知识可视化在中学生物学的应用研究

姚恬　王威　曾星

摘 要 知识可视化将复杂的知识以图解形式呈现出来，可有效提高学生对知识的接受效率，本文结合概念图、科学图表这两种知识可视化的方法来促进学生对中学生物学的学习。

关键词 知识可视化 中学生物学 概念图 视觉隐喻 科学图表

中图分类号：G434 文献标识码：A

1知识可视化

关于知识可视化的概念，Eppler和 Burkhard指出是“促进知识在两个以上人之间的创新和传播，用来建构和传达复杂意识的图形形式”。知识可视化的目的在于促进知识的获取、内化、转化、交流、应用、传播和创新。

由于知识可视化是将复杂的知识以图解的形式表现出来，相较于语言等其他知识表征手段而言，具有提高学习兴趣、减轻认知负荷的优势，因此将知识可视化应用于教育教学领域，作为教师教学的工具和学生学习的手段，可极大地促进学生的学习效率。

2中学生物学中知识可视化的應用

生物学是研究生命现象和生物活动规律的科学，如何合理利用知识可视化的相关方法促进学生对生物知识的理解，是教师教学前应深思的问题。Eppler和Burkhard将知识可视化的方法概括为6种类型，分别为启发式草图、概念图、视觉隐喻、知识动画、知识地图及科学图表。以下本文将结合中学生物学知识对概念图、科学图表这两种类型进行说明。

2.1概念图

概念图是教育教学中比较常见的知识可视化方法之一，是用于探索零散知识之间结构关系的，较为抽象的示意图，其有助于降低知识之间关系的复杂性，呈现的格式通常高度结构化和复杂化。

如图1，在“细胞膜的结构与功能”这一内容中，通过概念图将细胞膜的成分与功能呈现出来，不仅更容易厘清各自关系，同时结合物质运输、内环境等相关知识，从而达到使知识系统化的目的。

2.2科学图表

科学图表包括韦恩图、树形图、数据图和表格等，其中表格为最常用的科学图表之一，其可以同时归纳、总结或对比大量信息，对输入学习者头脑中的诸多知识进行整理，从而使其学习效果最大化。

例如，通过学习自由组合定律可知，含两对等位基因的纯合子杂交产生的F1自交，通常情况下子代产生比例为9：3：3：1的四种表现型。但在自然状态下或考试中往往遇到不是该比例的情况，如何判断异常的比例和原因对于学生比较困难。因此利用如表1所示的科学图表，对出现的异常情况进行分析以加深学生对知识的辨析能力。

表1：自由组合定律的异常情况分析

3总结

知识可视化的方法应用于生物教学，可极大提高学生对生物知识的理解和学习，本文结合中学生物学部分知识，对概念图、视觉隐喻和科学图表这三种方法进行了说明。在一线教学中，教师已经开始利用知识可视化的相关方法辅助教学，但同时也存在知识可视化形式过于简单、轻视知识传播过程等问题，因此笔者将针对如何更加科学地使知识可视化以及怎样有效地利用知识可视化传递知识进行更加深入的研究。

（通讯作者：王威）

基金项目：四川省社会科学“十三五”规划2016年度课题“类比材料呈现方式对类比课堂教学效果的影响，NO.SC16B071”。

作者简介：王威（1982.9），男，广西桂林人，教育学博士，四川师范大学生命科学学院副教授、硕士生导师。

参考文献

[1] MJ Eppler，RA Burkhard.Knowledge Visualization： Towards a New Discipline and its Fields of Application， ICA Working Dissertation #2/2004[R].University of lugano. In Schwartz，D.G（Ed.） Encyclopedia of Knowledge Management. Idea Group.