打开文本图片集
摘 要：可视化是把数据、信息和知识转化为可视的表示形式，并获得对数据更深层次认识的过程。课程教学中的可视化，既是一种材料表征形式、语言交流方式，也是一种思维呈现方式。信息化背景下，可视化的形式和方法越来越丰富，中职专业课程教学中应用可视化，可以帮助学生理解事物间的联系、减轻认知负荷、强化认知能力，因而，可视化不失为适合中职专业课程教学的一种方法。
关键词：可视化;中职专业课程教学;应用
作者简介：许伟红，女，高级讲师，硕士，主要研究方向为职业教育课程与教学。
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1674-7747（2019）16-0041-04
中职教育作为现代职教体系中的基础教育，必须夯实学生的文化基础和专业基础，为学生的可持续发展和职业生涯发展提供支持。中职专业课程教学注重技能的同时须强化理论基础，发展学生的思维品质和能力。由于中职学生理论知识水平低，而专业理论内容抽象、深奥难懂，因而在专业课程学习中，学生的认知负荷较高，学习过程存在畏难情绪;传统教学中以教材为主的单调的、直白的文本呈现方式，更难以激发学生的学习兴趣。教學本质上是师生间的交往，强调遵循学生的身心发展特点和规律以及所处的时代特点，需要按照不同阶段学生身心发展的特点，开展教育;需要用学生喜闻乐见的教育方式，解决他们成长中的问题，促进他们全面发展。立足于学生认知风格、认知能力与时代发展的特点，为学生提供适合其发展的教学方法，满足学生的学习需求，从而适应学生的发展需要，是中职专业课程教学的基本原则。“可视化”不失为适合中职专业课程教学的一种方法。
一、可视化及其在课程教学中的应用特点
可视化是一种使复杂信息能够容易和快速被人理解的手段，是一种聚焦在信息重要特征的信息压缩语言，是可以放大人类感知的图形化表示方法。简单地说，可视化就是把数据、信息和知识转化为可视的表示形式，并获得对数据更深层次认识的过程。[1]因此，以图形图像等视觉形式对抽象事物和过程的表征都称为可视化。信息化背景下，可视化的形式和方法越来越丰富，在课程教学中的应用也得到广泛的关注。可视化在课程教学中的应用有以下三个方面的特点。
（一）可视化是一种材料表征形式
可视化通过视觉表征，运用图表图像等来进行知识讲解、建构和梳理，促进隐性知识显性化，显性知识形象化、生动化。这一表征手段改变了传统教学材料单一文字的呈现形式，促进课程教学资源形态由文本文字转化为视觉图像，图文并茂，形式更丰富。学习者更容易借助视觉功能建立真实的学习情境、认识事物的本质，从而快捷地识别、处理和理解知识信息。
（二）可视化是一种语言交流方式
运用可视化进行教学，学习者通过视觉阅读，发现视觉资源形式和内容之间的关系，从而理解课程内容。还能根据不同的学习环境、教学目标的需要来应用视觉语言，借助视觉语言进行归纳、演绎等逻辑性思考，图文并茂地表达学习体会和想法观念。可视化不仅是师生间思考教学问题的方式，还是教学交流的语言，丰富了课堂教学语言的表达形式。
（三）可视化是一种思维呈现方式
利用相关的图示技术将本来看不见、不容易引起人们察觉的问题解决的方式、路径等过程呈现出来，这样就将本不可见的思维转化为可以看见的过程。被可视化之后的“思维”过程更有助于学习者对知识的理解和记忆，还能有效提高信息加工和传递的效能。
二、可视化在中职专业课程教学中应用的意义
相比文字文本的呈现方式，可视化表征的观点被更紧密地压缩，逻辑关系比文字文本也更直观、生动和快捷，更加便于交流。中职专业课程中应用可视化教学，可以帮助学生更易于理解事物间的联系，减轻认知负荷，强化认知能力。
（一）顺应了中职学生发展的时代特点
当今社会，网络化、数字化、信息化等各种以可视化作为表征和传播特性的媒介占据了人们生活的方方面面。正如美国著名思想家贝尔（D .Bell）在《资本主义文化矛盾》一书中所言：“当代文化正在变成一种视觉文化，而不是一种印刷文化。”[2]这意味着，社会已经步入以视觉图像为主导的时代，文字不再占垄断地位，视觉文化已然改变了人们学习和生活的环境。可视化以视觉的直观性远胜文字的抽象性，让学习者快速地理解抽象的内容，成为最经济、最省力的接受方式。同时，可视化让学习具有比文字更直接和显著的快乐、愉悦体验，因而，可视化已成为中职学生喜爱的一种信息接受方式。
（二）符合中职学生的认知风格
中职学生普遍形象思维好，抽象思维差，而可视化的最大特点就是注重视觉的表现形式，将教学材料视觉化，化抽象为形象，帮助学生跨越认知障碍。因而，可视化是符合中职学生认知风格的教学方法。心理学研究也表明，人接受的全部信息中，83%左右是通过视觉通道获得的。[3]人类处理视觉信息比处理文字信息大约快6 000倍，利用视觉辅助学习，学习效率可以提高400%左右。[3]可视化以中职学生擅长和喜爱的信息接受方式来呈现学习材料，并借助视觉感官经验促进学生学习，可使学生在短时间内接受有效的信息，提高学习效率。
（三）减轻专业课程学习中的认知负荷
双重编码理论认为，视觉和听觉材料由不同的信息处理系统处理。视觉通道处理来自视觉的信息，最终形成图像表征。听觉通道处理来自听觉的信息，最终形成听觉表征。如果只用一个系统单通道处理材料，就可能造成认知负荷超载，使得一些信息无法加工。[4]将材料分别用视觉通道和听觉通道进行加工处理，就有利于学习材料的理解内化。中职专业课程教学中应用可视化，开展多感官、多形式的学习活动，可以减轻学生的认知负荷并促进他们理解信息，提升认知水平。
三、可视化在中职专业课程教学中的应用
可视化通常分为静态可视化和动态可视化两种形式，其中，静态可视化主要指概念图、思维导图等图解形式的静态图像;而动态可视化主要指动画、视频以及具有交互功能的动态图像等。[5]
（一）静态可视化的应用
靜态可视化通过运用图形、图画、图表的外在形式表达某种关系或过程，从而对复杂信息进行功能性的整理和视觉化。以信息简化的结构图，简单清晰地呈现信息全貌。
以液压传动中换向阀的工作原理分析为例，教师通过实物演示，让学生仔细观察并记录三位四通换向阀的阀芯处于不同位置时，各油口的通断情况和液流方向，以及液压缸活塞的运动方向。并以图表直观表达阀芯位置改变、油口通断和活塞移动方向之间的内在联系（见表1），使学生清晰理解换向阀是通过改变阀芯与阀体的相对位置，控制油口接通、切断或改变油液方向，从而改变执行元件（液压缸）运动方向的。
这样以图式直观形象地将复杂的理论分析展现在学生面前，相比仅靠语言、文字去描述知识，学生更容易理解掌握相关知识间的组织结构和逻辑关系。
专业课程中故障诊断类问题还可借助鱼骨图进行分析。如分析汽车空调制冷量不足的故障，教师引导学生由汽车空调的结构和原理以及故障现象入手，通过推理、分析和判断，列举问题产生的可能原因，整理归纳分析所得的原因并在相应的位置进行标注。运用图解的方式描述各要素间的关系，提炼出正确的影响因素，一步一步完善鱼骨图。（见图2）
鱼骨图以最简洁、直观的方式，将故障产生的可能因素及分析所得的系列观点连接在一起，形成故障范畴紧凑的知识网络结构。最后再通过实际的检测、排查、诊断，进一步验证分析假设。借助鱼骨分析法，围绕一个主题，开展发散式讨论，还可启发学生多角度、多方位思考问题，既培养学生形成“局部分析，整体把握”的故障分析能力，又促进了学生发散性思维的发展。
运用鱼骨图分析故障的过程也是一个思维可视化的过程。借助图式，清晰呈现了学生分析问题、解决问题的过程以及学生的思维脉络。通过对结构图的梳理，进而对内在图式进行修整和重构，经历积极思维的过程，科学构建认知结构，更利于学生高效地记忆、理解和应用知识。
（二）动态可视化的应用
动态可视化常用于解释复杂的动态过程（化学反应、操作流程、活动情景等），还有一些难以从静态图像中推知的信息，能够带给学习者更深层次的认知，并通过互动和回应促进学习者构建新知识和解决问题。[5]
如自卸汽车的液压系统工作原理分析，运用动画演示其完整的工作过程，清晰展现油液流经的油路，各控制元件——工作阀按时序的启闭状态以及执行元件——液压缸的运动方向等，一系列无法直接观察的现象都被直观地以数字媒体展现。不仅清晰表达了自卸汽车液压系统内部各零部件的结构、工作原理，更形象地表达了它们之间的控制时序和相互间关联的运动。可视化呈现方式包含很高的信息内容， 能帮助学生在问题间建立起具体而清晰的联系，减少相关匹配信息的搜索，降低学习过程中的认知负荷。中职专业课程中有很多以文字符号表征的概念和工作原理，以及无法直接观察、经历和体验的现象，都是中职学生高认知负荷的学习内容。可视化教学对这些以文字符号表征的内容进行数字化采集，以动画演示、教学视频等形式呈现，具有良好的交互体验，能化抽象为形象，可以快速帮助学生想象整个问题。
随着信息技术的快速发展，可视化已融入教师、学生和课程中，成为课程教学的重要要素，不断地影响着教学关系、教学活动和教学环境。中职专业课程教学中应用可视化，一方面可以充分利用视觉技术的补偿作用，紧密联系课程教学与生活社会，优化学习环境;发挥视觉表达的交流作用，突破课程教学中交流的局限性，丰富交流的语言和形式，提高学习效率;发挥视觉资源的支持作用，支持师生间开展多形式活动，提高学习效果。另一方面，在促进知识的理解与内化、表达与交流的基础上，教师还可以通过让学生创建可视化的知识表征促进知识的应用与创新，促进学生综合素质的发展，有效帮助学生更好地获取、存储、讨论、评价和管理专业理论知识。
参考文献：
[1] 洪文学，王金甲.可视化和可视化分析学[J].燕山大学学报，2010（3）：95-99.
[2] 丹尼尔·贝尔. 资本主义文化矛盾[M].严蓓雯，译.南京：江苏人民出版社，2007.
[3] 林慧君.思维可视化及其技术特征[C].全国计算机辅助教育学会第十六届学术年会，2014.
[4] 杨心德，王小康.认知心理学视野中的认知负荷理论[J].宁波大学学报，2007（6）：11-15.
[5] 陈焕，刘胜杰.基于“图解”的可视化教学设计研究——以《图形处理》课程为例[J].中国教育信息化，2018（22）：92-96.
Application of "Visualization" in the Teaching of Secondary
Vocational Courses
XU Wei-hong
（Nanjing Xingang Specialized Secondary School， Nanjing 210046， China）
Abstract： Visualization is the process of turning data， information， and knowledge into visual representations and gaining a deeper understanding of the data. The visualization in the course teaching is not only a form of material representation， a way of language communication， but also a way of thinking. In the context of informatization， the forms and methods of visualization are becoming more and more abundant. The application of visualization in the teaching of vocational courses can help students understand the connection between things， reduce the cognitive load and strengthen the cognitive ability. Therefore， visualization is suitable for the secondary vocational school. A method of teaching professional courses.
Key words： visualization; teaching of secondary vocational courses; application
[责任编辑 刘 燕]