)想；通過使用顏色的差異，來體現(xiàn)各種不同的關(guān)系或是突出所要表現(xiàn)的重點等。

知識可視化視覺表征的形式設(shè)計除了關(guān)注大小、顏色、形狀等裝飾性因素外，還需要遵循傳統(tǒng)經(jīng)驗。例如，統(tǒng)一性原則(即使用同樣的結(jié)構(gòu)來表達特定的內(nèi)容，以便于學習者識別)、重復性原則(即對于需要強調(diào)的內(nèi)容，可以多次使用，以促進學習者理解)、對比性原則(即通過對比的手段，突出事物之間的區(qū)別與聯(lián)系，促進學習者對事物特征的把握)和空間性原則(使用空間上的遠近前后等，表現(xiàn)事物之間的關(guān)系)等。

例如，知識可視化視覺表征的形式設(shè)計時，應(yīng)該“考慮箭頭，帶標簽的線。連線表示兩個內(nèi)容之間的意義聯(lián)系，連接可以沒有方向，也可以單向或雙向。連接詞是置于連線上的兩個概念之間形成命題的聯(lián)系詞，姐‘是、‘包含、‘表示等。在設(shè)計圖解的時候，要考慮箭頭的數(shù)量與方向，不可雜亂無章?！?/p>

3.文字符號與視覺形式結(jié)合，明晰所指代的內(nèi)容

“有意義的符號在社會文化交際中都不是孤立的，都要在聚合關(guān)系上，或在作為潛勢的意義上，形成一個個符號系統(tǒng)，來與其可表達的意義系統(tǒng)形成對應(yīng)關(guān)系或體現(xiàn)關(guān)系?！睂τ谝曈X文化傳播來說，“‘視覺文化并非是指與‘語言毫無關(guān)聯(lián)的由純視覺形象構(gòu)成的文化，而是具有由‘語言和‘形象所共同組成的形態(tài)特征?！?/p>

因此，對于知識可視化視覺表征而言，“‘看和‘形象均不是開業(yè)脫離‘語言而獨立存在的，它們的發(fā)展也無法脫離‘語言文化這一歷史語境而成為一個自足的封閉過程，而是伴隨著‘語言的參與，才可能走向更高的境界?！痹谥R可視化視覺表征中，文字與圖形兩種符號互為補充。觀看者所看到的并非文字與圖形的簡單疊加，而是超越于兩者之上的新認識。

另外，知識可視化視覺表征形式又存在著某些缺陷，需要與文字符號結(jié)合才能彌補。文字符號的意義來源于嚴格的規(guī)定。學習者只要沒有語法上的障礙，往往可以較為明晰、準確地解讀文字符號認識。而人對于視覺表征的解讀卻是選擇、建構(gòu)的過程。受觀看者主觀經(jīng)驗及認知能力的影響很大，與實際的意義容易產(chǎn)生偏差。因此，知識可視化視覺表征需要使用文字符號，進一步確定與明晰所指代的內(nèi)容，達到準確傳播知識的目的。

例如，思維地圖中的橋型圖(Bridge Map)主要用來對兩者事物進行類比、類推。其中，橋型圖的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)所指對象的類比關(guān)系，而與文字符號結(jié)合后，則明晰所指代的內(nèi)容。橋型圖的結(jié)構(gòu)和文字有機結(jié)合后，則傳遞了所指對象的意義。

可見，知識可視化視覺表征中，圖形因素只有與文字因素的關(guān)系中才更具有意義。因此，只有充分發(fā)揮文字符號與視覺形式各自的優(yōu)勢，通過兩者有效的互補，形成恰當?shù)呐浜停拍芨冒l(fā)揮視覺表征促進知識傳播創(chuàng)新的目的。

編輯：小西