论符号学视角下的知识元可视化实践 刘和海+饶红+王琪【摘 要】 随着泛在学习与碎片化学习的深入发展，可视化学习资源成为学习者的迫切需求如何进行资源可视化成为微型资源建设与开发的关键知识元是显性知识的单位，是微型学习资源的代表，对知识元进行视觉表征实践研究，就是完成微型学习资源从抽象文本到可视化图像的转变依据信息科学和认知心理学，知识分为形态陈述性知识元、内容陈述性知识元、效用陈述性知识元和内容程序性知识元四种类型通过理论模型的阐释，以案例方式进行具体的可视化设计，目的在于通过可视化设计的知识元，把抽象的文本变成直观的图像，降低学习者对知识的认知难度，提高学习效率关键词】 知识元；知识可视化；视觉表征；可视化设计G434 A 1009-458x（2017）10-0026-10引言苏联语言学家列别津和戈洛温认为，“符号是指具有某种代表意义的标识，是社会信息的物质载体”从中可以看出，符号至少包括两个部分，一是精神外化呈现的物质载体，二是它具有能被感知的外在形式其物质材料与精神意义二者统一，不可分离同时，符号是通过意义来实现的，是具有意义的符号，意义也总是以一定的外在“符号形式”来表现可视化的主要手段是视觉表征，是将抽象化、概念化的东西以视觉化的方式再现和表述，表征方式主要有图像、图形、图表、视频、動画等形式，不仅表现知识点的内容，而且表现知识点之间的联系，更重要的是能突显文化知识的再现。
在视觉表征过程中，主要是通过绘制草图、知识图标、视觉隐喻等方式，传递制作者的见解、经验、态度、价值观、意见、期望与预测等，以帮助他人正确地重构、记忆和应用这些知识张舒予等（2013）指出，知识视觉表征在目的上可以有效支撑知识可视化所导向的“知识创新”，在手段上可以支撑知识可视化“图解化”的表征手段，在功能上可以支撑知识可视化在“人与人之间的知识传递”一、知识与可表征的知识元知识是一个范围非常广泛的概念，对其进行视觉表征是有困难的如果从知识的视角去进行可视化，最好的办法就是先厘清知识的最小单位，然后对最小的知识单位进行视觉表征，从而才能正确地对系统知识进行可视化最小的知识单位就是知识元肖怀志（2006）把知识元定义为不可再分割的具有完备知识表达的知识单位在知识可视化领域，比较有代表性的定义是温有奎和徐国华（2003）给出的：知识元是构造知识结构的基元，将知识分解为知识元以后，由于知识元的内容比较单一、独立，便于用户直接查询、组合，从而改善知识结构，加快知识创新速度从上述定义中可以看出，知识元是知识的单位因其是计量单位，所以不包括存在于大脑中的“只可意会不可言传”的隐性知识知识元是独立的个体，能表达完整的意义，且知识元之间可以通过语义将其连接在一起，并能发现新知识，产生知识增值。
在此基础上，我们认为：知识元是指不可再分、具有完整意义的最小可控显性知识单位，是将具有整体性的知识分割成一个个零散的知识计量单位的过程第一，知识元是显性知识，不包括隐性知识隐性知识本身的不可确定性在视觉表征的时候很难用语言描述出来，因此，在考虑知识元的视觉表征时，只对显性知识进行表征第二，每一个知识元都是一个意义完整的个体知识元虽然是显性知识的最小计量单位，但都具有完整的意义，即逻辑上是一个整体，如一个概念、一个公式等第三，每一个知识元都是有逻辑结构的这种结构的存在，导致知识元可以用知识可视化表征的一系列方式和方法来解读，让抽象的知识元变成具体的知识单位，便于掌握二 、知识元的分类与内涵分类是将具有某一种或几种共同特性的事物放在一起，以示与具有其他特性的事物分开知识分类也是如此对于知识的分类，视角不同，分类不同陈洪澜（2007）在前人研究的基础上，总结出按照知识的效用、研究对象、属性、形态、事物运动形式、思维特征、自然现象和社会现象、研究方法、内在联系、学科发展趋势十种常见的知识分类方式一）知识元分类视角选取依据知识元可视化的目的，就是以视觉符号为媒介，图解抽象的知识元，以促进知识的传播和创新。
整个可视化过程如图1所示知识元可视化过程起始于传者在大众创客的时代，传者不仅仅指教师，也可能是专家、学者、学生、社会人员等孔子曰：“三人行，必有我师”，因此，每个人都可以成为知识元可视化过程中的传者传者对原有知识元进行资源分析，同时对受者进行学习者特征分析，在此基础上选择适合该类型知识元视觉表征的方法进行可视化，并把表征后的知识元以可视化的形式传递给任一受者根据符号的意义层次，受者对可视化知识元的学习包括五个层面：获取知识、理解知识、应用知识、传递知识和创新知识在整个知识元可视化过程中，有两个过程至关重要：一是原有知识元作为信息资源被传者获取后分析，这是文本知识元在传者大脑中信息化的过程；二是可视化后的知识元被受者经过心理加工，转化为自身知识的过程需要经过一系列复杂的认知加工过程，新的图解类知识才能被受者原来的认知结构接纳，转化为真正属于受者自己的知识从上述分析可以看出，信息科学和认知心理学关于知识分类的视角对于知识元的可视化非常重要，因此，本研究选取这两个视角对知识元进行分类二）基于表征的四类知识元划分信息科学和认知心理学关于知识分类的具体情况如图2所示从图2可以看出，整个框架图是以心理学视角为横坐标、以信息科学视角为纵坐标构建的。
但在这两个视角下，并不是所有类型的知识都存在交叉，也不是所有有交叉的知识里就有知识元，因此，图中分为存在对应关系的阴影部分和不存在对应关系的空白部分两种在心理学领域，策略性知识定义为对心智活动过程加以调节和控制的一类知识，对于学习者来说，是“如何学”或者“如何思维”的调控类知识，该类知识多半是“只可意会不可言传”的隐性知识，而知识元是显性知识，因此，在以知识元为导向的知识分类中就不存在策略性知识这一类程序性知识是关于“如何做”的知识，主要用来描述事物发展的具体步骤，而形态性知识主要是描述事物的外部形态，一动一静，步骤不等于形态，二者之间不存在交叉部分，因此，框架图中形态程序性知识这一栏是空白的效用知识是用来判断客体是否对主体存在效用，效用是当前客体所呈现的功能特性对主体需求的满足（伍淳华， 2007）对主体价值的效用性知识所体现的是客体当前的功能特效，不能通过一步一步的步骤来体现，因此，效用性知识和程序性知识不存在交叉部分，框架图中该部分为不存在对应关系的空白endprint综上所述，存在着对应关系的是形态陈述性知识、内容陈述性知识、效用陈述性知识和内容程序性知识四类，即这四类知识元是能够表征的。
三）四类知识元的具体内涵形态陈述性知识元主要用来表示事物运动规律的外部形态是什么简言之，就是事物给人们的直观印象，如大小、形状、颜色等内容陈述性知识元主要用来描述事物运动规律的逻辑内容是什么，也就是事物之间的逻辑关系是怎么样的，如包含关系、并列关系等效用陈述性知识元是指对认识主体的价值是什么的一类知识元，如突出主体、淡化主体等内容程序性知识元主要指的是如何体现事物间逻辑关系的一类知识，这类知识元的作用是通过一步一步的步骤来实现的，如数学里的十字相乘法等形态性知识主要是描述事物运动及运动状态，该类知识主要由符号构成陈述性知识可以分为非概括性知识和概括性知识两类，前者主要是符号和事实类的知识，后者主要是概念及规则方面的知识（王映学， 2005）形态陈述性知识元取二者的交叉部分，主要包括符号类的知识元，如书、杯子、大楼、衣服等，所有能看见、有自己独立形态的知识元都是该类型的知识元事物的形式是最先被人们观察到的要素，内容要经过观察者对形式进行分析后才能感受到，而效用则是要针对符号的形式、内容和主体才能表現出来（钟义信， 2000）换言之，人类认识事物的过程总是先看到外表，即上文出现的形态类知识，而内容性知识则需要透过形式看出事物间的联系才能得出，通常包括概念和规则类的知识。
内容陈述性知识元取内容性知识元和陈述性知识元的交叉部分，主要包括概念类的知识元，如数学中的概念三角形、有理数等从认识论的角度来说，认识事物的效用是高层次的认识，需要建立在认识事物的形态和内容的基础上体现主体价值的效用性知识和表达“是什么”的陈述性知识交叉，得出的是效用陈述性知识元，该类知识元主要包括命题类的知识命题一般是含有2个或2个以上概念之间关系的一组判断因而，效用陈述性知识元主要是由2个及2个以上的概念关系的一组判断组成，如数学中的各种公理、定理等内容性知识主要用来表达事物间的逻辑内容，即事物间的联系程序性知识是回答“怎么做”的知识，就是通常所讲的技能，包括智慧技能和动作技能，考察的主要是学习者对于获得的知识的应用能力（李路路， 2014）这里的智慧技能指的是学习者解决问题选择的不同方法和步骤，而不是学习者为何选择该类方法来解决问题，因为为何选择大多数是隐性知识的范畴，故不作考虑综合分析内容性知识和程序性知识可以得出，内容程序性知识元是指如何体现事物间的逻辑关系的一类知识元，主要包括动作类知识元、规则应用类知识元等比如动作技能类的“泡茶”这一动词、数学领域的十字相乘法等，都是这类知识元的典型代表。
规则的应用主要是指运用概念来解决实际问题，这类知识可视化表征的关键在于相关概念类知识的视觉表征综上所述，四类知识元的具体内涵如图3所示三、知识元可视化的路径探索知识元可视化的路径，首先需找出相同类型的知识元在视觉表征时需要对哪些方面进行可视化设计，然后建构该类知识元的视觉表征模型，最后以模型为基础，进行案例设计一） 符号从抽象到直观：形态陈述性知识元视觉表征从形态陈述性知识元的内涵分析可以得出，形态陈述性知识元主要是指符号类的知识元对形态陈述性知识元进行视觉表征时，需要选择“语义网络”这种适切的视觉表征工具语义网络是用来表达复杂的概念及其相互关系的图示，是一个有向图其顶点表示概念，而边则表示这些概念间的语义关系，从而形成语义网络描述图语义网络一般包括四种语义联系，分别是表示类节点与所属实例节点之间的实体联系（ISA）；表示一种类节点与更抽象的类节点之间的泛化联系（AKO）；表示某一个个体与其组成成分之间的聚集联系（part-of）；表示个体、属性及其取值之间的属性联系（有向弧）从语义网络的定义和特点可以看出，该类工具适合符号类知识的表征1. 符号类知识元视觉表征模型建构把符号类知识元视觉表征出来的过程，其实就是把抽象的知识具体化、可视化的过程，从而降低学习者的认知难度。
可视化以后的符号需要经过学习者的视觉认知，才能被学习者掌握其视觉说服过程的具体流程如图4所示可见，符号类知识在学习者学习过程中，需要经过三个逐渐深入的不同阶段，分别是符号的表象、符号的本质和符号的意义符号的表象即符号代表的实物是什么，这在视觉表征时可采用再现的方式来完成，再现的可以是实物本身，也可以是实物的照片、图画等符号的本质可以用实证的方法来表现，例如用符号的特征词来表达；符号的意义即符号具有的特定意义，例如“玫瑰花可以代表爱情”，“玫瑰花”的表意就可以直接用“爱情”两个字来完成另外，在设置符号类知识元表征节点时，除了名称（不同语种的表述）都会用到之外，其余的节点则是根据学习对象的需要进行一般情况下，符号类知识元进行表征时，可以从符号的名称和形状两个方面来表现符号的表面现象；从符号的组成成分、种类和特征三个方面来表征符号的本质；从作用方面表征符号的意义；如果该符号还有其他方面需要学习者掌握的内容，可添加其他节点来表征因而符号类知识元视觉表征模型就可以参照这些节点来建立（如图5所示）2. 符号类知识元“鸟巢”的案例设计（1）确定语义网络中的节点在官方的“鸟巢”简介中，对其进行了七个维度的阐述。
在进行视觉表征设计时，如果把这七个方面原封不动地作为七个节点，。