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知识表征

什么是知识表征

知识表征就是指知识在长时记忆和工作记忆中的加工和贮存。知识表征对人的认知过程意义重大,人类文明借助于知识表征而延续、传承和发展。如同知识与信息,信息表征与知识表征也是相互关联的,知识是信息表征的结果,即通过个体的系统化转化把信息转化为知识。通过信息表征形成的知识,可通过知识表征进一步得到系统化和结构化。

知识表征的含义

在认知心理学、人工智能和知识可视化三大范畴中,知识表征均有着不同的含义。认知心理学范畴,知识是指个体通过和其所处环境之间发生相互作用所获得的信息和组织,也就是说把知识看成是个体大脑中的一种状态。不同表征形式被称为编码,它们所代表的共同信息被称为表征的内容。人们接收、加工、处理信息的过程就是对知识的认知理解过程。根据知识在头脑中的表征特点,认知心理学把知识分为“知道什么”和“知道如何”两大类,前者称为“陈述性知识”,后者称为“程序性知识”。知识表征是指知识在人脑中记载和贮存的方式,换言之指知识在人脑中的呈现方式,与其对应的是人脑的各种记忆模型。

知识表征在人工智能范畴是指知识的表示和描述,与知识表达对应的是数据结构和相应的算法,即知识在计算机中的存储形式和运算机制。因此高效人工智能系统的关键在于知识的有效表达与管理。在这个范畴中知识有叙述型、过程型和控制型三种类型,叙述型知识是指叙述关于系统的状态、环境和条件、问题的构想、定义、事实等;过程型知识是指表述有关系统状态的变化、问题求解过程的操作等;控制型知识是指提供关于如何选择相应的操作、运算和行动的信息。在教育技术研究的重要领域——知识可视化范畴中,知识表征则是指将人们的个体知识通过图解手段对应出来,形成作用于人的感官的知识外在表现形式,以促进知识的创造和传递。知识可视化是在数据可视化、信息可视化的基础上发展起来的,研究对什么样的知识进行可视化、为什么要对这些知识进行可视化、如何对这些知识进行可视化是知识可视化研究的三个方面。

这三大知识表征研究领域之间并不是孤立的,而是相互联系、相辅相成的关系:认知心理学关注的是知识的心理表征,人工智能关注的是知识的计算机表征,知识可视化关注的是知识的外在表征,它们关注的焦点都是知识,只是侧重于知识的不同表现形式,因此相互联系、相辅相成;另外,可视化的实质是以丰富的图解手段视觉化表征知识、外化知识,目的是促进知识传播和创新。视觉化表征手段的丰富可以直接作用于人的多种感官,有利于促进计算机表征作用于人脑,因此,从这个意义上说,知识可视化是连接认知心理学和人工智能研究的新的桥梁,为计算机的知识表征作用于人脑提供了可依赖的方法和手段。

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