理论教育 信息技术下的可视化教育与科学教育

信息技术下的可视化教育与科学教育

时间:2023-10-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:可视化教育正在使用模拟来创建某种形式的图像,以便对其进行教学。可视化寻求因果解释世界经验中的现象,在科学教育中发挥着重要作用。在可视化教育体系中,可视化是学习者在学习教学过程中理解复杂知识的有效方法,数据可视化是一种使数据可见、可用和清晰的策略,供学习者构建、组织、评估、注释知识并建立沟通。信息可视化可以为不同的教学目标服务。

信息技术下的可视化教育与科学教育

可视化教育正在使用模拟来创建某种形式的图像,以便对其进行教学。这对于展示在教学过程难以看到的主题(如海洋生态结构)非常有用。千百万年来,视觉一直是人类收集经验数据的主要方法。近80%的信息通过眼睛进入我们的意识感官世界,使视觉成为我们发现、学习知识的主要途径。可视化,意味着看到或触摸的对象的感知和作为这种感知的产物的心理图像,被认为是一种心理图像主要策略的想法。可视化寻求因果解释世界经验中的现象,在科学教育中发挥着重要作用。可视化教育是一门科学,也是一门艺术,以我们的眼睛能够辨别、我们的大脑能够明白为目标,对教育相关信息可视化编码。可视化教育通过研究人类的感知,将抽象的教育信息转换为可以轻松、高效、准确和有意义的编码的视觉表示,为教育领域有效的数据探索和学习意识形成提供了丰富的潜力。

在可视化教育体系中,可视化是学习者在学习教学过程中理解复杂知识的有效方法,数据可视化是一种使数据可见、可用和清晰的策略,供学习者构建、组织、评估、注释知识并建立沟通。通过数据可视化,学习者有机会使数据更易于访问、理解、改进和管理。图形组织、草图、象形图、概念图和模拟在数据可视化中发挥着重要作用。随着视觉数据和数字工具的不断增加,阅读和构建视觉数据已成为一种个人的需要。信息可视化包含许多组件,如图像、图形、图表、文本和流程图。基于它的结构,信息可视化以一种逻辑顺序呈现数据,并通过这一特征成为关于特定主题的叙事文本的替代结构。信息图形涉及数据可视化中使用的许多组件,它使数据能够以不同的视觉格式呈现。信息可视化可以为不同的教学目标服务。它很容易提醒现有的知识,显示概念之间的关系,解释过程和事件,并通过信息图表总结信息。教学的主要目的是将知识传授给学习者,培养学习者的思维能力。可视化过程涉及对一个对象或一个事件的设想,通过一个交互式的可视化工具,将一个结构转换为物理世界。在教育中运用可视化,可以从认知和感觉两个方面对学习者产生积极的影响。在对有学习困难的个体进行教学时,可视化能发挥更加明显的作用,因为可视化能使复杂的概念更加具体化和形象化,并且可以同时使人的多个感官参与进来,吸引有学习困难的个体的注意力,增强其学习动机,帮助组织信息,提高学习困难者的学习效果。

在可视化教育中,知识可视化是一个新兴的领域,在这个领域中,视觉图像被用来构建和传达复杂的见解,以提高理解和交流。知识可视化使用视觉表示在至少两个人之间传递知识,旨在通过互补地使用计算机和非基于计算机的可视化方法来改进知识的传递。这种视觉格式有草图、图表、图像、对象、交互式可视化等。信息可视化专注于使用计算机支持的工具来获得新的见解,知识可视化侧重于转移洞察力并在群组中创建新知识。除了传递事实以外,知识可视化更重要是进一步传递见解、经验、态度和价值观。(www.daowen.com)

知识可视化已广泛应用于各种学习环境中,以增强学习认知、促进学习思维和科学探究。通过使用各种技术来表示学习认知结构或心理模型,知识可视化可以促进更深层次和多视角的理解,如解释和抽象。解释运用熟悉的表征来支持或修正对不太熟悉或更抽象的知识的理解的偏差。例如,通过将抽象概念与具体现象联系起来,将新的见解与已经理解的概念联系起来,以及模拟复杂的对象或过程来传达抽象概念。抽象揭示了概念的底层结构,抽象还可以包括以概念图、知识结构、概念框架等形式创建和组织高级概念、动作和过程。抽象传达的知识通常是示意性和分析性的,其格式通常是高度结构化和系统化的。除了深度理解和高水平思维之外,知识可视化还可以帮助学习者发展对其心理表征的认识,从而支持元认知,这可能有助于促进概念变化和知识转移。

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