分布式认知特征及设计ppt课件.ppt

分布式认知：特征与设计Distributed Cognitions, by Nature and by Design贝尔(Philip Bell), 温(William Winn) 华盛顿大学(University of Washington),Presentation: 许国雄(Figue Xu)北京大学教育学院教育技术系(ET, GSE, PKU, CN),引言(INTRODUCTION),所有的认知都是分布式的吗？在包含制品、媒体和技术的系统中，认知分布的方式与在人与人之间分布是否不同？当认知是分布式的时候，(各)人发挥什么作用？怎样根据教育目的设计和构建分布式认知系统？,区别？,工具？伙伴？,如何设计？,分布式认知：特征(NATURE),学习氯同位素的案例作为系统的学习环境(系统观)系统的复杂性主要不是源于系统所拥有的要素的数量，而是源于要素间互动的潜力(动态系统)生产性的动态系统是自组织的：帕斯克以要素进行自组织的潜力而不是要素的生物性作为认知能力的标准。在分布式认知系统中，制品和人一样重要。,交谈,意外,第三方数据,1. 当认识是分布式的，旨在帮助学生学习时，学生的观念集中趋向于同专家、有效数据因而也同理论达成一致。2. 分布式学习系统要能够处理那些提高系统不确定性(熵)的意外事件，而不是减少不确定性。如果不能这样，系统就会崩溃3. 作为自组织的一部分，制品(如参考数据、计算机或其他设备)必须是可变化的：至少不应该盲目相信制品，最佳情况是，计算机应该聪明到足以成为交谈的积极参与者。4. 制品在通过外部表征来分享观点上是有用的。,问题：1. 稳定态终点，认知工具2. 正确答案建构主义的观点冲突3. 个体和其他要素的中心位置问题,分布式认知：特征(NATURE),分布式认知环境中各要素的作用驾驶轮船的案例(赫钦斯Hutchins,1995):活动(驾驶)是通过功能系统的运作进行的，这些功能系统将表征媒介相互协调在一起。表征媒介可能在其所涉及的个体之中，也可能在其之外。这些功能系统表明了媒介间的表征状态。交流是分布式认知的必备条件：个体知识向他人表征(知识可视化)分享有用。共享的信息是集聚的信息(pooled information)，这让情境中装备最佳的人(或设备)为所有其他人的利益而运用这些信息。分布式系统中的要素必须相互依赖以完成任务：没有人拥有做出决策的所有信息；行动的参与者必须相互信任，在大部分情况下都没有机会利用其他途径的信息加以核实来确认这种信任；工具的可靠性值得怀疑；如果一个要素无效，可以利用备用系统或人的技能。,图纸、测量仪等,将“表征媒介相互协调”,航行图是一个模拟计算机,思维的工具：支持问题解决,分布式认知：特征(NATURE),分布式认知环境中各要素的作用制品的地位：工具还是教师？制品在应用时拓展和支持了人的智能：认知工作转卸，制品在特定任务上更有效率；个体的认知努力转向只有他们才能做好的其他活动上。无论制品的设计是否帮助我们内化和发展认知技能(像写作伙伴是，电视则不是)，利用制品会产生认知留存。在个体必须在没有这些工具的情况下完成任务时，认知留存能够很好地为他服务。,信息库：拓展了个人的记忆，如各种数据库。符号的应用：提供了记录思想的多种方式，拓展了他们的交流能力，如Excel表格、航线图。模拟程序：更加容易进行实验，如LOGO语言、牛顿定律模拟程序、大气环境模拟程序。媒体/人工智能：符号系统内化，增加个人的认知技能。如多看电视提高了空间能力测试的得分；通过录像的渐显/渐隐模拟细节认知的运作。智能化文字处理器“写作伙伴”(Writing Partner)提供了元认知指导即，使学生去思考写作过程，而不是简单地提示他们做些什么。写作伙伴的总目的就是让学生由知识讲述者变为知识转换者。修辞：你写作时为了说理还是描述？面向读者：读者是新手吗？记住它可能需要一些有关这一论题的基本事实。精致化：对于这一点我还知道些什么？,制品的作用,分布式认知：设计(DESIGN),从情境论(第三章)和生态观心理学框架(第六章)可以推论：当个体或小组在自然场景中进行智力活动时存在自然的分布式认知活动，如化学课和航行者的例子。但是，也可以通过设计使认知呈分布式，像写作伙伴的例子。作为教育者，我们的任务不仅仅是提供对于个人和小组与社会物质环境交互作用的具体描述，而且也致力于成为这种分布式活动的设计者和塑造者，目的是使参与者获得某种智力成果。在相当长的时间里，教育者一直在为认知的分布式进行设计，尽管是以一种默会的方式进行的。教学设计者有时意识不到他们自己对于自己制作的制品的影响深度，如LOGO语言，早期数学教学中实物操作的应用，小组学习等。这些例子表明分布式认知几乎普遍存在，同时又有高度差异性。我们更关注这些分布式认知例子的设计特性。分布式认知的研究不仅仅局限于进行描述性分析，也着眼于如何引导革新性学习环境的设计。,分布式认知：设计(DESIGN),有效做法：高度重视社会物质境脉(Context)：在头脑中认知的个人在社会物质境脉中参与认知活动的个人，即社会物质境脉以至关重要的、交互式的方式重塑了(多个)个人参与其中的认知工作；探讨系统中要素间的复杂交互，比孤立地探讨要素更具有理论意义。由于个体和社会物质境脉间的高度交互作用，自然场境和不那么自然的场境(如心理学实验室)的认知现象会在某种程度上存在差异，这使我们更加关注自然场境中发生的认知现象。分布式认知观意合于那些倾向于注重意义建构和知识加工的个人和社会两个维度的学习观。分布式认知观还关注个人和物质世界如何以重要的方式进行交互，这是它和社会建构主义观的不同之处。,分布式认知：设计(DESIGN),有效做法：智能制品促成分布式认知活动：生态心理学的观点：物理客体(objects)支撑着客体之间的各种具体类型的交互作用。客体的特点在于其可利用性(affordance) ，其中一些(可利用性)源于有目的的设计活动，而另外一些(可利用性)则可看成是未预料到的(偶然的)结果。由于这些客体的可利用性散落于我们活动的物质境脉之中，因此，客体的可利用性成为分布式认知的重要特性。要素通过其可利用性而成为分布式认知系统的交互性成份，无论是专为此设计的还是偶然的。在教育中，教师感兴趣的往往不仅包括客体的物质上的可利用性，还包括各具体类型智能制品的认知上的可利用性。,分布式认知：设计(DESIGN),有效做法：技术促进分布式交互和协作：如虚拟社区、协作网络课程、分布式多媒体、虚拟协作、浸润式环境和无处不在的计算。分布式认知观，有利于人们建构对于如何利用这些新技术的理解。迅速发展的对于计算机支持的协作学习(computer-supported collaborative learning, CSCL)的研究，也许最能代表人们对于新技术具备的新的可能性的探索。人们希望能够创设学习环境来支持一系列的分布式认知活动，包括学习共同体、概念学习交流和知识建构共同体等。教学设计者刚刚开始探讨多种由新技术支持的CSCL活动的共性和差异，以及如何更好地设计这些活动。,分布式认知：设计(DESIGN),有效做法：设计作为科学项目的中心特征：利用设计实验法进行教育革新实证研究，为教育革新的设计和改进提供基础。设计出来的教育革新包括一系列的相互依赖的要素(“要素包”)。教学材料取决于教师使用的教育策略，教育策略又取决于学生的认识论信念。它们的成功取决于知识的分享和要素包各成份的相互依赖。分布式认知观能在教学设计者在对这些革新进行设计、运用、研究和改进时，帮助其理解认知系统中存在的系统性交互。,分布式认知：设计(DESIGN),利用观点图(argument map)指导课堂辩论的案例“意义建构者”(Sensemaker)软件将个人对于证据的理解表示出来，能够被看到。让学生能够分门别类地、在不同的空间上，将同一类来自网络的证据与该论题的不同科学观念关联起来。学生利用论点的表述来形成他们的知识建构对话，是这一分布式认知系统的中心所在。网络化呈现的观点图是不同观点的一种分布，它将辩论理论化。通过以这种方式将团队思维可视化，可能鼓励学生拓展和提炼它们正在考虑的、与辩论主题关联的一系列观点。,分布式认知：设计(DESIGN),观点图案例的设计的中心特征安排认识论的力量(epistemological forces):认识论的力量决定了技术系统的设计和使用。观点图强调证据对于所辩论的理论问题的重要性，他们支撑学生考虑全部证据而非单项证据。作为镌刻系统的知识表征：要明确表述的新产品、与这些产品相关的新实践、新的认知努力三者之间的协调。这种协调对学生的要求远远高于简单地收敛于一个正确答案。促进学生元认知的发展,结论(CONCLUSIONS),分布式认知的特征分布式认知要求在系统的各要素之间共享认知活动。在分布式系统中存在系统水平的协同努力：共同目标，有效交流，整体大于部分地总合。为了使个人能分享分布式系统的成果，必须以外在于个体的形式对观点加以表征。分布式认知强调利用不同的镌刻系统来记录并在系统中发布观点。制品在被个体利用时，它能够支撑新的能力。分布式学习环境取决于个体和小组学习的特性和正在学习的知识(或认识的方式)。通过系统的设计，可将适当的认识论力量统合进行动之中。支持分布式认知的成功课堂干预在本质上是包型的(package-like)。结果就是这个包的系统效果，而不是干预中的某些具体要素的效果。,结论(CONCLUSIONS),分布式认知与其他方法共享的方面它以大体上与建构主义学习观一致的方式，对知识建构进行了描述。分布式认知观通过将社会物质境脉引入理论思考之中，与建构主义观点区别开来。分布式认知和真实世界场境中进行的认知活动有自然的相通之处。分布式特性，就认知来说，常常指真实世界而不是设计的世界中的人和制品之间的分布。如果认为社会物质境脉与进行的认知活动密切相关的话，分布式认知与情境认知理论共有许多属性。但是，分布式认知观并不放弃对“知识的内部表征”和“知识向不同场境中的迁移”的关注。分布式认知通常是在系统内各要素的可利用性的基础上进行的，这一点与生态心理学观点的一些方面类似。社会物质境脉限制并提供了参与者在这些场境中的具体认知动向。在教育场境中，这一特质强调了设计者在支持具体形式的认知和学习中的重要性。设计和实施分布式认知的方法与其他设计方法有许多共同之处。但分布式认知观强调成功教育革新的包型特征，这一点源于分布式认知观强调将学习环境作为系统看待。,社会共享认知：系统设计和合作研究的组织Socially Shared Cognition: System Design and the Organization of Collaborative Research布朗(Katherine Brown), 科尔(Michael Cole) 加利福尼亚大学(University of California San Diego),Presentation: 许国雄(Figue Xu)北京大学教育学院教育技术系(ET, GSE, PKU, CN),背景知识,社会文化认知观或中介行为的社会文化取向的基本假设是人的心理功能是处于文化、历史和制度情境之中的。因此，它关注的是这样一些研究，例如，不同国家的孩子在对待某一问题时，他们是怎样进行思考的；今天的学生与50年前的学生在运用算术计算程序时有什么不同；巴西孩子在学校中和在市场中进行计算时有什么差别，等等。总之，社会文化认知观的持有者关注的是中介行为的社会文化的情景性，为此，他们假设心理过程的起源和定义是植根于社会文化场景之中的，也就是强调在理解个人的心理功能时应优先对社会文化过程进行分析。,引言,关注的问题：在课后时间的共同体组织中，如何设计、实施和维持教育活动？共同体组织“第五维度”教育性玩耍世界中的学习组织http:/129.171.53.1/blantonw/5dClhse/clearingh1.html研究“第五维度”的研究者小组中的合作组织共享(Janus)和别人一起接受、使用和体验在自己和他人之间分一些东西社会共享认知：认知是分布式的(在制品之间、人之间)，在时间和空间上是情境性的。由于它是分布式的，他的集配需要所有涉及者的积极参与，因此，它在一定程度上是建构的。,理论基础：文化心理学(CULTURAL PSYCHOLOGY)和社会共享认知,科尔(Cole,1996)文化心理学强调情境脉络中的中介行为坚持广义的发生学方法，包括历史、个体发生学、微观发生学层面的分析致力于将分析植根于日常生活事件之中认为人的心理源于人们之间合作的中介行为。因而，心理是建构出来的，是分布式的。认为个体在其发展中是积极的行动者，但不是在完全由自己选择的情境中行动。反对因和果、刺激和反应的方法，反对解释性科学，这种解释性科学强调心理在活动中的自然发生性，且承认解释在说明性框架中的中心作用。采用人文科学和社会科学、生物科学的方法论。,第五维度(FIFTH DIMENSION)：这一示范系统的规范描述,在第五维度系统原型中，12个或者更多6-14岁儿童面对大量的现成的计算机游戏，进行像游戏一样的教育活动。通常，第五维度区域中有许多计算机，每两到三个孩子用一台计算机。计算机游戏是虚拟活动系统的一部分，这一虚拟系统改变了孩子体验个人游戏的方式。每一个游戏或活动中都有任务卡或历险指导，帮助参与者启动游戏或活动，弄清预期结果，并告诉参与者获得证明其成为专家的证书所必需的证据。任务卡还提出了各种职责，包括写信、在百科全书中收集信息以及将自己所学的东西交给其他人。,第五维度(FIFTH DIMENSION)：这一示范系统的规范描述,行家(wizard)：匿名的电子实体。写信、聊天、监护人、协调。孩子：偶尔造访。不同地方、不同季节、不同的人、不同的站点，参与机会和限制都不相同。站点协调员：监督活动的流程。接受过培训。大学生：初级研究者。现场诊断记录。,第五维度(FIFTH DIMENSION)：这一示范系统的规范描述,安排在课后的原因？希望提高孩子每天参与学术性任务的时间成人难以满足孩子玩乐性交互的需要，难以一直到晚上6点或7点钟都帮助他们完成家庭作业课外机构通常运作资金较少，第五维度提供了一条途径，在不大幅度提高经费的情况下改进这种机构的教育设计。安排在课后的益处第五维度为孩子提供了一种有趣的、不同于学校常规的学习体验也为大学生包括那些准备从事教育工作和要做父母的大学生提供了一种促进学习、培养创新力和责任感的非等级制、非权威性的方式这种组织结构支持大学和社区之间的共享，这种共享同他们各自单独行动相比，使双方都能够更有效地利用资源，提升机构的力量。,对第五维度的评价(EVALUATING),参与第五维度的活动，使得孩子在语言、数学和技术能力方面都显示出了进步，在遵照书面指导语也有所收获。儿童还能将其在第五维度中获得的经验迁移到问题解决的其他领域。第五维度对他们完成学校任务有明显的影响。儿童有规律地参与了真实问题解决的过程，这些过程是由基本的识字和算术能力中介的，是在与大学生、各种游戏和相关活动的交互作用的情境脉络中进行的。大学生能更好的理解(掌握)基本的理论概念，这些概念是实习课的核心内容，同时，他们也能够日益熟练地指导孩子的学习。对于那些在家不说英语的孩子，研究表明，他们参与第五维度既增强了母语能力，也习得了英语能力，包括口语和书面语。,情境中的个体变化和文化发展,研究问题：大学生和孩子为了解决第五维度中的问题，是以何种方式互相补充对方知识的？案例研究：数的意义的再中介(Remediation)再中介可以理解为对中介设备协调环境的方式的转换研究生理解游戏的主旨、孩子面临的问题、掰手指数数的策略，大学生理解前两者，然后大学生理解了研究生的策略并将其引入活动之中，利用了自己的手指。最后，大学生过渡到让孩子(按照研究生所建议的那样)用自己的手指使用这一策略。该案例演示了：第五维度是如何帮助策略在交互中得以非正式地发展和传播的。,情境中的个体变化和文化发展,其他的案例研究：第五维度中新手交互的动力学俱乐部中语言的应用和读写能力培养的多种形式娱乐、幻想和教育性游戏内容之间为支持学习目标进行的协调同辈交互和新手专家交互研究目的：寻找学习和决策性任务中分工模式，寻找制品和问题空间适当联合的模式。,研究集体：站点内和站点间共享的核心原则,理论基础：涂尔干、维果茨基和皮亚杰关于共享的观点思维和认知发展离不开参与各种社会活动，这些社会活动是通过共享规则的系统建构起来的，活动者必须理解和自愿接受这些规则。运用文化历史理论的原则，对情境中的活动的再组织进行记述和比较，并重构情境间的关系，以达到 “创建一种新型的、可以由社区利用他们自己的资源启动和维持的教育活动系统”的中心目标。原则如下：创设可持续的、基于合作学习文化的教育活动系统，在这种学习文化中，玩和想象力发挥主要作用；提升6-12岁小学儿童的计算机素养，使用计算机软件以促进他们的认知和社会技能；构建出开展几种形式的基于社区的课后教育活动的可行模式，构建出对学习和发展进程进行基础研究的框将；将大学生，站点协调员，专门空间，多层次的难度、观念或实体迷宫，行家，任务卡结合在一起；使孩子参与他们自己的发展；创建一个共享规则的系统，大学生引导和促进而不是指导建设一种合作学习的文化：在一个共同的、不依赖个人权威的规范性系统中进行特定的选择和建构。,研究集体：站点内和站点间共享的核心原则,对于在多种情境中可持续性的研究研究对象“分布式素养联盟”(1993-1996)：“利用新兴信息技术创设可持续的旨在提高素养的课后活动：从发明活动到最大程度地挖掘孩子的潜能”。研究结论站点的成败不是源于大学的规模、研究者所在的学科或者社区场所的类型。研究者对于模式的理解，随着他们对地方性系统的开发不断变化。每个节点都以独特的方式发展。通过共享多种发展经验，节点内和节点间的合作者都更深刻的理解了，“对于他们共同的事业而言，哲学理念和教育理念是共享的核心原则”。,研究集体：站点内和站点间共享的核心原则,维持共享的障碍：短期和长期的策略危机根源：站点日常生活的短期目标要求进行现场决策、临时准备、技术修补和单方面的努力。这些都要求看不见的劳动(这些劳动在描述的工作要求和日常职责之外，谁有空谁就去做)，而且这些修修补补的劳动大量存在(包括设备修理和维护、补岗)。这种修补和补岗工作显示了在研究和实施小组中大家对于项目的关怀和小组合作的精神。这种精神使得在社区情境中的组织得以维持，推迟了会使问题发生公开化冲突的时间。同样地，在研究者和实施者以及社区以同样方式运作的第五维度中，大学和社区间在共享观念、责任的冲突和不平衡上的对话也被推迟。这种对话也许会引起保证活动长期进行所必需的投资和资源的重新分配。改变机构的规范是一个缓慢的过程。只要拨款由大学里的合作者获得，日常问题由大学的研究者解决，或者教育观念(混合玩与学、制品设计、行家的角色)是从研究者流向社区，这些改变的长期可持续性就会削弱。从社会共享认知的观点看，在致力于设计文化多样性活动系统的过程中，一个值得追求的目标是：始终如一的投资，共享知识、创造性和责任，为未来作规划。,研究集体：站点内和站点间共享的核心原则,社会共享认知作为研究实践的例子(教室问题)通过实施小组内、研究者和社区成员之间的反思性实践和对话，会挑战大学里的合作者对活动负责这一假设。研究者和员工都尽力在虚拟空间中找到一种针对情境的解决方法，他们试图共同建构一种不必自上而下、不依赖于大学人员的个体反应的解决方法。邮件交谈邮件列表、论坛交谈(向所有人公开，让所有人参加讨论)，要求对角色和投资进行再分配，长期的策略要求受影响者为了他们自己去面对机构的政治性挑战。协作各方必须对可持续发展的策略的每个关键点进行协商。最近，联盟的形成，为社区成员的反思性实践提供了一个组织。共享的长期目标：以有效数量的社会共享的、以电子手段为中介的认知将项目继续下去。,结论：用社会共享认知改变行动解释的相对境脉,发展就是对相对境脉的改变分工和共享都有助于增强改变相对境脉(对行动解释)的能力因时制宜：指导第五维度活动的系列原则必须随着站点的生长而改变，因为活的事物在变化，解释的情境脉络甚至变化更快。因地制宜：第五维度的模式非核心的要素和目标可以根据地方资源或观念的限制进行改造。保持核心特征：研究集体的成员共享对于模式系统的几个核心假设，例如，利用计算机技术和互联网等作为组织手段，将玩与学结合起来，大学生作为站点的研究者和帮手，运用迷宫和任务卡片，这些特征在不同的地方长期保持。活动内容的多样性：社会共享认知的重要经验的一部分，就是活动内容的多样性，就是不同地方对于参与各方(实施者、研究者、孩子、家长、大学生、社区领导者)优先权的多样化处理。每一个实施小组改编第五维度制品和隐喻的方式，与指导者的教学和研究目标密切相关。活动的命运最终取决于：同他们以其他方式投入同样的学习时间和精力相比，孩子、大学生、社区站点所有者、家长和实施者总共体验到的奖赏和挫折的情况。对实践进行反思以促进可持续发展：对可持续性的研究者来说，我们可以从成功的站点中获得经验，也可以从失败的站点中吸取教训，从而帮助我们理解其他人的经验，并对我们自己的选择进行反思。,