7.知识分类与学习

当代认知心理学对教育的贡献•当代认知心理学的知识观一陈述性知识的表征二程序性知识的表征•当代认知心理学的知识获得观三命题的获得与提取四图式的获得与改进五程序性知识的获得•当代认知心理学的知识运用观六概念与认知策略七问题解决与推理八当代认知心理学对迁移的研究本讲内容提要关于知识的表征2知识及其分类1知识的获得与提取3知识及其分类一、知识观（一）传统知识观•知识是事物属性与关系的反映，是客观世界的主观映象，主要以表象、观念、概念、规则等心理形式存在着。（二）广义知识观•把知识定义为个体通过与其环境的相互作用而获得的信息及其组织。广义知识包括陈述性知识、程序性知识（后者也可分为对外办事的程序性知识和对内调控的策略性知识）。二、知识的分类（一）陈述性知识（Declarativeknowledge）•陈述性知识指个人具有有意识的提取线索，因而能直接陈述的知识。是关于“是什么”、“为什么”的知识。李白是唐代诗人。•陈述性知识是以命题网络形式或图式的形式表征的。（二）程序性知识（Proceduralknowledge）程序性知识是个人没有有意识的提取线索，只能借助某种作业形式间接推论其存在的知识。•程序性知识是一套办事的操作步骤。是关于“怎么办”的知识。如果目标是要整顿课堂秩序有哪位学生再在课堂上捣乱则我就批评他（她）•程序性知识是以产生式的形式表征的。程序性知识与技能•程序性知识是个人没有有意识提取线索，只能借助某种作业形式间接推论其存在的知识。程序性知识是一套办事的操作步骤。•无论从内涵或是从外延来看，程序性知识与技能同义。程序性知识的类别运动技能智慧技能认知策略认知技能程序性知识智慧技能的类别•产生式理论（安德森）把程序性知识分为模式识别（再认和分类的能力）和执行操作步骤（根据符号执行一系列操作步骤的能力），故智慧技能可分为模式识别与操作步骤两类。•加涅将智慧技能定义为运用概念和规则对外顺利办事的能力。包括：辨别，概念，规则，高级规则。智慧技能与认知策略智慧技能认知策略功能对外办事对内调控是否可意识可调控自动化的，有时也可在意识的控制下进行的。是一种高级的认知活动，是可以意识的和可控制的认知策略与反省认知•反省认知（metacognition）是一种控制各种具体策略应用的更高级的策略或过程。•反省认知是认知策略的重要组成部分，或其高级的部分。•一般将反省认知与认知策略并列为学习策略的核心成分。表1加涅的5类学习结果与现代知识分类的对应5类学习结果现代知识分类言语信息（verbalinformation）陈述性知识（declarativeknowledge）智慧技能（intellectualskill）程序性知识（proceduralknowledge）认知策略（cognitivestrategy）运动技能（motorskill）态度（attitude）知识的表征•储存在头脑中的知识，是否可能存在形式与功能的统一？请思考某些知识具有指导人行为的功能，那么它们在人的记忆中是否应当与执行行为的命令储存在一起？某些知识仅为我们提供某些信息，是否这些知识应当以一种易于提取的方式在头脑中存在？某些知识经常以同样的方式被使用，则它们是否应当具有无须我们留意的自动执行的形式？很多观点经常要同时使用，是否它们会在记忆中形成综合的格局或模式？所谓知识表征，指人在工作记忆与长时记忆中对信息的表示方式。即知识在人脑中记载和呈现的方式。1.知识表征的含义•陈述性知识与程序性知识是按照知识表征的类型划分的。陈述性知识程序性知识关于事实、定义、程序与规则是什么的知识，其表征形式有四种：命题、表象、线性排序、图式。关于如何行动的知识，例如动作技能、认知技能、认知策略等，其表征形式为：产生式。陈述性知识的表征•命题•表象•线性排序•图式2命题•语言信息在头脑中以命题形式得到表征，一个命题对应一个观念。P小明书买SROS代表主体，O代表客体，它们都是论题；R表示关系。2.1命题及其构成例如：（1）小明买书；（2）老师拿着书进来了；（3）小王激动地挥动着手臂。•一个命题由两部分组成：一个关系（relation）和一个以上的论题（arguments）。论题可以是行动的主体（subject），行动作用的客体（object），行动的目的（goal），也可以是行动的工具（instrument），以及客体的接受者（recipient）。命题是陈述性知识的最小单元。相当于头脑的一个观念。人是用命题而不是用句子将言语信息贮存在头脑中的。•命题并非孤立地存放在那里，分享同一主题的若干命题会发生相互联系，形成命题网络。如：“瘦的男孩正在看有趣的报纸”。SOP瘦的男孩P看报纸RORP有趣的OR2.2命题网络SOP年轻的女人P打高尔夫RORPSR在草地上O•练习：请将“年轻的女人在草地上打高尔夫”，作出命题网络图。佐证：按层级组织起来的记忆信息网络•命题不等于词、短语或句子，命题代表观念本身，而词、短语或句子代表交流观念的方式。•人们是用命题而非句子的形式将言语信息贮存下来。•我们一般只记住观念，而不去记住交流观念时所用的具体例句。•Warner（1968）的实验证实了这一论断。2.3命题的抽象性质•实验材料（1）在你给自己的计算结果打分时，不能改动你的答案，但要仔细地批出那些有错的答案的分数。（2）在你给自己的计算结果打分时，不能改动你的答案，但对那些有错的答案的分数要批得仔细点。（3）在你给自己的计算结果打分时，不必批改你的正确答案，但要仔细地批出那些有错的答案的分数。（4）在你给自己的计算结果打分时，不必批改你的正确答案，但对那些有错的答案的分数要批得仔细点。Warner（1968）的实验•实验程序：让被试听上述四句中任一句，而后在测验手册中勾出与听到句子完全一致的句子。•变量设置：（1）一半学生告知要记住词序，另一半学生不告知要记住词序。（2）测验手册中的干扰句，包括词序改变的句子，或次序和意义均有所变化的句子。•结果假设：若被试对词序和意义同样敏感，则不管干扰句是词序改变的句子，还是词序和意义均有所变化的句子，被试都应当善于认出早先听到过的句子。未告诫告诫正确率50％100％词序意义3表象3.1表象的含义•表象（image）通常指具有图画般特点的心理表征，具有似乎看到真实物体或形象般的效果。1.处理空间信息或视觉信息为主的任务，往往使用心理表象。2.对心理表象的操作，似乎经历了类似于对实物进行操作的过程。请记住：虽然个体常以命题形式表征所知道的知识，但在另一些情况下，也经常会采用表象这种非言语的形式来处理或保存信息。表象建立在对事物知觉的基础上，保留了对事物的知觉特征。3.2表象的特征•表象是一种保留和操纵外部信息的非言语形式或“代码”，认知不仅是符号的操作，而且也包括对表象的操作。SOP年轻的女人P打高尔夫RORPSR在草地上O特征2：表象更现实地表征客观对象的三维空间特征及各个维度上的细节特征。特征3：表象能承受各种施加的心理运作，如旋转、扫视、组织与分解等。特征4：与实际知觉相比，表现可能会比较模糊与概括，或欠完整，欠精确。特征5：人对复杂图像形成的心理表象具有一种有层次的结构。特征1：对于空间信息来说，表象是一种经济的表征形式。4线性排序•线性排序这种表征形式，是对一些元素所作的线性次序的编码。例如，在28届雅典奥运会上，金牌总数第一的国家是美国，第二名是中国，第三名是俄罗斯。如果别人问你，在雅典奥运会上，俄罗斯与中国哪个国家获得金牌总数更多？你会很快回答出“中国”。这是因为，你头脑中已对三个国家作了线性排序，在需要时很快能够提取出来。1，线性排序与命题的区别在于：命题仅保留了命题中所提及元素（主题）之间的基本语义关系，但不必排定元素的次序。2，线性排序与表象的区别在于：表象仅保留了知觉特征之间的间隔关系（即各个特征之间的相对距离），线性排序则排定一组元素从头至尾的顺序，不涉及各元素之间的间隔大小。•Anderson的实验任务：让被试记住一个有固定次序的字母串，如“KRTB”。测试：呈现“KRTB”次序的多种变式，让被试再认，记录反应时。假设：如果再认字母串与原先字母串的排序差异越大，被试在内心回复原有次序所花时间越长，就可推论在记忆中确实存在线性排序。结果：（1）完全相同：KRTB1.55秒（2）头两个字母相同：KRBT1.55秒（3）头一个字母相同：KTBR1.59秒（4）最后两个字母相同：RKTB1.59秒（5）最后一个字母相同：TKRB1.64秒（6）完全不同：TKBR1.74秒4.1证明线性排序的实验•Angiolillo-benet的实验以3个辅音字母串为对象，同样得出“首固定”（frontanchoring）效应。但证明对字母串的记忆不具有视觉表象的性质。如，若呈现给被试的最初字母串为大写字母PRB，则被试此后也能最快再认小写字母prb。•Sternberg的实验材料：7个数字组成的数字串，如：3975806。任务：要求被试记住数字串，然后给出数字串中的某个数字作为提示，要求被试说出它后面的一个数字。记录反应时。结果：反应时随数字在该序列中的位置而发生变化，提取的数字约接近序列的尾部，反应时越长。结论：被试总是从数字串的开头来启动自己的提取过程，然后搜索到现在的提示数字，再说出该数字后面的数字。•Woocher的实验材料：16个人物身高的排序。任务：要求判断不同配对人物的相对身高。记录反应时。结果：两个人物在排序上的距离间隔越小，反应时越长；距离越远，反应时越短。结论：（1）存在线性排序这种表征形式。（2）这种线性排序中的距离效应，和表象中的距离效应是相同的：若要根据表象来判断两个客体的大小，实际大小越接近，人的反应时越长。5图式（Schema）•Rumelhart&Norman曾将图式定义为：“表征记忆中业已储存的有关类概念的资料结构”。•Anderson认为，图式是“对范畴中规律性作出编码的一种形式，这些规律性既可以是知觉性质的，也可以是命题性质的”。•图式是一种有组织的知识结构，是陈述性知识表征的整合单位，它包括命题、表象和线性排序这三种表征形式。5.1图式的内涵图式是对范畴中的规律性作出编码的一种形式，是对一般的真实性而非特例的真实性所作的编码。房子的图式表征如下（安德森）：上位集合：建筑物组成部分：房间材料：木头、砖头、石头功能：供人居住形状：直线形或三角形面积：10-1000平方米1，图式中含有变量。2，图式可按照层次组织起来，可嵌入到其它图式当中。3，图式有助于推理。5.2图式的特征位置：初一（3）班人数：较多教室：狭长内容：数学顺序：上课、开始讲课、下课图1关于上课的图式•自然范畴是自然界本身具有的一些实体范畴，如各种动物、植物，也指由社会文化所造就的一些客观实在范畴，如汽车、犯罪。•人们善于根据个别成员身上出现的一组特征，将某些客体划归为某一范畴（即范畴化）；人们对范畴的这组特征的定型的看法，被视为有关这一范畴的图式。5.3表征自然范畴的图式•这种图式在头脑中主要以原型来表示。而在原型当中，又以基本水平范畴居多，上位范畴或下位范畴的则较少。有研究表明，如果把表示动物（上位范畴）、狗（基本水平范畴）与长卷毛狗（下位范畴）的画放在一起，人们对狗的知觉要更快些。•人往往在最经济的概括水平对客体加以归类。图式保留了同一范畴成员间的最大相似性，也保留了不同范畴成员间的最大差异性。5.4表征事件的图式它是指对多次与我们发生联系的典型活动及其顺序的表征。如对三角形全等的一般证法，通常是先找出要求哪两个三角形全等，然后再看要证全等尚缺哪些条件，接着是找出这些条件，最后得出证明。与自然范畴图式有些相似的是，在事件图式中，当面对一个事件时，那些基本水平的信息似乎更容易被激活。这提醒我们，在教学中要注意典型的作用，包括典型事例、典型活动等。•事件图式代表人与客观世界打交道时，对自己反复从事的那些事件中典型活动按先后次序所作的有组织的认识。•事件图式也具有层次性。•事件图式影响个人对特定事件的记忆。5.5文本图式它是指对各种文本的一般规律的表