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修筑有用的中央舆图(认知舆图中的一类)认知地图

时间:2019-03-13来源:未知 作者:admin点击:
最近有几位朋友讨论自适应的话题,也聊到了知识图谱的问题。很久没写文章了,写一篇互动下。我会把真实的认识尽可能地表达出来,但这个话题涉及比较多的专业术语及概念,仅适合业内人士,对抽象概念恐惧者慎入。 当然,我知道前辈所批评的是大部分所谓的知识

  最近有几位朋友讨论自适应的话题,也聊到了知识图谱的问题。很久没写文章了,写一篇互动下。我会把真实的认识尽可能地表达出来,但这个话题涉及比较多的专业术语及概念,仅适合业内人士,对抽象概念恐惧者慎入。

  当然,我知道前辈所批评的是大部分所谓的“知识图谱”。当然,我也知道有一些人的不是。于是抛砖引玉:

  聊天聊到这,这位前辈意识到自己谈的“知识图谱”是特指的。但是说到底“知识图谱”只是一个“术语”,“所指为何”并非不可重新定义。

  其实前辈批评的,是将“知识图谱”应用在“认知发生上”。或者更明确地说是:反对用“知识图谱”取代学习或教学中涉及“认知发生”的环节。

  知识这么抽象的东西,大家多少还是会希望在“知识的可视化”方面做些努力,我们称为“图示心理”。

  IT技术的应用,需要做业务沟通时,往往也需要“思路图”或者“图示”来辅助,这时候很容易想到“思维导图”或者“知识图谱”一类的概念。

  许多机器学习的项目,基于知识点做无监督学习时,遇到了问题,希望能通过知识图谱一类的东西来辅助一下。

  在认知心理的研究中,其实有个类似的概念叫“认知地图”(包括:图式心理)。

  一些教辅或者其他图书也有类似的产品,例如:概念地图、思维导图。(见下图)

  上述这些因素中,我觉得在“为什么大家热衷‘知识图谱’这个方向”的话题上,人们心里权重最高的相关概念应当是“语义网络”和“认知地图”这两个。本文就这一话题展开聊聊,其他的放下不议。恰好“语义网络”也可以算作是一种“认知地图”,一会儿我们会聊到。(另外,讲到“认知地图”的时候,还有一个相关概念很重要,就是“专家模式”或者“专长模式”。这个话题,我们在下一篇文中《追求极致的有效学习--基于脑特性的学习原则:(3)专家模式与认知地图》会详细来谈。)

  我们先来看看,“认知地图”是指什么?在约翰·安德森的《认知心理学》中,他是这么定义“认知地图”的:

  视觉表象的另一个重要功能是帮助我们认出和记住环境的空间结构。我们对世界的表象表征通常被称为认知地图(cognitive maps)。在认知地图中我们可以明显展现出表象与行动之间的联系。在计划如何从一个地图去另一个地方时,我们会经常发现自己在想象周围的环境。

  认知地图是在过去经验的基础上,产生于头脑中的,某些类似于一张现场地图的模型。是一种对局部环境的综合表象,既包括事件的简单顺序,也包括方向、距离,甚至时间关系的信息。

  托尔曼根据白鼠学习迷宫的实验提出,动物学习不是在一连串刺激和反应之间建立联系,而是在脑内形成了迷宫的格局,托尔曼称之为认知地图。

  总体来说,从官方的定义来看,认知地图是关于对环境的表征的。但,这只是其一。

  这里所有的“环境”基本是指“真实环境”,也就是说“认知地图”是关于真实环境的描述。那么有一个问题是:抽象概念之间的关系,是否也是由类似的认识机制来构建的?

  关键句:学习就是对行为的目标,取得目标的手段,达到目标的途径和获得目标的结果的认知,就是期待或认知观念的获得。

  我们接着来,有一本书:《创设联结:教学与人脑》是从脑科学角度探讨教学的。

  这一段,基本还是在讲安德森所述的“认知地图”。但是提到了另外一个概念“图式”。图式是什么呢?

  所谓图式,是人脑中已有的知识经验的网络。在皮亚杰认知发展理论中,图式是指一个有组织、可重复的行为模式或心理结构,是一种认知结构的单元。一个人的全部图式对组成一个人的认知结构。认知理论把图式定义为从心理学理解认知的基本构造单元。

  学者把这种“心理空间”称为:主题地图。这种主题地图,可以是关于抽象概念的。

  换句话说,一些研究脑科学的学者认为,主题地图可以帮助改善主题教学。但这里我们讲到了“图式”,“图式”不是“图示”。“图示”是用图来协助表达。“图式”是关于知识经验的网络。这里谈到了“知识经验”。过去我认为他是一个词,即:“知识经验”。现在,我明白这是两个词,“知识”和“经验”。从认知主义的角度来看,其实它们俩各有所指,前者其实是指“经验的知识表征”,后者其实是指“知识在形成之时,身体方面的相关生理体验”。

  按照上述逻辑,人的认知是具身的,如果“你不能想象拣玻璃的动作,你就无法理解啥叫拣玻璃”。这样的逻辑。也就是说,如果你不曾经历(体验),你将无法“理解”。

  但是,事情并没有这么简单。上述逻辑似乎是想告诉我们所有的学习都应该发生在“真实场景”中。这,显然是不可能做到的。例如:我们在消防队员的火灾课程中,难道要放一把火把大楼给“真实地烧掉”吗?

  一些教学设计的学者认真地区分了关于“逼真度”的相关概念。例如,范梅里恩伯尔就总结到:

  所谓“逼真度”是指一个特定的模拟环境与现实世界一致性的程度。通常其区别就介于“心理逼真度”、“功能逼真度”和“物理逼真度”之间。“心理逼真度”是指模拟任务环境复制现实任务环境中所经历的心理因素的程度,这里不仅包括了要表现的技能,还包括压力、恐惧、厌倦等心理因素。“功能逼真度”是指针对学习者要完成的任务,模拟任务环境以类似现实任务环境的方式发挥作用的程度。“物理逼真度”是指模拟环境在“看”、“听”、“摸”甚至“闻”上与现实任务的环境的相似度。

  心理学家认为,在复杂认知技能的有效学习方面,模拟任务环境中的重要性,心理逼真度功能逼真度物理逼真度。有时候任务课堂培训刚开始的时候,学习任务都是在功能逼真度和物理逼真度相对低的环境中完成的,随着学习者技能的增加在逐步增加这两方的逼真度。

  不仅如此,我们还知道课堂上课的时候,甚至其他课堂场景中,我们大部分时候是通过语言表达来做知识传递的。只有在语言难以表达的时候,我们会说:“字不如图,图不如表”;或者“百闻不如一见”。当然,有时候无法用图表来传递知识的时候,还得用文字。尽管并不容易很好地表达。例如这篇关于认知的文章,我们要找到好的、能帮助表达的图片就比较困难。

  当然,我们也知道好的文字表达,能让语义更好地被传递。有一门新兴的专业是研究这个方向的,虽然不是很成熟,但是已经有了许多有价值的发现。叫《认知语言学》。

  末了,做个小结。我们从“知识图谱”谈到了“认知的地图”,到底欲意何为?我想起了前文老前辈的评判。其结论还是正确的:

  但,这两种方法或模式,不能用在认知发生上,尤其是K12时期的认知发生上。

  我结合上文所有的讨论对这三个结论,针对教学的四类场景,做一个翻译(转述)。鉴于“认知发生”这个概念大家可能不太熟悉,我们也做个简单科普。

  上述这段文字是来自百科:“发生认识论”(也就是“认知发生轮”)。它大致上的意思是:

  语言形成之前,儿童主要通过身体的经验来表象世界。例如:我很生气,我快气炸了。这里的“气炸”了的概念其实来自儿童关于容器中气体膨胀的经验,如果没有其他膨胀的经验,儿童便无法掌握“我很生气,我快气炸了”这样的句子。

  思维是来自身体经验的,并非来自语言,语言也是来自身体经验的。但是智力越发展,语言的重要性也越大。

  基于这三点关于“认知发生论”的思考,我们现在对前辈的结论进行一个翻译(转述):

  如果涉及“认知发生”,各种导图、图谱统统都是无效的。不涉及“认知发生”时,图谱、导图在一些教学场景下能提供部分有效的支持。

  “认知发生”是指“你不能想象拣玻璃的动作,你就无法理解啥叫拣玻璃”。也即:如果要让学生理解“拣玻璃”这一逻辑的前提是,学生能想象“拣玻璃的动作”这一身体经验。

  当我们没有直接的“拣玻璃”的经验,但是有“拣”的经验以及“玩玻璃”的经验时,语言可以协助我们想象“拣玻璃”的经验。这种“概念拼装”可能会有部分的“失真”,但确实是可以促进的。这也就是“教”的意义。其原理就是前面提到的:“心理学家认为,在复杂认知技能的有效学习方面,模拟任务环境中的重要性,心理逼真度功能逼真度物理逼真度。”

  关于失真,有一个关于建构主义的段子,是个不错的例子。有一只青蛙向一只鱼进行描述,鸟的样子,它说鸟有翅膀,还有爪子......鱼,于是进行了想象,在想象中,鸟的身体,依然是鱼的样子。

  在儿童早期,增加“各种基于身体体验”(具身认知)的“经验”将有助于儿童未来的理解能力。

  当不涉及“认知发生”时,教学过程中,“教、学、练、考”四类场景中,皆有思维导图、知识图谱等工具应当是有帮助的。特别在复杂认知技能的有效学习方面,我们需要借助心理空间,也即“主题地图”的逼真度来促进认知结构的形成。

  因此,构建有效的主题地图(认知地图中的一类),对教学来说是很有意义的!我们在下一文中,将结合“专家模式”或称“专长模式”这种心理结构来发展这一理念。我们认为这一个“工具”是有意义的,就好比“地图软件”带给我们的“导航”功能一样,是符合人的认知规律的。

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