知识可视化视觉表征的形式分析
[摘要]在教育技术领域，知识可视化指视觉表征形式，与此相对
应的是承载知识的图解手段。知识可视化的视觉表征并非孤立的单
位，而是符号的系统。根据视觉形式分为表层形式和深层形式，可
以分别阐释知识可视化视觉表征的形式特征。知识可视化视觉表征
的表层形式为色彩、线条和大小等材料因素，深层形式为线性结构、
循环结构、圆形结构和网状结构和隐喻形式等空间关系。知识可视
化视觉表征的形式设计中，需要构建视觉表征的结构关系，展现内
容性元素；应用线条、色彩和大小等材料因素，发挥修饰性作用：
文字符号与视觉形式结合，明晰所指代的内容。
[关键词]知识可视化；视觉表征；形式分析
随着计算机技术不断发展和计算机图形学蓬勃提高，人们将可视
化技术应用于数据的可视化中，通过分析数据，去探索规律、表达
知识。“知识可视化是在科学计算可视化、数据可视化和信息可视
化基础上发展起来的新兴研究领域，它应用视觉表征手段，促进群
体知识的创造和传递。”
知识可视化价值实现有赖于它的视觉表征形式。尽管知识可视化
的视觉表征形式丰富多样，但其设计应用却存在不少错误的设计观
点和不恰当的应用方法，未能有效地应用于教育教学中。究其原因，
“在知识可视化的环境中，人们的视觉经验与阅读行为在发生转
向：由基于印刷文本的阅读逐渐转变为基于视觉图像的解读”；而
目前的研究对诸多类型知识可视化视觉表征的共性分析不足，尚未
充分把握视觉表征的本质特征。
“视觉信息具有可以理解的特定语法。”知识可视化的视觉表征
以图形符号和文字符号作为信息载体，经过组合编码，形成符合语
法结构的图形。知识可视化视觉表征并非孤立的单位符号，而是符
号组成的系统和结构。在研究知识可视化视觉表征的符号结构时，
只有分析符号相互作用而构成的形式才有意义。
一知识可视化视觉表征形式分析的作用
作为一个学术用语，视觉表征指用视觉符号表现意义，侧重于探
讨的是视觉符号与其指代物的关联，以及人们怎么样视觉符号传播
和交流思想。视觉表征有两重含义：一个是作为名词，指承载着意
义的视觉符号。一个作为动词的表征，是指以符号为中介进行意义
的传播。也可是认为，视觉表征作为形容词的意思为“通过眼睛感
受到的”，而作为名词的解释只是具体的视觉表征形式。
1.知识可视化的视觉表征类型丰富多样、不断拓展
epplerburldaard将知识可视化视觉表征概括为6种类型嗍：(1)
启发式草图(heuristicsketches)，在小组间产生新的见解；(2)
概念图表(conceptualdiagrams)，结构化信息并展示其关系；(3)
视觉隐喻(visualmetaphors)，映射抽象数据使其易于理解；(4)
知识动画(knowledgeanimations)，动态的、交互的可视化技术；
(5)知识地图(knowledgemaps)，结构化专家知识并提供导航；(6)
科学图表(scientificcharts)，可视化知识域。
jonassen等人描述了各种各样的可视化方法，认为知识可视化视
觉表征主要有：概念图(conceptmap)、思维导图(mindmap)、认知
地图(cognitivemap)、语义网络(semanticnetwork)和思维地图
(thinkingmap)等。
邱婷等专注于知识可视化的视觉表征形式，将其分为知识地图、
示意图、图画、连续性图表、离散性图表、矩阵图、流程图、组织
者和树形图九类，并分别描述了每种形式的来源和特征。
20世纪90年代后，知识可视化视觉表征的优势被更多国外的学
者关注，开发出了更多形式。如美国吉克萨斯基督教大学提出“知
识地图”(knowledgemaps)，jonassefisher(2000)提出“语义网
络”(semanticnetworks)以及ackermaneden(2001)提出“认知地
图”(cognitivemaps)等。
随着各种知识可视化技术的发展，更多的视觉表征形式会被应用
到知识可视化中来。知识可视化视觉表征类型在不断地发展中，其
现有的数量或分类不会固定不变。虽然不少研究成果提及了知识可
视化视觉表征的众多类型，但还没有包含所有的视觉表征类型，也
不可能完全列举所有的视觉表征类型。
总体而言，知识可视化视觉表征的分类没有明确的标准，存在不
同程度的相互包含和重叠现象。究其原因，已有研究没有明确界定
知识可视化视觉表征的本质特征，导致视觉