文/靳曉曉

信息可視化是一個(gè)實(shí)現(xiàn)“信息的搜索、過(guò)濾、整理和呈現(xiàn)、并使其清晰而又有效傳遞”的過(guò)程。信息可視化也被廣泛應(yīng)用于教育領(lǐng)域。當(dāng)下，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”創(chuàng)新教育理念的不斷發(fā)展，MO O C、微課、直播課程、云課堂等多樣化的在線教育平臺(tái)日益普及，面對(duì)大規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)的在線教育數(shù)據(jù)信息，人們需要借助于數(shù)據(jù)分析以及信息可視化手段，從復(fù)雜的數(shù)據(jù)中精準(zhǔn)地獲取有效信息，從而為用戶提供更加科學(xué)的學(xué)習(xí)計(jì)劃和管理方案。教育信息可視化有助于學(xué)生實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的有效重構(gòu)，強(qiáng)化自我學(xué)習(xí)與自我管理，同時(shí)也有利于教師和管理者在教學(xué)管理中進(jìn)行深入的研究。

目前教育信息可視化領(lǐng)域的研究主要集中于可視化信息管理、可視化教學(xué)策略、信息模型構(gòu)架、信息環(huán)境構(gòu)建等理論和技術(shù)層面，對(duì)于可視化視覺表達(dá)方面的研究還相對(duì)薄弱，現(xiàn)有的應(yīng)用案例僅限于一些數(shù)據(jù)表格或簡(jiǎn)單的可視化圖表呈現(xiàn)。如何以“用戶需求”為中心，設(shè)定合理的信息構(gòu)架，優(yōu)化在線教育信息可視化設(shè)計(jì)方案，傳達(dá)更加準(zhǔn)確生動(dòng)的教育信息和知識(shí)信息，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與教育資源的高度融合，是現(xiàn)階段教育信息可視化發(fā)展的必要課題之一。

一、信息時(shí)代用戶視覺認(rèn)知的特點(diǎn)

隨著體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)和個(gè)性化學(xué)習(xí)時(shí)代的到來(lái)，教育信息可視化的服務(wù)重點(diǎn)應(yīng)由“課程任務(wù)為中心”轉(zhuǎn)向“以學(xué)生用戶為中心”，以“信息—視覺—思維”的理論關(guān)系為基礎(chǔ)，基于學(xué)生用戶需求，構(gòu)建合理的信息秩序，并進(jìn)一步優(yōu)化信息可視化表達(dá)方案。如何使用戶快速借助自己的認(rèn)知能力，全方位地獲取信息并提高學(xué)習(xí)興趣，這需要了解學(xué)生主體的視覺心理、視覺認(rèn)知特點(diǎn)及信息環(huán)境特點(diǎn)，并進(jìn)一步明確信息和行為之間的關(guān)系（如圖1），才能構(gòu)建出符合用戶需求的可視化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)信息的有效傳遞。信息時(shí)代用戶的視覺認(rèn)知特點(diǎn)主要有兩方面。

1．碎片化短時(shí)記憶。信息碎片化和微閱讀時(shí)代的到來(lái)，在某種程度上改變了人們的認(rèn)知方式，人們已經(jīng)習(xí)慣于迅速轉(zhuǎn)移注意力，而不是持續(xù)地長(zhǎng)時(shí)間的關(guān)注某一焦點(diǎn)。因此，伴隨著網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容的碎片化與學(xué)習(xí)時(shí)間的碎片化，枯燥乏味的信息數(shù)據(jù)已經(jīng)無(wú)法得到用戶的關(guān)注，反之，具有較強(qiáng)視覺沖擊力以及多樣性、趣味性的信息才容易吸引用戶。因此在可視化界面中，需要將復(fù)雜的信息進(jìn)行合理的組織和重構(gòu)，采用碎片化、多樣化的形式對(duì)知識(shí)或信息進(jìn)行系統(tǒng)的組織分類，或重復(fù)使用相似的圖形語(yǔ)言，以符合用戶“短時(shí)記憶”的特征。

2．選擇性注意。美國(guó)學(xué)者約瑟夫·克拉珀認(rèn)為，人類通常有三種選擇性心理：選擇性注意、選擇性理解和選擇性記憶，人類的選擇性心理主要是以知識(shí)結(jié)構(gòu)、觀念等形式表現(xiàn)出來(lái)的。在探尋信息的過(guò)程中，人們習(xí)慣通過(guò)孰知的方式來(lái)理解信息，并根據(jù)自己的需要選擇性地接收信息、組織信息、確定信息的關(guān)聯(lián)性。學(xué)習(xí)者對(duì)于信息資源是否接受以及接受程度如何，主要取決于這份信息資源與其自身觀念和知識(shí)結(jié)構(gòu)之間是否匹配。因此針對(duì)教育信息的可視化，需要充分了解學(xué)生主體的知識(shí)結(jié)構(gòu)和興趣點(diǎn)，尋找知識(shí)信息的關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性，合理整合為模塊化的知識(shí)結(jié)構(gòu)，為其匹配恰當(dāng)?shù)男畔⒈硎龇绞?，以提高用戶的接受度?/p>

圖1 用戶認(rèn)知模型

圖2 信息可視化路徑

二、構(gòu)建信息可視化路徑

信息構(gòu)架是信息可視化設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)。信息構(gòu)架是對(duì)所采集到的復(fù)雜信息進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)化分類、組織、管理和處理的過(guò)程，其主要任務(wù)是組合信息表述的要素、設(shè)定信息表述的路徑、編輯信息表達(dá)的內(nèi)容，從而在用戶和數(shù)據(jù)之間搭建起認(rèn)知的橋梁。信息構(gòu)架和信息模型是否合理，直接影響著信息可視化的傳達(dá)效果。因此，設(shè)計(jì)者需要以學(xué)生用戶的認(rèn)知能力和對(duì)信息的需求為基礎(chǔ)，根據(jù)知識(shí)點(diǎn)之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系和信息的重要程度，對(duì)知識(shí)信息進(jìn)行分類、分級(jí)、排序，利用合理的層級(jí)結(jié)構(gòu)來(lái)建立知識(shí)信息的可視化路徑，從而使學(xué)生快速有效地獲取并理解信息。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)課程信息內(nèi)容板塊采集以及對(duì)學(xué)生用戶需求的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，適合網(wǎng)絡(luò)課程教育信息的可視化路徑主要有三種基本結(jié)構(gòu)（如圖2）。

1．線性結(jié)構(gòu)。線性結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)有關(guān)時(shí)間趨勢(shì)的可視化，以時(shí)間流的方式呈現(xiàn)信息的主次關(guān)系，通常采用單一的視覺流程顯示在某一特定時(shí)間范圍內(nèi)信息數(shù)據(jù)的變化值。例如，可以采用量化跟蹤的方法，采集學(xué)生在不同時(shí)間段的學(xué)習(xí)狀態(tài)以及在線課程的實(shí)時(shí)進(jìn)度。

2．矩陣結(jié)構(gòu)。矩陣結(jié)構(gòu)主要通過(guò)單元結(jié)構(gòu)的不同面積大小來(lái)表現(xiàn)有關(guān)比例的可視化信息，主要表現(xiàn)為以圓形、矩形等幾何圖形為主要單元結(jié)構(gòu)的重復(fù)排列或自由排列，易于表現(xiàn)信息之間的比例關(guān)系。不同面積對(duì)比可用于展示并列層級(jí)信息之間的體量大小關(guān)系。

3．樹狀結(jié)構(gòu)。樹狀結(jié)構(gòu)的信息分布類似于樹木的枝干結(jié)構(gòu)，具有明顯“中心化”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。不同層級(jí)的信息圍繞“中心”采用蔓延或輻射的形式向外延展，呈現(xiàn)信息之間的關(guān)聯(lián)性和層級(jí)關(guān)系。這種信息結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于課程大綱、課程結(jié)構(gòu)的描述，以及展示某類知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系和層級(jí)關(guān)系。

三、信息可視化的視覺表達(dá)

信息可視化的視覺表達(dá)是用視覺思維對(duì)抽象信息進(jìn)行視覺化的譯碼、轉(zhuǎn)換、重組、搭建關(guān)聯(lián)信息的過(guò)程，使原有的抽象數(shù)據(jù)符號(hào)化、具象化的過(guò)程?，F(xiàn)代信息可視化設(shè)計(jì)越來(lái)越重視數(shù)據(jù)視覺元素的藝術(shù)性表達(dá)，需要在準(zhǔn)確傳達(dá)數(shù)據(jù)信息的同時(shí)，賦予可視化信息獨(dú)特的意境。直觀生動(dòng)的信息可視化可以拉近與讀者的距離，提高信息的傳播效率。信息可視化的視覺表達(dá)主要體現(xiàn)在信息結(jié)構(gòu)與圖形符號(hào)、文字、色彩等視覺元素之間的關(guān)系，通過(guò)有效的視覺轉(zhuǎn)換和合理的布局，快速有效地呈現(xiàn)信息內(nèi)容。營(yíng)造合理的可視化信息設(shè)計(jì)通常需要從幾個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1．給予信息準(zhǔn)確的視覺轉(zhuǎn)換。將抽象的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)化為具有代表性的視覺語(yǔ)言，是實(shí)現(xiàn)信息可視化的關(guān)鍵步驟。視覺轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性要求設(shè)計(jì)者在選擇視覺編碼的過(guò)程中，深入理解數(shù)據(jù)信息和圖形符號(hào)之間的關(guān)系，尤其是在將抽象的概念和組織關(guān)系用具象的視覺要素進(jìn)行表現(xiàn)時(shí)，要依據(jù)學(xué)生用戶群體的審美習(xí)慣，盡量選擇被用戶群體所熟知的、直觀的符號(hào)元素，使其符合“選擇性記憶”的視知覺原理，使學(xué)生能夠更好地理解并接受可視化信息的表述方式。設(shè)計(jì)者需要通過(guò)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)信息相匹配的視覺符號(hào)，將抽象信息可視化、具體化（如圖3）。將抽象的數(shù)據(jù)或概念進(jìn)行信息切片，通過(guò)視覺對(duì)比、圖形置換等手段，將其轉(zhuǎn)換成具象的圖形符號(hào)來(lái)傳達(dá)信息，有效引導(dǎo)受眾去接收信息。復(fù)雜的信息需要嘗試多種視覺語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)其準(zhǔn)確的表述，可通過(guò)調(diào)節(jié)圖形、節(jié)點(diǎn)、線條等元素的色彩、形狀、大小、位置、方向來(lái)表達(dá)數(shù)據(jù)信息之間的關(guān)系。

2．合理規(guī)劃視覺流程?？梢暬畔⒌囊曈X流程和視覺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是數(shù)字界面信息可視化設(shè)計(jì)的基本骨架，合理規(guī)劃視覺流程可以提高用戶閱讀信息的效率，基于教育信息可視化的視覺流程規(guī)劃需要考慮三個(gè)因素。

一是信息的分類和組織?？梢暬畔⒌木幣藕筒季謶?yīng)按照課程信息的重要程度和學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行合理的分類與組織，將不同層級(jí)的信息依據(jù)主次關(guān)系進(jìn)行逐次呈現(xiàn)。根據(jù)學(xué)生用戶的需要，合理安排信息的視覺層次，使信息的結(jié)構(gòu)形式和視覺層次能夠準(zhǔn)確映射信息內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)。例如，在進(jìn)行概念描述或課程介紹時(shí)需要采用由淺入深的線型視覺流程，在描述并列的知識(shí)信息時(shí)可采用網(wǎng)格編排結(jié)構(gòu)。為強(qiáng)化信息的主次關(guān)系，可以將主要信息放在視覺焦點(diǎn)的位置，強(qiáng)化目標(biāo)信息的表現(xiàn)力度，弱化次要信息，保證用戶迅速高效地理解關(guān)鍵信息。

二是恰當(dāng)運(yùn)用信息引導(dǎo)符號(hào)。為了正確引導(dǎo)讀者閱讀信息，還需要適當(dāng)加入信息引導(dǎo)符號(hào)，可以縮短信息傳播路徑。選擇符合用戶視覺流程的符號(hào)代碼來(lái)呈現(xiàn)信息，如用箭頭符號(hào)、序列符號(hào)、比例數(shù)字、量級(jí)圖表等信息符號(hào)來(lái)進(jìn)一步描述數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，強(qiáng)化可視化信息的秩序感。

三是信息環(huán)境因素。搭建合理的視覺流程還需要考慮信息環(huán)境因素，即根據(jù)不同數(shù)字媒介載體（手機(jī)、IPa d、電腦、L E D屏等）的最佳呈現(xiàn)方式來(lái)選擇合適的視覺流程。設(shè)計(jì)者需要以不同設(shè)備的人眼最佳視覺范圍和有效距離為依據(jù)，設(shè)定界面信息可視化中的結(jié)構(gòu)布局、字體大小及符號(hào)樣式，合理營(yíng)造數(shù)字界面中的最佳視覺區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)信息的有效識(shí)讀。

圖3 抽象概念信息符號(hào)轉(zhuǎn)換

3．視覺語(yǔ)言的一致性。在線教育平臺(tái)上的課程門類豐富、信息量大，過(guò)于復(fù)雜凌亂的裝飾符號(hào)會(huì)阻礙信息的有效傳達(dá)，加重讀者的閱讀負(fù)擔(dān)。這就要求信息可視化設(shè)計(jì)在整個(gè)平臺(tái)中的應(yīng)用和在被閱讀過(guò)程中保持視覺語(yǔ)言的一致性和連續(xù)性。一是視覺符號(hào)元素的一致性，即主要的圖形（具象/抽象）、符號(hào)（風(fēng)格/類別）、文字（字體/字號(hào)）等單體元素在視覺設(shè)計(jì)和表現(xiàn)形式上盡量保持風(fēng)格上的統(tǒng)一性。二是色彩設(shè)計(jì)的一致性，即信息界面中的色彩設(shè)計(jì)需要充分利用色彩的視知覺原理，色彩的象征意義，以及對(duì)比色和同類色之間的關(guān)系來(lái)強(qiáng)化或削弱色彩對(duì)比，營(yíng)造和諧統(tǒng)一的視覺畫面。三是整體風(fēng)格的一致性，即在信息可視化設(shè)計(jì)的后期階段，需要從全局把握可視化界面中視覺流程、信息布局、交互方式、視覺呈現(xiàn)等方面在視覺上和操作上的一致性，盡量使用符合邏輯的視覺語(yǔ)言，強(qiáng)化整體布局。

四、注重用戶交互體驗(yàn)

目前平板電腦、智能手機(jī)等移動(dòng)終端設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于在線教育網(wǎng)絡(luò)課堂中，而這些數(shù)字媒介不僅是信息發(fā)布的平臺(tái)，更是用戶體驗(yàn)的媒介。體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，在線教育平臺(tái)在傳授知識(shí)的同時(shí)，需要重視用戶交互體驗(yàn)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。界面信息可視化的交互體驗(yàn)可以通過(guò)三種途徑來(lái)表達(dá)：感官體驗(yàn)（多維動(dòng)態(tài)交互體驗(yàn)）、情感體驗(yàn)（營(yíng)造故事情境）、個(gè)性體驗(yàn)（信息可視化的個(gè)性化定制服務(wù)）。

1．多維動(dòng)態(tài)交互體驗(yàn)。數(shù)字媒體下的教育信息可視化具有動(dòng)態(tài)性和交互性，動(dòng)態(tài)交互式信息比靜態(tài)信息更具有可讀性和吸引力。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)（V R/A R）技術(shù)的不斷進(jìn)步，教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間、用戶與課程之間的在線交互活動(dòng)日益活躍。設(shè)計(jì)者需要結(jié)合課程內(nèi)容和用戶需求，整合圖片、音頻、視頻、動(dòng)畫資源，將聽、說(shuō)、讀、寫等多重感官的交互體驗(yàn)技術(shù)融入到多元化的網(wǎng)絡(luò)資源中，在可視化信息呈現(xiàn)和被瀏覽的過(guò)程中與用戶建立互動(dòng)，增強(qiáng)知識(shí)傳播的趣味性和靈活性。就用戶體驗(yàn)而言，多重感官的融合，多維度信息分層可以使信息可視化的呈現(xiàn)形式更具有吸引力。

2．營(yíng)造故事情境。以學(xué)生為主體的可視化設(shè)計(jì)應(yīng)該重視情景設(shè)計(jì)，面對(duì)相對(duì)枯燥的數(shù)據(jù)或知識(shí)點(diǎn)，可以為學(xué)生營(yíng)造具有故事情景的信息可視化界面，將課程內(nèi)容與實(shí)踐情景交叉融合，在時(shí)間、空間等不同維度體現(xiàn)主題內(nèi)容的連貫性，創(chuàng)建特定的故事情境，使知識(shí)情景化、娛樂(lè)化，以增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性，提升用戶的體驗(yàn)質(zhì)量。當(dāng)可視化情景與學(xué)生所熟知的情景相結(jié)合時(shí)，與自己的記憶和經(jīng)驗(yàn)相關(guān)聯(lián)的信息將更容易被接收。

3．信息可視化、個(gè)性化定制服務(wù)。在現(xiàn)代化教育創(chuàng)新時(shí)代，隨著大規(guī)模個(gè)性化教育平臺(tái)的開放和普及，使得教育信息個(gè)性化定制服務(wù)成為必然趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)平臺(tái)用戶的大數(shù)據(jù)挖掘，分析不同學(xué)科門類的學(xué)生用戶群體的共性特征和個(gè)性特征，包括行為習(xí)慣、審美特征、學(xué)習(xí)路徑及熱點(diǎn)知識(shí)需求等，以此為依據(jù)為不同學(xué)科的學(xué)生用戶設(shè)定可視化界面的信息構(gòu)架、設(shè)計(jì)元素和表現(xiàn)手法等，從海量信息中為其推送或定制合理的學(xué)習(xí)計(jì)劃和知識(shí)模型，從紛繁的數(shù)據(jù)背后找到更符合用戶需求和興趣的設(shè)計(jì)和服務(wù)，從而提供個(gè)性化教育信息可視化的定制服務(wù)。例如，對(duì)于以視覺為主導(dǎo)的視覺類型和語(yǔ)言類型學(xué)生用戶可為其定制以圖像、插圖、文字為主要視覺元素的可視化界面；對(duì)于動(dòng)覺類型和聽覺類型學(xué)生用戶可為其在可視化界面中嵌入動(dòng)畫、視頻、音頻或游戲體驗(yàn)環(huán)節(jié)，使其在學(xué)習(xí)、娛樂(lè)體驗(yàn)一體化中學(xué)習(xí)和接收知識(shí)信息。交互信息可視化需要交互設(shè)計(jì)師和視覺設(shè)計(jì)師的密切配合才能實(shí)現(xiàn)高效的可視化動(dòng)態(tài)交互體驗(yàn)。

五、結(jié)語(yǔ)

信息可視化技術(shù)為現(xiàn)代教育管理、教學(xué)實(shí)施提供了有利的工具，未來(lái)的在線教育將會(huì)以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，越來(lái)越重視信息可視化的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)教育信息可視化的進(jìn)一步優(yōu)化，可以幫助學(xué)生梳理知識(shí)信息，提升自我學(xué)習(xí)能力，同時(shí)也有助于教師和管理者提高教學(xué)質(zhì)量和管理效率。但是，教育信息可視化技術(shù)得到真正的應(yīng)用和推廣還需要一定的時(shí)間，需要數(shù)據(jù)分析師、編程人員、視覺設(shè)計(jì)師、教育者、管理者等各領(lǐng)域?qū)I(yè)人士在技術(shù)上的密切配合，同時(shí)還需要依托于相關(guān)可視化軟件的不斷進(jìn)步和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的進(jìn)一步開放才能得以呈現(xiàn)。未來(lái)的教育信息可視化將會(huì)更加注重信息傳達(dá)的便捷性、高效性、科學(xué)性，同時(shí)也會(huì)以“用戶體驗(yàn)”為核心，加強(qiáng)信息技術(shù)與視覺藝術(shù)的結(jié)合，提高可視化信息界面的藝術(shù)性、情感性和趣味性，實(shí)現(xiàn)資源共享、實(shí)時(shí)互動(dòng)、靈活教學(xué)的現(xiàn)代教育方式，并全面深入地利用信息技術(shù)引領(lǐng)教育理念和教育T2O不斷創(chuàng)新。

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