思维可视化视域下大学生创新思维的培养

张雅倩

（河北师范大学 教育学院，河北 石家庄 050000）

一、前言

2019年1月，英国开放大学发布的《2019年创新教学报告》探讨了世界教学和评价的新形式，以指导教师和政策制定者进行富有成效的创新。其中，提出了10种教学法，分别是趣味性学习、机器人辅助学习、去殖民化学习、基于无人机的学习、惊奇式学习、行动学习、虚拟工作室、基于地点的学习、思维可视化、同理心之根[1]。在当今的“读图时代”“一图胜千言”，大街上随处可见的广告、宣传栏等，无不证明图形图像相比于文字更能迅速抓住人们的眼球，由此可见，视觉是人类认知的主要渠道。思维可视化为我们提供了新的思考方式，将抽象的思维显现出来，在医学、军事、教育等领域受到了越来越多人的青睐。在高等教育教学中，思维可视化技术的应用，可以提高教学效率，解决教学难题，培养学生的创新思维。

二、相关概念介绍

（一）思维可视化

“可视化”一词作为专业术语最早出现于1987年2月美国国家自然科学基金会召开的一个专题研讨会[10]。它指的是将抽象的，难以理解的事物以可以看得见的形式表现出来，以便于人们理解和研究。随着计算机网络的发展，数据可视化、信息可视化、思维可视化、知识可视化等都成为专门的研究领域，被应用于教育、军事、医学等各个方面。

“思维可视化”这一概念是由华东师范大学现代教育技术研究所思维可视化教学实验中心主任刘濯源教授提出来的。他将思维，即人脑对客观现实的概括和间接的反映，这一看不到、摸不着,却一直作为存在的主体被个体所感知的事物，运用图示技术(思维导图、模型图、流程图、概念图、图像、图示等)呈现出来,变不可视为清晰可见，从而将隐性思维显性化，方便研究者研究人们的思维过程，也能使得人们的思考能力得到有效训练。

（二）创新思维

创新一词并不新鲜，指的是推陈出新，即打破陈旧,改进或创造有别于常规或常人思路的见解或新事物。它是人类特有的认识能力和实践能力，是人类主观能动性的高级表现，是推动民族进步和社会发展的不竭动力。

创新思维，也叫创造性思维，是一种思维活动，是人脑运用已有的思维形式,组合新的思维形式，以超常规甚至反常规的方法、视角去思考问题，提出与众不同的解决方案，从而产生新颖的、独到的、有社会意义的思维成果。只有培养出创新思维,才能不循规蹈矩、墨守成规,才能发现新问题、分析新问题、解决新问题[3]。它与常规思维相比有以下特点。

创新性：创新性包括独创性和新颖性[5],贵在创新，指的是在思考问题，解决问题的过程中，相比于常人有新的见解，新的发现，新的突破。创新是第一生产力，是一个国家繁荣昌盛的不竭动力，是创新思维的首要条件。

突破性：创新思维是在原有思维的基础上，进行改组改造，它突破传统的已有的观念的束缚，敢于推陈出新,是创新思维的必要属性[5]。

开拓性：“任何人都能在商店里看时装，在博物馆里看历史。但是具有创造性的开拓者可以在五金店里看历史，在飞机场上看时装。”这就要求我们要做一名开拓者，善于从不同的角度去看待问题，这样才能有所创新。

灵活性：创新思维是非线性的，它无现成的、固定的思维方法、程序可循，相对常规思维来说，它不拘泥于一种形式，能巧妙地转化思维方向，随机应变，人们可以尽情灵活地发挥其想象力。

综合性：任何事物都是作为系统而存在的，都是由相互关联的若干要素组成的具有特定功能的有机整体。这就要求创新者在思考时，将事物放在系统中进行全方位多层次多方面的分析与综合，而不是孤立地观察事物。

三、我国大学生创新思维的特点

（一）思维定势

思维定势也称“惯性思维”或“刻板印象”,就是按照先前已经积累的思维活动和已有的思维规律，在长期反复使用的过程中形成的比较稳定的、定型化了的思维路线、方式、程序、模式[4]。这种思维，由于经过长时间的反复练习，具有强大的惯性和顽固性，会成为一种潜意识，导致在解决问题的过程中，思维被束缚，得不到解放，从而影响问题的分析判断。例如：在一个英俊、文雅和一个丑陋、粗俗的人当中指出谁是罪犯，想必选后者的人居多。而大学生这一群体，由于在多年的学习过程中，思维已经受到固化，虽然经验比小学生丰富，但也正因为这样，更难以摆脱传统思维的条条框框。因此，大学生要培养创新思维，必须要突破思维定势的枷锁。

（二）从众思维

从众思维是指个人在群体中，其观念或行为由于群体的引导和压力，不知不觉或不由自主地与多数人保持一致的社会心理现象，通俗地说，就是“随大流”。例如：“中国式过马路”这一现象就表明个体的思考容易受大多数人的影响[4]。随着网络的发展，一些商家就利用人们的从众心理，制造虚假现象，比如：淘宝刷单，从而达到盈利的目的。而大学生主要是以班级、宿舍为单位的群体生活方式，在学习、消费、恋爱、就业等方面[13]，由于舆论、群体压力、言语暗示等容易产生从众思维。因此，大学生若想要有所创新，就必须有自己独立的思维，不盲目从众，人云亦云。

（三）惰性思维

惰性思维,指的是缺少积极主动的思维意识，思维不活跃,对外界刺激信号回避或者抗拒[14]。随着信息技术的不断发展，资源共享在为学习者带来丰富的学习资源的同时,导致大学生面对问题时，习惯性地依靠网络来进行求解。这种对网络资源极大依赖的现象制约了大学生学习思考的独立性和自主性,引发了大学生思维惰性现象，严重阻碍了学生创新思维的发展。

（四）线性思维

线性思维是一种直线的、单一的思维方式,认为事物之间只存在单向的、直线的因果关系,而看不到事物之间更多方向、更复杂、更曲折的因果关系。例如：我国大学生抱怨企业在招聘时，考察英语四六级没必要，入职后并不会用到，这其实就是一种线性思维，只考虑到英语在以后工作中的作用，而没有思考企业这样做的原因。这其实是因为英语通过了四级或者六级考试，表明这个学生在上大学时没有荒废学业，在大概率上，他是个合格的大学毕业生。调查发现,高校大学生存在线性思维的现象,容易陷入局部,不能从更广泛的角度思考问题，不利于创新思维的培养。

四、大学生创新思维不足的原因

（一）高等教育体制落后

现如今，随着大学教育的不断普及，不少高等学校为提高毕业率和就业率，以让多数学生顺利通过考试为最终目标,教学内容及课堂形式简单而单一，考试是课件及书本中的例题或课后习题。在考前，教师通过划重点的方式，学生投机取巧“背”数学或听力答案，造成学生学年期末，以一星期的刻苦背书来应对考试，追求成绩高而能力得不到提升。也使得正处于由学校向社会过渡的大学生价值取向、思维方式等发生偏移，严重影响了大学生创新思维的培养。

（二）教学内容重理论、轻实践

大学教学内容虽全面，却不够深入，尤其是普通高校，与专科学校相比，实践性少，造成技术方面欠缺，普通高校与211、985等高校相比，理论性也偏薄弱，因此，造成普通院校学生理论和实践方面多而杂，就业面临严重威胁。造成这一现象的主要原因是在大学生课堂,教师以理论教学为主，实践教学为辅。实践教学相比于理论教学更加灵活、繁杂，教学形式也更加多样化，也有利于学生在实践动手操作过程中激发其想象力，但在一定程度上对教师提出了更高的要求，要求教师以学习者为中心，丰富课堂教学形式，设计优质的教学方案，改变传统的教学结构，以激发学生的积极性、主动性和创造性为最终目的。

（三）硬件设备无法得到满足

随着信息技术在教育中的广泛应用，人工智能、智慧教室、3D打印技术、虚拟现实等新技术为教育教学提供了技术支持，在一定程度上促进了学生的学习。但调研也发现，新型技术在高等教育中的应用远远落后于基础教育，相比于一些专门配备3D打印机、机器人、创客空间、电子白板的小学，大学教育还停留在理论的研究方面，课堂教学还是以多媒体教学为主，校园网也没能真正做到全覆盖。在网络化的时代，大学课堂教育还处于无网的现状，这不免对学生的创造性思维产生了一定的影响。

五、思维可视化视域下大学生创新思维的培养

（一）运用思维可视化工具启发创新思维

认知主义学习理论认为，学习是一个复杂的心理过程。在计算机发展之前，知识的加工和问题的内在解决过程往往是不可见的,教师通过学生的外在行为，如成绩来评价学生对知识的掌握情况。而随着信息技术的发展，教师可以利用工具将学生的内在心理显性化，以此来改善教学。在学校常用的思维可视化工具有思维导图、概念图、流程图、组织结构图、鱼骨图等。学生可以通过手绘的方式在纸上呈现思维过程，也可以借助思维可视化软件，如XMind、Mindmanager、微软办公软件Microsoft Office的SmartArt等来实现。两者各有优势，其中手绘可以激发学生的创造性，给大脑留下深刻的轨迹,以更好地开发左右脑的功能,让大脑更加全面、系统地思考;而工具软件绘制易操作、易保存，而且图示样式多且美观，易于处理大数据。

1.思维导图

思维导图（Mind Map）是20世纪60年代英国心理学家东尼·博赞（Tony Buzan）发明的一种笔记方法[12]。它是一种可视化的非线性的思维工具，与树的形状类似，包括主干和枝干，将人的思维过程用一种放射性的图示展现出来，帮助学习者整理自己的思维，从而激发学生的思维能力。

2.思维地图

思维地图（Thinking Map）是美国David Hyerle博士在1988年建立的语言学习的可视化工具，它有八种类型，即圆圈图、桥形图、复流程图、流程图、括号图、树形图、双气泡图和气泡图[16]，分别对应人在思考时的八种思维过程，可以培养学生的阅读、写作、数学、逻辑思考等方面的能力，其在学习和生活中具有很大帮助作用。

3.概念图

概念图（Concept Map）是在20世纪60年代由美国康奈尔大学诺瓦克（Joseph D.Novak）教授根据奥苏贝尔（David P.Ausubel）的有意义学习理论提出来的[15]。他将概念图定义为：使用节点代表概念,使用连线表示概念间关系的知识组织和表征工具，用于分清各个概念之间的逻辑关系[16]。

在教育教学中，通过运用思维可视化工具，学生会从多个角度考虑问题，有利于开展头脑风暴，建立各个概念之间的联系，形成条理、逻辑性强的成熟思维模式，从而激发学生的发散性思维。而且，教师可以从学生的图示中，了解学生的思维过程，找出学生思维受到阻碍的原因，及时提供脚手架，避免学生走入误区。

（二）运用多种教学方法激发创新思维

由于一直以来的传统教学方式遏制了学生的积极性和主动性，不利于创新人才的培养。目前，我国的学校教学正在从以教师为中心的教学结构向以学生为中心的课堂教学结构转变。由此，在信息技术的支持下诞生出许多新的教学方式，如翻转课堂、混合式学习、项目学习等，以突出学生在学习过程中的主体地位。

1.翻转课堂

“翻转课堂”（Flipped Classroom），也称颠倒课堂，它起源于美国科罗拉多州落基山的“林地公园”高中[2]。是一种与传统的“教师白天在教室上课、学生晚上回家做作业”的方式正好相反的课堂模式，即教师角色、课堂时间分配和学生角色发生转变。在教师角色上，教师从传统课堂中的知识传授者变成了学生学习的促进者和指导者；在课堂时间分配上，减少教师的讲授时间,留给学生更多的讨论交流时间；在学生角色上，学生是学习的主角，可以自主的，自由的选择时间、地点进行学习。通过翻转课堂，给学生留出更多思考和交流的时间，有利于学生深入的思考问题，让思维真正发生，然后通过课堂交流表现出来。

2.混合式学习

何克抗教授将混合式学习（Blended Learning）定义为：把传统学习方式的优势和网络化学习的优势结合起来，也就是说，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。近年来，由于MOOC的普及，混合式学习越来越成为大学生学习的主要方式。学生通过MOOC平台，如中国大学MOOC、学堂在线、智慧树等获得优质的教学资源。还可以通过平台的交流区与形形色色的学习者进行线上交流，使得思维碰撞，产生意想不到的效果。教师也能通过后台大数据监控学生的学习行为及学习效果，从而分析学生学习的特点，制定出适合每个学习者的教学方案。

3.项目学习

项目学习（Project-based Learning，简称PBL），也称基于项目的学习，产生于20世纪80-90年代西方一些发达国家,并逐步发展成为信息时代一种新型的学习方式。它主要是指在教师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生小组进行处理,学生自己负责收集信息、设计方案、实施项目及最终评价,学生通过参与该项目,了解和把握每一个环节，并在小组合作的过程中获得知识、学会学习和解决真实问题。这个项目一般是基于现实的问题，项目周期长，跨学科，强调“做中学”，改变了学生被动学习的状态，将理论知识与实践相结合，使得学生像科学家一样运用综合知识，全面深入地思索问题，解决问题。

六、结语

当代大学生是祖国的未来，民族的希望，肩负着中华腾飞的重任。本文以大学生为切入点，指出我国大学生创新思维四个方面的特点，并从高等教育体制、教学内容及教学硬件三个角度出发，解析大学生创新思维不足的原因，建议在课堂教学中，运用信息化的技术和手段，将现代教育技术与课堂教学有机融合，以此提高大学生的创新思维能力。