（圖片來源：Pixabay）

最近有幾位朋友討論自適應(yīng)的話題，也聊到了知識圖譜的問題。很久沒寫文章了，寫一篇互動下。我會把真實的認識盡可能地表達出來，但這個話題涉及比較多的專業(yè)術(shù)語及概念，僅適合業(yè)內(nèi)人士，對抽象概念恐懼者慎入。

什么是知識圖譜？所指為何？

先從一位老前輩的批評開始吧。

詳細見上圖。后來與這位前輩溝通，了解到他反對的知識圖譜是特有所指的。

當然，我知道前輩所批評的是大部分所謂的“知識圖譜”。當然，我也知道有一些人的不是。于是拋磚引玉:

聊天聊到這，這位前輩意識到自己談的“知識圖譜”是特指的。但是說到底“知識圖譜”只是一個“術(shù)語”，“所指為何”并非不可重新定義。

后來，這位前輩，澄清了自己的觀點：

其實前輩批評的，是將“知識圖譜”應(yīng)用在“認知發(fā)生上”?；蛘吒鞔_地說是：反對用“知識圖譜”取代學(xué)習(xí)或教學(xué)中涉及“認知發(fā)生”的環(huán)節(jié)。

但是這位前輩最后也補充兩點：

• 1、在應(yīng)用知識或探究問題上，思維導(dǎo)圖還是蠻有用的。

• 2、在形成知識結(jié)構(gòu)或綜合課程知識上，知識圖譜這種方法，也是很好的。

換句話說，即便是傳統(tǒng)“知識圖譜”也是與學(xué)習(xí)相關(guān)的。

為什么大家熱衷“知識圖譜”這個方向？

為什么大家熱衷“知識圖譜”這個方向。我覺得可能有幾個原因。

• 知識這么抽象的東西，大家多少還是會希望在“知識的可視化”方面做些努力，我們稱為“圖示心理”。

• IT技術(shù)的應(yīng)用，需要做業(yè)務(wù)溝通時，往往也需要“思路圖”或者“圖示”來輔助，這時候很容易想到“思維導(dǎo)圖”或者“知識圖譜”一類的概念。

• 許多機器學(xué)習(xí)的項目，基于知識點做無監(jiān)督學(xué)習(xí)時，遇到了問題，希望能通過知識圖譜一類的東西來輔助一下。

• 在認知心理的研究中，其實有個類似的概念叫“認知地圖”（包括：圖式心理）。

• 在人工智能領(lǐng)域中，有一個“語義網(wǎng)絡(luò)”的概念。

• 一些教輔或者其他圖書也有類似的產(chǎn)品，例如：概念地圖、思維導(dǎo)圖。（見下圖）

上述這些因素中，我覺得在“為什么大家熱衷‘知識圖譜’這個方向”的話題上，人們心里權(quán)重最高的相關(guān)概念應(yīng)當是“語義網(wǎng)絡(luò)”和“認知地圖”這兩個。本文就這一話題展開聊聊，其他的放下不議。恰好“語義網(wǎng)絡(luò)”有可以算作是一種“認知地圖”，一會兒我們會聊到。（另外，講到“認知地圖”的時候，還有一個相關(guān)概念很重要，就是“專家模式”或者“專長模式”。這個話題，我們在下一篇文中《追求極致的有效學(xué)習(xí)--基于腦特性的學(xué)習(xí)原則：（3）專家模式與認知地圖》會詳細來談。）

為什么需要討論“認知地圖”

我們先來看看，“認知地圖”是指什么？在約翰·安德森的《認知心理學(xué)》中，他是這么定義“認知地圖”的：

視覺表象的另一個重要功能是幫助我們認出和記住環(huán)境的空間結(jié)構(gòu)。我們對世界的表象表征通常被稱為認知地圖（cognitive maps）。在認知地圖中我們可以明顯展現(xiàn)出表象與行動之間的聯(lián)系。在計劃如何從一個地圖去另一個地方時，我們會經(jīng)常發(fā)現(xiàn)自己在想象周圍的環(huán)境。

如果我們查詢各大百科：

認知地圖是在過去經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生于頭腦中的，某些類似于一張現(xiàn)場地圖的模型。是一種對局部環(huán)境的綜合表象，既包括事件的簡單順序，也包括方向、距離，甚至?xí)r間關(guān)系的信息。

托爾曼根據(jù)白鼠學(xué)習(xí)迷宮的實驗提出，動物學(xué)習(xí)不是在一連串刺激和反應(yīng)之間建立聯(lián)系，而是在腦內(nèi)形成了迷宮的格局，托爾曼稱之為認知地圖。

總體來說，從官方的定義來看，認知地圖是關(guān)于對環(huán)境的表征的。但，這只是其一。

這里所有的“環(huán)境”基本是指“真實環(huán)境”，也就是說“認知地圖”是關(guān)于真實環(huán)境的描述。那么有一個問題是：抽象概念之間的關(guān)系，是否也是由于類似的認識機制來構(gòu)建的？

這個問題在教育領(lǐng)域是重要的，因為“知識”基本都是“抽象概念”。

我們繼續(xù)查詢百科，這時我們查閱另一個概念：認知地圖效應(yīng)。

關(guān)鍵句：學(xué)習(xí)就是對行為的目標，取得目標的手段，達到目標的途徑和獲得目標的結(jié)果的認知，就是期待或認知觀念的獲得。

我們接著來，有一本書：《創(chuàng)設(shè)聯(lián)結(jié)：教學(xué)與人腦》是從腦科學(xué)角度探討教學(xué)的。

里面有這么兩段話值得推敲：

這一段，基本還是在講安德森所述的“認知地圖”。但是提到了另外一個概念“圖式”。圖式是什么呢？

所謂圖式，是人腦中已有的知識經(jīng)驗的網(wǎng)絡(luò)。在皮亞杰認知發(fā)展理論中，圖式是指一個有組織、可重復(fù)的行為模式或心理結(jié)構(gòu)，是一種認知結(jié)構(gòu)的單元。一個人的全部圖式對組成一個人的認知結(jié)構(gòu)。認知理論把圖式定義為從心理學(xué)理解認知的基本構(gòu)造單元。

還有一段：

學(xué)者把這種“心理空間”稱為：主題地圖。這種主題地圖，可以是關(guān)于抽象概念的。

換句話說，一些研究腦科學(xué)的學(xué)者認為，主題地圖可以幫助改善主題教學(xué)。但這里我們講到了“圖式”，“圖式”不是“圖示”?！皥D示”是用圖來協(xié)助表達。“圖式”是關(guān)于知識經(jīng)驗的網(wǎng)絡(luò)。這里談到了“知識經(jīng)驗”。過去我認為他是一個詞，即：“知識經(jīng)驗”?，F(xiàn)在，我明白這是兩個詞，“知識”和“經(jīng)驗”。從認知主義的角度來看，其實它們倆各有所指，前者其實是指“經(jīng)驗的知識表征”，后者其實是指“知識在形成之時，身體方面的相關(guān)生理體驗”。

前者也叫“認知表征”，后者現(xiàn)在一般稱為“具身認知”。

如果你不曾經(jīng)歷（體驗），你將無法“理解”？

按照上述邏輯，人的認知是具身的，如果“你不能想象揀玻璃的動作，你就無法理解啥叫揀玻璃”。這樣的邏輯。也就是說，如果你不曾經(jīng)歷（體驗），你將無法“理解”。

但是，事情并沒有這么簡單。上述邏輯似乎是想告訴我們所有的學(xué)習(xí)都應(yīng)該發(fā)生在“真實場景”中。這，顯然是不可能做到的。例如：我們在消防隊員的火災(zāi)課程中，難道要放一把火把大樓給“真實地燒掉”嗎？

一些教學(xué)設(shè)計的學(xué)者認真地區(qū)分了關(guān)于“逼真度”的相關(guān)概念。例如：范梅里恩伯爾就總結(jié)到：

所謂“逼真度”是指一個特定的模擬環(huán)境與現(xiàn)實世界一致性的程度。通常其區(qū)別就介于“心理逼真度”、“功能逼真度”和“物理逼真度”之間?！靶睦肀普娑取笔侵改M任務(wù)環(huán)境復(fù)制現(xiàn)實任務(wù)環(huán)境中所經(jīng)歷的心理因素的程度，這里不僅包括了要表現(xiàn)的技能，還包括壓力、恐懼、厭倦等心理因素?！肮δ鼙普娑取笔侵羔槍W(xué)習(xí)者要完成的任務(wù)，模擬任務(wù)環(huán)境以類似現(xiàn)實任務(wù)環(huán)境的方式發(fā)揮作用的程度?！拔锢肀普娑取笔侵改M環(huán)境在“看”、“聽”、“摸”甚至“聞”上與現(xiàn)實任務(wù)的環(huán)境的相似度。

心理學(xué)家認為，在復(fù)雜認知技能的有效學(xué)習(xí)方面，模擬任務(wù)環(huán)境中的重要性，心理逼真度>功能逼真度>物理逼真度。有時候任務(wù)課堂培訓(xùn)剛開始的時候，學(xué)習(xí)任務(wù)都是在功能逼真度和物理逼真度相對低的環(huán)境中完成的，隨著學(xué)習(xí)者技能的增加在逐步增加這兩方的逼真度。

不僅如此，我們還知道課堂上課的時候，甚至其他課堂場景中，我們大部分時候是通過語言表達來做知識傳遞的。只有在語言難以表達的時候，我們會說：“字不如圖，圖不如表”；或者“百聞不如一見”。當然，有時候無法用圖表來傳遞知識的時候，還得用文字。盡管并不容易很好地表達。例如這篇關(guān)于認知的文章，我們要找到好的、能幫助表達的圖片就比較困難。

當然，我們也知道好的文字表達，能讓語義更好地被傳遞。有一門新興的專業(yè)是研究這個方向的，雖然不是很成熟，但是已經(jīng)有了許多有價值的發(fā)現(xiàn)。叫《認知語言學(xué)》。

構(gòu)建認知的地圖

末了，做個小結(jié)。我們從“知識圖譜”談到了“認知的地圖”，到底欲意何為？我想起了前文老前輩的評判。其結(jié)論還是正確的：

• 1、在應(yīng)用知識或探究問題上，思維導(dǎo)圖還是蠻有用的。

• 2、在形成知識結(jié)構(gòu)或綜合課程知識上，知識圖譜這種方法，也是很好的。

• 3、但，這兩種方法或模式，不能用在認知發(fā)生上，尤其是K12時期的認知發(fā)生上。

我結(jié)合上文所有的討論對這三個結(jié)論，針對教學(xué)的四類場景，做一個翻譯（轉(zhuǎn)述）。鑒于“認知發(fā)生”這個概念大家可能不太熟悉，我們也做個簡單科普。

上述這段文字是來自百科：“發(fā)生認識論”（也就是“認知發(fā)生輪”）。它大致上的意思是：

• 1、語言形成之前，兒童主要通過身體的經(jīng)驗來表象世界。例如：我很生氣，我快氣炸了。這里的“氣炸”了的概念其實來自兒童關(guān)于容器中氣體膨脹的經(jīng)驗，如果沒有其他膨脹的經(jīng)驗，兒童便無法掌握“我很生氣，我快氣炸了”這樣的句子。

• 2、掌握語言之后，思維結(jié)構(gòu)越精細就越需要更多語言的參加。

• 3、思維是來自身體經(jīng)驗的，并非來自語言，語言也是來自身體經(jīng)驗的。但是智力越發(fā)展，語言的重要性也越大。

基于這三點關(guān)于“認知發(fā)生論”的思考，我們現(xiàn)在對前輩的結(jié)論進行一個翻譯（轉(zhuǎn)述）：

• 1、如果涉及“認知發(fā)生”，各種導(dǎo)圖、圖譜統(tǒng)統(tǒng)都是無效的。不涉及“認知發(fā)生”時，圖譜、導(dǎo)圖在一些教學(xué)場景下能提供部分有效的支持。

• 2、“認知發(fā)生”是指“你不能想象揀玻璃的動作，你就無法理解啥叫揀玻璃”。也即：如果要讓學(xué)生理解“揀玻璃”這一邏輯的前提是，學(xué)生能想象“揀玻璃的動作”這一身體經(jīng)驗。

• 3、當我們沒有直接的“揀玻璃”的經(jīng)驗，但是有“揀”的經(jīng)驗以及“玩玻璃”的經(jīng)驗時，語言可以協(xié)助我們想象“揀玻璃”的經(jīng)驗。這種“概念拼裝”可能會有部分的“失真”，但確實是可以促進的。這也就是“教”的意義。其原理就是前面提到的：“心理學(xué)家認為，在復(fù)雜認知技能的有效學(xué)習(xí)方面，模擬任務(wù)環(huán)境中的重要性，心理逼真度>功能逼真度>物理逼真度。”

關(guān)于失真，有一個關(guān)于建構(gòu)主義的段子，是個不錯的例子。有一只青蛙向一只魚進行描述，鳥的樣子，它說鳥有翅膀，還有爪子......魚，于是進行了想象，在想象中，鳥的身體，依然是魚的樣子。

• 4、在兒童早期，增加“各種基于身體體驗”（具身認知）的“經(jīng)驗”將有助于兒童未來的理解能力。

• 5、當在不涉及“認知發(fā)生”的教學(xué)過程（含：“教、學(xué)、練、考”四大類場景）中，若有思維導(dǎo)圖、知識圖譜等工具應(yīng)當是有幫助的。特別在復(fù)雜認知技能的有效學(xué)習(xí)方面，我們需要借助心理空間，也即“主題地圖”（即：滿足“心理逼真度”方面的要求）來促進認知結(jié)構(gòu)的形成。

因此，構(gòu)建有效的主題地圖（認知地圖中的一類），對教學(xué)來說是很有意義的！我們在下一文中，將結(jié)合“專家模式”或稱“專長模式”這種心理結(jié)構(gòu)來發(fā)展這一理念。我們認為這一個“工具”是有意義的，就好比“地圖軟件”帶給我們的“導(dǎo)航”功能一樣，是符合人的認知規(guī)律的。