思维可视化:理念、框架和方法
思维可视化的教学应用框架众说纷纭，因研究者的定位而异。这里有三个框架:
1.五层次思维可视化教学系统
刘卓元教授提出思维可视化教学在课堂中的应用包括五个层面:观念转变层面、方法与技术层面、课程设计层面、课堂环境层面和效果评价层面。
观念转换层:要求师生充分认识到知识灌输教学的危害；要把重心从“知识层”深化到“思维层”；
方法与技巧:实现思维可视化教学的方法与技巧主要包括两大类:图示法(思维导图、模型图、鱼骨图、流程图、概念图等。)和生成图形的软件技术(imindmap、Mindmanager、XMIND等)。)，并应用于具体的教学中。
课程设计:基本设计原则是:以发展学生思维能力为深层次目标，以运用图示方法和技巧对知识进行深度加工为有效手段，以学生为主体，教师为主导，师生为合作探究，使学生掌握知识。
课堂环境:用板书画思维导图，或者接入现代教育技术构建的“未来课堂”环境。
效率评价:注重过程的评价，教与学的过程可视化存储。课后或考完试，师生可以进行“图上作业”——对照地图检查知识漏洞和解题障碍，边查边讲解疑点，非常直观高效。
2.思维可视化视角下的未来课堂发展框架。
韩隐&；张继平的团队将思维可视化与未来课堂相结合，提出了一个设计开发模型。其逻辑方法是:
结合以上两者的设计开发模式见图1:
值得一提的是，韩隐提出的思维形象化的理论支点是形象化与形象化的辩证统一，这与认知符合性有关。意义的封装减少认知重合，而意义的释放提高认知重合。这篇文章中描述的可视化和可视化的辩证关系有点难以理解。我现在的观点是，可视化是从厂商的角度来看的一个过程，是一个有意义的包。可见性是从用户的角度出发，良好的可视化并不能为学习者减轻认知负荷。
3.语文学科思维可视化课堂的构建。
基本思路是:首先，让教师、学生、知识内容、思维训练和可视化技术形成动态平衡的关系(如图2)；二是根据知识的结构特点和学生的原始思维，设计相应的思维活动。三是以可视化技术为外部条件，支持思维活动过程中教学与学生的互动，以可视化技术为工具中介，实现知识传授与思维训练的有机融合。具体操作模式如图3所示。
学者蔡慧颖借鉴乔纳森对认知模拟的分类(思维建模、问题建模、系统建模、经验建模)来梳理一些主流的视觉学习技术工具。她将这些工具分为:视觉知识、视觉认知模型、视觉问题过程和视觉系统建模。
1.视觉知识技术-概念图和思维导图。
概念图是美国诺瓦克教授提出的一种增进理解的教学技术，具体来说，它通过组织图表，从概念之间的关系出发结构化知识，帮助学习者进行学习。核心要素包括概念、命题、层次结构和交叉联系。
概念:知识的基本积木，写在盒子或圆盒子里；
命题:按照学习者的理解，概念是用线和连词用箭头连接起来，形成一个命题。
学习者的认知结构可以通过概念图中反映的“概念与命题”的层次关系来判断，概念图中显示的“交叉联系”可以产生新的和创新的见解。
CmapTool等概念图工具。
思维导图是托尼·布赞提出的一种知识可视化方法，主要用于表达发散性思维。
主要形式是用一定的图形来表示一个“核心关键词”，学习者围绕这个核心关键词传播或展开与该关键词有不同关系的其他“知识”，并用不同的颜色、线条、图像、符号将它们联系起来。
思维导图工具如:Inspiration、MindManager等。
2.视觉认知模型技术-思维地图
David Hyperle博士开发的图形化学学习语言，用于支持学生的思维学习和训练。设计的触发点是类似于木匠使用的一套工具。学生可以借助多张图来建构知识，从而帮助学习者培养阅读、写作、数学素养和解决问题的基本能力。根据基本的认知技能(比较、对比、排序、分类和因果推理等。)，他设计了圆图、中心气泡图、双中心气泡图等八种基本图形组织器，符合人的基本思维过程。
思维地图提供了一种根据认知技能开发的表征工具。类似于Office Word中的SmartArt。
3.问题解决过程可视化技术-Metafora平台。
Metafora可视化学习平台的设计理念是使用可视化图标，通过具有组规则和语义的图形来表示协作过程中的一般规则，为协作学习场景提供程序化工具支持，督促学生在科学或数学课堂上进行协作探究学习，包括规划工具和LASAD工具。
4.可视化系统思维技术——Insight Maker工具
视觉系统思维工具的设计理念是支持建模方法，系统地理解和解决复杂的、结构不良的问题。Insight Maker的基本元素包括股票、流量、变量和链接。集合/原材料:用于抽象和图形化表示系统中的集合对象；
变量:用于表示对象集合对应的变量；
连接:表示对象集合和变量之间的连接关系；
过程:不同对象集之间的关系。
从集合到流程，体现了Insight Maker从微观到宏观的建筑观。Insight Maker还支持两种基本的建模类型:系统动态建模和基于代理的建模。前者可以模拟简单、固定的系统问题，后者可以用来模拟相对复杂、结构不良的问题。
事实上，这两种模拟方法我都略有接触。在特里·安德森主编的《远程教育方法》一书中，系统动力学建模方法被作为替代实验研究方法的首选方法。基于系统动力学的方法，可以将各系统变量初始状态假设的定性数据和特定情况下系统变量可能变化的定量数据结合起来，从而服从实验研究对真实教育情境的恰当问题。在《学习环境的理论基础》一书中，基于主体的建模被认为是一种能够结合皮亚杰的个体建构理论和维果茨基的社会文化建构理论的复杂非线性方法。由于我没有经历过这两种方法的实际运用，所以我对它们的理解只是停留在知识上。有空我会详细了解这两种方法的技术细节。
个人观点
在思维可视化及其教学应用中，有一个逻辑问题，即教师将自己对学科知识的理解通过概念图和思维导图呈现给学生后，希望学生做什么？是为了让学生获得相同的思维路径吗？还是让学生对知识点之间的关系一目了然？学习者如何与精炼的知识互动？
有经验的专家通过自己的梳理总结出来的结构化、精细化的知识，不一定适合新手学习。新手需要更多的粗粮，而不是别人消化反刍后的精华。为了让学生习得专家的思维方式，重点是让学生通过构建思维导图来理清对概念的理解，表达自己的思维路径，然后拿出来与学生和老师讨论。
刘卓元教授在谈到思维可视化的主导价值时提到“一图胜千言”。这个说法更多的是信息图，概念图更多的是表达概念之间的关系。概念之间的关系被抽象为节点及其连接。虽然直观明了，但也可以抽象出一些关键联系。因此，有必要找到使用概念图表示和促进理解时的关键问题，然后做更多的研究。
文献参考
【1】刘卓远。思维可视化:减负增效的新支点[J].中小学管理，2014(六):10-13。
[2]韩隐，张继平。思维可视化视角下的未来课堂结构研究[J].远程教育学报，2016，35(2):106-112。
[3]，文，，石鹏华。技术支持下的思维可视化课堂构建研究*——以小学语文阅读教学为例[J].中国电化教育，2015(6):16-121。
蔡慧英，陈静雅，顾小青。支持可视化学习过程的学习技术研究[J].中国电化教育，2013(12):27-33。