知识可视化工具：思维地图

常见的知识可视化的几种工具简介（一）概念图(Concept Map) 概念图是康乃尔大学的诺瓦克（J.D. Novak）博士（Novak, J.D. & Gowin, D. B，1984）根据奥苏贝尔(David P. Ausubel)的有意义学习理论提出的一种教学技术。

根据诺瓦克（J.D. Novak）博士的定义，概念图是用来组织和表征知识的工具。

它通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中，然后用连线将相关的概念和命题连接，连线上标明两个概念之间的意义关系。

概念图是使用节点代表概念、连线表示概念间关系，由包含一个概念的节点及连接组成。

连接被贴上标签并用箭头符号指示方向，被贴上标签的连接解释节点之间的关系，箭头描绘关系的方向，“概念-连接词-概念“这样一个三元组形成了一个命题。

另外，概念图是具有层次结构的，最高级的概念处在顶端。

人们可以用适合的关联词来说明不同层次的概念之间的关系，并确定不同分支之间的横向联系。

概念图这种知识可视化方法最大的优点在于对知识的体系结构（概念及其概念之间的关系）一目了然的表达出来，还突出表现了知识体系的层次结构。

概念图还是很好的结构化知识评估工具。

为了方便使用计算机辅助创建和评估概念图，美国评估、标准和学生测试中心（Center for Research on Evaluation, Standards, and Student Testing，简称CRESST）对概念图的概念和连接词进行了预定义，提出了知识地图（Knowledge Maps）。

（二）思维导图（Mind Map）思维导图最初是20世纪60年代英国人托尼·巴赞（Tony Buzan）（1999）创造的一种笔记方法。

托尼·巴赞（1999）认为：传统的草拟和笔记方法有埋没关键词、不易记忆、浪费时间和不能有效的刺激大脑四大不利之处，而简洁、效率和积极的个人参与对成功的笔记有至关重要的作用。

科学记录：学生思维的“可视化”工具【摘要】科学记录在学生思维中起着重要的作用，但学生面临着思维上的挑战。

通过可视化工具，学生可以更直观地理解复杂的概念，提高学习效果。

这些工具包括图表、图像、动画等形式，可以帮助学生更好地理解和记忆知识。

数据可视化也能促进学习兴趣和积极参与，提升学生的信息处理能力。

通过案例分析可以看到，有效利用可视化工具可以提升学生的思维能力。

学生需要学会如何有效利用这些工具来加深学习理解。

可视化工具的未来发展将进一步推动学生思维的提升，加深与科学记录的关系。

通过科学记录和可视化工具的结合，学生思维将得到更好的发展，为未来的学习和工作奠定坚实基础。

【关键词】科学记录、学生思维、可视化工具、数据可视化、案例分析、学习、学生、发展、关系、提升、工具、未来、影响、有效利用、挑战。

1. 引言1.1 科学记录的重要性科学记录在学生的学习过程中扮演着至关重要的角色。

通过记录实验过程、观察结果和得出的结论，学生可以更清晰地了解和掌握所学知识。

科学记录有助于学生培养良好的实验习惯和逻辑思维能力，同时也可以帮助他们更好地理解和记忆学习内容。

科学记录还可以帮助学生发现和解决问题的能力，在实践中培养出创新精神和科学探究的能力。

科学记录是学生学习科学的基础，也是他们提升思维能力的重要途径。

1.2 学生思维的挑战学生思维的挑战一直是教育领域中的一个重要问题。

随着信息量的急剧增加和知识结构的不断更新，学生需要具备更强的思维能力来处理和理解这些新知识。

许多学生在面对复杂的问题时往往会感到困惑和沮丧，他们缺乏有效的思维工具和方法来解决问题。

现代社会中信息碎片化严重，学生面临着大量信息的碎片化和混乱，这会导致他们难以建立系统化的思维模式和知识结构。

学生思维的挑战还体现在他们对抽象概念和复杂问题的理解能力上。

许多学生缺乏深入思考和逻辑推理的能力，他们往往更倾向于表面化的记忆和机械式的模仿，而无法真正理解和掌握知识。

科学记录：学生思维的“可视化”工具
学生思维的“可视化”工具是一种教育技术工具，它可以帮助学生更好地理解和处理
复杂的信息。

这种工具可以通过将思维过程可视化，使得学生可以更好地理解难以理解的
概念，并更好地进行思考和学习。

学生的思维可视化工具可以根据不同的需求来定制，例如，可以制作思维导图、概念
地图、时间轴、图表等等。

这些工具的目的是帮助学生更好地理解信息并进行深入的思考，因此，它们的设计需要考虑与学科知识相关的特定元素。

思维导图是学生思维可视化工具中最常用的一种。

它可以通过图形显示关键词或主题
之间的关系，帮助学生更好地组织和跟踪信息。

与传统的文字注释相比，思维导图更直观、可视化，因此，它们经常用于理解故事情节、解决数学问题以及学习科学知识等领域。

时间轴是一种可视化工具，可以帮助学生更好地理解历史事件或进程。

通过时间线展
示关键事件的发生和演变过程，学生可以更深入地了解历史事件，其相对的时序和时段，
以及有关主题和事件之间的关系。

图表是一种用于展示复杂数据的可视化工具。

通过图形方式，图表可以帮助学生更好
地理解数据的趋势、模式以及与所研究主题有关的信息。

图表可以有多种类型，包括折线图、直方图、饼图等等，它们都具有不同的优点和适用范围，在不同学科领域中适用。

总之，学生思维的“可视化”工具是一种非常有用的教育技术，可以在教育过程中帮
助学生更好地组织和跟踪信息，从而更好地理解和解决问题。

它们可以定制设计，以适应
不同的需求和学科知识，以帮助激发学生的创造性思维和发展技能。

知识可视化的几种工具（转载）关键词：知识可视化（一）概念图(Concept Map) 概念图是康乃尔大学的诺瓦克（J.D. Novak）博士（Novak, J. D. & Gowin, D. B，1984）根据奥苏贝尔(David P. Ausubel)的有意义学习理论提出的一种教学技术。

根据诺瓦克（J.D. Novak）博士的定义，概念图是用来组织和表征知识的工具。

它通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中，然后用连线将相关的概念和命题连接，连线上标明两个概念之间的意义关系。

概念图是使用节点代表概念、连线表示概念间关系，由包含一个概念的节点及连接组成。

连接被贴上标签并用箭头符号指示方向，被贴上标签的连接解释节点之间的关系，箭头描绘关系的方向，“概念-连接词-概念”这样一个三元组形成了一个命题。

另外，概念图是具有层次结构的，最高级的概念处在顶端。

人们可以用适合的关联词来说明不同层次的概念之间的关系，并确定不同分支之间的横向联系。

概念图这种知识可视化方法最大的优点在于对知识的体系结构（概念及其概念之间的关系）一目了然的表达出来，还突出表现了知识体系的层次结构。

概念图还是很好的结构化知识评估工具。

为了方便使用计算机辅助创建和评估概念图，美国评估、标准和学生测试中心（Center for Research on Evaluation, Standards, and Student Testing，简称CRESST）对概念图的概念和连接词进行了预定义，提出了知识地图（Knowledge Maps）。

（二）思维导图（Mind Map）思维导图最初是20世纪60年代英国人托尼·巴赞（Tony Buzan）（1999）创造的一种笔记方法。

托尼·巴赞（1999）认为：传统的草拟和笔记方法有埋没关键词、不易记忆、浪费时间和不能有效的刺激大脑四大不利之处，而简洁、效率和积极的个人参与对成功的笔记有至关重要的作用。

知识认知导航图"知识认知导航图"在教育中的应⽤初探1.华东师范⼤学教育信息技术系；2.河南濮阳职业技术学院引⾔信息时代如何从海量的信息中迅速找到⾃⼰所需要的信息；知识经济时代如何从错综复杂的各类知识体系中迅速获取到⾃⼰所需要的知识，以尽快达到预想的认知⾼度。

这是当前这个时代每个⼈所⾯临的问题。

随着⼈类信息量、知识量的迅速增长，⼈们感到了⼀种空前的压⼒，如何对它们进⾏管理、呈现和传播成为⼀个亟待解决问题。

信息的有效期限⼀般是较短暂的，信息经过提取、加⼯之后就变成了知识。

知识反映了⼈类改造⾃然、改造社会的经验。

知识的有效期相对来说较长久，所以对知识的管理显得更为重要，更为实际。

于是有⼈提出了知识分类、知识管理、知识的可视化等对知识本⾝的研究，最终⽬的是让⼈类知识更加有序化、条理化、结构化，让⼈获取知识更加⽅便快捷。

当前对知识本⾝的这些研究，在企业中已经得到了普遍的重视。

其中⼼内容是通过知识共享，运⽤集体的智慧提⾼应变和创新能⼒，并建⽴起激励雇员参与知识共享的机制，设⽴知识总监，培养组织创新和集体创造⼒。

这有利于企业管理的创新，有利于引导企业步⼈知识经济时代。

但是，⼈们在对知识本⾝的这些研究中却忽略了科研机构和教育机构，殊不知这两者才是真正意义上的知识产业。

科研机构是知识的创造者，教育机构是知识的传播者，⽽企业则是知识的应⽤者。

在教育这个中间环节运⽤知识管理，将更有助于知识的传播和应⽤，现实意义更⼤。

对于我国当前的教育，⼈们总有这样⼀种感觉，就是在学校中学到的知识似乎能在实际⼯作中运⽤得很少，⽽⼯作中⽤到的东西⼏乎还得重新学起。

之所以有这种感觉，有三⽅⾯的原因⼀是当前的信息时代知识更新速度快，促使⼈要不断地学习。

⼆是应试教育的思想在⼈们头脑中仍⼗分顽固。

绝⼤多数学校，课程的开设主要针对⽬标是⾼考、考研，⽽不注重在实践中的应⽤。

三是教育中对知识的结构化、有序化⼯作做得还不够。

第⼀⽅⾯是客观原因，⽆可厚⾮。

利用思维地图让知识生成可视化作者：王叶军来源：《中学化学》2016年第05期思维地图由美国学者David Hyerle博士于1988年开发的，是继概念图和思维导图后出现的又一种可图视化学习辅助工具。

在知识生成的可视化过程中，基于语义学和认知心理学的原理，以图形的形式将知识信息进行组织和建构，以加强学习者对所学知识的理解和记忆，促进学生的学习效率。

根据在思考时的八种基本思维过程，主要分为八种类型：圆圈图、起泡图、双起泡图、树型图、括号图、流程图、复流程图和桥型图。

其具体作用、表示方式和绘制方式见表1。

一、圆圈图与知识生成的可视化策略圆圈图（Circle Map）：主要是通过提供相关信息来展示与一个主题相关的先前知识。

在圆圈中心，可以使用词语、数字、图画或者其他标志或象征物来表示你尝试理解或定义的事物，在圆圈外面，写下或画出与主题相关的信息。

爱因斯坦认为科学概念的内涵是“失去了普通语言中所含有的含糊性质，从而获得了严格的定义”。

没有提取出这种“本质的特征”，便难以分离出核心要素，造成相近概念的混淆。

如“饱和”和“不饱和”这两个概念，用语言不易区分。

用圆圈图（图1 ）将各自核心要素——“能被”与“不能被”圈出，从外围要素——“某种溶质”、“继续溶解”分离开来，可一眼看出本质的区别，问题迎刃而解。

圆圈图发挥了鉴别功能。

二、起泡图与知识完整性、抽象性和反思性生成的可视化策略起泡图（Bubble Map）：主要是使用形容词或形容词短语来描述物体。

与圆圈图不同，起泡图主要增强学生使用形容词描述特征的能力。

中心圆圈内，写下被描述的物体，外面圆圈内写下描述性的形容词或短语。

（1）完整性生成策略。

科学知识往往包含众多要素，构成一个完整的结构，遗漏某一要素，便无法完整生成。

教材对溶液知识教学，要素繁多且抽象性高，需要调动记忆和思维的方方面面，初学者要完整建构，难度很大。

用起泡图（图2 ）把其要素——特征、组成、类型、溶解度、配置，完全展现出来，可快速掌握其完整构成。

殷倩珍一、活动背景在幼儿园区域游戏中，幼儿有充分的游戏自主权。

然而，在具体实践中，教师发现幼儿的游戏水平较低，如行为简单重复、参与程度不高、游戏秩序混乱等。

这些问题反映出幼儿缺乏分析问题、解决问题的能力。

教师需要为幼儿提供支持和搭建支架，提升其游戏水平。

3～6岁幼儿正处于前运算阶段，以形象思维为主体，抽象思维正逐渐发展。

思维地图是一种利用八种图形帮助学习的语言工具，集线条、色彩、图形与文字为一体，是一种用来构建知识、发散思维、提高学习能力的可视化思维工具，符合幼儿的心智和思维发展特点。

在自主游戏过程中，教师引导幼儿将所看、所思、所想以思维图示的形式呈现出来，将隐性的思维显性化，能够充分激发幼儿的图像思维能力，将新的想法与既有的思维链接，对现有想法进行深度加工，从而有效扩展知识、提高记忆和思考的效率，使游戏中的学习更为高效、轻松、愉悦。

二、活动实录（一）幼儿园里的草药有哪些？ 一个秋日的午后，幼儿正品尝着当日的餐点——橘子。

幼儿1：我奶奶熬的鸡汤里面有这个橘子皮，酸酸甜甜的。

幼儿2：我妈妈也会买这种干干的橘子皮泡茶喝，她说能够美容养颜。

幼儿3：橘子皮晒干了就是陈皮，是一种药材。

追随着幼儿对草药话题的兴趣，教师引导他们关注周围身边的常见中草药，开启了“寻百草”之旅。

教师思考：幼儿探究活动要从兴趣出发，从身边事物开始。

中草药是我国医学的宝贵财富，是幼儿从小感受中华医学博大精深的载体。

教师应该抓住这一教育契机，追随幼儿对草药的兴趣，引导他们关注周围身边的常见中草药，了解祖国的优秀传统文化。

幼儿以小组为单位，带着纸、笔、相机，将找到的植物全部记录下来，并标注该植物在幼儿园的具体位置。

接下来，各小组将找到的植物线索集中在一起，通过询问保健老师、网上搜索等方式，调查这些植物能不能入药。

幼儿通过调查发现，一种草药的药用价值往往不止一种。

于是，他们将调查结果进行表征。

表征结果呈现出两种形式：一张纸上无规则排列了好几个符号；用数字标记并有规则地排列了多个符号。