陈述性知识的模型建构及心理表征机理

陈秀洁1，张道明2

（1.齐齐哈尔大学 网络信息中心，黑龙江 齐齐哈尔 161006；2. 齐齐哈尔大学 土木与建筑工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

摘要：由于知识的认知心理过程的复杂性，造成了学习者重塑的意象和对应的语言表征不一致。为此，设计了一组心理测试，分析了语言和意象表征的偏差产生的原因，同时，提出了概念的集合模型，发现了两个概念形成命题的条件是概念拥有完全相同的意象表征，从而揭示了陈述性知识建构模式和表征的机理。

关键词：陈述性知识；意象；语言；表征

知识的本质是信息在人脑中的表征[1]。这些意象表征可以是视觉、味觉、听觉和触觉等知觉形式，可通过约定的语言表征其存在[2]。正如佩维沃（A.Pavio）指出“知识是由言语和意象（或表象）表征的联想网络构成的[1]”，可通过语言重塑人头脑中的意象，但在实际中言语和意象（或表象）表征存在明显的偏差。因此，人头脑中意象不是机械重构，而是信息丰富拓展，创新构建新的知识结构。为此，奥苏伯尔提出了有意义学习理论[3,4]，给出了针对概念、命题、图式、问题解决等方面的学习模式，为建构知识的语义模型奠定了基础[5,6]。

本文设计一组心理学实验，分析了言语和意象（或表象）表征存在差异性的原因，展示了在人脑中知识重塑的过程，基于心理测试，系统研究了概念、命题和图式的构成机理。

加参方浸膏对H2O2诱导的H9c2心肌细胞凋亡的干预作用研究 …………………………………………… 郝轩轩等（14）：1898

1、知识的本质与表征测试

1.1 测试设计

认识主要表现为对事物的知觉、表象、概念、规则等认知的心理形式。它是客体的副本，也不是由主体决定的先验意识，是主体知觉在人脑中的意象表征[7]。其中，概念、命题、命题网络及图式构成了陈述性知识[8]。人头脑中的知识以意象表征形式，通过语言、符号、图形等具象化形式，作为知识的外在信息。对于人头脑中的意象可以是虚拟的视觉图像，也可以是虚拟味觉味道，触觉接触的感觉等知觉。其中，人脑中的虚拟视觉图像与实际图像相比具有实际图像的主要特征，它与对的图像具有等效性。因此，考虑到测试者专业背景的不同，对测试结果的影响，本文设计一组土木工程专业领域的图像和语言，模拟该图像在人脑中意象和其语言表征的效果。

测试者为学生，共计60名，他们来自土木工程专业不同年级。其中，4年级20名；3年级20名；1年级20名，各分两组，每组30名学生。其中，一组学生的测试为由图到语言正向用文字解析表征图的含义，最后把三幅图(a,b,c)组合在一起，用语言描述发生的事件；另一组学生的测试为由语言到图逆向重塑语言的意象表征，其测试设计为一段语言对应4幅图。其中，语言表征为：(a)框架是一种结构；(b)地震摧毁房屋结构；(c)钢筋混凝土框架承载能力不足，而倒塌了。能准确展现该三段语言表征的图分别为图1(a)、图1(b)和图1(c)。其他图均为干扰项。测试题目的图均来自于网络(http://image.so.com view?Q)。测试的知识背景对语言和意象表征的影响。正向测试具体要求为：用一句话描述每一幅图含义；逆向测试都要求图片和语言都出自于土木工程领域，高年级学生与低年级学生相比专业知识更加丰富，目的是检验测试者排除干扰项，选择合适的图片，建立图与语言之间正确的对应关系。

图1 意象表征图

实际上，每一幅图或语言都是一个命题，图的正确语言表征分别为：图1(a)是一个多层框架结构；图1(b)为地震作用造成多层建筑倾倒；图1(c)为钢筋混凝土框架结构柱子抗震能力不足。当三幅图组合在一起，其语言表征为：在地震作用下，框架结构底层钢筋混凝土柱抗震能力不足，承载力失效，造成多层建筑倾倒。

据全国第二次土壤普查成果，研究区内土壤类型主要有麻石硅铝质粗骨土、麻石黄棕壤和麻沙泥田(图2)，各类型土壤特征如下：

1.2 测试结果分析

在实测中，实测结果展现知识背景的不同，造成了测试者对同一事件的意象和语言表征的差异性。测试表明无论概念的理解、命题和图式表征的规范性、准确性都出现明显差异性，需要从知识的最基本单元来分析问题产生的根源。

表1 正向表征的准确率

4年级/% 3年级/% 1年级/% 图a959350 图b958530 图c907520 (a),(b)和(c)45240

表2 逆向表征的准确率

图24年级/%/3年级/%1年级/% (a)95%92%42% (b)93%86%35% (c)84%65%10%

在由语言到意象重塑的逆向表征测试中，实测结果表明，从语言逆向重塑意象，需要测试者不但具备良好的专业背景，同时，也要具备想象能力，仅通过语言在头脑中重塑意象，其逆向表征测试准确率见表2 。从图1(a)到图1(b)，再到图1(c)解析所需的专业知识难度越来越深，无论正向测试还是逆向测试，学生的准确率逐渐在降低，说明了意象和语言表征因人而异，具有不对等性。

2 陈述性知识的建构和表征

在意象到语言正向表征测试中，由于测试者的知识背景和储备的不同，其对图的含义理解的准确性、完整性和专业性出现了较大的偏差。其中，低年级的学生对图片和语言的表征更具有社会性，语言表征专业准确性较差，其准确率见表1 。特别是对高阶专业知识的解析，需要测试者具有良好的专业背景和知识储备，才能准确抓住意象关键的特征，通过语言外在的表征实现内在意象和外在语言表征的统一。

由于我国目前没有建立起完善的碳会计披露体系，因此绝大多数企业在进行碳会计披露时，往往只抓住了外延概念，仅从企业整体考虑，缺乏对报表中具体项目的分析。

2.1 概念的建构和表征

每当人们提到混凝土概念，人的头脑中都会映射出它的知觉意象。作为高级动物的人还具备语言能力，能够通过语言外在表征它人脑中的意象（图2）。由于构成混凝土概念的内涵和外延信息丰富多彩，它的内涵和外延也是由概念构成，形成由核心向外逐级扩展的状态。具体如下：

4.作风建设。央企党建主要通过加强党风建设和反腐倡廉建设，转变企业的工作作风和思想作风。首先，中央企业普遍建立了由党委统一领导、党政共同管理、纪委部门监督协调的反腐倡廉体系；其次，通过完善现代企业制度和公司的法人治理结构，从源头预防和治理中央企业的腐败问题；最后，建立和完善企业经营管理者的激励约束机制，实行责、权、利的有效统一，预防国有资产流失和企业腐败。

概念是知识结构的基础，是网络化认知结构的节点，是对事物本质属性的概括。其核心是其内涵，它反映了事物对象所特有的属性，而外延反映了事物对象的范围，显示了概念向外延展的张力。如“混凝土”的概念为由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料。其被广泛应用于各类土木工程中，具有良好的可塑性和抗压强度。其内涵是由材料、物理力学性能、制备工艺等组成。而其外延是其类型和应用等。

[混凝土]=[材料组成、性能、形态、类型、应用、其他] （1）

[类型]=[普通混凝土、环氧树脂混凝土、沥青混凝土、轻骨料混凝土、其他混凝土] （2）

[材料组成]=[石子、砂子、水泥、水、外加剂等] （3）

式（2）和式（3）中各子项可以建立多级的表征集合见图3。

一方面是设计以及规划方案都是要结合建筑的实际程序来进行执行，反复进行核查和检测，加强计划整体的安全质量。管理人员要做好各方面的交接以及沟通，排除在实际施工中的各类安全隐患，对施工中的各个环节进行设计，然后是对各方面的资源展开合理的应用，做好对设备的控制。另外是企业的原材料采购，需要向一些有知名度的优质企业进行采购，施工中做好材料的管理以及控制，避免材料出现质量问题。对材料的施工也是要符合规程，不要有违规的操作出现。监管人员要在现场加强各方面程序的检查，保证程序的严格执行。

图2 “砼”概念的双表征

图3 普通混凝土组成双表征

观察ACT模型，无论是主语与谓语，还是主语与宾语都存在主语的外延和内涵，都包含谓语或宾语的部分的内涵和外延，说明二者有交集，而系表结构存在主语的外延和内涵囊括在表语之中，也就是说明主语是表语的子集。因此，说明命题模型中前后两个概念都具有相同的某一级别的意象表征。

（5）

（6）

命题是由任意两个相互连接的概念组成，构成一个完整判断的语义，形成一幅最为简单的情景即意象。在Anderon的ACT模型[9]中, 命题由一个主词的连结(标为)S 和一个谓词的连结(标为)P 构成。其语法结构为：主语+谓语图4(a)、主语+谓语+宾语图4(b)和主语+系动词+表语图4(c)三种形式。其它定语、补语、状语等句型和成分均可以通过拆分、补充成这三种语言结构。因此，命题可以由三种基本模型组成。具体如下：

2.2 命题的建构和表征

式中：为第i阶概念语言内涵表征集合，为第i阶概念语言外延表征集合，n,m,k,l为多维集合的维数。概念语言表征的集合模型显示出它的各级表征由其核心的内涵和外延逐级呈辐射状向外逐级扩展，各级的表征与概念核心区的内涵和外延相关性在逐级减退；由于意象表征是概念与外界信息交流的窗口和通道，通过它可以对相关信息加工，丰富完善概念的意象。一旦概念某一级表征的组成缺失，造成概念意象表征信息不完整，或利用语言重塑意象不完整，都是造成概念表征的偏差的根源之一。

图4 命题模型

概念的言语和意象是彼此联系[1]，具有对应关系。由于语言表征能力的有限性，需要语言抓住意象的本质特征表征其存在，形成对事物的意象多侧面、多层次的描述，构成实物丰富的知觉表征信息，可用多级、多维度表征模型来描述概念语言表征的特征。具体概念语言表征集合模型可表示如下：

如果任意两个概念的表征集合存在相同交叉子集，表明二者具有相同意象，因此，可通过概念的交叉子集意象建立了两个概念之间的相互联结，构成的命题才能成立，表达事件完整语义，形成判断事物的导向。如“结构倒塌”的命题，其完整语义是结构所处的倒塌状态，展现一幅结构倒塌的状态的情景意象，其语言集合表示如下：

文献[2]中的数值计算结果是利用ANSYS的板单元SHELL63建模得到的，加载条件一样，即忽略自重，在简支直线箱梁跨中正对腹板的上翼缘板处作用对称集中荷载，总量为P=0.272 2 kN，为了验证本模型的正确性，对比二者结果如表1。

[A1]=[结构]=[材料，状态，性能，类型，应用，其它] （7）

[A12]==[状态]=[完好，破损，承载极限，倒塌，其它] （8）

式（14）表明其交集是二者的谓语。又如“框架是结构的一种”，是系表结构。其完整语义表达主语的身份、特征、属性和状态，表明主语是表语的子集，其语言分级集合表示如下：

[A124]=[倒塌] （9）

如“地震摧毁结构”是完整的主语主体行为判断语义。“地震”主语分级语言集合表示如下：

[B1]=[地震]=[成因，作用，烈度，位置，类型，其他] （10）

[B12]=[作用]=[方向，动力响应，对象，计算原理，其它] （11）

[B123]=[对象]=[场地，结构,其他] （12）

[B1232]=[结构]=[完好，破损，极限承载，摧毁倒塌，其它] （13）

[B12324]=[摧毁倒塌] （14）

式（6）中“倒塌”是“结构”状态下的子集。其语言表征集合对应项表达式如下：

厂房采用钢架结构，外墙采用单层压型钢板，以米白色为主色调，瓷蓝色搭配使用。屋面采用75厚双层压型钢板复合保温板，面板以瓷蓝色为主色调，底板米白色。厂房纵、横向外墙均设有多排窗户，顶排窗户为百叶窗；山墙底部5.4m以下均敞开布置，增加厂房的通风和采光面积；屋面设有自带天窗控制器的圆拱形排烟天窗，即满足了厂房的排烟要求又增加了厂房的采光、通风面积；因磨矿厂房的设备在生产过程中产生不少粉尘，浮选厂房药剂气味较重，厂房屋面设风帽加大厂房内的通风速度。

[C1]=[结构]=[材料，状态，性能，类型，应用，其它] （15）

[C12]=[类型]=[砖混，框架，剪力墙，其它] （16）

[C122]=[框架] （17）

命题的形成取决于构成命题概念之间是否具有完全相同的意象表征，没有相同的意象表征是无法建构命题，形成不了命题的意象和具体的语言表征。由实测结果可以看出：每一幅图都可以用一个命题语言表征，都在人的头脑中重塑一幅完整情景，即命题的意象表征。命题构成的元素决定了命题表征出现、表征偏差的主要原因是构成命题概念的信息缺失。

2.3 图式的建构和表征

在知识结构中，任意两个以上具有共同成分的命题，通过它们概念的意象表征彼此联结，形成命题网络。当某一组命题网络构成一个整块知识结构，在人头脑中形成了关于某个事件的完整的意象情景，其语言表征为图式。如在本文测试中，将三幅图组合在一起，其语言表征构成了一幅情景，其语言表征为：框架结构底层钢筋混凝土柱抗震能力不足，承载力失效，造成多层建筑倾倒。其意象表征为某一框架结构在地震作用下倒塌的情景，展示了完整的地震对框架结构作用的图式。其图式结构编码和图式命题网络如图5。从实测结果看，无论低年级和高年级测试者，通过三幅图，建构一个图式语言表征准确率都很低，高年级的测试者准确率为45%，而低年级测试者都不能完整的构建地震对框架结构作用的图式。这说明测试者需要充分理解每一幅图后面所隐藏的框架结构，抗震分析原理的高阶专业知识，低年级学生没有这方面知识，仅有社会常识性知识，是不能够建立完整的地震对框架结构作用的图式，因此，造成其图式语言表征失败。即使高年级测试者由于专业知识掌握的程度不同，也仅有一小部分测试者能够完整建立地震对框架结构作用的图式，说明了图式语言表征需要具备良好的知识储备，才能抓住事物的本质特征，构建能够反映意象本质特征的语言表征。这反映了影响图式表征准确性和完整性的根源，不仅仅来自于概念表征的信息缺陷，也来自于构成图式命题是否完整，同样也来自于在人的头脑中拼接成整块的意象的完整性。

图5 图式网络结构

3 结论

知识是由事物在人脑中的意象表征所构成,它最基本的组织架构为相关概念之间通过相同的意象表征联结，形成的网络组织结构，意象和语言分别是知识内在和外在表征形式。具体结论如下：

（1）由于人的知识背景不同，对概念的内涵和外延的信息理解和掌握存在缺失，造成学习者构建的命题和图式不完整，致使知识意象和语言表征存在差异性。

（2）多级集合模型可以表征概念各级分项的内涵和外延，概念语言仅是其意象的外在表征形式，可以通过数学矩阵形式表征。

（3）两个概念之间通过相同的意象表征编码联结构成命题，它在人的头脑中能形成一幅情景即意象，构成了对具体事物判断。

（4）图式是人脑中一组整块的意象表征，可通过外在语言表征事物意象的主要特征，并可以通过数学形式表达。

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The constructed models and mechanism of psychological representation of declarative knowledge

CHEN Xiu-jie1，ZHANG Dao-ming2

(1. Network Information Center Qiqihar University, Qiqihar 161006 China; 2.The College of Architecture and Civil engineering Qiqihar University, Qiqihar 161006 China）

Abstract: Because of the complexity of the cognitive psychological process, the deviation between language representation and its image representation are caused, the learner cannot effectively use the language to reshape its image representation.To this end, the paper designs a set of psychological experiments, to study the causes of the differences between the image representation and the language representation, put forward a set model of language representation of concept, and also found this law that any two concepts which have the same image can couple to form propositions, thus reveals the mechanism of the constituent and the psychological representation of declarative knowledge .

Key word: declarative knowledge; images; language; psychological representation

收稿日期：2019-07-01

基金项目：2017年教育部产学合作协同育人项目（201702055010）

作者简介：陈秀洁（1966-），女，吉林白城人，高级工程师，学士，主要从事人工智能心理学应用研究，jbcxj@sina.com.

中图分类号：G442

文献标志码：A

文章编号：1007-984X(2019)06-0073-04

标签：表征论文;  意象论文;  语言论文;  概念论文;  命题论文;  哲学论文;  宗教论文;  心理学论文;  心理过程与心理状态论文;  《齐齐哈尔大学学报(自然科学版)》2019年第6期论文;  2017年教育部产学合作协同育人项目(201702055010)论文;  齐齐哈尔大学网络信息中心论文;  齐齐哈尔大学土木与建筑工程学院论文;