歷史教學(xué)中學(xué)習(xí)圖譜的設(shè)計策略

【摘要】圖表的設(shè)計與使用，可以幫助學(xué)生突破知識理解的困境。學(xué)習(xí)圖譜作為承載知識的學(xué)習(xí)資源、培養(yǎng)高階思維的學(xué)習(xí)工具，應(yīng)當(dāng)廣泛運(yùn)用于歷史課堂的主題教學(xué)中。設(shè)計學(xué)習(xí)圖譜時，必須結(jié)合最新的媒體技術(shù)，厘清學(xué)習(xí)理念和實(shí)際使用情況等必要因素，以確保順利實(shí)施提取知識構(gòu)件、建立知識表征、厘清知識規(guī)則、實(shí)現(xiàn)知識建模四個步驟，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)意義的可視化。【關(guān)鍵詞】學(xué)習(xí)圖譜；知識可視化；知識整合在信息數(shù)字化的今天，人們已無法簡單滿足于增強(qiáng)獲取知識的技術(shù)，而是更多地關(guān)注于知識的實(shí)質(zhì)內(nèi)容及表現(xiàn)形式、內(nèi)在邏輯和整體質(zhì)量。在這樣的情況下，教師若想完成從淺層學(xué)習(xí)到深度學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變，就必須進(jìn)行教學(xué)媒體數(shù)字化的變革。教學(xué)媒體的數(shù)字化是一套思維、方法和工具的有機(jī)結(jié)合，借助新媒體技術(shù)的支持設(shè)計內(nèi)容，以此突破知識構(gòu)件的冗贅、知識表征的冗雜、知識規(guī)則的冗亂和知識建模的冗辭，達(dá)成深度學(xué)習(xí)。在這一轉(zhuǎn)變的過程中，教師應(yīng)順應(yīng)教學(xué)媒體數(shù)字化的發(fā)展趨勢和深度學(xué)習(xí)的現(xiàn)實(shí)要求，思考如何將教學(xué)媒體數(shù)字化應(yīng)用于實(shí)際課堂中。以符號學(xué)、認(rèn)知負(fù)荷、圖式編碼、建模理論為基礎(chǔ)而設(shè)計的學(xué)習(xí)圖譜可以作為今日歷史教學(xué)中承載知識的學(xué)習(xí)資源，也可作為培養(yǎng)高階思維的學(xué)習(xí)工具，促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)入更深層的學(xué)習(xí)。課堂中，使用圖表的主要目的是幫助教師講解知識。學(xué)習(xí)圖譜是以帶有語義內(nèi)涵的符號依語義規(guī)則將教學(xué)中的抽象知識可視化的教學(xué)工具，它有利于學(xué)習(xí)者對知識形成整體、形象的理解和內(nèi)化，同時也有利于知識的外化、交流、應(yīng)用和傳播。對學(xué)習(xí)圖譜的理解分為四個層次：第一，從圖的角度出發(fā)，學(xué)習(xí)圖譜是一種知識網(wǎng)絡(luò)，其中的每個構(gòu)件都表示知識世界的一個概念，故學(xué)習(xí)圖譜是對知識世界的符號化表達(dá)；第二，從學(xué)習(xí)個體的角度出發(fā)，學(xué)習(xí)圖譜是一種個性化的表征，其中的符號表達(dá)和符號間的語義關(guān)系有多種表現(xiàn)方式；第三，從其自身結(jié)構(gòu)出發(fā)，學(xué)習(xí)圖譜的每個構(gòu)件都要互相支撐為一個穩(wěn)定的整體，因此所有構(gòu)件都必然按照一定的科學(xué)規(guī)則形成鏈接關(guān)系；第四，從應(yīng)用價值出發(fā)，通過建模實(shí)現(xiàn)知識庫的建立和圖形化分類貯存，能將淺層學(xué)習(xí)變?yōu)樯疃葘W(xué)習(xí)。綜合以上分析可見，學(xué)習(xí)圖譜作為一種極具潛力的知識可視化教學(xué)工具，應(yīng)該積極與我們的教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合。教師可以通過提取知識構(gòu)件、建立知識表征、厘清知識規(guī)則、實(shí)現(xiàn)知識建模幾個步驟完成學(xué)習(xí)圖譜的設(shè)計（見圖1）。一、提取知識構(gòu)件從本質(zhì)上來看，人類對事物的認(rèn)知是對存在的事物范疇化、關(guān)聯(lián)化以及符號化。人類將認(rèn)知的對象轉(zhuǎn)化為語義單元（符號化），利用語義單元范疇化轉(zhuǎn)變?yōu)檎Z義類別，再利用語義類別存在的關(guān)聯(lián)性建立語義結(jié)構(gòu)。由此可知，所有事物都是通過相應(yīng)的傳播單元進(jìn)行傳播，符號是最小的傳播單元，也就是說符號是傳播的起源。人類記憶知識，包括利用知識展開相應(yīng)的實(shí)踐活動，都是以符號為主要工具。那么，如果想要利用好符號這個工具，前提條件便是設(shè)計者能夠合理地解釋符號的定義，以正確的闡釋產(chǎn)生可學(xué)習(xí)的知識。不同設(shè)計者對符號有不同的詮釋和演繹，既可以直接以文字表達(dá)某個概念，也可以間接地以圖形或其他方式呈現(xiàn)知識。同時，符號多樣的表現(xiàn)形式也代表學(xué)習(xí)圖譜的設(shè)計有多種可能性。學(xué)習(xí)是多維的，沒有固定的符號可以適用于所有的學(xué)習(xí)情境。作為開放的學(xué)習(xí)對象，符號為教師和學(xué)習(xí)者提供了靈活的可視化方式以滿足教學(xué)需求。在課堂教學(xué)實(shí)踐中，符號是具有一定學(xué)習(xí)目標(biāo)且承載了一定知識量的知識大構(gòu)件，這一知識大構(gòu)件由若干個知識小構(gòu)件組成，并具有層次性。以“西歐的思想解放運(yùn)動”為例，近代科學(xué)興起后，代表性的思想解放運(yùn)動有三個，每個運(yùn)動下又有不同的知識小構(gòu)件，形成了層級有序的知識結(jié)構(gòu)（見圖2）。在符號的層次構(gòu)件模型中，知識基元、知識元件、知識組件、知識模板構(gòu)成模型的主體，上層的知識構(gòu)件在下層知識構(gòu)件組合的基礎(chǔ)上完成。知識基元是構(gòu)成符號的最小單元，在歷史學(xué)科中指被賦予特定意義的概念化對象，它是不可見，或者說是難以用形象化實(shí)體表示的對象，是抽象化的語義符號。如圖2所示，根本原因、條件、主張、成就、興起、高峰和擴(kuò)展就是知識基元。背景、內(nèi)容、影響、過程、概況是該學(xué)習(xí)圖譜中具有特殊性語義的知識元件，它以知識基元為基礎(chǔ)，由數(shù)個知識基元組成。通俗地說，知識元件是包括了一定語義信息的符號。以概況這一知識元件為例，興起、高峰、擴(kuò)展三個知識基元的組合，使得它可以用來表示一個歷史事件不同階段的基本信息。知識組件反映的是一個基本的、完整的語義關(guān)系，主要以知識元件為基礎(chǔ)，圖2中的文藝復(fù)興、宗教改革和啟蒙運(yùn)動就是知識組件。教學(xué)中，一個知識元件可以在相似組件中加以運(yùn)用。假如學(xué)生在學(xué)習(xí)類同的主題知識時發(fā)現(xiàn)能夠直接使用已知知識元件，那么學(xué)生就可以結(jié)合實(shí)際情況，以原有知識組件為基礎(chǔ)修改知識元件，以便快速適應(yīng)另一學(xué)習(xí)情境。另外，圖2中近代科學(xué)的興起在學(xué)習(xí)圖譜中也是一個知識組件，由于在此情境中并不是學(xué)習(xí)重點(diǎn)，因而教師在設(shè)計時沒必要詳細(xì)展開。知識組件之上，西歐的思想解放運(yùn)動就是圖2的學(xué)習(xí)圖譜中最高的層級——知識模板。它在知識組件的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)知識的展現(xiàn)，填充了具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容、知識點(diǎn)和意義化概念。教師可以引導(dǎo)學(xué)生將熟悉的知識模板進(jìn)行修改，加入自己的見解。如果在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)新知識符號與已學(xué)知識符號具有相同的特征，學(xué)生就能利用知識模板的結(jié)構(gòu)納入更多學(xué)習(xí)內(nèi)容。因?yàn)閷W(xué)習(xí)圖譜是特定知識領(lǐng)域內(nèi)的符號所使用的一種更加簡便的表達(dá)方法，并沒有被傳統(tǒng)知識構(gòu)件所束縛，因此學(xué)生可以在不同知識領(lǐng)域中挪用。這樣的表達(dá)方式是生成式、構(gòu)造式的，具有相對明確的結(jié)構(gòu)，能夠使學(xué)習(xí)內(nèi)容清晰地加以呈現(xiàn)，也就利于學(xué)生更好地掌握新知識。二、建立知識表征二十世紀(jì)八十年代，澳大利亞學(xué)者Sweller提出了認(rèn)知負(fù)荷理論：用戶的認(rèn)知是一種資源消耗，因此在學(xué)習(xí)時，內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷越小越好［1］。換言之，如果自身具備的認(rèn)知資源不足以解決具體問題，那么學(xué)習(xí)者就會出現(xiàn)認(rèn)知超載的情況，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率不斷降低。具體而言，認(rèn)知負(fù)荷還分為三種類型，分別是內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷、外部認(rèn)知負(fù)荷及相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷［2］。學(xué)習(xí)材料的組織形式和外部認(rèn)知負(fù)荷有一定程度的聯(lián)系，信息及學(xué)習(xí)內(nèi)容的復(fù)雜程度與內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷有一定的聯(lián)系，而學(xué)習(xí)的過程又與相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷有一定程度的聯(lián)系。如果能充分利用相關(guān)資源，從三個角度盡可能減輕學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，就能取得更好的學(xué)習(xí)效果。學(xué)習(xí)圖譜獨(dú)有的特性就是能有效減輕學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷。第一，圖譜具有信息并行處理機(jī)制，可以有效整合零碎的知識，學(xué)生解讀成整體的知識可以有效減少認(rèn)知負(fù)荷；第二，圖譜外顯的表征特性能為學(xué)生直接感知，一定程度減少了學(xué)生的認(rèn)知困難；第三，圖譜具有的形象感知特性可以幫助學(xué)生記憶，因此在記憶方面學(xué)生的負(fù)擔(dān)得以減輕。表征為顯示出來的現(xiàn)象或表現(xiàn)出來的特征，本文特指在心理活動中重現(xiàn)知識。學(xué)習(xí)圖譜的使用就是為了幫助學(xué)生更好地建立知識表征，盡可能降低認(rèn)知負(fù)荷。知識表征的建立就是在學(xué)生的大腦中記錄和回憶知識，它在一定程度上能反映學(xué)生的內(nèi)部思維。從人類的認(rèn)知角度而言，一張圖就是信息的內(nèi)部表征與外部表征的有機(jī)統(tǒng)一。學(xué)習(xí)圖譜的設(shè)計主要涉及外部表征，是內(nèi)部思維的外顯。外部表征的一個重要形式就是運(yùn)用具象的符號或者信息來對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行表達(dá)，它可以通過物理實(shí)體、符號、圖形、表格等形式可視化，在特定情境中發(fā)揮認(rèn)知工具的作用。以“第二次世界大戰(zhàn)與戰(zhàn)后國際秩序的形成”的教學(xué)為例，如果將時間線作為排序標(biāo)準(zhǔn)，第二次世界大戰(zhàn)基本進(jìn)程的學(xué)習(xí)圖譜可以如下圖這樣設(shè)計（見圖3）：圖3以時間為線索整理了二戰(zhàn)的主要事件，不僅傳達(dá)事實(shí)信息，還幫助學(xué)生獲取、記憶、傳遞、應(yīng)用這些信息。知識以學(xué)習(xí)圖譜的方式進(jìn)行表征，形成能直接作用于人感官的外在表現(xiàn)形式，從而促進(jìn)對知識的理解和記憶，知識表征得以建立。作為一種學(xué)習(xí)工具，學(xué)習(xí)圖譜通過時間軸的方式加以展現(xiàn)，改變了知識表征冗雜的局限性，促進(jìn)學(xué)習(xí)圖譜的實(shí)用化，幫助學(xué)習(xí)者減少認(rèn)知負(fù)荷。三、厘清知識規(guī)則從信息組織的角度出發(fā)，圖式主要有八種類型：整體—部分圖式、連接圖式、中心—邊緣圖式、起點(diǎn)—路徑—目標(biāo)圖式、上—下圖式、前—后圖式、線性圖式、力圖圖式。無論是哪種圖式，都說明圖式中的各個構(gòu)件表征之間都會按照一定規(guī)則連接。加拿大心理學(xué)家Paivio于1971年提出雙重編碼理論，他認(rèn)為人的認(rèn)知系統(tǒng)由語言編碼、非語言編碼兩套編碼組成，而相對于單一言語代碼，非言語代碼能在學(xué)習(xí)者腦中形成多種類型的意象使學(xué)習(xí)效果提高［3］。簡單地說，人有兩類相互獨(dú)立，但有一定關(guān)聯(lián)的信息處理系統(tǒng)：一類是以部分與整體的關(guān)系同步進(jìn)行組織的圖像單元，一類是以多層級聯(lián)想關(guān)系連續(xù)組織的語言實(shí)體單元。設(shè)計學(xué)習(xí)圖譜時，教師具體采用何種規(guī)則構(gòu)建表征主要由知識類型來決定，需要依據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。在歷史學(xué)科的教學(xué)中，主要涉及的是事實(shí)性知識、概念性知識和原理性知識，且在高中階段最主要的是概念性知識及原理性知識。歷史課堂中要將這些知識轉(zhuǎn)變成學(xué)習(xí)圖譜，就是借由概念之間存在的關(guān)聯(lián)和原理，依照規(guī)則對知識進(jìn)行解釋。以“影響世界的工業(yè)革命”為例，依照知識之間的關(guān)聯(lián)設(shè)計學(xué)習(xí)圖譜如圖4所示。觀看圖4可知，該學(xué)習(xí)圖譜包含知識節(jié)點(diǎn)、連線、連接詞。知識節(jié)點(diǎn)是具體的概念，可以直接用文字表示，也可以用幾何圖形或是其他符號作為表征。各知識節(jié)點(diǎn)間的連線表示兩個概念之間存在某種邏輯關(guān)系，連線可以是單向、雙向或是其他含義，目的是進(jìn)一步明確兩個知識節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系。連接詞即連線上的文字，是兩個知識節(jié)點(diǎn)間關(guān)系的描述。當(dāng)然，教師也可以不提供連接詞，引導(dǎo)學(xué)生按照一定的邏輯推理出連線兩端概念之間的關(guān)系。通過使用學(xué)習(xí)圖譜，教師幫助學(xué)生用圖解的形式在大腦中組織出成整體的主題知識體系，體系中概念與概念間的連接符合規(guī)則，體現(xiàn)出知識學(xué)習(xí)的科學(xué)性。四、實(shí)現(xiàn)知識建模學(xué)習(xí)圖譜對知識的結(jié)構(gòu)可視化其實(shí)就是完成了對知識的建模。概念系統(tǒng)體現(xiàn)了人類對世界的認(rèn)知，它是各種知識的總和。想要達(dá)成深度學(xué)習(xí)，重點(diǎn)在于轉(zhuǎn)變原有概念，在教與學(xué)的過程中為知識建模。簡單地說，就是對存在于概念系統(tǒng)中的知識規(guī)則以及表征、構(gòu)件做出相應(yīng)的表達(dá)。從符號的角度出發(fā)，所謂的建立知識模型，指的是產(chǎn)生知識產(chǎn)品；從學(xué)習(xí)的角度出發(fā)，指的則是學(xué)生學(xué)習(xí)知識并由此進(jìn)入深度學(xué)習(xí)的過程。知識構(gòu)成的模型主要通過知識可視化的方式幫助人們在腦中形成知識系統(tǒng)，系統(tǒng)的組成包含抽象的概念以及具體的物質(zhì)，但更主要的是依照一定規(guī)則將抽象的知識或信息進(jìn)行重組。知識圖譜的構(gòu)建方式可以分為自頂向下和自底向上兩種［4］。而重組的規(guī)則有二，一是以思維可視化為基礎(chǔ)進(jìn)行組織，二是以學(xué)科知識為基礎(chǔ)進(jìn)行可視化組織。以“遼宋夏金元的文化”為例，如果采用自頂向下的構(gòu)建方式，可以設(shè)計出如圖5的學(xué)習(xí)圖譜。在實(shí)際建模過程中，教師可遵循三個具有普適性的步驟：首先定好建模目標(biāo)，確定知識的類型，明確相關(guān)知識間的關(guān)系以及知識的具體形成過程；其次確定建模要素，也就是確定知識構(gòu)件的數(shù)量、表征和層次；最后依據(jù)實(shí)際情況確定表征工具，明確構(gòu)件的關(guān)系以定位建模系統(tǒng)。由于歷史學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容多是靜態(tài)知識，因此大多數(shù)時候會使用靜態(tài)的表征工具建立知識間的語義關(guān)聯(lián)。靜態(tài)表征工具包含語義網(wǎng)絡(luò)、概念圖、思維導(dǎo)圖、認(rèn)知地圖等形式。如圖5就是使用了語義網(wǎng)絡(luò)和概念圖進(jìn)行建模，利用括弧以及節(jié)點(diǎn)形成的語義網(wǎng)絡(luò)對主題知識內(nèi)部的關(guān)聯(lián)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性的表達(dá)，各要素之間有規(guī)則地連接但不嚴(yán)格限制在固定層次結(jié)構(gòu)上。這樣的語義網(wǎng)絡(luò)可以非常大，每個構(gòu)件都可以再行擴(kuò)充、延伸，包含成百上千的關(guān)聯(lián)概念。具體使用時，學(xué)生可只截取自己需要的獨(dú)立的部分，避免牽涉知識建模中不相關(guān)的部分，僅關(guān)注學(xué)習(xí)的重點(diǎn)?！缎乱淮斯ぶ悄馨l(fā)展規(guī)劃》中提到，要形成涵蓋數(shù)十億實(shí)體規(guī)模的多源、多學(xué)科和多數(shù)據(jù)類型的跨媒體知識圖譜，重點(diǎn)突破跨媒體統(tǒng)一表征，關(guān)聯(lián)理解與知識挖掘，知識圖譜構(gòu)建與學(xué)習(xí)，知識演化與推理等技術(shù)，建立以學(xué)習(xí)者為中心的教育環(huán)境［5］。伴隨著學(xué)習(xí)媒體數(shù)字化