第八章 知识的建构和表征 认知心理学课件

安德森（Anderson)对命题表征作了以下三点说明： 第一，一个命题像一个句子，但是比句子更抽象。“张三看见了李四” 等同于“李四被张三看见了”。 第二，命题是按照一定的规则形成和组织的，每一个命题都具有形式 化的结构。命题结构中一般包括执行行为的人、直接对象和接受者。 第三，命题为两个或多个概念之间的联系。关系项把两个概念（变元） 联系起来，称为命题格式。如“李四看电视”命题格式表示为： 看 （李四、电视） （关系项） （变元） 陈述句是命题最基本的语言形式。 疑问句、祈使句和感叹句一般不直接表达判断，无所谓真假，因而 不是命题的语言形式。如“人类社会的历史是谁创造的呢？”“多么 崇高的理想啊！”都不是命题。“今天天晴”“她笑了”是命题。 • 老李年龄是40岁。 • (Li,Age,40) • 老李、老张是朋友的可能性不大。 • (Friend,Li,Zhang,0.1)
模型的验证：范畴大小效应
当谓语的范畴变大，判断句子所需要的时间也多。
对模型的批评



（1）熟悉效应 对较熟悉的句子判断较快。 （“狗是动物”快与“狗是哺乳动物”） （2）典型性效应 对一个范畴或概念的典 型成员的判断要快于对非典型成员的判断。 （“鸽子是鸟”快于“企鹅是鸟”） （3）否定效应 判断同一范畴的两个词比 判断不同范畴的两个词需要花费更长的时 间。（判断“铁杉 - 鹦鹉”快于“铁杉 - 雏 菊”）
图式的特征




鲁姆哈特（Rumelhart）和奥荣尼（Orlony） 在1997年概括出图式所具有的四个基本特征： 1、图式中含有变化。如不同车具有不同的特征。 2、一个大的图式可以包括其他的小图式。如大 学包括教室、教师、图书馆等。 3、图式可以按层级组织起来，也可以嵌入到另 一个图式之中。如公共汽车的图式可以嵌如司机、 乘客和座位等图式。 4、图式具有抽象性。

层次网络模型（ Hierarchical Network Model ）是奎连 （Quiilian),和科林斯（Collins)提出的。它是认知心理 学中的第一个语义记忆模型。这个模型原本针对言语理解 的计算机模拟而提出的，称作“可教的言语理解 者”(Teachable Language Comprehender )，后来也说明 人的语义记忆，并因其具有层次网络结构而被称作层次网 络模型。在这个模型中，语义记忆的基本单元是概念，每 个概念具有一定的特征。这些特征实际上也是概念，不过 它们是说明另一些概念的。有关概念按逻辑的上下级关系 组织起来，构成一个有层次的网络系统。 这个网络的模型对概念的特征相应地分级贮存。在每一级 概念的水平上，只贮存该级概念独有的特征，而同一级的 各概念所具有的共同特征则贮存于上一级概念的水平上。 由于上一级的概念的特征只出现一次，无须在其所有的下 属概念中再贮存。这样的分级贮存可以节省贮存空间，体 现出“认知经济”原则。
一 知识的获得
人类的知识是通过建构获得的；
新知识的同化。一旦学生在新信息与原有知识经验之间建 随着新知识的同化，原有的知识经验会因为新知识的 人类知识获得过程的制约性； 立了逻辑联系，他就可以利用相关的背景知识对新信息做 纳入而发生一定的调整或改组，这就是知识的顺应。如在 出进一步的推理和预期，从而“超越给定信息”，进一步 人类大多数知识是一个领域一个领域地逐 学习了“力”的概念后，再学习“重力”和“摩擦力”等， 生成更丰富的理解。 就可以丰富学生对“力”的理解。 个获得的。 在学习“三角形”这一概念时，学生必须将这一名词 有时，新概念与原有观念之间存在一定的偏差，此时 与他们看到过的各种形状的三角形物体联系起来；在学习 新观念的进入会使原有观念发生一定的调整。比如，在学 “直角三角形”时，学生必须联系自己有关“直角”和 习“定滑轮”作为“杠杆”的特例同化到认知结构中时， “三角形”的知识以及生活中的一些实际经验。如果个体 学生对杠杆的理解会发生一些改变：杠杆不一定是细长的， 没有这些相关的知识经验，这些名词就成了没有意义的符 也可以是一个轮子。 号。
二 知识建构过程



人类知识的建构：刺激信息在人脑中的存 心理词典(mental lexical)又称为内部词汇。认知心 储与组织的过程。 理学认为，字或词在人脑中的心理词典里，可能是按 知识的心理表征 ：知识的人脑中的存储形 照事物的类别或由联想后的连结来排列与检索的。 词汇触接:心理词典使用的方法,即外在事物的刺激信 式和呈现方式，是以抽象概念为形式来存 息如何进入心理词典的过程,称为词汇触接(Lexical 储和组织信息的具有内在联系的符号活动。 Access),它是指代外界事物的字或词汇及词义的辨别 分为表象表征和命题表征。 与认识过程。 分为直接触接和间接触接。 人类知识的建构，包括了词汇的（lexical） 和概念的（conceptual）两个部分。
二 命题表征


（一）命题的涵义 命题是指具有内在联系的两个或两个以上 概念之间组合而构成的事实，它是陈述性 知识的最基本的单位。构成人类知识的基 本单位是命题而不是概念。 如“两对边平行且相等的四边形是平行四 边形”，“2008年奥运会在北京举行”， “活到老，学到老”，“知识就是力量”。

一 知识表征的涵义



知识在人脑中的存储和组织形式或者说知 识在人脑中的呈现方式，称为知识的表征。 信息加工观点：符号取向(概念、命题、脚 本、图式、表象、产生式规则等） 联结主义观点：联结取向（以大脑中有组 织的类似神经元的实体的联结方式予以存 储、组织和呈现。）
（一）符号-网络模型假设

认知心理学通过构建认知模型来说明个体 内部的知识表征。符号-网络模型是基于数 学和计算机程序的方式，用来模拟和探讨 人类知识的组织方式或人类知识的呈现方 式。这个模型比较明确地显示出，个体头 脑内部知识的每一个成分是怎样以某种联 系方式排列与相互作用的。



一 陈述性知识表征概述


这是以命题作为知识基本单元，企图说明 复杂知识在长时记忆中的贮存和加工，并 集语义记忆和情景记忆于一体。这些模型 因其具有综合性，涉及的面也更广，这是 那些简单模型所不及的。 认知心理学认为，陈述性知识主要是以命 题网络的形式表征，同时涉及图式、表象 和心理模式。


概念的涵义在人脑中是如 何存储的是符号-网络模 型理论假设的核心。概念 通常是用“节点”来表示， 两个节点之间通过一条带 有箭头的连线连接起来。 节点和连线表明了概念之 间的可能联系以及它们之 间联系的紧密程度。 N 人脑中知识的存储、组织 或呈现，都是在符号网络 节点之间进行检索的，是 以系列的认知加工方式进 B C 行的，一直到最近的节点 那里才提取知识。
父节点
A
子节点
M
H
终叶节 点
D
E
F
（二）层次语义网络模型

层次语义网络模型和激活扩散模型都 属于网络模型的范畴。这类模型的特 点是语义信息的高度组织化。每一个 概念都与其他概念有一定联系，处于 网络中的一定位置，语义记忆有着严 谨的结构。由此，一些知识也事先得 到贮存，这类模型即为预存模型，并 且搜索成为其必不可少的加工过程。
三 HAM 模型

HAM 就 是 “ 人 的 联 想 记 忆 ” （ Human Associative Memory ） 模 型 是 Anderson 和 Bower(1973) 提出来的。 它也是一种网络模型，但其基本的表征单 元是将概念连起来的命题，而不是单个的 概念本身。依照这个模型，一个命题是由 一小集联想构成的，每个联想则将两个概 念结合在一起或联系起来。
（三）原型模型

在原型模型中，概念的内涵是按它与事物 原型的相似性程度来进行心理表征的。事 物原型的相似性是通过概念特征之间的重 叠程度来表示的。
鸟的概念样例与原型之间相似性程度的计算
特征
会飞
鸟
+
麻雀
+
坐山雕
+
鸡
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企鹅
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会唱歌
下蛋
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+
+
+
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身体小
在树上筑巢 吃昆虫 与鸟的类似性
+
+ +
第八章 知识的建构和表征
知识的建构和表征
第一节 知识的建构
百度文库
第二节 知识的表征
第三节 陈述性知识的表征
第四节 程序性知识的表征
个体获得知识的过程不仅仅是 知识从外到内的简单传递过程， 它并不是学生原封不动地接受 和占有知识，而是学生积极主 同化 动建构自己知识的过程，这种 建构活动是通过新信息与原有 通过将新知识与原有的知识经验联系起来，从而获得 顺应 知识经验之间反复的相互作用 人类知识的获得包含着重构过程； 新知识的意义，并把它纳入已有认知结构的过程，就叫做 而实现的。
语义启动


词汇触接揭示了当外界某个或某些字或词 汇进入人的认知结构系统而唤起其心理词 典中的字与词汇的过程，会促进与其有关 判断下列是否为汉语词汇 联的字与词汇的联系。这种唤起并促进 葡萄 果苹 土豆 律师 士兵 尉上 树木 教师 工人 狮子 斑马 土地 面包 医生 糖果 学生 草地 季月 非洲 房屋 黄油 护士 月亮 云朵 玫瑰 雨云 （加速）随后的与其具有语义联系的字与 词汇的触接过程，称为语义启动现象。 由于一个刺激信息（字或词汇）刚被呈现 过，从而导致个体对这个刺激信息的识别 或察觉能力的提高，称为语义启动效应。

用树形图可以很好地表明多种联想结合而 成的命题，这种图形称为命题树。任何一 个命题树必须通过连接才能获得一定的意 义。它即可以表征语义记忆，也可以表征 情景记忆。“在北京，1949年毛主席升起 第一面五星红旗”。
三 图式（schema）



图式（schema） 认知心理学把命题、命题网络看作是 知识的最基本的单位，由于对较大的、多层次重叠组织的 知识难以解释，因此，认为整块的系统知识是由图式表征 的。 图式是指人脑中有组织的知识结构，它涉及人对某一范畴 的事物的典型特征及关系的抽象，是一种包含了客观环境 和事件的一般信息的知识结构。在一个图式中，往往即有 概念或命题网络结构，也包含着客观事物的表象。它就像 是围绕着某个主题组织起来的认知框架或认知结构。它最 早是由巴特莱特（Bartlett）提出的。 认知心理学把物质客体的图式，如房子、桌子、客厅等称 之为框架（frame），把顺序性事件的图式称之为脚本 （script）。
激活扩散模型示意图
小游戏

以“路标”为题展开联想(1分钟)
模型的验证：启动效应 （Priming Effect）

启动效应是指先前的加工活动对随后 的加工活动所产生的有利作用。
Freedman 和Loftus实验： “说出一种水果名称是以A字母开头的” “说出一种以A字母开头的水果名称” 被试完成前一种表达方式的作业要快于后一种。

联想有不同的类型。 Anderson 和 Bower 区分 4 种主要的联想。这四种联想及其联结的方式为 （1）上下文-事实联想，事实是指发生了什么事 情，上下文是指何时何地发生了这种事情；（ 2 ） 地点-时间联想，地点说明上下文的“何地”，时 间说明“何时”，它们结合而成上下文；（ 3 ） 主语-谓语联想，主语说明事实的主体，谓语说明 主体的特性；（4）关系-宾语联想，这是构成谓 语的联想，关系是指主语的某种行动或与其他事 物的联系，宾语则指行动的对象。此外，还有 （5）概念-事例联想，如家具-桌子。
+
+ + 6-0=6
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+ _ 2-4= -2
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1-5= -4 1-5= -4
样例集
信息集 （鸟）
金丝雀是鸟(是)
特征集
金丝雀有羽毛,有翅膀…
鸟有羽毛,有翅膀… 狗有毛,吃母奶…(不是)
计 算
（四）激活扩散模型

激活扩散模型（Spreading Activation Model）是科林斯（Collins)和劳福特斯 （Loftus)提出的。它也是一个网络模型。但与 层次网络模型不同，它放弃了概念的层次结构， 而以语义联系或语义的相似性将概念组织起来。 概念之间的连线表示它们的联系，连线的长短表 示联系的紧密程度，连线愈短，表示联系愈紧密， 两个概念有愈多的共同特征；或者结点之间通过 其共同特征有愈多的连线，则两个概念间的联系 愈紧密。