基于“图解”的可视化教学设计研究.docx

基于“图解”的可视化教学设计研究 摘 要：可视化教学设计依赖于各种纷呈的可视化技术，但技术手段并非越高端效能越高。教师在选择可视化教学设计工具时，会优先考虑自身的信息技术水平与可获取的资源。图解作为低技术可视化教学工具，在资源获取和使用操作两方面都相对容易，加之丰富的表现形式，能够帮助教师更为便捷地实现教学设计的可视化，有效提升教学效果。 关键词：可视化教学设计；可视化技术；图解 中分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2018）22-0092-05 一、引言 近十几年来，国内学者关于可视化教学设计的研究主要围绕两条主线：可视化教学设计方法论研究和可视化教学技术的应用和开发研究，两条主线既有并行也有交叉，具体表现为几个方向：专业课程可视化教学设计、可视化教学资源开发、可视化工具在教学中的应用、可视化教学模型和网络教学平台的设计开发等等。在这些研究中，既有宏观层面的研究，例如动态交互教学平台的开发、对课程教学活动的可视化；也包括微观层面的研究，例如教学案例的可视化。这些研究既依托于教学团队自身的教育理论知识水平、教育信息技术能力、专业课程知识结构，以及对这三者的综合能力，也依托于教学团队所能触及的教育信息资源环境水平（硬件和软件）。在这些研究中应用到的各种可视化工具，间接地体现出不同使用者信息技术背景和资源水平的差异，而以概念图和思维导图等图解形式作为常用可视化教学设计工具的现象，既是由于思维导图和概念图在思维可视化和知识整合方面的绝对优势使然，也是由于教学设计的复杂性和可视化的技术属性所决定。 教学设计实质是一个宏观而复杂的规划过程，是教师授课前在系统分析课程教学目标、学习者、教学内容的前提下，对教学内容和教学活动进行选取、组织和顺序安排，制定教学策略，整合教学诸要素，为实现教学目标进行的计划性和决策性活动。具体包括教学情境设计、教学目标制定、教学方法和媒体的选择应用、教学评价方式设计、教学问题设计、教学案例设计等等。教学设计的可视化（visualization）正是指利用各类可视语言将复杂的教学设计过程和思想以更加直观的方式在计算机屏幕或纸本上直接表征出来[1]。应用图解作为可视化工具，可以便捷地把课程教学内容及教学过程进行结构化和体系化，其操作方式简单易用、直接直观，表征形式丰富多样、通用性强，不必受限于使用者是否具备专业信息技术背景。可视化技术的本意在于为教学增效，使学习者学习复杂问题变得容易。同理，教师在选择可视化工具进行课程教学设计时，也不应受限于外部环境资源的多寡和自身信息技术的背景差异。 基于此，本文在前人研究的基础上，首先用概括与分类的方式对可视化和图解这两大概念进行了阐释，并对图解的低技术属性及其表现形式进行了解析；然后结合《图形处理》课程可视化教学设计研究成果，分析和展示了不同教学阶段所用图解案例的设计思路和教学效用。以期更多教师能够了解图解作为可视化教学工具的实用价值，并能学习使用图解进行教学设计，提升教学效果。 二、可视化概述 国内外关于可视化的概念众多，2013年，李芒等人在《可视化教学设计方法与应用》一文中对可视化的主要概念做了较为全面的综述，并对可视化教学设计与计算机技术的关联性提出了质疑[2]。然而，在可视化教学设计的发展路径当中，将计算机技术整合到教学设计过程当中乃是大势所趋，即便说“可视化教学设计就是运用一切可能的图示（或者图解）方法对教学设计的所有环节进行分析处理，形成教学的实施方案”，[2]图解方法仍然无法摆脱与计算机技术的紧密关联，这是因为21世纪的学习是基于信息的学习，在全球信息化变革的浪潮中，教育改革越来越多地与怎样利用信息技术帮助学习者深入学习联系起来，正是在教育信息化改革的大背景下，可视化教学设计的研究得以出现和发展，混合式教学环境、数字媒体社会化，都展现着可视化教学发展的技术前景，可视化本身就是从计算机科学领域衍生出来的一门技术，对可视化教学设计的研究也必然依托于可视化的技术本质。 1.可视化的技术本质 可视化从字面上理解，意思是“使……变得可见”，……是指复杂的、快速的，人们难以通过直接观察而获得的现象、活动，包括内隐的思维、观念等这类难以使用文本语言形象表述的信息。变得可见则具有双重含义：如何可见和对谁可见。如何可见是指通过计算机技术来创建图形图像、视觉模型与模拟、动态交互等视觉手段，实现信息集成，把信息表征出来，这是信息加工的过程，即信息输入；对谁可见则是指信息输出，是指这些加工完成的视觉信息要传达给学习者，以促进学习者快速读取和深入理解信息。因此，可视化的技术本质包含如下三重含义： （1）可视化是基于计算机技术的信息加工工具（技术） 可视化是对不可视信息、不可言传信息的技术加工，在这个加工过程中，需要借助于各种计算机技术把这类信息转化成视觉材