认知地图

认知地图是在过去经验的基础上,产生于头脑中的,某些类似于一张现场地图的模型。是一种对局部环境的综合表象,既包括事件的简单顺序,也包括方向、距离,甚至时间关系的信息。最早见于美国心理学家E.C.托尔曼所著《白鼠和人的认知地图》(1948)一文。他根据动物实验的结果认为,动物并不是通过尝试错误的行为习得一系列刺激与反应的联结,而是通过脑对环境的加工,在获得达到目的的手段和途径中建立起一个完整的“符号-格式塔”模式,这就是认知地图。

认知学习理论的一个重要概念,指一种心理机能结构。它是在过去经验基础上建立的代表外部环境的内部表象,或者说它是贮存在人的记忆中的现实世界的事物和关系的抽象表象。由于这样的表象是基于人们对世界的知觉,因此,在认知过程中所获得的这种代表外部环境的表象,就像地图可作为地形、地物的代表一样,因而被称之为认知地图。首先把这个术语引入心理学文献的美国心理学家托尔曼。他认为,动物和人的学习,并不是只通过练习或强化来完成一系列动作,而且可以凭藉知觉经验获得对环境一般性质的认识。

人们的画图过程中,大都以区域主要道路开始进行功能分区,这好像人类的天性,天生爱把各种事物进行归类。

具有明显特征的而又充分可见的定向参照物。

观察者可进入的具有战略地位的焦点,如交叉路口、道路的起点和终点、广场等行人集散处。

具有共同特征的较大的空间范围。这一共同特征在区域内是共性,但相对于这一空间范围之外就成为与众不同的特性,从而使观察者易于把这一空间中的所有要素看作是一个整体。

不同区域的分界线,包括河岸、路堑、围墙等不可穿越的障碍,也包括树篱、台阶、地面质感等示意性的可穿越的边界。

在过去经验的基础上产生与头脑中的某些类似于现场图的模型,最早见于美国心理学家TC托尔曼所著的《白鼠和人的认知地图》。他根据动物实验的结果认为,动物并不是通过尝试错误的行为习得一系列刺激与反应的联结,而是通过脑对环境加工,在获得达到目的的手段和途径中建立起一个完整的“符号格式塔”模式,这就是认知地图。它是一种局部环境的综合表象,不仅包括事件的简单顺序,还包括方向、距离和时间关系等。此外,林奇(Lynch)在1960年研究了城市的意象,罗文森(Lowenthal)在1961年研究了环境的意象,沃尔波特(Wolpert)在1964年研究了空间选择产生的过程。实际上正是这些研究在20世纪60年代后期、70年代前期建立了行为地理学和空间认知概念的基础。

到目前为止,认知地图还没有一个统一的定义,一直以来心理学家和地理学家们持有两种不同的观点:

1.模拟观点(Kosslyn&shePard,1975)认为,认知地图是真实环境中的复制品,它与物质环境大致一点点对应,似乎是一幅贮存在头脑中的环境的图像。

2.命题观点(Pylyshyn,1973)更加强调通过对信息赋予加以贮存。也就是说客观环境被再现为很多互相联系的概念,每一种概念都会引起很多联想,如颜色、名称、相应的声音、高度等,人们借助于这种命题网从记忆中寻找有关的各种联想,并由所画的草图体现出来。

后续的研究倾向于将两种观点结合起来,即认知地图包含模拟和命题两方面的性质(Evan,1980:Kosslyn&Pomerantz,1977)。它是人们对环境信息进行收集、组织、贮存、回忆、并对其空间方位和特征属性加以编码的产物。相比之下,模拟方法更原始,建立在直觉和本能的基础上;命题则需要编码、解码、学习和理解过程,在复杂环境中寻址,首先靠对控制要素表象的记忆确定大方位,然后在选定的小范围内靠形象与编码的解读寻找详细地点。因此,为了形成完整的认知地图,模拟和命题两种方法缺一不可。

2.1、早期阶段(19301950年代),格式塔心理学派

2.2、中期阶段(19601970年代),地理学家的加入

2.3、当代阶段(1980年代至今),信息加工理论的加入

小白鼠走迷宫实验

结论:老鼠不是根据盲目的习惯,也不是依据途径的次序而形成的机械的奔走习惯来行动的,托尔曼认为白鼠走过迷津之后,获得了迷津通路的整体概念, 从而托尔曼第一次提出了“认知地图”这个术语。托尔曼最原始的关于“认知地图”的概念是对现场地图在头脑中的模拟,但是托尔曼在后来的研究中把认知地图的概念泛化了,内涵得到了延伸,头脑不仅对空间事物的位置距离可以形成认知地图,而且对抽象的符号也可以形成认知地图,比如对书本上的字、图片也可以形成认知地图,对几个概念的相互关系也可以形成认知地图。

地理学者主要从认知地图整体结构、类型、构成要素以及认知地图与实际地图关系回答了认知地图是什么。研究者先后提出网络结构理论、等级理论和局部等级理论假设解释认知地图整体结构。

图安(Than,1975)认为,认知地图就是一个人给朋友指路时,脑子里所呈现的道路格局。阿普兰德(Appleyard, 1970)通过研究发现存在顺序型和空间型两种认知地图类型,其中顺序型认知地图以道路导向为主,而空间型认知草图则以区位导向为主。每个大的类别又可划分为4个子类,即顺序型结构的段(fragmented)、链(ehain)、支/环(braneh)、网(network)和空间型结构的散点(seat一tered)、马赛克(mosaie)、连接(linked)、空间格局(patterned)。认为随着人们对某区域熟悉程度的增加,随着对区域特征把握得更加深入,认知地图呈顺序型向空间型发展的趋势。

信息加工理论的加入,20世纪80年代以来认知地图概念体系经历了由静态向动态转变的过程。心理学家们从信息加工角度重新审视了认知地图本质,提出认知地图实质是认知映射 (cognitive mapping),即一个包括获取、编码、存储、内部操作、解码和使用外部环境信息的动态过程。

在几十年来多位心理学家和地理学家对认知地图的研究上,总结了认知地图包括三个方面的内容:①认知地图是一种空间表象:是对地理事物形状和分布的主体反映,也能在头脑中保持和再现,既有顺序型结构,也有空间型构;②认知地图是对某个区域多方面特征的印象:认知地图不仅包括上述第一点对某地位置和轮廓这些几何特征的记忆,也包括该地的自然人文特征,可以用语言来描述出来;③认知地图具有动态性:个体形成的认知地图一直在变化,从某种意义上讲,所有认知地图研究都只是对动态认知地图某一阶段的研究。

美国城市规划教授林奇在1960年出版的《城市意象》一书中,详细介绍了美国三个城市波士顿、洛杉矶和泽西市市民的认知地图,其理论和方法很快在美国及世界其他地区被推广应用

他在城市意象理论中提出构成认知地图的5要素(标志物、节点、区域、边界、道路)

美国心理学家、哈佛大学教授加德纳认为,智力的内涵是多元的,它有9种相对独立的智力成分所构成。每种智力都是一个单独的功能系统,这些系统可以相互作用,产生外显的智力行为。

这9种智力为:

认知地图能力是一种“视觉一空间”智力,加德纳认为视觉一空间智力是在脑中形成一个外部空间世界的模式并能够运用和操作这种模式的能力。它的核心能力是准确的知觉到视觉世界的能力,是对一个人所知觉到的东西进行加工和改造的能力,是即使在刺激不在时重现视觉经验的能力。

美国心理学家安德森(JRAnderson)对知识在人的头脑中的表征性质做了两种最基本的划分:陈述性知识和程序性知识。

陈述性知识是有关事实、定义、程序以及规则是什么的知识,其表征形式主要是四种:命题、表象、线性序列和图式。其解释如下:

程序性知识是指导如何行动的知识,其在头脑中的表征是通过产生式来完成。一个产生式就是一个“如果那么”规则。当“如果”得到满足,“那么”就得以执行。

当然很多产生式构成了一个产生式系统,产生式系统通过许多子目标,控制产生式的流向。程序性知识分为自动化的程序性知识和有意识的程序性知识。构建认知地图的目标就是经过系统的训练,由有意识的认知地图成为自动化的认知地图。

Timosaarinen(1987)找到证据证明命题性表征对世界地图的表象性表征有强大的影响。具体说来,要求41个国家71个地点的学生画一幅世界的草图。大部分人(甚至是亚洲人)所绘的地图显示的是一个以欧洲为中心的世界,多数美洲人是以美洲为中心,而少数其他人显示的观点则以自己的国家为中心或者突出了自己的国家(比如很多澳大利亚学生画出的世界地图就是上南下北的地图)。此外,大部分学生表现了中度的失真,即夸大了更著名的、家喻户晓的国家面积而减少了不太出名国家的大小(如非洲国家)。

StephenHirtle及其同事考察了语义集群对距离估计的影响,他们向被试出示一幅由许多建筑组成的地图,接着要求他们估计各组建筑之间的距离。被试倾向于就熟悉的地界标猜测其距离更近而不太熟悉的地界标猜测其距离更远,以这种方式扭曲距离估计,他们发现学生们对自己居住的城市(密歇根州的安阿白市)的认知地图也有着类似的变形。

Thomdye认为人类在形成和使用认知地图时用到了三类知识:(1)地界标知识,这是关于位置的特定特征的信息,以及那些既源于表象性表征又基于命题性表征的信息;(2)路线道路知识,这涉及从一个位置移动到另一个位置的具体路径,以及那些既基于程序性知识又基于陈述性知识的信息;(3)测量性知识,这涉及对地界标间距离的估计,正如它们可能出现在测量地图上的那样,而且这些可以用表象性和命题性的方式表征。

皮亚杰是20世纪杰出的认知发展心理学家,发生认识论专家。他提出,人的认知发展依次经过四个主要阶段,每个阶段都大致的对应一定的年龄范围,每个阶段是前一阶段的自然延伸,也是后一阶段的必然前提,发展阶段不能逾越,也不能逆转,认知总是朝着必经的途径向前发展。①这四个阶段是:

1.感知运动阶段(0岁2岁)

2.前运算阶段(2岁7岁)

3.具体运算阶段(7岁11岁)

4.形式运算阶段(1116岁)

根据皮亚杰的发展理论,西格尔和怀特(A.Siegel,5.White,1975)在实验的基础上提出,在大尺度的环境中,儿童认知成图能力经历四个连续的发展阶段:

1.首先注意和记住空间标志物

2.识别和熟悉特定标志物之间的路径

3.将彼此临近的标志和路径结合成子群

4.将各种环境要素综合组织为统一的环境整体

随着认知成图能力的发展,儿童依次建立起三种不同类型的参照系:

1.自我中心定向系统,认为外部世界以自己为中心,月亮跟着自己走,认知地图中的环境要素彼此分离。

2.固定点定向系统,认知地图围绕环境中熟悉的固定场所发展,最早以家为中心,随后扩展到少数路径、标志和熟悉的地点,这阶段儿童只能注意到一维空间,只能将相邻的标志用路径联系在一起。

3.直角坐标系,认知地图能反映有机的整体空间环境,能根据坐标网想象出环境的空间透视关系。

结论:

认知地图的影响因素很多,包括:

1.年龄。手绘简图的能力会随着年龄的增大而提高,但这并不是普遍适用的。

2.性别。性别是个很重要的影响因素,总体来说,男生比女生在这方面的能力要强。

3.国籍。被试者所在的国家通常会出现在手绘的简图上。

4.临近性。学生对离自己家较近的地方通常会形成较详细、较精确的认知地图。

5.媒体。经常阅读新闻报纸或观看电视新闻的学生所形成的认知地图较详细、较精确的认知地图。

6.地区形状。如果一个地区形状比较特别,学生就会比较容易记住,所以笔者在后文中有把某区域几何形状比喻成某种事物的理念。

7.文化。如果一个国家曾经被占领过,那么学生的认知地图会受占领国的影响。

8.投影形式。如果一种投影的形式经常出现在课本上或日常生活中,那么学生所绘的世界简图也通常会采用这种投影形式。

9.地理教育水平。地理教育水平较高的国家,其学生的认知地图较好,反之,地理教育水平较差的国家,其学生的认知地图较差。

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