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  第一节 知识及其表征

知识是人们日常生活中使用得非常广泛的一个名词。但是,究竟什么是知识?知识有什么作用?知识在头脑中是如何表征的呢?

 

一、什么是知识

 

关于知识的定义,一直存在着争议。比如布卢姆(Bloom1986)将知识定义为对具体事物和普遍原理的回忆,对方法和过程的回忆,或者对一种模式、结构或框架的回忆。还有一些研究者将知识定义为由信息构成的、储存于长时记忆中的表征(Howard1995)。这类定义比较强调知识的结果,未能反映知识产生的来源,因而只是对知识的现象描述。另外,西方许多心理学家倾向于把知识视作言语信息(Gagné,1985),即用言语符号来标志某种事物或表述某些事实。这种解释又使得知识的含义过于狭窄,也不能全面说明知识的本质。

 

一般而言,知识可以在两种意义上使用。一是指人类知识,该类知识经常以书籍、计算机或其他载体来储存,构成人类所具有的信息总和。二是个体知识,是某个体头脑中所具有的信息总和。无论是人类知识还是个体知识,其实质都是通过主客体的相互作用产生的,是客观事物的特征与联系在人脑中的能动反映,是客观事物的主观表征。对于这一定义,可以从知识的产生基础和表现形式两个方面来理解。

 

从知识的产生基础来看,它是在主客体的相互作用的基础上,通过人脑的反映活动产生的。主客体的相互作用即反映活动的主体与作为反映对象的客体之间的相互作用。如果没有被反映的对象,即没有事物的特征与联系的作用,则头脑中不会产生任何反映。因此,知识来源于客观存在的事物,具有客观性。

 

从知识的表现形式来看,它是主客观相统一的产物,是一种主观表征。知识虽然是对客观事物的反映,具有客观性,但知识并不是客观事物本身,而是客观事物在人脑中的主观映象,因此它又具有主观性。

 

二、知识的类型

 

知识的种类是多种多样的,但目前尚无统一的分类标准。研究者提出了多种类型的知识,如抽象知识和具体知识,内隐知识和外显知识,陈述知识和程序知识等。研究者还发现,在不同的学科领域,知识这一术语也有不同的名称,而各名称之间往往有重叠,甚至互相矛盾。所以,研究者认为,形成一套一致的、彼此相关的知识术语体系是非常重要的。

 

人们在使用知识这一名词时,往往有广义与狭义之分。广义的知识将心智技能和认知策略也包含其中,泛指人们所获得的经验。狭义的知识仅指个体获得的各种主观表征,不包括技能和策略等调控经验。本书所指的知识是狭义的,一般可进行以下分类。

 

(一)感性知识和理性知识

 

根据知识的不同反映深度,知识可分为感性知识和理性知识。所谓感性知识是对事物的外表特征和外部联系的反映,可分为感知和表象两种水平。所谓理性知识,反映的是事物的本质特征与内在联系,包括概念和命题两种形式。概念反映的是事物的本质属性及各属性之间的本质联系,如“教育心理学是研究教育系统中学生的学习及其规律与应用的学科”就是一个概念。命题也就是我们通常所说的规则、原理、原则。它表示的是概念之间的关系,反映的是不同事物之间的本质联系和内在规律,如“教育心理学是心理科学与教育科学相结合的产物”就是一个命题。

 

(二)具体知识和抽象知识

 

根据知识的不同抽象程度,可以将知识分为具体知识和抽象知识。前者指具体而有形的、可通过直接观察而获得的信息。该类知识往往可以用具体的事物予以表示,如有关日期、地点、物品等方面的知识。抽象知识指不能通过直接观察,只能通过定义来获取的知识。这类知识往往是从许多具体事例中概括出来的、具有普遍适用性的概念或原理,如有关道德、人性等的知识。

 

(三)结构良好领域的知识和结构不良领域的知识

 

根据知识应用的复杂多变程度,知识可以分为结构良好领域的知识和结构不良领域的知识。结构良好领域的知识是有固定答案的知识,如需要背诵的课文中的语言知识。结构不良领域的知识是指生活中比较复杂的知识。结构不良领域是普遍存在的,例如,听完一场学习经验交流会后,你很受启发,可是当你想把他人的学习方法运用到自己的学习中时,就要处理大量带有结构不良特征的情境和知识。

 

(四)陈述性知识和程序性知识

 

根据知识的不同表述形式,知识可以分为陈述性知识和程序性知识。陈述性知识主要反映事物的状态、内容及事物变化发展的原因,说明事物是什么、为什么和怎么样,一般可以用口头或书面言语进行清楚明白的陈述。它主要用来描述一个事实(如“北京是中国的首都”)或陈述一种观点(如“生命在于运动”),因此也称描述性知识。程序性知识主要反映活动的具体过程和操作步骤,说明做什么和怎么做。它是一种实践性知识,主要用于实际操作,因此也称操作性知识。由于它主要涉及做事的策略和方法,因此也称为策略性知识或方法性知识,如怎样操作某一机器,怎样解答数学题或物理题等。

 

应该说明的是,以安德森(JRAnderson)为代表的一些西方心理学家所讲的程序性知识实质上与我们所讲的技能类似,而与此处“知识”的含义不同。加涅在对学习结果进行划分时提出的言语信息和智慧技能都可以视为知识。其中,言语信息指事实性知识,而智慧技能实际上指的是概念和原理性知识。

 

(五)具体知识、方式方法知识和普遍原理知识

 

在各种知识分类中,较有代表性的是布卢姆在认知领域的教育目标分类系统中提出的知识分类。他把知识分为三个大的类别:具体的知识、处理具体事物的方式方法的知识以及学科领域中普遍原理和抽象概念的知识。

 

所谓具体知识,指具体的、独立的信息,主要指具体指称物的符号。它们是较复杂、较抽象的知识形态的构成要素。具体知识又包括两个亚类:一是术语的知识,指具体符号的指称物的知识;二是具体事实的知识,是有关日期、事件、人物、地点等方面的知识。

 

所谓方式方法知识,是有关组织、研究、判断和批评的方式方法的知识。这种知识介于具体的知识与普遍原理的知识之间的中等抽象水平上。该类知识包括五个亚类:一是惯例的知识,是有关对待、表达各种现象和观念的独特方式的知识;二是趋势和顺序的知识,是有关时间方面各种现象所发生的过程、方向和运动的知识;三是分类和类别的知识,是有关类别、组别、部类及排列的知识;四是准则的知识,是有关检验或判断各种事实、原理、观点和行为所依据的知识;五是方法论的知识,是有关在某一特定学科领域里使用的以及在调查特定的问题和现象时所用的探究的方法、技巧和步骤的知识。

 

所谓普遍原理知识,是指把各种现象和观念组织起来的主要体系和模式的知识。该类别知识处于高度抽象和非常复杂的水平上。它又包括两个亚类:一是原理和概括的知识,是有关对各种现象的观察结果进行概括的特定抽象要领方面的知识;二是理论和结构的知识,是有关为某种复杂的现象、问题或领域提供一种清晰的、完整的、系统的观点的重要原理和概括及其相互关系方面的知识。

 

三、知识的表征

 

一般认为,表征(representation)包括内容和形式两个方面。内容指表征所具有的实际信息,形式即表达内容的方式。相同的内容可用不同的形式表示,如“中国的首都是北京”和“北京是中国的首都”表达的是相同的内容。同一形式也可以表达不同的内容,如“他正在上课”。如果“他”是教师,表示他正在讲课;如果“他”是学生,则表示他正在听课。

 

认知心理学认为,表征代表了外部世界与有机体内部之间的标定关系,它可在两个水平上加以应用:一是神经水平,即知识的神经表征,比如人类大脑神经如何表征“正义”这样的抽象概念;二是心理水平,即知识的心理表征或称主观表征。知识的主观表征即知识在头脑中的组织结构。知识在头脑中是如何表征的,一直是认知与教学心理学研究的焦点。

 

(一)概念

 

概念代表事物的基本属性和基本特征,是一种简单的表征形式。比如“正方形”即包含了这样一些特征:有四条相等的边,是一个平面图形,是一个封闭图形等。“单身汉”可能包含着“男性”、“未婚”这样的特征。特征本身又是由更基本的成分组成的,如知觉特征(绿色)、功能特征(用于凿洞)、关系特征(表弟是某人的姨的孩子)等。柯林斯(AMCollins)和奎利安(MRQuillian)的研究表明,由于不同概念在头脑中是互相联系的,又具有一定层次关系,因此它们就构成了一种语义层次网络组织(如图14-1所示)。在层次网络中,概念的特征进行分级表征。在每一级概念的水平,只储存该级概念所独有的特征,而同一级的各概念所具有的共同特征则储存在上一级概念的水平上。在图14-1中,与“金丝雀”一起储存的是它与其他“鸟”区别开来的“会唱”、“黄颜色”这些特征,“金丝雀”与其他“鸟”所共有的特征(“有翅膀”、“能飞”、“有羽毛”)则储存在上级“鸟”概念中,而不与“金丝雀”或其他任何一种“鸟”一起储存。“金丝雀”水平虽不储存“鸟”的那些特征,但有连线与之相通,仍可得到“鸟”的特征。由于上级概念的特征只出现一次,无须在其他所有的下位概念中再储存,这样的分级表征可以大大节省储存空间,体现出“认知经济”原则,因而学习成效可以大为提高。

 

 

14-1层次网络表征示例

 

(二)命题

 

命题是意义或观念的最小单元,用于表述一个事实或描述一个状态,通常由一个关系和一个以上论题组成,关系限制论题。例如,在“小明走了”这一命题中,“小明”是论题,即命题谈及的话题或主题,而“走了”则是这一命题的关系,对我们所知道的有关小明的全部情况的这一主题作了限制,使得我们只注意到小明走了这一情况,而不关注小明的其他情况。

 

应该说明的是,虽然一个命题只能有一个关系,但其中所包含的论题可以不止一个。例如,在“小明读书”这一命题中,命题的关系仅有一个,即“读”,但涉及的论题有两个,即“小明”和“书”,“读”则对这两个论题作了限制,它说明在“小明”和“书”之间发生的情况是“读”而不是其他。

 

命题用句子来表达,一个句子可以包含一个或多个命题。如“同学们正在热烈地讨论数学问题”这一句子至少包含了三个基本命题:“同学们正在讨论问题”,“讨论是热烈的”,“问题是数学方面的”。虽然命题可以由句子表达,但命题不等同于句子。句子代表着交流观念的方式,而命题则代表着观念本身,个体是用命题(句子的意思)而不是句子(确切的词语)将观念储存在头脑中的。

 

如果命题之间具有相互关系,则可以构成命题网络。以“同学们正在热烈地讨论数学问题”为例,可用图14-2中的ABC三个网络分别表示上述三个命题,以D表示三个命题的结合。

 

 

 

14-2命题网络表征示例

 

(三)表象

 

虽然在大多数情况下,我们以命题来表征自己所知道的知识,但有时我们也用表象来表征自己所知道的知识。不过,命题表征的往往是事物的抽象意义,而表象表征的往往是事物的知觉特征。例如,有人让你回答“麋鹿比狮子大”这一说法的对错,你肯定需要花一点儿时间才能作出判断。如果回顾这一判断过程,你往往可以发现在头脑中曾出现过麋鹿的模样和狮子的模样,并在头脑中将这两个表象进行了比较,就好像在头脑中看到过麋鹿和狮子似的。因此,ED.加涅(1993)认为,表象是对事物的物理特征作出连续保留的一种知识形式,是人们保存情境信息与形象信息的一种重要方式,而这是命题做不到的。

 

例如,如图14-3所示,对于“书在桌子上”这一观念,我们可以有两种表征形式:图中A是表象表征,它对书、桌子以及它们的相对大小的三维空间关系提供了明显的信息;图中B是命题网络表征,它虽然也表示了“书”和“桌子”的空间关系,但并不提供有关“书”和“桌子”相对大小方面的信息。因此,命题是一种断续的、抽象的表征,而表象是一种连续的、模拟的表征,它特别适合在工作记忆中对空间信息和视觉信息进行某种经济的表征,它特别适合在工作记忆中对空间信息和视觉信息进行某种经济的表征。

 

 

 

14-3对“书在桌子上”的两种心理表征

 

证明个体会自发地使用心理表象来表征信息的一个经典实验是谢帕德(ANShepard)等人所做的关于“心理旋转”的研究。在该研究中(如图14-4所示),给被试呈现成对的标准图形和测验图形,让被试判断二者是否相同。每个图形都是由10个小方块连接起来组成的手柄形。成对图形的关系可以是相同的,但平面方位不同(A)或深度方位不同(B),经过旋转即可成为相同的物体。成对图形也可能不同(C)。结果发现,被试对图形判断的反应时与两图形间的方位差有线性关系,即方位差越大,反应时越长。之所以如此,研究者认为是由于被试在进行异同判断时,首先需要在心理上对测验图形进行旋转,然后看它与标准图形的方位是否匹配,测验图形与标准图形的方位差越大,用于心理旋转的时间就越长。这一实验说明,当任务需要人们对信息作出空间上的处理时,个体往往会自发地使用心理表象。

 

 

 

14-4心理旋转实验图形

 

(四)图式

 

心理学家提出“图式”这一术语的目的,在于表征人类对某个主题的知识所具有的综合性质。前述的命题和表象均只涉及单个的观念,而图式则往往组合了概念、命题和表象。一般认为,图式是指有组织的知识结构,是对范畴的规律性作出编码的一种形式。这些规律性既可以是知觉性的,也可以是命题性的(Anderson1995)。这样,图式就并不仅仅是命题表征的扩展,因为命题并不对知觉的规律性作出编码,它只表征事物的抽象含义,而图式则表征了特殊事物间的共同点。这种相同点既可以是抽象命题水平的,也可以是知觉性质的。例如,在“房子”这一图式中,既包含了房子是供人居住的建筑物的抽象特征,也包含了房子的面积和形状等知觉特征。

 

ED.加涅(1993)认为,图式一般具有三个基本特征:(1)图式含有变量。例如在“人脸”图式中,虽然一般都会含有眼睛、鼻子、嘴巴等要素,但这些要素是可以改变的。例如,眼睛可以是蓝色的,也可以是黑色的;鼻子可高可低;嘴巴可大可小。(2)图式具有层次。不同抽象水平的图式可以相互嵌套,比如“眼睛”图式可以嵌套于“人脸”图式中,而“人脸”图式又可以嵌套于“人体”图式中。(3)图式能促进推论。例如,在“房子”图式中,通过其被嵌套的“建筑物”图式,我们可以推论出房子有房顶、有墙壁等特征。

 

研究表明,图式具有多种不同的类型,如物体图式、事件图式、动作图式等。物体图式即有关物体的形状、特性、结构等信息的图式,如人脸的图式、房子的图式;事件图式即各事件发生的过程及各过程间的关系的图式,有时也称为脚本,如去学校上学的图式、去餐馆就餐的图式等;动作图式即有关动作产生的顺序、力量、幅度、方式等程序性信息图式,如打篮球的图式等。

 

鲁梅哈特等(Rumelhart & Norman1988)认为,人类的长时记忆系统中具有大量的图式,个体可以根据实际要求提取相应的图式,从而指导个体的活动,促进个体的理解。当缺乏相应的图式时,个体的活动将受阻。

 

除上述几种常见的表征形式外,研究者还提出了其他一些表征类型,如系列组织、产生式系统等。系列组织是指人们记忆的内容按一个特殊的、连续的、系列的顺序在头脑中表征的方式。如记忆字母表、日月和星期等,都是按序列来组织的。在学习英文字母表时,人们大都按从AZ这样一个系列来进行表征。按这种顺序容易背诵,也便于应用。可是,如果让一个人按相反的顺序来背诵字母表,困难就很大。就产生式而言,它包含了“如果某种条件满足,那么就执行某种动作”的知识,表明了所要进行的活动以及发生这种活动的条件。但这种简单的产生式只能完成单一活动,大部分任务需要一连串的活动,因此需要由多个产生式构成的产生式系统。产生式系统是程序性知识的主要表征形式。

 

四、知识的作用

 

心理学研究表明,个体要想有效地完成某一任务,仅有能力是不够的,个体还必须具有相应的知识。那么,在个体发展过程中,知识究竟有什么作用呢?

 

(一)知识是人们活动的定向工具

 

知识一旦被人们掌握,就会参与今后有关活动的调节,指导有关活动的进行。知识对活动的定向作用主要表现在两个方面。首先,任何活动都是有方向的,而方向又是由目的决定的。因此,确定活动的目的是实现活动定向中不可缺少的一个环节。而活动目的的确定又必须对活动的条件和情境等进行辨认,并预测各种变化的可能性,而辨认与预测均需以有关的知识为依据。其次,活动是通过一系列的动作作用于某种对象,使对象发生合乎要求的变化而完成的。因此,除确定活动的目的之外,还要确定活动的程序,即确定各种动作及其顺序。这就需要有关动作的知识、关于动作的对象及其变化的知识。

 

(二)知识是能力结构的基本构成要素之一

 

由于知识是活动的定向工具,是活动的自我调节机制中不可缺少的构成要素之一,因此也是能力基本结构中不可缺少的组成成分。能力作为一种个体心理特征,是对活动的进行起稳定的调节和控制作用的个体经验。这种个体经验的形成,一方面依赖于知识和技能的掌握水平,另一方面也依赖于已掌握的知识和技能的进一步概括化和系统化。因此,在实际教学过程中,我们绝不能把知识排除在能力之外,离开知识的教学去空谈能力的培养,而必须把能力的形成和发展建立在掌握大量丰富的知识经验的基础之上。

 

(三)知识的掌握程度制约着问题的解决水平

 

研究表明,任何领域问题的解决都涉及大量专门知识的应用。个体必须具有5万~20万个有关知识组块,才能成为某一领域的解决问题专家。如果缺乏相应的专门知识,专家也不能解决该学科领域的问题。例如,安德森(Anderson1992)研究认为,如果一个高中学生要成功地进行数学学习的话,他就必须要掌握1万~10万条规则或公式。许多其他专门领域的研究也证明,个体解决问题的能力取决于他所获得的相关知识的多少及其性质和组织结构。