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1、第第6章章-长时记忆长时记忆中的知中的知识组织识组织 电电子子课课件件认认知心理学知心理学 一、情景记忆与语义记忆一、情景记忆与语义记忆情景记忆情景记忆关于个人特定时间关于个人特定时间情景或情景或事件事件，以及，以及这些事件的时间这些事件的时间-空间联系的信息。空间联系的信息。语义记忆语义记忆运用语言所必需的运用语言所必需的记忆记忆一个一个心理词库心理词库有关字词或其他语言有关字词或其他语言符号符号符号的意义和指代符号的意义和指代物物概念概念符号、概念等之间的符号、概念等之间的联系，有关联系，有关规则、规则、公式公式关系关系操纵符号、概念和关系的操纵符号、概念和关系的算法知识算法知识。二者的区
2、别二者的区别情景记忆情景记忆语义记忆语义记忆贮贮存存信信息息 场景场景意义、概念意义、概念参参 照照 系系以以个个人人经经历历为为参参照照，以以时时间空间为框架间空间为框架以以一一般般知知识识为为参参照照，可可有有形式结构，如语法结构形式结构，如语法结构状状态态处处于于经经常常变变化化的的状状态态，易易受受干干扰扰，所所贮贮存存的的信信息息常常被转换，不易提取被转换，不易提取较较少少变变化化，不不易易受受干干扰扰，比较稳定，交易提取比较稳定，交易提取推推理理能能力力贮贮存存特特定定时时间间的的个个人人事事件件，其推理能力小，其推理能力小贮贮存存一一般般知知识识，其其推推理理能能力强力强二二 、
3、长时记忆的编码、长时记忆的编码双重编码双重编码理论（理论（PaivioPaivio，19751975）表象系统表象系统以以表表象象代代码码贮贮存存关关于于具具体体客客体体和和事事件件的的信信息息，即即事事物物的的形形象象。有有着着与与实实际际知知觉觉相相似似的的性质性质，并且并且与外部客体与外部客体相类似相类似，它，它是一种类比表征。是一种类比表征。言语系统言语系统以以言言语语代代码码贮贮存存言言语语信信息息。是是一一种种抽抽象象的的意意义义表表征征，具具有有命命题题特特征征。语语义义代代码码又又被被称为命题代码或命题表征。称为命题代码或命题表征。这两个系统既彼此独立又互相这两个系统既彼此独立
4、又互相联系联系，分别，分别对应于对应于情景记忆情景记忆和语义记忆。和语义记忆。长时记忆的信息编码问题还存在争论长时记忆的信息编码问题还存在争论。内内部部词词汇汇就就像像一一本本心心理理词词典典，它它是是关关于于单单词词的的有有组组织织的的知知识识，被被称称作作心心理理词汇。词汇。心理词典心理词典储存着三类信息储存着三类信息语音语音词及词及其其句法特征句法特征意义意义重复启动重复启动新近新近出现过的项目出现过的项目可可促进促进其随后的其随后的提取提取。语义启动语义启动词汇通过词汇通过唤起唤起与其与其语义语义相关的相关的成分成分而变得容易而变得容易提取；提取；一个词汇项目被一个词汇项目被激活，将激
5、活，将促进促进随后与其随后与其语义相关项目的获取语义相关项目的获取。语义记忆中的三类元素语义记忆中的三类元素o单元单元 (Unit)：一种事物（手、汽车、火车）：一种事物（手、汽车、火车）o属性属性 (Properties)：概念性的（举手表示同意）：概念性的（举手表示同意）o指针指针 (Pointers)：表示特定的表示特定的关联关联语义语义组织的简单组织的简单模型模型长时记忆长时记忆中存在层次中存在层次组织组织(Bower Bower et alet al.，1969 1969)分层组织的信息记忆成绩更好。RandomRandomOrganizedOrganized(一一)特征比较模型特征
6、比较模型(feature-comparison model)(Bock，1976；Rips et al.，1975)一个项目的意义被作为一组语义特征保存在记忆中。特征分为属性特征：一个项目的典型特征，其描述时不一定是必需的。定义特征：在定义一个项目时则必不可少。特征比较模型包含两个连续的比较阶段。第一阶段：如果比较结果足以判断两者相似或不同，则立即确定项目是否为类别的成员；否则，就必须进行第二阶段加工。第二阶段：比较所有定义特征，但不比较属性特征。比较之后，便可以做出明确判断。（二）（二）样样例理论例理论(exemplar theory)(Medin&Schaffer，1978；Smith&M
7、edin，1981；Murphy，2016)信息在记忆中的存储取决于它与已有样例之间关系的密切程度。记忆将客体和概念分别放在不同范畴中，当遇到新客体时，大脑能够将它放入适当的范畴中。样例理论虽然比较直观、简单，但缺乏对信息的抽象加工，违背认知经济原则，记忆存储的效率较低。(三三)原型理论原型理论(prototype theory)(Rosch，1975；Rosch&Mervis，1975)起源于起源于对自然类别的研究对自然类别的研究。知识知识是以原型为核心构建起来的抽象自然是以原型为核心构建起来的抽象自然范范畴畴，原型原型是对范畴成员的理想化抽象表征是对范畴成员的理想化抽象表征。原型原型的的特
8、性特性:原型原型是范畴样是范畴样例例，如如典型效应典型效应。原型原型只是一个只是一个参照点参照点，不不太典型的成员也可以被太典型的成员也可以被看成是典型的看成是典型的。原型原型被启动被启动后后，判断判断速度更速度更快快；启动启动对原型的作对原型的作用大于对非原型的作用用大于对非原型的作用。在在一个句子一个句子中中，原型原型可以代替范畴名称可以代替范畴名称。原型原型与范畴中的成员拥有共同属性与范畴中的成员拥有共同属性。三、语义网络三、语义网络模型模型（一）层次网络模型（一）层次网络模型 (Hierarchical semantic network model)Quillian(1968)Quil
9、lian(1968)在在其其博博士士论论文文中中提提出出了了一一个个网网络络模模型型可可教教的的语语言言理理解解者者（Teachable-Language Teachable-Language ComprehenderComprehender，简简称称TLCTLC）。最最初初，QuillianQuillian关关注注的的是是语语言言，该该模模型型设设计计是是用用来来描描述述有有关关语语言言的的基基本本理理解解，而而不是知识的组织。不是知识的组织。ColliosCollios和和Quillian(1969)Quillian(1969)对对此此作作了了一一些些修修改改，创创造造出出第第一一个个语语
10、义网络模型。义网络模型。模模型型认认为为，语语义义知知识识可可以以表表征征为为一一种种由由相相互互联联结结的的概概念念而而组成的网络组成的网络。语义网络模型特点语义网络模型特点o层次结构（Hierarchical structure）o节点（Nodes）o连接（Links）o认知经济性（Cognitive economy）1.主要假设1)1)每每个个节节点点从从属属于于其其他他的的一一些些节节点点。例例如如，金金丝丝雀雀是是一一种种鸟鸟，鸟鸟是是一一种动物。种动物。2)2)每每个个节节点点都都具具有有一一个个或或更更多多特特征征，表表示示为为“具具有有”关关系系。如如：鲨鲨鱼鱼具有会咬的特征。
11、具有会咬的特征。3)3)知识的获取是由知识的获取是由交叉搜索交叉搜索完成，（完成，（不同搜索途径相交叉于某一点）不同搜索途径相交叉于某一点）。2过程1)1)搜索开始于特定节点搜索开始于特定节点后，形成后，形成平行扇形展开平行扇形展开。在同一时间在同一时间扫描扫描与开始结点相连结的与开始结点相连结的所有结点所有结点。2)2)搜索搜索没有能量没有能量限制限制，速度，速度并不因为连结数量而降低。并不因为连结数量而降低。从开始结点扇形扩散到从开始结点扇形扩散到3 3个结点与仅扩散到个结点与仅扩散到1 1个结点所用时间相等。个结点所用时间相等。3)3)在在搜索过的搜索过的每个每个结点结点上都将上都将留下
12、留下指向初始节点的指向初始节点的标记标记。4)4)来自来自不同节点不同节点的扇形的扇形搜索搜索相遇相遇，就，就形成一次形成一次交叉交叉。5)5)当发现当发现交叉交叉时时，认知，认知系统系统检查检查所有所有标记标记节点节点，从而，从而决定回到起始点的路径。决定回到起始点的路径。6)6)一旦一旦路径路径确定确定，就，就可以应用推论程序可以应用推论程序提取知识提取知识。3举例TLCTLC的经验结果：的经验结果：虽虽然然假假设设交交叉叉搜搜索索是是以以平平行行方方式式进进行行的的，但但从从一一个个节节点点到到另另一一个个节节点点还需要时间。还需要时间。两者之间语义距离越两者之间语义距离越长，陈述长，陈
13、述所需要的时间也就越长。所需要的时间也就越长。如：如：S S0 0：金丝雀是金丝雀。：金丝雀是金丝雀。S S1 1：金丝雀是鸟。：金丝雀是鸟。S S2 2：金丝雀是动物：金丝雀是动物。Category relations:“A canary is a bird.”vs.“A canary is an animal.”Attribute relations:“A canary can sing.”vs.“A canary can fly.”S S0 0：金丝雀是金丝雀：金丝雀是金丝雀S S1 1：金丝雀是鸟：金丝雀是鸟S S2 2：金丝雀是动物：金丝雀是动物模型应用：模型应用：1)1)S S0
14、0无需在水平间无需在水平间扩散，验证扩散，验证句子需要时间较少。句子需要时间较少。2)2)S S1 1 必须扩散一个必须扩散一个水平，验证水平，验证句子需要较多时间。句子需要较多时间。3)3)S S2 2 必须扩散两个必须扩散两个水平，验证水平，验证需要更多时间。需要更多时间。4.4.局限局限验证与水平不总是线性关系验证验证“狗是动物狗是动物”比验证比验证“狗是哺乳动物狗是哺乳动物”更快（更快（RipRip等，等，19731973），），验证验证“桃是水果桃是水果”比验证比验证“西瓜是水果西瓜是水果”更快（更快（SmithSmith等，等，19741974）。）。相似性效应。不相似项目的比较时
15、间更长“Canaries nurse their young.”vs.“Canaries have wheels.”“Canaries nurse their young.”vs.“Canaries have wheels.”典型性效应。有些范畴成员更容易验证“A canary is a bird.”vs.“An owl is a bird“A canary is a bird.”vs.“An owl is a bird.”.”（二）激活（二）激活-扩散模型扩散模型 (spreadingactivation model)(Collins and Loftus，1975)1.核心概念1)1)连接
16、（连接（LinksLinks）2)2)节点（节点（NodesNodes）3)3)节点间距离是关系的函数节点间距离是关系的函数4)4)扩散激活（扩散激活（Spreading activationSpreading activation）2.两个有关结构的假设1)1)连接两个概念的连接两个概念的连线长度连线长度具有理论意义。连线越具有理论意义。连线越短，概念短，概念联系越紧密。联系越紧密。2)2)一一个个概概念念的的内内涵涵是是由由与与它它相相联联系系的的其其他他概概念念（特特别别是是联联系系紧紧密密的的概概念念）确确定定；概念概念特征不是分层级存储特征不是分层级存储。Meyer and Schv
17、aneveldt(1971)Lexical decision tasks(LDT，词汇，词汇判断任务判断任务)Semantic priming(SP)effectsModern semantic priming taskLexical Decision TaskWord(robin，知更鸟，知更鸟)Non-word(obinr)Prime precedes targetThe Spreading Activation Model(Collins&Loftus，1975)3.加工过程1)1)搜搜索索活活动动激激活活被被搜搜索索的的节节点点，其其中中的的知知识识状状态态发发生生改改变变，知知识识具
18、具有有高高度度可可获获得得性性(accessibility)(accessibility)。节点激活依赖于搜索策略与决策等因素。节点激活依赖于搜索策略与决策等因素。高度联系的节点激活具有一定的不随意性。高度联系的节点激活具有一定的不随意性。2)2)激激活活一一个个节节点点后后，激激活活沿沿着着高高强强度度连连线线辐辐射射，以，以使使其他节点其他节点也具有也具有可获得可获得性性。3)3)激激活活扩扩散散的的远远近近取取决决于于最最初初激激活活强强度度、从从最最初初激激活活到到当当前前节节点点的的时时间间；节节点点间的语义距离影响激活扩散的结果。间的语义距离影响激活扩散的结果。4)4)异常或偏僻异
19、常或偏僻概念概念激活激活的节点的节点较少较少。相反，则相反，则许多节点都会被激活许多节点都会被激活。(三三)思维适应性控制模型思维适应性控制模型 (adaptive control of thought，ACT)(Anderson，1976)特点特点与激活与激活-扩散理论类似扩散理论类似包含组块包含组块(chunks)chunks)和产生式和产生式(productions)productions)知识分为陈述性和程序性知识分为陈述性和程序性产生式将陈述性知识与行为连接产生式将陈述性知识与行为连接起来，实现起来，实现陈述性和程序性之间转化陈述性和程序性之间转化程序性知识表示程序性知识表示“如何做
20、事如何做事”并在行为中并在行为中体现，但体现，但人们意识不到人们意识不到 (Anderson&(Anderson&LebiereLebiere，1998)1998)。工作机制假设工作机制假设：强度假设:每个联结都有一个特定强度，新形成的联结强度较低；但每次被使用之后，该联结强度都会增加。激活假设:在任何时候，长时记忆中只有一小部分节点处于激活状态，而所有其他节点则不是。激活扩散:激活从活跃的节点扩散到与它相连的非活跃节点。两个节点之间的联结越强，激活就越有可能沿着该联结传播；激活的传播能力有限。抑制假设:在整个网络中激活会周期性地被抑制，即所有节点和联结都被停用。活动列表假设:活动列表上最多可
21、以保留10个节点。活动列表中的节点不会被抑制，因此，只要它们处于列表中，它们就保持活动状态。Anderson等(2004)将ACT改进为ACT-R，R(rational)代表“理性的”，并试图建立一个人脑模型，以分析和预测人类的行为。ACT-R是一种认知结构，它映射出更高级认知过程的功能以及人们如何处理信息并采取相应行动。在ACT-R模型中，命题表征如图所示。椭圆代表命题，与椭圆相连的是命题中的不同元素，它们包括“猫”“狗”和动作“追”。箭头表示节点间的联结，箭头上的标识说明联结的性质。网络扩大表征复杂知识，如把“狗啃骨头”命题镶嵌在一个大命题之中；大命题表征关于狗的知识。ACT-R模型区分类
22、节点和具体节点。类节点是一个抽象的类别，而具体节点则是一个具体事例。ACT-R模型还包含表征时间和地点的节点，区分无时间性的事实和具体陈述。命题网络不但能表征语义记忆，也能表征情景记忆。在ACT-R模型中，产生式系统由目标来组织。(production system)认知活动背后是一套产生式条件-行为配对集合。最简单的产生式就是“如果-那么”从句，“如果”指明规则运用的“条件”，“那么”阐明行动。应用产生式时，行动内容存放在工作记忆中。例如：如果 a是b的父亲 并且 b是c的父亲，那么 a是c的祖父。A.A.产产生生式式系系统统可可以以有有多多个个相相关关目目标标，每每一一时时刻刻必必须须至至
23、少少有有一一个个目目标标处处于激活状态于激活状态。B.B.执行完一个特定产生式规则执行完一个特定产生式规则后，执行后，执行模式匹配模式匹配。模式匹配。模式匹配包括：包括：检查工作记忆中的检查工作记忆中的内容内容，并且，并且记录问题的哪一部分已经解决和哪一部分仍需解决。记录问题的哪一部分已经解决和哪一部分仍需解决。将与当前状态相匹配的产生式应用于将与当前状态相匹配的产生式应用于尚未完成的问题尚未完成的问题中。中。C.C.系统系统考虑所有条件考虑所有条件陈述陈述，以，以发现与当前哪部分符合。发现与当前哪部分符合。D.D.当两个产生式当两个产生式条件条件都都满足满足时，进行时，进行如下一个操作：如下
24、一个操作：执行具有高优先级的产生式。执行具有高优先级的产生式。根据上次执行根据上次执行情况，执行情况，执行未执行的产生式未执行的产生式。E.E.在在产产生生式式系系统统中中还还有有两两个个重重要要的的动动作作，即即“点点火火”(firing)(firing)和和“循循环环”(cycle)(cycle)。当当产生式规则的部分行为被执行产生式规则的部分行为被执行后后，系统系统就被就被“点火点火”；通过通过“点火点火”，从从模式匹配到冲突解决步骤的顺序构成活动模式匹配到冲突解决步骤的顺序构成活动“循环循环”。命题知识的表征命题知识的表征 例例“那个高个子律师相信那些男人来自火星那个高个子律师相信那些男人来自火星”