王葉軍

思維地圖由美國學(xué)者David Hyerle博士于1988年開發(fā)的，是繼概念圖和思維導(dǎo)圖后出現(xiàn)的又一種可圖視化學(xué)習(xí)輔助工具。在知識生成的可視化過程中，基于語義學(xué)和認知心理學(xué)的原理，以圖形的形式將知識信息進行組織和建構(gòu)，以加強學(xué)習(xí)者對所學(xué)知識的理解和記憶，促進學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。根據(jù)在思考時的八種基本思維過程，主要分為八種類型：圓圈圖、起泡圖、雙起泡圖、樹型圖、括號圖、流程圖、復(fù)流程圖和橋型圖。其具體作用、表示方式和繪制方式見表1。

一、圓圈圖與知識生成的可視化策略

圓圈圖（Circle Map）：主要是通過提供相關(guān)信息來展示與一個主題相關(guān)的先前知識。在圓圈中心，可以使用詞語、數(shù)字、圖畫或者其他標志或象征物來表示你嘗試理解或定義的事物，在圓圈外面，寫下或畫出與主題相關(guān)的信息。

愛因斯坦認為科學(xué)概念的內(nèi)涵是“失去了普通語言中所含有的含糊性質(zhì)，從而獲得了嚴格的定義”。沒有提取出這種“本質(zhì)的特征”，便難以分離出核心要素，造成相近概念的混淆。

如“飽和”和“不飽和”這兩個概念，用語言不易區(qū)分。用圓圈圖（圖1 ）將各自核心要素——“能被”與“不能被”圈出，從外圍要素——“某種溶質(zhì)”、“繼續(xù)溶解”分離開來，可一眼看出本質(zhì)的區(qū)別，問題迎刃而解。圓圈圖發(fā)揮了鑒別功能。

二、起泡圖與知識完整性、抽象性和反思性生成的可視化策略

起泡圖（Bubble Map）：主要是使用形容詞或形容詞短語來描述物體。與圓圈圖不同，

起泡圖主要增強學(xué)生使用形容詞描述特征的能力。中心圓圈內(nèi)，寫下被描述的物體，外面圓圈內(nèi)寫下描述性的形容詞或短語。

（1） 完整性生成策略。科學(xué)知識往往包含眾多要素，構(gòu)成一個完整的結(jié)構(gòu)，遺漏某一要

素，便無法完整生成。教材對溶液知識教學(xué)，要素繁多且抽象性高，需要調(diào)動記憶和思維的方方面面，初學(xué)者要完整建構(gòu)，難度很大。用起泡圖（圖2 ）把其要素——特征、組成、類型、溶解度、配置，完全展現(xiàn)出來，可快速掌握其完整構(gòu)成。一目了然，而且落在最佳的記憶范疇（7±2個組塊 ）。

（2）抽象性生成策略。填寫起泡圖，采用“關(guān)鍵詞”法，是“在一定精度范圍內(nèi)足夠真實但又近似地反映出”概念的本質(zhì)，是種抽象的再歸納。

（3 ）反思性策略。如一知識需用4個氣泡才能完整表征，若這回想出3個方面，便提醒著去重構(gòu)遺落的要素?？梢暬膱D式起了“線索”的喚醒作用，喚醒“與學(xué)習(xí)匹配時”的“有效記憶提取”，表現(xiàn)出思維的反思性特征。

三、雙起泡圖與知識辨析性生成的可視化策略

雙起泡圖（Double Bubble Map）：主要用來進行對比和比較。兩個被比較的術(shù)語放在兩

個中心圓圈內(nèi)，外面單獨連接的圓圈內(nèi)展示兩個被比較的術(shù)語間的不同點，中間共同連接的圓圈內(nèi)展示兩個術(shù)語通過對比的相同點。

“飽和”與“不飽和”，還可用雙起泡圖加以辨析（圖3） ：先畫出飽和與不飽和氣泡圖，再把3個相同點畫在兩者之間，來強化共性特征；把2個不同點畫在兩邊，進行差異化突顯，符合信息加工論原理，在“環(huán)境中的新事物或新變化”進行“選擇性知覺”重組，去打破“心智的瓶頸”，產(chǎn)生了深刻的辨析行為，是一種認知的精加工，有利于形成長期記憶。

四、樹型圖與知識同性、順應(yīng)性、并列性生成的可視化策略

樹型圖（Tree Map）：主要用來對事物進行分組或分類。在最頂端，寫下被分類事物的名稱，下面寫下次級分類的類別，依此類推。

奧蘇伯爾把概念學(xué)習(xí)分成為上位概念、下位概念和并列概念學(xué)習(xí)。樹型圖通過位置排列，將概念放入不同“層次”，準確表達出位次關(guān)系。通過位次傳遞，可直觀掌握概念遷移脈絡(luò)，提高生成的效益。

（1）同化性生成策略。下位概念學(xué)習(xí)。在物質(zhì)概念系里，溶液從屬于混合物，居于第三位次。通過樹型圖的位次傳遞，可把第一位次“物質(zhì)”的性質(zhì)直接遷移給第三位次的 “溶液”（圖4）。如物質(zhì)和溶液，遷移起來直觀快速，毫不費力。

（2）順應(yīng)性生成策略。上位概念學(xué)習(xí)。用樹型圖抽取下位概念的共同特征，可實現(xiàn)向上遷移。如“油脂溶于酒精、水、煤油形成溶液”便可如此進行向上遷移?！巴N物質(zhì)在不同種液體中分散，能形成溶液”、“不同物質(zhì)在同種液體中分散，能形成溶液”，抽出的共同特征是——“溶液是物質(zhì)分散到另一物質(zhì)里形成均一、穩(wěn)定的混合物”。這歸納出“處于結(jié)構(gòu)中的較高水平”的上位概念（圖5）。用樹型圖顯化出具體的抽取行為，個體經(jīng)歷了遷移過程，擺脫“溶液”的各種具體常見時空范疇（康德），也就“擺脫常見的時間和空間形式的規(guī)約”，概念的生成就有了更深的“脫域”理解。

（3）并列性生成策略。并列概念學(xué)習(xí)。并列概念是“是包含了很多共同標準屬性的相似觀念”。用樹型圖把兩者“共同屬性”表征出來，能快速進行并列遷移。如“飽和溶液”與“不飽和溶液”，是兩個并列概念，可用樹型圖能直接進行相應(yīng)的并列遷移 （圖6）。

五、括號圖與知識體系結(jié)構(gòu)性生成的可視化策略

括號圖（Brace Map）：主要用于分析、理解事物整體與部分之間的關(guān)系。括號左邊是事物的名字或圖像，括號里面描述物體的主要組成部分，幫助學(xué)習(xí)者理解一個物體整體和其各個部分之間的關(guān)系。

布魯納認為學(xué)習(xí)最重要的任務(wù)是建起學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)。初學(xué)者難以自覺應(yīng)用溶液的知識解決相關(guān)問題，就是沒有建立起良好的學(xué)科結(jié)構(gòu)。原因是教材相關(guān)的內(nèi)容照章節(jié)編排，較為松散，內(nèi)在的邏輯不易發(fā)現(xiàn)，個體難以把知識之間的聯(lián)系貫串起來，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)整體化，以致形成建構(gòu)主義所謂的“結(jié)構(gòu)不良問題”。

用括號圖（圖7）進行兩級梳理，通過“溶液的組成”把溶質(zhì)和溶劑聯(lián)系起來，再通過“溶解性的大小”把后面溶解度和溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)聯(lián)結(jié)起來，知識間的內(nèi)在聯(lián)系便突出顯示出來，形成邏輯性強、聯(lián)系緊密、結(jié)構(gòu)良好的知識體系。endprint

可見，用括號圖對章節(jié)內(nèi)知識進行梳理（一級或多級 ），實際上是搭起“手腳架”，通過 “在處理復(fù)雜問題中提供必要的支持，從而支持學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)場中的學(xué)習(xí)”，來揭示知識間 的邏輯關(guān)系，把相關(guān)的內(nèi)容整合到同一認知范疇，建構(gòu)出一體化的“良結(jié)構(gòu)”（建構(gòu)主義），避免形成詹姆遜所謂的“碎片化”的“拼貼”式的“殘余零散的東西”，提高了學(xué)科結(jié)構(gòu)的整體構(gòu)成水平。

六、流程圖與知識指向性生成的可視化策略

流程圖（Flow Map）：主要用來列舉順序、時間過程、步驟等。能夠分析一個事件發(fā)展過程之間的關(guān)系，解釋事件發(fā)生的順序。大方框?qū)懴旅恳贿^程，下面小方框內(nèi)可以寫下每個過程的子過程。

科學(xué)知識越抽象，所需思維指向性越強。思路混亂，無法沿著需要的方向推進，是造成生成困難的主要原因。用流程圖，把思考過程一步一步畫下，思維能在上一步的基礎(chǔ)上自然向下延伸，步步推進，可提高思維指向性，形成完整生成鏈條。

如溶液的形成，可畫出流程圖（圖8），從物質(zhì)分散著手，把思維歸束到“混合物 、均一、穩(wěn)定”這一指向路徑，步步向前，最后生成“溶液”是“均一穩(wěn)定的混合物”，水到渠成。

七、復(fù)流程圖與知識因果性、創(chuàng)造性生成的可視化策略

復(fù)流程圖（Multi-Flow Map）：用來展示和分析因果關(guān)系。在中心方框里面是重要的事件，左邊是事件產(chǎn)生的原因，右邊是事件的結(jié)果。這是一個先后順序的過程，能夠看到事件發(fā)生的原因和結(jié)果，通過考慮原因和結(jié)果幫助學(xué)生分析為什么，結(jié)果是什么。

（1）因果性生成策略。揭示因果性是科學(xué)的根本任務(wù)。牛頓說：“自然哲學(xué)的內(nèi)涵是去發(fā)現(xiàn)大自然的架構(gòu)及其運作 …… 因而推導(dǎo)出事物的因果 ”，愛因斯坦拒絕量子力學(xué)的原因，是因為他認為這理論“把因果律完全廢除了”。化學(xué)知識生成的過程就是揭示因果關(guān)系的過程，面臨較大的困難是，因果關(guān)系難以厘清，特別是一果多因時，對應(yīng)關(guān)系往往不夠明朗。 用復(fù)流程圖進行分析，可借助圖形，逐一揭示出對應(yīng)的因果關(guān)系，抽取出內(nèi)在的普遍性，為知識建構(gòu)掃平障礙。同時，個體親歷因果性的揭示與再現(xiàn)，更直接切入到知識的深層內(nèi)涵，把握到問題的本質(zhì)。

如溶液的溶解度與什么因素有關(guān)便可通過復(fù)式流程圖（圖9），直接看出因果關(guān)系，直觀生成——溶液的溶解度跟溫度、溶質(zhì)、溶劑的性質(zhì)有關(guān)，跟溶質(zhì)、溶劑的質(zhì)量無關(guān)。

（2）創(chuàng)造性生成策略。用復(fù)流程圖進行因果性分析，結(jié)果不斷得以呈現(xiàn)，內(nèi)在的原因得以不斷揭示，思維也不斷得以拓展，顯示出發(fā)散型的特征。知識生成的過程是一種不斷探索的過程，是一種發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)（布魯納），是有意義的學(xué)習(xí)（奧蘇貝爾），而教師引導(dǎo)學(xué)生進行這種“呈現(xiàn)性”、“發(fā)現(xiàn)性”、“發(fā)散性”和“創(chuàng)造性”個體學(xué)習(xí)，正是實施了“創(chuàng)造性教育”。

八、橋型圖與知識形象性、類比性生成的可視化策略

橋型圖（Bridge Map）：主要用來進行類比、類推。橋型左邊橫線的上面和下面寫下具有相關(guān)性的一組事物，按照這種相關(guān)性，在橋的右邊一次寫下具有類似相關(guān)性的事物，以能夠形成類比或類推。

類比性生成策略。類比是知識建構(gòu)的重要方法?？档抡f：“每當理智缺乏可靠論證的思路時，類比這個方法往往指引我們前進?！敝R教學(xué)中，深層次類比應(yīng)是方法的類比：通過類比掌握方法的“相似性”，賦予個體建構(gòu)概念的新途徑，去跨越“從特殊到一般的歸納法和從一般到特殊的演繹法”的“中介途徑”，直接產(chǎn)生“更為簡捷的推理”，如圖10關(guān)于物質(zhì)的分散現(xiàn)象，把三者畫在橋的三邊，相似性赫然突顯，立即為人洞察：這樣不但透徹地把握“溶液”的內(nèi)涵，且能從方法的層面理解類比本質(zhì)，個體經(jīng)歷了一場“視覺思維”，直觀快捷，豁然開朗，產(chǎn)生“巔峰體驗”（馬斯洛）。

用橋型圖類比，訓(xùn)練了形象思維。有意突出這點，能使抽象與形象思維互動交融，激發(fā)創(chuàng)造性的產(chǎn)生。

思維地圖可將信息加工過程中一些零散的知識點構(gòu)成相應(yīng)的比較系統(tǒng)的知識組塊，進而形成知識網(wǎng)絡(luò)，降低了記憶難度。圓圈圖、起泡圖主要用來描述事物、表達概念和說明事物的特點，其主要加強學(xué)生對陳述性知識的理解。樹形圖、括號圖和流程圖通過呈現(xiàn)對知識的分類或整體與部分之間的關(guān)系，有利于學(xué)生對程序性知識的理解和轉(zhuǎn)化。雙起泡圖、復(fù)流程圖和橋型圖對知識點進行類比和類推有利于促進學(xué)生對策略性知識的理解和運用。

（收稿日期：2016-02-12）endprint