知识的建构和表征课件.ppt

1、二、知识建构过程二、知识建构过程其基本假设是，人脑中知识的存储、组织、或呈其基本假设是，人脑中知识的存储、组织、或呈现，都是在符号网络节点之间进行检索的。现，都是在符号网络节点之间进行检索的。检索是指知识在符号检索是指知识在符号网络模型的节点间，以连网络模型的节点间，以连线箭头所指方向进行的隐喻运动，这种运动是一线箭头所指方向进行的隐喻运动，这种运动是一个节点一个节点进行的，即是一种以系列的认知个节点一个节点进行的，即是一种以系列的认知加工方式进行的，一直到最近的节点那里才提取加工方式进行的，一直到最近的节点那里才提取知识。知识。只要在最近的节点那里提取出的知识能够回答或只要在最近的节点那里提

2、取出的知识能够回答或解决某个特定问题，那么检索就会停止，否则检解决某个特定问题，那么检索就会停止，否则检索就会继续进行下去，直到发现答案并解决问题索就会继续进行下去，直到发现答案并解决问题或者就此放弃或者就此放弃节点表征的是概念而不是词节点表征的是概念而不是词模型的结构模型的结构 它源于计算机程序记忆组织它源于计算机程序记忆组织的一个早期概念，在该模型中，语义记忆的一个早期概念，在该模型中，语义记忆的基本单元是概念，每个概念具有一定的的基本单元是概念，每个概念具有一定的特征。有关概念按逻辑的上下级级关系组特征。有关概念按逻辑的上下级级关系组织起来，构成一个有层次的网络系统。织起来，构成一个有层

3、次的网络系统。如图所示，圆点为结点，代表一个概念；如图所示，圆点为结点，代表一个概念；带箭头的连线表示概念之间的从属关系。带箭头的连线表示概念之间的从属关系。连线还表示概念与特征的关系，指明各级连线还表示概念与特征的关系，指明各级概念分别具有的特征。概念分别具有的特征。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鸟驼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qi会游泳会游泳有鳃有鳃鲨鱼鲨鱼会咬会咬是危险的是危险的鲑鱼鲑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水平

4、水平2水平水平3模型的验证：范畴大小效应模型的验证：范畴大小效应柯林斯和奎利恩（柯林斯和奎利恩（Collins & Quillian）进行了一系列）进行了一系列研究。研究。实验材料：一些简单的陈述句，如实验材料：一些简单的陈述句，如“金丝雀会唱金丝雀会唱”、“金丝雀是鸟金丝雀是鸟”、“金丝雀是动物金丝雀是动物”等。等。有什么特点？每个句子的主语都是层次网络中最低水平有什么特点？每个句子的主语都是层次网络中最低水平的一个具体名词，而谓语则取自不同的水平。每个句子的一个具体名词，而谓语则取自不同的水平。每个句子据此分成据此分成 0、1、2 级三个水平，如级三个水平，如“金丝雀是动物金丝雀是动物”是

5、是 2 级水平的句子。级水平的句子。 句子又可分为两种性质，一种为特征句，如句子又可分为两种性质，一种为特征句，如“金丝雀金丝雀会唱会唱”，另一种为范畴句，如，另一种为范畴句，如“金丝雀是鸟金丝雀是鸟”。实验程序：每次呈现一个句子，要求被试判断句子的真实验程序：每次呈现一个句子，要求被试判断句子的真伪，记录反应时。伪，记录反应时。结果表明：第一，无论是特征句还是范畴句，结果表明：第一，无论是特征句还是范畴句，0 级句子判级句子判断需时最少，断需时最少，2 级句子需时最多。这种结果称为范畴大小级句子需时最多。这种结果称为范畴大小效应，即当谓语的范畴变大，判断句子所需的时间也多。效应，即当谓语的范

6、畴变大，判断句子所需的时间也多。第二，各个水平的特征句的反应时均多于相应的范畴句。第二，各个水平的特征句的反应时均多于相应的范畴句。说明在同一水平上，特征是附随概念而贮存的，搜索一个说明在同一水平上，特征是附随概念而贮存的，搜索一个特征比搜索相应的概念需要额外的时间。特征比搜索相应的概念需要额外的时间。（Familiarity effect）：有人（）：有人（Rips，1973）发现，判断一个包含直接的上级概念的句子有时要慢于发现，判断一个包含直接的上级概念的句子有时要慢于判断一个包含更高的上级概念的句子。如判断一个包含更高的上级概念的句子。如“狗是哺乳动狗是哺乳动物物”与与“狗是动物狗是动物

7、”。按照层次网络模型，应该对前一。按照层次网络模型，应该对前一个句子的判断要快，但实际结果相反。这可能是由于人个句子的判断要快，但实际结果相反。这可能是由于人经常地将狗与动物联系在一起，而较少地将狗与哺乳动经常地将狗与动物联系在一起，而较少地将狗与哺乳动物连起来。这种对较熟悉的句子判断较快的现象称为熟物连起来。这种对较熟悉的句子判断较快的现象称为熟悉效应。悉效应。康拉德（康拉德（Conrad，1972）的研究：她使用这样的陈述）的研究：她使用这样的陈述句，句，“鲨鱼能活动鲨鱼能活动”、“鱼能活动鱼能活动”、“动物能活动动物能活动”。即句子的主语取自网络中的不同水平，而谓语则取自一即句子的主语取

8、自网络中的不同水平，而谓语则取自一个最高水平。尽管有这样的变化，但它们仍然是不同水个最高水平。尽管有这样的变化，但它们仍然是不同水平的句子。判断句子所需时间应该平的句子。判断句子所需时间应该“动物能活动动物能活动”最少，最少， “鲨鱼能活动鲨鱼能活动”最长最长实验结果表明，对这些不同水平句子的判断所需实验结果表明，对这些不同水平句子的判断所需时间无明显差别。康拉德认为，概念与特征的层时间无明显差别。康拉德认为，概念与特征的层次距离对搜索或提取所需时间的影响小，而概念次距离对搜索或提取所需时间的影响小，而概念与特征联系的频率或强度则决定搜索或提取需要与特征联系的频率或强度则决定搜索或提取需要的时

9、间。的时间。（Typicality effect）：是指对一个范）：是指对一个范畴或概念的典型成员的判断要快于对非典型成员畴或概念的典型成员的判断要快于对非典型成员的判断。如人们对的判断。如人们对“鸽子是鸟鸽子是鸟”的判断要快于对的判断要快于对“企鹅是鸟企鹅是鸟”的判断。依层次网络模型，它们同的判断。依层次网络模型，它们同处一个水平，不应出现反应时的差别。处一个水平，不应出现反应时的差别。： 有人发现，对有人发现，对“所有鸟都是狗所有鸟都是狗”或或“蝙蝠是鸟蝙蝠是鸟”这类句子作出否定判断是很快的。这类句子作出否定判断是很快的。谢弗和华莱士（谢弗和华莱士（Schaeffer &Wallace,1

10、970）进）进行了类似柯林斯和奎利恩的实验，给被试每次呈行了类似柯林斯和奎利恩的实验，给被试每次呈现一对词，其中有属于同一范畴的，如现一对词，其中有属于同一范畴的，如“铁杉铁杉雏菊雏菊”，和不属于同一范畴的，如，和不属于同一范畴的，如“铁杉鹦铁杉鹦鹉鹉”，让被试判断成对词是否属于同一范畴，记，让被试判断成对词是否属于同一范畴，记录反应时。结果发现，判断同一范畴的两个词比录反应时。结果发现，判断同一范畴的两个词比判断不范畴的两个词需要花费更长的时间判断不范畴的两个词需要花费更长的时间（四）激活扩散模型（四）激活扩散模型（Spreading activation model）模型的结构：由模型的结

11、构：由Collins 和和 Loftus提出，它也是一个提出，它也是一个网络模型，但放弃了概念的层次结构，而以语义联系或网络模型，但放弃了概念的层次结构，而以语义联系或语义相似性将概念组织起来。语义相似性将概念组织起来。方框为网络的结点，代表一个概念。方框为网络的结点，代表一个概念。两个知识结构的假设：第一，概念之间的连线表示它们两个知识结构的假设：第一，概念之间的连线表示它们之间的联系，连线的长度表示联系的紧密程度，连线愈之间的联系，连线的长度表示联系的紧密程度，连线愈短，表明联系愈紧密，两个概念有愈多的共同特征；或短，表明联系愈紧密，两个概念有愈多的共同特征；或者两个结点之间通过其共同特征

12、有愈多的连线，则两个者两个结点之间通过其共同特征有愈多的连线，则两个概念的联系愈紧密。概念的联系愈紧密。第二，语义距离是知识组织的基本原则，即一个概念的第二，语义距离是知识组织的基本原则，即一个概念的内涵是由它相联系的其它概念，特别是联系紧密的概念内涵是由它相联系的其它概念，特别是联系紧密的概念来确定，而概念的特征不是分层级存储。见下图来确定，而概念的特征不是分层级存储。见下图红红橙橙黄黄绿绿玫瑰玫瑰紫罗兰紫罗兰花花日出日出日落日落云云樱桃樱桃苹果苹果犁犁火火房屋房屋救火车救火车激活扩散模型片断激活扩散模型片断 (放弃了逻辑层次结构和分放弃了逻辑层次结构和分级贮存原则）级贮存原则）模型的加工过

13、程模型的加工过程当一个概念被加工或受到刺激，在该概念结点就产生激当一个概念被加工或受到刺激，在该概念结点就产生激活，然后激活沿该结点的各个连线，同时向四周扩散，活，然后激活沿该结点的各个连线，同时向四周扩散，先扩散到与之直接相连的结点，再扩散到其它结点；先扩散到与之直接相连的结点，再扩散到其它结点；激活的数量是有限的，一个概念愈是长时间地受到加工，激活的数量是有限的，一个概念愈是长时间地受到加工，释放激活的时间也愈长；释放激活的时间也愈长；激活会随着时间或干扰活动而减弱；激活会随着时间或干扰活动而减弱；连线有长短之分（语义联系的紧密程度）与强弱之分连线有长短之分（语义联系的紧密程度）与强弱之分

14、（使用频率的高低）；（使用频率的高低）；激活交叉；激活交叉；它包含两种过程：搜索过程与决策过程。从产生激活交它包含两种过程：搜索过程与决策过程。从产生激活交叉的不同通路得到肯定或否定的证据，然后证据相加，叉的不同通路得到肯定或否定的证据，然后证据相加，肯定和否定的证据相互抵消，最后达到肯定标准，则作肯定和否定的证据相互抵消，最后达到肯定标准，则作出肯定判断，反之则作出否定判断。这是一个决策过程。出肯定判断，反之则作出否定判断。这是一个决策过程。如对如对“野鸭是鸟野鸭是鸟”作出判断需要搜索与决策作出判断需要搜索与决策模型的验证：启动效应（模型的验证：启动效应（Priming effect），即先

15、前的），即先前的加工活动对随后的加工活动所起的有利作用加工活动对随后的加工活动所起的有利作用 一种作业采取两种表达方式：一种作业采取两种表达方式：“说出一种水果名称是说出一种水果名称是以以 A 字母开头的字母开头的” 与与“说出一种以说出一种以 A 字母开头的字母开头的水果名称水果名称”。哪一种方式反应时短？。哪一种方式反应时短？结果表明，被试完成前一种表达方式的作业要快于后一结果表明，被试完成前一种表达方式的作业要快于后一种种在词汇判定实验中，呈现一串字母，要求被试判断在词汇判定实验中，呈现一串字母，要求被试判断字母串是否为英语单词。成对呈现的两个单词之间字母串是否为英语单词。成对呈现的两个

16、单词之间的意义联系有不同，如的意义联系有不同，如“Bread（面包）（面包）-Doctor（医生）（医生）”“”“Nurse（护士）（护士）-Doctor（医生）（医生）”。结果发现，在结果发现，在“Nurse（护士）（护士）-Doctor（医生）（医生）”这一对字母串中判定医生为单词，比在这一对字母串中判定医生为单词，比在“Bread（面（面包）包）-Doctor（医生）（医生）”这一对字母串中判定医生这一对字母串中判定医生为单词要更快。显然，这是由于为单词要更快。显然，这是由于“护士护士”与与“医生医生”有紧密的语义联系，对有紧密的语义联系，对“护士护士”一词的加工启动了一词的加工启动了人

17、们对与之联系的人们对与之联系的“医生医生”一词的加工。一词的加工。激活扩散模型对层次网络模型的修正激活扩散模型对层次网络模型的修正用语义联系取代了层次结构，比层次网络模型显得更用语义联系取代了层次结构，比层次网络模型显得更加全面和灵活；加全面和灵活；激活扩散模型中，概念之间的联系既有不同的紧密程激活扩散模型中，概念之间的联系既有不同的紧密程度，又有不同的强度。所以既能解释范畴大小效应，度，又有不同的强度。所以既能解释范畴大小效应，又能解释层次网络模型所不能或难以解释的现象，如又能解释层次网络模型所不能或难以解释的现象，如熟悉效应、典型性效应等。熟悉效应、典型性效应等。由于包含决策机制，因而也能说明为什么能够很快作由于包含决策机制，因而也能说明为什么能够很快作出否定判断。出否定判断。