北师大认知心理学-第六讲 知识表征

1 第六讲 知识表征第六讲 知识表征第一节 知识的表征方式 关键词 表征 知识表征 命题表征 表象表征 双重编码理论 知识在哪儿 书籍报刊 音像制品 因特网 电脑 知识从哪里来 外界信息 知识表征 Vs 长时记忆 一 表征的概念 表征 representation 用于代表客观世 界中的 或我们想象中的事物的一组概 念 标记和符号 外部表征 地图 菜单 油画 文字 内部表征 事物在头脑中的表征 知识表征 2 外部表征 地图 菜单 油画 文字 内部表征 事物在头脑中的表征 知识表征 两种主要的外部表征形式 书面语言 图片 101102103 104105106 张三住101房间 李四住102房间 王五住103房间 赵六住104房间 孙七住105房间 周八住106房间 语言表征 图片表征 离散的符号 外显的 符号与意义的 关系确切 有语法 符号之间的结 合有明确规则 抽象的 非离散符号 内隐的 符号与意义的 关系不确切 符号间的结合没有明确 的规则 具体的 桌子上有两本书 听说读写 知识表征 有内在的组织结构和组织规则 是动态的 随之经验的扩展不断进 行改变和重组 具有可应用性 推理 问题解决 Norman Rumelhart 1975 知识表征 不仅仅是现实生活的准确翻版 它是关于 世界的外界信息 作出的推论及重建这三 者的混合物 二 知识表征的理论 命题表征 propositions 表象表征 images 模拟表征 情景记忆 语义记忆 3 1 知识表征 双重代码理论 两种代码系统 表象代码 语言代码 Paivio 1975 2 知识表征 概念 命题理论 知识以抽象的命题 proposition 方 式表征 命题表达了概念间的特定关系 表像是其他认知过程发生时的副现象 图片和言语陈述都以抽象的深层语义 关系来表征 不是具体的图片或言语 Anderson Bower 1973 2 知识表征 概念 命题理论 对双关图的 解释 一旦形成一 种解释 就 很难作出其 他解释 2 知识表征 概念 命题理论 部分 整 体关系 第二节 语义表征系统 关键词 图式 脚本 层次网络模型 激活扩散模型 特征比 较模型 原型理论 ACT R 联结主义模型 4 1 从语义表征的层次结构 语义特征 概念 命题 图式与脚本 一 语义表征 图式 Schema 关于某一事物和某一 类知识的抽象的 有组织的表征结构 具有 可变性 脚本 script 某一事件的典型程序 例如 去饭馆吃饭 进饭馆 找座位 点菜 就餐 结帐 离开 2 常用的实验方法 1 自由联想 给出一个刺激词 要求被试说出由该刺激 词联想到的第一个词 或者在规定时间内说出 尽可能多的词 2 词义通达 词汇判断 lexical decision 命名 naming 3 语义启动 桌子 椅子 木头 椅子 石头 椅子 4 命题判断 喜鹊有羽毛 喜鹊有尾巴 一 层次网络模型 Collins quillian 1969 相关概念以逻辑关系组织起来 形成一 个有层次的网络系统 概念及其特征按 照逻辑关系分级存储 可教的语言理解者可教的语言理解者 Teachable language comprehender TLC 三 语义知识表征 符号取向 金丝雀金丝雀 鸟鸟 动物动物 鱼鱼 呼吸 活动 皮肤 吃 羽毛 飞 翅膀 鰓 游泳 鳍 唱歌 颜色 鲨鱼鲨鱼 咬 危险 鸵鸟鸵鸟 细长腿 高个子 1 层次网络模型片断 不会飞 5 2 模型验证 金丝雀会唱歌 金丝雀会飞 金丝雀有皮肤 特征判断 金丝雀是金丝雀 金丝雀是鸟 金丝雀是动物 范畴判断 Collins Quilian 判断不同水平句子的反应时 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 123 真句水平 平均反应时 ms 金丝雀会唱歌 金丝雀会飞 金丝雀有皮肤 金丝雀是金丝雀 金丝雀是鸟 金丝雀是动物 3 对模型的批评3 对模型的批评 1 不能解释如下效应 熟悉性效应 典型性效应 否定判断 2 概念的组织基于概念间的逻辑关系 而不是依据人类的心理现实 狗是哺乳动物 狗是动物 麻雀是鸟 麻雀是石头 Collins Loftus 1969 相关概念根据语义联系的紧密程度组织 起来 一个概念的激活将向周围的概念 扩散 被激活的强度依赖于概念间的联 结强度 二 激活扩散模型 金丝雀金丝雀 鸟鸟 动物动物 鱼鱼 呼吸 活动 皮肤 吃 羽毛 飞 翅膀 鰓 游泳 鳍 唱歌 颜色 鸵鸟鸵鸟 高个子 2 激活扩散模型片断 不会飞 鲨鱼鲨鱼 咬 危险 模型验证与评价 模型验证与评价 1 启动效应 护士 医生医生 黄油 医生医生 2 很容易解释熟悉性效应和典型性效应 6 Smith Shoben Loftus 1969 概念在语义记忆中由两类属性或特 征来表征 定义性特征和非定义性 特征 对句子的核证过程通过对其 特征的比较来实现 三 特征比较模型 定义特征 defining feature 是动物是动物 有羽毛有羽毛 红胸 会飞会飞 栖息树丛 野生 体小 特性特征 characteristic feature 知更鸟鸟 特征比较过程 知更鸟是鸟 驼鸟是鸟 全部特征比较 第一阶段 定义性特征比较 第二阶段 Yes No 特征比较过程 麻雀是乌鸦 麻雀是石头 全部特征比较 第一阶段 定义性特征比较 第二阶段 Yes No 特征比较过程 麻雀是宝石 麻雀是石头 对范畴大小效应的解释 范畴大小效应 对涉及的范畴较小的句子 核证过程快于所属范畴较大的核证过程 对于小范畴的成员 只需要第一阶段的比 较 对于大范畴的成员 则需要第二阶 段 模型评价 1 能够解释一些其它模型不能解释的现 象 2 概念的定义性特征和特异性特征的区 分不明显 7 Rosch 1973 人们根据原型来对范 畴进行组织 原型是一个范畴的最典 型的成员 e g Brooks 1978 或者 是该范畴最典型的一组特征 Hampton 1979 四 原型理论 1 自然概念以原型为核心来组织 原型比其他成 员具有更多的该范畴的共同特征 2 范畴成员可以代表该范畴的程度不相同 例如 对于水果来说 苹果的代表性比葡萄的代表性 要高 3 范畴的组织具有层级关系 主要有三种水平 上位范畴 家具 基本范畴 椅子 和下位 范畴 扶手椅 其中基本范畴在认知活动 具有特殊重要的地位 理论要点 1 对原型的反应时判断快于非原型 鸽子是鸟 企鹅是鸟 2 范畴对原型的启动效应要大于对其他成 员的效应 麻雀 黄鹂 启动刺激 鸟 企鹅 黄鹂 实验证据 3 对颜色判断的实验 不同语言和文化背景的人的颜色原型非常接 近 Rosch 1973 新几内亚土著居民 对英语中各 颜色范畴的识记要好于对边缘色的识记 实验证据 试图提出一个理解人类心理和认知的统一模型 对陈述性知识和程序性知识的表征方式进行了区 分 认为陈述性知识的表征为 组块 而程序性 知识的表征方式为产生式系统 production system 五 ACT R ACT Adaptive control of thought 思维的适应 性控制 ACT系列模型 Anderson 1976 ACT E Anderson 1983 ACT Anderson 1993 ACT R rational Anderson Lebiere 1998 ACT R 4 0 Anderson Lebiere 2001 ACT R 5 0 8 the dog chased the cat 4 3 7 陈述性知识 Chunks Chunks 组块 由种类 type 和slot 插 口 组成 是 一个 proposition 动作 chase 实事者 dog 受事者 cat isa addition fact addend1 three addend2 four sum seven type slot Chunks举例 The cat sits on the mat proposition action cat007 sits on mat isa fact007 agent object Chunks举例 The black cat with 5 legs sits on the mat proposition action cat007 sits on mat isa fact007 agentobject cat isa color 5 black legs 产生式系统由产生式规则组成 每个产生式规 则可以表达为 if then 即 条件 活动 配对 产生式规则可以有多个条件 产生式系统由目标来引导 大的目标可以分解 为一系列子目标 产生式系统 如果 天下雨 那么 带上你的雨伞 如果 天下雨 而且 你的雨衣坏了 那么 带上你的雨伞 六 其他基于符号表征的模 型 命题表征模型 人类联想记忆 HAM Anderson Bower 1973 埃莉诺 ELINOR Lindsay Norman Rumelhart 四 语义知识表征 联结主义取向 McClelland Rumdlhart Seidenberg 有不同的名称 神经网络模型 联结主义模型 平行分布加工模型 9 心理研究的不同水平 个体个体 行为行为 心理心理 意识水平意识水平 生理生理 神经水平神经水平 团体团体 民众民众 认知水平认知水平 机器二进 制语言 高级程序 语言 联结主义取向联结主义取向 符号取向符号取向 屏幕显示 1 联结主义模型的基本思路 分布式表征 以大脑神经元及神经元 的联结方式为原型来建 构知识表征 模型的基本单元为类似 于神经元的平行加工器 p r o c e s s o r 称为 结点 结点之间存在兴 奋或抑制联系 相互联 结形成一个网络 AB C 一个简单的神经网络 输入 输出 1 1 0 3 0 3 2 符号表征 Vs 分布表征 狗 符号表征分布表征 单元 结点 的意义明 确 可以存储许多信息 知识可以通过结点与结点 间的连线进行表征 部分结点缺失会产生严重 后果 单元 结点 的意义不明 确 知识仅存在于众多结点相 互联结形成的网络中 部分结点缺失可能不会有 严重后果 3 神经网络的学习 信息通过一组结点的 激活模式进行编码 每个结点的激活强度 取决于自身初始激活 水平 相联系的其他 结点的激活强度及联 结权重 通过训练可以改变结 点间的联结权重 改 变方式依赖于学习规 则 输入单元 输出单元 输入单元 输出单元 隐单元隐单元 本章小结 命题与表像是知识表征的两种主要形 式 语义表征模型包括符合取向和联结主 义取向两大类 两者最重要的区别是 知识表征单元的特点 阅读与思考 阅读材料 R L Solso著 黄希庭等译 认知心理学 教育科学 出版社 1990年版 Best J 著 黄希庭等译 认知心理学 北京 中国 轻工业出版社 2000年 M W Eysenck M T Keane Cognitive Psychology a student s handbook Psychology Press Ltd 1995 思考 知识如何在头脑中表征 如何理解和评价有关的语义表征模型