联结主义与具身认知课件.ppt

《联结主义与具身认知课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《联结主义与具身认知课件.ppt（56页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、认知心理学新进展,1,内容提要,1、认知心理学早期知识回顾2、认知心理学新进展 符号主义 联结主义 活动主义 生态认知 具身认知,2,认知心理学的发端,认知心理学(cognitive psychology)是西方现代心理学的一种新的思潮、范式和研究取向。它始于20世纪50年代末期，60年代正式形成，70年代成为美国和整个西方心理学的主流，现在几乎遍及世界各国心理学研究的一切领域。1967年Neisser出版的专著认知心理学通常被认为是认知心理学产生的标志。,3,认知心理学的研究对象,现代认知心理学就是运用信息加工观点来研究认知活动，其研究范围主要包括感知觉、注意、表象、学习、记忆、思维和言语等

2、心理过程，以及儿童的认知发展和人工智能。,4,对认知活动的三种理解,认知活动是对人脑的信息加工 认知活动是人脑对符号的处理过程 认知活动是问题解决过程,5,认知心理学新进展符号主义,符号主义的基本取向 符号心理学来自于人类认知与计算机之间的类比，它把人的心理活动比作计算机对符号的逻辑操作，把人类的思维策略比作计算机程序，把人的初级信息加工比拟为计算机语言，而把人的生理过程，包括中枢神经系统、神经元和脑的活动比拟为计算机硬件，认为人脑像计算机一样具有对信息的接受、编码、存储、转换、回收和传递的功能。,6,认知心理学新进展符号主义,符号心理学的主要观点1、符号主义认知心理学的基本隐喻是人脑像计算机

3、一样都是符号操作系统2、符号主义认知心理学着重研究符号的操作与表征3、信息的加工方式是串行的,4、信息加工系统具有对环境的适应能。,7,认知心理学新进展符号主义,符号主义的优点1、实现了心理学研究对象的回归，开辟了现代心理学研究人类心理的新方向2、关注思维、记忆等高级认知过程的研究3、强调认知主体的能动作用以及认知主体既有的经验、知识在信息加工过程中的作用,8,认知心理学新进展符号主义,符号主义的缺点1、计算机只能处理事实，而人是生活于世界并创造自身及事实世界的一种存在2、在认知操作方面也存在一定局限性3、忽视了情感、意向活动、人格、变态心理、心理治疗领域等研究，缩小了认知心理学的研究范围,9

4、,认知心理学新进展联结主义,联结主义的概念 联结主义以神经科学为基础，把认知系统看作是简单而大量的加工单元的联结网络, 网络是个动态系统, 单元彼此联结在一起, 网络中的每一单元在某一特定时刻总是处在某种激活水平上,其实际的激活水平与来自环境和其他与之相连的单元有关。 即联结主义指通过简单加工单元之间的联结方式进行计算的一类理论模式,10,认知心理学新进展联结主义,联结主义的根源哲学根源 联结主义重视心理与身体之间的关系，哲学史上一直存在着一元论和二元论之争。 一元论主张心理与大脑是同一个实体的两个方面 二元论主张世界有物质和精神两个独立的本源 心理学根源 Spencer的联结思想 James

5、的关联记忆模式 Thomdike的联结主义学习论 Hull的学习规则,11,认知心理学新进展联结主义,联结主义的方法-模拟方法 符号加工理论主要是功能的模拟，只把视野集中于信息在控制和自组织系统中所发挥功能的这一点上。 新联结主义把心理活动像大脑作为其隐喻基础，认为人的认知活动主要是大脑神经元的整体活动，它所模拟的不仅仅是大脑神经元的功能，更为重要的是对大脑结构的模拟。,12,认知心理学新进展联结主义,灰箱方法 符号加工理论对信息的加工和操作就是对符号的加工和操作，但对于输入和输出之间究竟发生了什么却不得而知，即是一只黑箱。但随着研究的深入，研究者发现输入和输出之间存在着一些复杂的中间环节，并

6、且存在一定的逻辑阈限，在一定条件下，它们就会连通起来，该环节称为隐含层。 研究者认为在我们的认识中对于某个系统已有局部的认识，相对于黑箱系统而言，就是一种灰箱系统。 在输入、输出和隐含层之间总是按并行分布的原则实现不同联系，这即是新联结主义的基本思想内涵。,13,认知心理学新进展联结主义,联结主义的基本特征1、具有平行结构和平行处理机制 联结主义不仅在结构上是平行的，而其所有的运算处理也是同时平行进行的，在同一层次内所有加工单元都是同时进行操作的 举例：当看到水果这一词时，所有自己知道的水果名称都会得到一定程度的激活，而那些更为常见的水果名称激活速度会更快,14,认知心理学新进展联结主义,2、

7、知识的分布储存 联结主义呈现高度分布及维度转换表征，并以迭加的方式储存知识，即知识并不存储在特定的单元或特定的联结权重中，而是以交互作用的激活扩散模式在整个网络中，与此相应采用分布表征的方式来加工知识。 举例：如芒果这一词 在联结主义中，“水果”“甜的”“热带 的”等它的属性概念都是它的组成部分而不仅仅与之相关联。,15,认知心理学新进展联结主义,3、可塑性、自学性、自组织和自适应性 各神经元之间联结的强度在学习过程中是不断调整和变化的。正式由于这种可塑性，使得联结主模型具有很强的自学功能，并且和人脑一样具有自组织和自适应性,4、具有连续性和亚符号性 亚符号是联结主义网络中个体加工单元的活性，

8、它表征的是直觉经验以及尚未结晶升华为用语言表达出来的概念，即亚概念。它吸收了对理解大脑如何计算极为重要的神经元计算的一些特征，它对于说明我们现在所缺乏的神经元计算的发现是一大贡献,16,认知心理学新进展联结主义,5、高度的系统性 神经系统具有高度的整体性和系统性，各个子系统有很强的相互联系相互协调的能力6、容错性 信息是分散的储存在整个网络中，而且模型在运行中是由大量神经元集体工作的，因此当少量神经元受到损伤或正常死亡时，整个系统的功能将继续有效，即使对于残缺错误的信息，系统也能够得到完整正确的结论。,17,认知心理学新进展联结主义,联结主义在心理学中的应用 联结主义模型在心理学中有些重要的应

9、用价值，现已在视知觉、学习和记忆、语言、高级认知问题方面取得了很多研究效果应用举例-模拟儿童认知发展的联结主义 联结主义运用自体输入模型解释了儿童分类能力的发展，这个网络是循环式的，即输出层和输入层直接相通，所以刺激物的信息能够在大脑中不断得到修正、再表征，直至与实际刺激完全一致。联结主义模型认为，婴儿是通过比较新异刺激与大脑中已有表象的差异，不断进行内部表象重构，逐渐获得了各种分类概念,18,三、符号加工与联结主义区别与联系,19,认知心理学新进展联结主义,联结主义的优点1、联结主义具有自适应性、自组织、自学习、容错性等特点，能解决很多复杂性更高的问题2、联结主义的亚符号推论理论可以对传统的

10、符号心理学理论进行补充和修正3、联结主义具有学习的能力，联结主义网络可以在样例训练中自动生成新的样例,20,认知心理学新进展联结主义,联结主义的缺点1、大脑同构形或同形态假设具有局限性2、模拟总是受人对大脑的认识水平的制约3、模拟研究充其量只是结构与功能的模拟，无法融入心理活动所具有的社会文化历史属性4、并未对认知或智能的形成发展进行探讨,21,认知心理学新进展活动主义,活动主义认知心理学的起源 活动主义认知心理学起源于20世纪90年代，其兴起主要源于符号主义和联结主义的不足，以及电子生态系统的形成，实际上是进化心理学、行为主义心理学、认知心理学相结合的产物。它被认为是极有前途的研究范式，其研

11、究成果已为认知心理学乃至整个认知科学带来了新的发展方向和生机。,22,认知心理学新进展活动主义,活动主义的主要观点1、活动认知的基本假设是目的论与进化论2、活动主义认为人是有目的的，目的是行为运动的终极原因。3、活动主义认为认知行为是以“感知行动”的反应模式为基础的4、心理事件公开性假设,23,认知心理学新进展活动主义,活动主义认知关系图,24,认知心理学新进展活动主义,活动主义的基本研究方法1、遗传算法 该方法是通过对遗传因子的计算来探究生命进化过程的方法，目的是想依据基因建构出类似于人的能够表现出智能活动的人工生命2、进化策略 通过对有机体为适应环境以求得生存与延续所采取的策略与方式，目的

12、是探究人的优化策略、方法与途径,3、进化规则 研究有机体进化规律的方法，目的是着眼于对认知或智能进化规律的探究，了解生命过程及其中的智能的生产预作用,25,认知心理学新进展活动主义,活动主义的优缺点优点1、从生命体进化与适应的角度研究认知的形成与发展开辟了认知心理学新的发展方向2、提出了新的研究思路和方法3、加深了对认知的本质的认识 缺点 1、有很多方面难以操作化 2、忽视历史文化因素,26,认知心理学新进展生态主义,生态心理学的产生背景内部因素 由于符号加工取向和联结主义加工取向受到责难，引起我们对认知生态研究的关注，这是使心理学走出实验室，回归到人的生活情境的过程外部因素 20世纪中期在西

13、方国家出现的生态运动和人权运动,27,认知心理学新进展生态主义,生态心理学的介绍 生态心理学有广义和狭义之分，我们通常所说的是指狭义生态心理学。狭义生态心理学的两大理论核心是以巴克为代表和以吉布森为代表的理论范式，其他人的思想都基本上在整合和延伸他们的思想的基础上展开的。,28,认知心理学新进展生态主义,生态心理学取向 生态学研究取向以“人的生活经验和生活历史”作为隐喻基础,主张在现实环境中研究人的心理和行为，即要研究人的现实行为和自然发生的心理过程，认为认知不发生在文化背景之外，而是在人所从事的各种活动基础上，心灵和世界的共同生成。 即强调的是人与环境的动态交互过程，尤其是重视研究生态环境中

14、具有功能意义的心理现象,29,认知心理学新进展生态主义,生态认知心理学的内涵 勒温可谓是最早提出生态心理学思想的学者，他在1994年发表的生态心理学论文中，明确表达要了解个体和群体的行为，首要做的就是考察环境为这种行为的发生所提供的机遇和条件。 布朗芬伦纳他主要从系统论和机能适应论的角度对生态心理学内涵做了分析。他认为生态心理学是在一个更为宏大的环境下，研究有机体渐进的、复杂的心理行为变化与近体环境的相互适应性。,30,认知心理学新进展生态主义,生态心理学的主要理论1、行为-背景理论（罗杰.巴克） 行为总是和特定的情境联系在一起，二者构成了一个有机的，持久的动态结构。个体都是在具有一定结构性和

15、动态性的生态结构中开展他们的日常生活，因此行为的意义必须从行为者及行为的背景的中理解。,31,认知心理学新进展生态主义,2、知觉生态理论（吉布森） 环境信息如此丰富，人们对外部世界的知觉可以是直接而非整合，即信息和外部环境之间有一种直接联系，因而可以直接拾取环境中分布的信息，而不需要图式或表征等作为中介。,32,认知心理学新进展生态主义,3、生态系统理论（布朗芬布伦纳） 他认为心理、行为的分析当置于空间、时间两个系统背景之下。就空间系统而言，从小到大是微系统、中间系统、外系统和宏观系统，而且系统之间相互包含相互作用，个体不但被置于系统之内，而且个体与环境相互作用的程度，也依赖于环境与个体范围之

16、间的距离。就时间维度而言，该系统称之为长期系统，认为个体和系统随着时间变化。,33,认知心理学新进展生态主义,4、生态自我理论 就人类本性而言，先天存在着一种亲近自然的潜意识，但由于过度的物质和文化使其处于抑制状态，生态心理学的任务之一就是唤醒人们的生态的潜意识，构造一个人与自然和谐相处的自我生态环境，使人们从现代社会引发的疾患解脱出来，更好地品味适宜恬淡的人生。,34,认知心理学新进展生态主义,生态心理学的应用 生态心理学取向不仅对心理学理论的发展产生了重要影响。而且在具体领域中也发挥这独特的作用。1、心理健康领域 在心理健康领域传统心理学往往忽视自然对于个体心理健康维护的重要性。生态心理学

17、认为，自然和人类的心理是相互建构的，心理治疗的目的就在于帮助人们恢复同自然的内在联系。受该取向的影响，荒野疗法”、家庭疗法”、宠物疗法”、森林疗法”等应运而生，并且取得了不错的治疗效果。,35,认知心理学新进展生态主义,2、教育学领域 在教育学领域中，生态心理学思想的引入促进了生态学习观和情境教学观。生态心理学坚信作为主体的学习者不是消极地受制于环境中的物理刺激，而是积极地与其学习环境交互作用，它们构成了一个有机的活系统,36,认知心理学新进展生态主义,心理健康领域-宠物疗法 宠物疗法是把宠物作为一种辅助手段来帮助心理治疗，让宠物参与到心理治疗当中来。通过人对动物的心理依恋来产生人与动物的情感

18、联结”。宠物治疗师认为，宠物对待人的态度是无条件接纳，这对于治疗效果非常重要。 该疗法对于抑郁症和自闭症患者的效果尤其好，研究表明患有自闭症和抑郁症的儿童，以及老年痴呆症的老人，他们不愿与人交流，却愿意,与狗交流。,37,认知心理学新进展生态主义,教育学领域-瑞吉欧教育幼儿园 享誉国内外的瑞吉欧教育体系对幼儿园环境颇有研究，认为幼儿园的环境促进幼儿园的情感、认知行为的持续发展。 在瑞吉欧幼儿学校，墙壁上展示的内容包括幼儿的作品，旁边是教师对幼儿作品的意见，用来说明整个活动程序的相片。该方法让教师有更好的机会评估幼儿的活动，让幼儿知道成人重视他们的工作，让家长了解幼儿的潜能。,38,瑞吉欧幼儿园

19、,39,瑞吉欧幼儿园,40,生态心理学与传统心理学的区别,41,认知心理学新进展生态主义,生态心理学的优点1、促进了人与环境的协调发展，避免心理学研究中的非人性化现象2、提升了心理学理论的社会应用性，有助于改变人们对心理学理论形态的传统认识3、拓展、深化了传统心理学的研究对象，增进了人们对心理学生态意蕴的认识,42,认知心理学新进展生态主义,生态心理学的缺点1、就其研究范式本质而言，依然是一种“物”的研究方式2、生物学化思想浓厚3、文化底蕴浅薄4、生态心理学探讨的主要是基于思潮、观念、学科等宏大理论框架，微观理论建构和具体行动研究缺乏,43,认知心理学新进展具身认知,具身认知的概念 认知是通过

20、身体的体验及其活动方式而形成的,从发生和起源的观点看,心智和认知必然以一个在环境中的具体的身体结构和身体活动为基础,生理体验“激活”心理感觉，反之亦然。总结：指身体在认知过程中发挥着关键作用，认知是通过身体的体验及其活动方式形成。 举例：人如果做出微笑，其内心也真实体验到微笑所产生的愉悦感,44,认知心理学新进展具身认知,从三个方面理解认知是具深的1、认知过程进行的方式和步骤实际上是被身体的物理属性所决定 2、认知的内容也是身体提供,3、认知是具身的而身体又是嵌入环境的,45,认知心理学新进展具身认知,具身认知心理学的起源1、笛卡尔的身心二元论 主张认知和身体是相互独立的存在（我思故我在）2、

21、海德格尔的“存在”观点 存在是当今世界的存在，存在同世界是相互关联的，是一体的，人的认知是存在于人身体内，人的身体存在于世界中。,46,认知心理学新进展具身认知,具身认知心理学的起源 3、梅洛庞蒂的“具身主体性” 他把人看作是一个具有积极性和创造性的主体，其主体性也是通过人的身体与世界中的其它物体发生相互作用实现的4、约翰逊和拉考夫的“隐喻”观点 隐喻指人用一个简单熟悉的事物来了解另一个不熟悉事物，而从根本上来说人对简单熟悉事物的认知又是依赖于人的身体，及人的身体与外部环境互动所产生,47,认知心理学新进展具身认知,身心一体神经生物学的证据镜像神经元 镜像神经元是20世纪末由意大利帕尔马大学首

22、先发现的，这个发现证明在猴脑存在一种特殊神经元，能够像照镜子一样通过内部模仿而辨认出所观察对象的动作行为的潜在意义，并且做出相应的情感反应 镜像神经元重新解释了运动系统在中枢神经系统总体图式中的作用，对于超越心智与身体，思想与行动的分裂具有重要意义。人类的概念形成，语言理解，共情等神经系统都与镜像神经元有关,48,认知心理学新进展具身认知,具身认知的三个核心成分一、身体的生理结构，身体的运动等特征影响认知的生产和发展1、头部运动，脸部肌肉运动和眼动影响认知2、上下肢运动影响认知,3、整个身体运动影响认知,举例：点头有助于产生更多的认同性评价，而摇头有助于产生更多否定评价,49,认知心理学新进展

23、具身认知,2、身体所处的环境影响认知 举例：拿热咖啡比被试拿冷咖啡之后更让人觉得温暖3、大脑与身体的特殊感觉运动神经通道系统影响认知的产生和发展,举例：用嘴撒谎会导致对牙刷心理需求的增加，,50,认知心理学新进展具身认知,具身认知心理学的研究范式举例-wells和petty的实验实验目的： 测试在平行移动和垂直移动头部的条件下被试的一个打分情况实验方法： 被试被随机分成头部平行移动组、垂直移动组、对照组。对照组不需要移动头部，只要简单的听和打分就可以实验过程： 测试的内容是让被试先听一首歌，然后听广告商对耳机的推荐，最后再完成问卷。问卷的第一项给耳机打分，第二项填写是否同意广告商的观点,实验结

24、果： 头部垂直移动组在两个项目的打分均高于其它两组，而头部平行组均得分低于其它两组,实验结论： 身体在认知的过程中发挥着关键的作用,51,认知心理学新进展具身认知,具身认知在教学中的应用 先今，一些学者尝试将具身认知理论与教育教学实践结合起来，开展具身认知的应用性研究，主要集中在教育层面。1、尊重和解放学生的身体，让学生的身体参与到学习活动中 传统的教学往往对学生的身体有诸多限制和约束，例如要求学生上课做整齐，不能随意移动说话，按照具身认知的观点，我们要尊重和解放学生身体，让学生在身体舒适的状况下进行教学活动。当然身体的自由是必须建立在公共规则上的自由。,52,认知心理学新进展具身认知,2、在

25、教学过程中应重视知识的体验性 主张在教学过程中教师首先应注重教学语言的表达。其次，应当运用多种手段调动学生的多种感官参与到学习中，激发学习兴趣。再次，增设活动课程，使学生在实践活动中增强对知识的感受性。3、应注重教学的情境性 因此在教师应创造丰富多彩的教学情境，让学生身临其境的思考问题，有助于激活学生先前的知识经验，促进其对新知识的理解，加深对正确知识的内化。,53,认知心理学新进展具身认知,具身认知心理学的优点1、具身认知将被传统认知研究者抛弃的身体、环境等因素重新拉回认知领域2、提高了认知心理学的生态效度，促进了心理研究的生态性转向,3、具身认知领域不在圈囿于实验室认知心理学方向的数据研究，它与不同学科不同领域都有积极的互动,54,认知心理学新进展具身认知,具身认知心理学的缺点1、具身认知的个体主义倾向及其对文化历史因素的忽略2、具身认知只是对传统认知的改良，对感知等低级心理过程具有积极意义，对思维等高级心理过程无能为力3、具身认知的研究，对于心智和认知对身体的作用缺乏解释力，有新形式行为主义之嫌,55,THANK YOU,56,