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1、知识的表征第1页，本讲稿共20页第一节 知识表征概述 (一一)涵义：知识在人脑中的存储和组织形式或涵义：知识在人脑中的存储和组织形式或知识在人脑中的呈现方式。知识在人脑中的呈现方式。要点：存储，呈现要点：存储，呈现一、知识表征的涵义一、知识表征的涵义表征表征外部表征外部表征语言的语言的图形的图形的内部表征内部表征符号的符号的分布式的分布式的(二二)种类：种类：第2页，本讲稿共20页 （三）研究取向（三）研究取向 1.1.符号取向符号取向-信息加工的观点，知识信息加工的观点，知识在呈现、组织、存储都是符号的，人是通过在呈现、组织、存储都是符号的，人是通过加工与运用符号代码来表征和解释外界事物加工
2、与运用符号代码来表征和解释外界事物或发生在自己身上的事情的，知识表征包括或发生在自己身上的事情的，知识表征包括概念、图式、命题、脚本、表象、产生式规概念、图式、命题、脚本、表象、产生式规则等等。则等等。2.2.联结取向联结取向-联结主义的观点，认为联结主义的观点，认为知识的呈现、组织、存储都是类似于神经元的知识的呈现、组织、存储都是类似于神经元的实体和联结方式。实体和联结方式。第3页，本讲稿共20页二、知识表征的符号二、知识表征的符号网络模型网络模型符号符号-网络模型假设：网络模型假设：知识是以符号表征的，知识的组织和知识是以符号表征的，知识的组织和呈现方式是网络，网络是由一系列结点和连线组成
3、的；结点呈现方式是网络，网络是由一系列结点和连线组成的；结点即概念，连线表明概念间可能联系和联系的紧密程度。人脑即概念，连线表明概念间可能联系和联系的紧密程度。人脑中知识的呈现、组织或存储都是在符号网络的结点之间进行中知识的呈现、组织或存储都是在符号网络的结点之间进行的。的。符号符号-网络模型中的一小部分网络模型中的一小部分第4页，本讲稿共20页 由由CollinsCollins和和QuillianQuillian提出，认为语义知识可以表提出，认为语义知识可以表征为相互联结的概念而组成的网络。概念是语义记忆的基征为相互联结的概念而组成的网络。概念是语义记忆的基本单元，每个概念具有一定特性，且从
4、属于上一级概念。本单元，每个概念具有一定特性，且从属于上一级概念。有关概念按逻辑的上下级关系组织起来，就构成一个有层有关概念按逻辑的上下级关系组织起来，就构成一个有层次的网络系统。这就是层次网络模型，其中结点代表一个次的网络系统。这就是层次网络模型，其中结点代表一个概念，连线表示概念间的从属关系，概念的特征相应地进概念，连线表示概念间的从属关系，概念的特征相应地进行分级储存。由于概念按上下级关系组成网络，每个概念行分级储存。由于概念按上下级关系组成网络，每个概念和特征都在网络中处于特定位置，一个概念的意义或内涵和特征都在网络中处于特定位置，一个概念的意义或内涵要由这个概念与其他概念或特征的关系
5、决定。因此，该模要由这个概念与其他概念或特征的关系决定。因此，该模型含有一定的推理能力。型含有一定的推理能力。（一）层次网络模型第5页，本讲稿共20页金丝雀金丝雀会唱会唱黄颜色黄颜色有翅膀有翅膀能飞能飞有羽毛有羽毛鸟鸟驼驼鸟鸟腿细长腿细长高个子高个子不会飞不会飞动物动物有皮肤有皮肤能活动能活动会吃会吃会呼吸会呼吸鱼鱼有鳍有鳍会游泳会游泳有鳃有鳃鲨鲨鱼鱼会咬会咬是危险的是危险的鲑鲑鱼鱼粉红色粉红色可可食食用用到上游产卵到上游产卵层次网络模型片断层次网络模型片断水平水平1 1水平水平2 2水平水平3 3第6页，本讲稿共20页 （二）激活扩散模型（二）激活扩散模型 该模型认为，个体头脑中所贮存的知识
6、是一种组织巨大的概该模型认为，个体头脑中所贮存的知识是一种组织巨大的概念网络，这种网络联结的是概念以及概念之间的关系，而不象层念网络，这种网络联结的是概念以及概念之间的关系，而不象层次网络模型那样联结孤立的词汇。次网络模型那样联结孤立的词汇。1 1、知识结构的假设、知识结构的假设 （1 1）连结结点的线段表示了概念之间的联系，连线越短，说）连结结点的线段表示了概念之间的联系，连线越短，说明两个概念之间的联系越紧密，它们越具有共同的特征；明两个概念之间的联系越紧密，它们越具有共同的特征；（2 2）语义距离是知识组织的基本原则，即一个概念的内涵是）语义距离是知识组织的基本原则，即一个概念的内涵是由
7、它相联系的其它概念特别是联系紧密的概念确定的，而概念的由它相联系的其它概念特别是联系紧密的概念确定的，而概念的特征并非分层级存储的。特征并非分层级存储的。2 2、信息加工的假设：信息加工的假设：当概念出现的时候，语义记忆中相应的概念结点就会被激活当概念出现的时候，语义记忆中相应的概念结点就会被激活并扩散至其它概念，尤其是语义上联系紧密的概念。并扩散至其它概念，尤其是语义上联系紧密的概念。3 3、搜索过程的假设：、搜索过程的假设：当搜索到概念结点时，存储在结点中的知识便处于高度的可当搜索到概念结点时，存储在结点中的知识便处于高度的可触接状态，当激活了一个结点后，它就顺着连线扩散，以使其他触接状态
8、，当激活了一个结点后，它就顺着连线扩散，以使其他结点具有可触接性。结点具有可触接性。第7页，本讲稿共20页激活扩散模型片断激活扩散模型片断第8页，本讲稿共20页 指个体对客观环境的事实及其背景与关系的知识，指个体对客观环境的事实及其背景与关系的知识，是可以用词语表述为是可以用词语表述为“是什么是什么”、“为什么为什么”的知识，的知识，其中包括语义、情景、知识。其中包括语义、情景、知识。第二节第二节 陈述性知识的表征陈述性知识的表征一、概念一、概念第9页，本讲稿共20页 (一一)命题表征：命题表征：1.1.命题：是指具有内在联系的两个或两个以上概念之命题：是指具有内在联系的两个或两个以上概念之间
9、组合而构成的事实，它是陈述性知识的最基本单位。间组合而构成的事实，它是陈述性知识的最基本单位。2.2.命题表征：指信息在心理活动中以命题的方式呈现和记载命题表征：指信息在心理活动中以命题的方式呈现和记载 3.3.命题表征的特性：（安德森命题表征的特性：（安德森 ）一个命题像一个句子，一个命题像一个句子，但是比句子更抽象，即命题像一个句子所表达出的但是比句子更抽象，即命题像一个句子所表达出的“句子意思句子意思”，但不是句子本身；，但不是句子本身；命题是按照一定的规则形成和组织的，每命题是按照一定的规则形成和组织的，每一个命题都具有其形式化的结构；一个命题都具有其形式化的结构；命题为两个或多个概念
10、之间命题为两个或多个概念之间的联系。的联系。4.4.命题的网络表征：如果两个或两个以上的命题中含有命题的网络表征：如果两个或两个以上的命题中含有共同成分，那么这些命题可以组织联系起来，共同表达更为复共同成分，那么这些命题可以组织联系起来，共同表达更为复杂的事物杂的事物 。二、种类：二、种类：命题、图式、脚本、表象命题、图式、脚本、表象第10页，本讲稿共20页 (二二)图式图式 1 1、概念、概念 是指人脑中有组织的知识结构，它涉及人对某一范畴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
11、一般信息的知识结构。在一个图式中，往往既有和事件的一般信息的知识结构。在一个图式中，往往既有概念或命题网络结构，也包含客观事物的表象。概念或命题网络结构，也包含客观事物的表象。2 2、特征、特征（鲁姆哈特）鲁姆哈特）图式中含有变化；图式中含有变化；一个大的图式可以包括其他的小图式；一个大的图式可以包括其他的小图式；图式可以按层级组织起来，也可以嵌入到另一图式可以按层级组织起来，也可以嵌入到另一个图式之中；个图式之中；图式具有抽象性。图式具有抽象性。第11页，本讲稿共20页 (三三)脚本脚本 1 1、概念：人所从事的某些典型活动按先后次序、概念：人所从事的某些典型活动按先后次序所作的有组织的认知
12、。所作的有组织的认知。塞克（塞克（SchankSchank）和艾贝尔森（）和艾贝尔森（AbelsonAbelson）提出，）提出，用来解释日常生活中出现的典型事件的序列，以及人用来解释日常生活中出现的典型事件的序列，以及人类行为的某些固定的模式。因此脚本是被用来表征某类行为的某些固定的模式。因此脚本是被用来表征某个典型事件的图式。如乘飞机、看电影等个典型事件的图式。如乘飞机、看电影等 2 2、脚本与命题、脚本与命题 脚本把许多命题以高度有组织的方式组合起脚本把许多命题以高度有组织的方式组合起来，从而构成对更为复杂的知识的表征。来，从而构成对更为复杂的知识的表征。第12页，本讲稿共20页 1 1
13、、概念：指曾经感知过的事物在人脑中的、概念：指曾经感知过的事物在人脑中的反映。认知心理学认为表象也是人脑表征客观环反映。认知心理学认为表象也是人脑表征客观环境与事件的知识的形式之一，它是以非言语形式境与事件的知识的形式之一，它是以非言语形式加工刺激信息的心理活动。加工刺激信息的心理活动。2.2.特征：特征：表象能够表征不断变化的刺激信息表象能够表征不断变化的刺激信息；表象能够承接各种施加于它们的心理操作表象能够承接各种施加于它们的心理操作；表象表象能够表征不断变化着的信息，但与知觉相比，表象在没能够表征不断变化着的信息，但与知觉相比，表象在没有特殊需要的情况下，可能会更模糊、更概括，或者说有特
14、殊需要的情况下，可能会更模糊、更概括，或者说欠精确；欠精确；对复杂图像形成的表象具有层次结构对复杂图像形成的表象具有层次结构。(四四)表象表象 意义：意义：适合在工作记忆中对空间信息进行表适合在工作记忆中对空间信息进行表征；借助表象，有助于进行抽象的推理活动征；借助表象，有助于进行抽象的推理活动。第13页，本讲稿共20页 （一）概念界定：从本质上讲，是一套控制个人行为的操（一）概念界定：从本质上讲，是一套控制个人行为的操作程序，包括外显的身体动作和内在的思维活动，解决的是作程序，包括外显的身体动作和内在的思维活动，解决的是“做什么做什么”和和“怎么做怎么做”的问题，最大特点是能够很容易地的问题
15、，最大特点是能够很容易地用动作或步骤显示出来，表明该事是怎么做，但却不容易很用动作或步骤显示出来，表明该事是怎么做，但却不容易很清楚地用语言加以描述它们。清楚地用语言加以描述它们。（二）种类：（二）种类：1 1、动作技能、动作技能 2 2、认知技能（智慧技能）、认知技能（智慧技能）3 3、认知策略、认知策略 第三节第三节 程序性知识的表征程序性知识的表征一、程序性知识的概述一、程序性知识的概述第14页，本讲稿共20页 1 1、内容：、内容：陈述性知识回答的是陈述性知识回答的是“是什么是什么”和和“为什么为什么”的知识，程序性知识是关于的知识，程序性知识是关于“怎么做怎么做”和和“做什么做什么”
16、的知识；的知识；2 2、速度与性质：、速度与性质：程比陈快而且自动化；程比陈快而且自动化；陈：具有事实性，程：具有动力性陈：具有事实性，程：具有动力性 3 3、控制源：陈述性知识用意识控制，程序性、控制源：陈述性知识用意识控制，程序性知识用潜意识控制。知识用潜意识控制。（三）程序性知识与陈述性知识的区别：（三）程序性知识与陈述性知识的区别：第15页，本讲稿共20页 （一）陈述性知识的概念、命题、图式、脚本、（一）陈述性知识的概念、命题、图式、脚本、表象来表征。表象来表征。程序性知识以规则来表征，规则把程序性知识程序性知识以规则来表征，规则把程序性知识与对事物的操作连接在一起，并以与对事物的操作
17、连接在一起，并以“产生式产生式”规则规则来储存。产生式来自计算机科学，认为人和计算机来储存。产生式来自计算机科学，认为人和计算机一样都是物理信号系统，其功能都是操作符号，计一样都是物理信号系统，其功能都是操作符号，计算机之所以具有智能，是因为储存了一系列算机之所以具有智能，是因为储存了一系列“如果如果，那么，那么”编码的规则的缘故。人经过学习头编码的规则的缘故。人经过学习头脑中也储存一系列以脑中也储存一系列以“如果如果，那么，那么”形式表形式表征的规则，这种规则就是产生式。征的规则，这种规则就是产生式。二、程序性知识的表征二、程序性知识的表征第16页，本讲稿共20页 （二）（二）产生式系统产生
18、式系统 解决一个复杂的问题或完成一个复杂的作业，往解决一个复杂的问题或完成一个复杂的作业，往往需要关键将一系列的产生式组合起来，这些由产生往需要关键将一系列的产生式组合起来，这些由产生式组合而成的系统称为产生式系统。式组合而成的系统称为产生式系统。产生式规则指在某种特定条件下得到满足时发产生式规则指在某种特定条件下得到满足时发生，然后使个体作出某种动作或行为的规则，即以生，然后使个体作出某种动作或行为的规则，即以“如果如果，那么，那么”编码的规则，或称条件编码的规则，或称条件行动行动公式。在产生式规则中，所含的目标与子目标之间的联公式。在产生式规则中，所含的目标与子目标之间的联系被激活后，就会
19、从一个产生式系统进入到另一个产生系被激活后，就会从一个产生式系统进入到另一个产生式系统，即一旦一个产生式系统被激活与被执行后，对式系统，即一旦一个产生式系统被激活与被执行后，对动作或行为的控制将转移到能满足条件的另一个产生式动作或行为的控制将转移到能满足条件的另一个产生式系统中。系统中。第17页，本讲稿共20页（三）产生式系统的形成过程（三）产生式系统的形成过程1、认知阶段：、认知阶段：如四则混合运算：先乘除后加减如四则混合运算：先乘除后加减2、联系阶段：、联系阶段：规则与习题相联系规则与习题相联系3、自动化阶段：、自动化阶段：产生式规则完全自动化的被运用产生式规则完全自动化的被运用第18页，
20、本讲稿共20页 （一）一般领域的程序性知识（一）一般领域的程序性知识 适用于许多领域，在记忆中被表征为一般性活动适用于许多领域，在记忆中被表征为一般性活动的产生式系统，也就是通常所说的一般方法或一般途的产生式系统，也就是通常所说的一般方法或一般途径；径；（二）特殊领域的程序性知识（二）特殊领域的程序性知识 是指能有效地运用于特定条件下解决问题的产是指能有效地运用于特定条件下解决问题的产生式系统。生式系统。如某些专业领域的具体操作：正理板顺刨，乱理板横刨。特殊领域的程序性知识被进一步划分为自动化特殊领域的程序性知识被进一步划分为自动化了的基本技能和策略性知识。了的基本技能和策略性知识。三、程序性知识的范畴三、程序性知识的范畴第19页，本讲稿共20页第20页，本讲稿共20页