从知识三级结构理论看联想与创新的关系
发表日期:2015年6月10日
 
 

 

王竹立

知识三级结构理论是笔者最初在《新建构主义与知识创新》一文中提出来的。[1]笔者把知识分成三个层次,称之为知识的三级结构。一级结构是感性认识,它就像树根一样深植在实践的土壤之中;二级结构是理性认识,它是用语言文字和符号抽象概括而形成的;三级结构是联想,联想既可以来自知识的二级结构,即来自文字与符号产生的联想,也可以来自一级结构,即由颜色、声音、气味、形象等感性认知而产生的联想。知识的一二三级结构互相关联,像一颗榕树一样,形成一个首尾相连的整体。(见表1)在知识的三级结构理论基础上,笔者进一步提出了知识嫁接学说,认为教育是一个知识嫁接的体系,以往所有的教学理论都是描述一类知识嫁接技术的理论。[2]

 从知识三级结构理论看联想与创新的关系(2.0版)

    关于知识的一级结构、二级结构即感性认识与理性认识,大家都已经非常熟悉,唯独对于三级结构即联想,以往所有理论都未见提到,迄今也未引起足够的重视。本文将在以往论述的基础上,对联想作较为详细的分析,并重点讨论联想与创新思维的关系。

一、 什么是联想?

根据百度百科定义,联想是指由于某人或某种事物而想起其他相关的人或事物;由某一概念而引起其他相关的概念。我们在认识一个人和事物(名称或实体)时,不可能只停留在该事物本身,而会自然而然产生相关联想,这是人类思维的特点。联想构成了我们对人和事物认知的不可分割的有机组成部分,只是平时未必会引起我们的注意。

联想是暂时神经联系的复活,它是事物之间联系和关系的反应。客观事物是相互联系的,客观事物或现象之间的各种关系和联系反映在人脑中而有各种联想,有反映事物外部联系的简单的、低级的联想,也有反映事物内部联系的复杂的、高级的联想。一般来说,在空间上和时间上同时出现或相继出现,在外部特征和意义上相似或相反的事物,反映在人脑中并建立联系,以后只要其中一个事物出现,就会在头脑中引起与之相联系的另一事物的出现,这便是联想。

联想是心理学家较早研究的一种心理现象,目前为止,人们总结出的一般性联想规律有四种,即相似联想、接近联想、对比联想、因果联想。相似联想,就是由某一事物或现象想到与它相似的其他事物或现象,进而产生某种新设想;接近联想,是根据事物之间在空间或时间上的彼此接近进行联想,进而产生某种新设想的思维方式;对比联想,是指对于性质或特点相反的事物的联想;因果联想,是指对逻辑上有因果关系的事物产生的联想。[3]

二、 联想的分类

认知心理学实验中,常常把联想分为两类:近距离联想和远距离联想。早在1962,Mednick在创造性理论中提出了远距离联想的概念,他认为概念在一个语义网络中是按照不同的强度相互联系的,某个特定的概念激活另一个概念的水平反应了两个概念表征的距离,也就是说,那些越不容易从一个概念联想到的另一个概念,两者之间的距离越远。高创造性的人以一种独特的方式联系事物,他们能够轻松地产生较多的远距离联想,他们的联想层级范围很广,这也意味着他们并不倾向于选择那些与刺激词有关的典型的高预期的联想词。相反,他们倾向于选择那些低预期联想词。[4]

笔者曾设计过一个关于“联想”的实验。在中山大学本科生通识课上,对两个班的同学进行测试,在其中一个班向学生展示写有“向日葵”三个大字的幻灯片(图1),在另一个班向学生展示一张向日葵图片(图2)。要求学生在看到文字或图片后,立即按出现的先后顺序,在纸上写下在脑海中想到的任何词,时间是5分钟。

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1  实验中向学生展示的文字

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2  实验中向学生展示的图片

为了取得可对比的结果,在测试结束后,笔者在这两个班中分别随机抽取了41份有效答卷进行分析,两个班的答卷各含男生14份、女生24份。结果如下:

1. 看文字的班共联想到1214个词,其中最少的只想到9个词,最多的想到67个词;看图片的班共联想到1031个词,其中最少的只想到6个词,最多的想到53个词。仔细分析发现,看文字的班中想到最多词(67个)那位同学,较多地采用了链式联想的策略,即由前一个词想到下一个词,再由下一个词想到再下一个词,而不是主要围绕向日葵这个词来自由发散。例如,他联想的中间有一段顺序是这样的瓜子-饿了-夜宵-睡觉-早操-早起-训练-跑步-体能-出汗-洗澡-吃饭-学习-错了-C++-电脑作业-准备补考-高数-加倍努力-硬板凳,明显可看出链式联想的痕迹。该班联想词第二多的是57个,与另一个班最多的53个差别不大。因此,可以判断,两个班在联想到词的数量上差别不大。

2. 为了对最常联想到的词作一个合理排序,笔者采用了数目乘以权重的方法进行统计。为了让所有的词都有一个正数的权重,笔者将第一个出现的词的权重定为7,第二个出现的词权重定为6.9,第三个出现的词权重定为6.8,以后依次递减0.1。如果一个词作为第一个出现的词有n次,作为第二个出现的词有V次,那么它的得分就是n×7+V×6.9,余类推。由此得出两个班排名前十的词和顺序。见表2

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从上述排序中可以看出,①看图片首先想到的是与图片相对应的名称,结合我们生活中的观察可以发现这是一个普遍规律。比如,我们看到一个人,会首先想到他的名字;看到一个物品,会首先想到它的名称;看到不认识的人或物,我们也会想“他是谁?”“这是什么东西?”等等。在本实验中,看到向日葵的图片,第一个想到的大多数是“向日葵”这个词,也有少数想到“太阳花、向阳花、葵花”等同义词。此外,图片本身呈现的其他事物或细节,也影响到人们联想到的词,如“叶子”、“黄色”、“绿色”、“茎”、“刺”等,都可以在测试图片中观察得到,甚至排第三位的“花”这个词,也是对这幅图片的另一种名称化。说明人类有一种对事物命名的思维倾向。笔者把这种联想称之为“名称联想”。

②我们看到一个名词时,第一个想到的词比较复杂。在本实验中,首先联想到的是“太阳”,也有部分人想到与太阳近似的“阳光”,因为在空间上与向日葵接近,属于接近联想。此外,“天”、“草”、“土地”、“云”、“叶子”也属于接近联想。但这里不能排除受试者首先想到的是向日葵的形象,只是由于试验时幻灯片上已有“向日葵”三字,才写另一个词的可能性。也确实有部分受试者写出了“向日葵”三个字。

③“瓜子”这个词,在两种情况下出现的频率都很高,属于因果联想。因为向日葵可以结出瓜子来,先有向日葵花,后结瓜子。

④在看图片联想到的前十个词中还有一个排名第八的“梵高”(在看文字的班这个词排名第十一位),是因为梵高画过一幅名画叫《向日葵》,这属于特殊事件和特殊经历导致的联想,可称之为“特殊联想”。在本实验中,还有一些属于特殊联想的词,如:植物大战僵尸、天线宝宝等。

⑤由以上分析可以初步判断,名称联想、接近联想、形象联想、特殊联想都是比较常见的联想类型,可归为近距离联想范畴;其他类型的联想比较少见一些,如相似联想(如,由向日葵想到圆盘、笑脸)、对比联想(如,由太阳想到月亮,光明想到黑暗)、引申联想(这类词很多,但比较分散,排名靠后,如欣欣向荣、生机、朝气、乐观、爱心等)等,可归为远距离联想范畴。见表3.

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三、 近距离联想的过程与作用 

在讨论这个问题前,笔者先介绍一个案例:有次笔者给学生上课,讲到大学生应该扬长避短,而不是一味弥补短板,才能在竞争中脱颖而出时,忽然想到要举一个例子。当时我的脑海里联想到刘翔的形象,然而一时思维短路,竟然想不起刘翔的名字。但我知道自己肯定知道他的名字,只是暂时“卡壳”而已。我只好说:“那个中国跑得最快的飞人叫什么来着?我一时忘了。”大家笑了,告诉我“刘翔”,“对,刘翔!就是他。……”我也笑了。

类似的体验相信大家也都有过。有时我们见到一个人觉得面孔很熟悉,但就是想不起他(她)的名字来;有时看到一个人名觉得有点熟悉,但就是想不起这个人的样子来。这到底是怎么一回事呢?

笔者是这样分析的:人类常常会由一事物联想到另一事物,假如我们把一事物命名为A,另一事物命名为BB事物的形象用“B形象表示,B事物的名称用“B符号表示,可得出了下面这张人类联想过程示意图,见图3

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 3 人类联想过程示意图

    根据知识三级结构理论,事物的形象、声音、气味等这些感性认识属于一级结构,事物的文字符号等属于二级结构。当我们从A事物联想到B事物时,可能先联想到B事物的形象,再由B事物的形象联想到它的名称符号;也可以先联想到名称符号,再联想到事物形象。同一事物的形象与代表它的文字符号在大脑内并不是存储在一起的,而是分别存储在不同部位的(如储存在不同的神经核团里)。如上图所示,由事物A联想到B事物的符号是通过途径的,由事物A联想到B事物的形象是通过途径的,而B事物的形象与代表它的符号的存储部位之间的联系是通过途径③的。我们联想到某人的形象,却联想不起他的名字,很可能是途径③出现了暂时性中断,途径①也可能同时出现问题。但我们知道自己其实是知道这个人的名字的,只是一时想不起来罢了。这种意识说明还存在另一个脑内部位,这个部位的神经元的作用是“审视”思维或联想的过程,类似于我们通常说的“元认知”,这四个不同部位构成了一个类似于三角形椎体的结构,底部是事物AB形象和B符号构成的三角形(如果还要考虑事物更多的属性,如气味、声音等,则结构会更复杂,这里只做简化的论述),顶部是我暂时称为审视的神经部位。审视部位的作用是监控与调节思维与联想的过程。当我们某个联想过程出现暂时性中断的时候,它会调动更多的部位参与,以帮助我们“唤醒”暂时失去的记忆(即恢复中断的联系)。

   

在前面的联想实验中,我们分析了近距离联想和远距离联想。远距离联想被认为与创新思维有关,近距离联想笔者认为可帮助记忆的提取。当我们暂时忘记某一事物的名称或形象的时候,我们可以通过近距离联想帮助我们将它们找回来。例如,对向日葵来说,太阳属于近距离联想,图4显示了看向日葵图片和看向日葵这三个字联想到太阳的几种可能路径。

 

从知识三级结构理论看联想与创新的关系(2.0版)图4 看图片与看文字联想的路径

如图4所示,第一种情况:看向日葵文字,有四条途径可联想到另一个事物(例如太阳),并写出这个事物的名词。

①从文字A → 文字B

②从文字A → 形象A → 文字B

③从文字A → 形象A → 形象B → 文字B

④从文字A → 形象B → 文字B

第二种情况:看“向日葵”图片,也有四条途径可联想到另一个事物(例如太阳),并写出这个事物的名词。

①从形象A → 文字B

②从形象A → 文字A → 文字B

③从形象A → 文字A → 形象B → 文字B

④从形象A → 形象B → 文字B

也许正因为每一种情形都有四条联想路径可以利用,所以最终结果相差不大。看文字时由于缺乏具体可感的形象在眼前,所以我们要尽量唤醒储存在大脑中的关于向日葵的表象和记忆进行联想,因而需要消耗较多的脑力。联想到的词也与表象和记忆中与向日葵临近的事物名称为多,也就是以接近联想为主。看图片时则无需唤醒向日葵的表象,而可以直接描述我们所看到的事物,因而以名称联想为多。如果联想的时间足够长,由于每种情形下都有多条联想途径,导致由事物本身所产生的联想与由事物的符号所产生的联想基本相同或相近,所以我们才能用事物的符号(文字)来替代事物的实体进行思考,这样可以节省很多脑力,有利于以符号为基础进行进一步的推理、判断。这正是人类思维优于大多数动物思维的地方。

 

四、 远距离联想与人类的创造力

人类对与事物的认识,在知识的一级结构和二级结构层面,比较容易达成共识。然而,在三级结构层面,即联想,则因个人的经历、经验和所处的情境不同,而可以有较大的差别。例如,笔者曾让一些人对“快递”一词进行联想,有些人首先联想到的是送快递的盒子,有些人首先联想到的是快递员,有些人首先联想到的是电话号码。大多数情况下,人类思维是联想性的、跳跃式的,类似于网络的超链接,除非我们付出意志努力,否则我们的思维并不总是按照形式逻辑进行线性思考的。人类的超链接式联想是创新思维的来源,是不同于计算思维的地方。

超链接的特点就是不是单纯由文本到文本,也可以由文字符号到图形图像,或者声音气味。网络的超链接是多媒体与网状结构的组合。超链接式的思维容易产生直觉与顿悟,而不是简单利用逻辑推导。然而,随着年龄与经验的增长,这种超链接联想也容易变为一种定势,形成相对固定的联想关系,从而妨碍我们的思维创新。这就好比虽然网络给了我们各种跳转的可能性,但每个人还是会遵从一定的习惯与程序在网上进行浏览一样。

创造心理学有一个共识,那就是创造力与发散思维有密切的关系,即一个人若能由一个事物联想到尽可能多的事物,那么他就有可能表现出较强的创造力。思维导图之所以有利于激发创新思维,正是由于其特有的放射状结构有利于激发发散思维,有利于产生远距离联想;头脑风暴等创新思维技法也是为了激发团队成员的发散思维。而发散思维的根本目的就是帮助人们打破思维定势,建立不同事物(尤其是距离较远的事物)之间的新联系,发现解决问题的新方法。

心理学研究还发现,创新思维的本质就是二元联想,即在两个看上去风马牛不相及的事物之间建立联系的过程。那种把不同领域的事物联系在一起的能力被认为是创造性过程的关键。[5] 在新的观念和事物的组合,联想起了非常重要的作用;观念的联想形成创造性思维,也就是说把平凡的零星的观念组合起来形成非平凡的观念,这种新的观念和事物的组合”,就是创造性思维的表现,联想构成创造性思维的基础。

五、 联想与模式识别

笔者曾在《新建构主义与知识创新》一文中论述了模式识别与知识创新的关系, 并且列举了四种识别模式的方法[6],这四种方法都与知识的第三级结构联想有关。其中第一种方法是通过重复出现的现象识别模式,这里其实运用的是接近联想,因为前面反复出现同样的规律,在时间上比较接近,因此可以推测接下来也可能出现同样的现象。第二种方法即利用不同事物之间的相似性识别模式,这里运用的是相似联想。最典型的例子莫过于阿基米德通过观察洗澡时水被身体排出澡盆外,而联想到可以利用水的浮力来检测皇冠里的含金量的例子了。这种思维方式也被笔者在建构网络时代的学习理论过程中反复应用。例如,通过对网络与银行的相似性联想,提出了网络就是知识银行的比喻;通过分析零存整取的储蓄方式,提出了网络时代零存整取式学习策略;受蛋白质三级结构的联想启发(因为蛋白质也是由一些最基本的单位如氨基酸串联折叠而成的,正如知识体系是由无数个小知识点或概念串联而成一样),提出了知识的三级结构学说;又通过个体知识与榕树的类比联想,提出了知识树的概念,并与知识的三级结构整合起来;进而通过果树的嫁接联想到教育是一种知识嫁接过程,从而提出了知识嫁接学说等等。第三种方法是通过直觉与想象识别模式。这里运用的是与联想相近似的想象,联想与想象的不同在于,联想是指在一个事物的基础上想到另外一个真实存在、具有相同特点的事物;而想象是指在一个事物的基础上想到另外一个不存在的、构想出来的事物。因此想象在本质上与联想有相似之处,即都是由一事物想到另一事物(不论这个事物是真实存在的还是虚构的)。第四种方法是通过上述多种方法的综合运用识别模式,与综合运用多种联想和想象有关。  

创造心理学研究可以有效阐释根据不同事物之间的相似性产生联想和顿悟的心理机制。张庆林等人基于科学界关于“原型启发”催化顿悟产生的普遍事例,提出了顿悟问题解决的“原型启发”理论。该理论认为,在解决顿悟问题的过程中,如果能够在大脑中激活恰当的原型及其所包含的启发信息”, 那么顿悟就能够发生。顿悟的原型启发包含两个加工阶段:第一阶段是原型激活”,即想到对眼前问题有启发作用的某个已知事物(原型);第二阶段是原型中的关键启发信息利用”,即想到原型中所隐含的某个关键信息(如原理、规则、方法等)对眼前问题的解决有启发作用。从中国的“鲁班从带锯齿边的茅草中得到启发而发明锯子”的传说,瓦特从沸腾的开水壶盖上受到启发而发明蒸汽机的经典故事, 都说明原型启发在顿悟中的重要地位。[7]

六、 联想在教与学中的意义和作用

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今天我们已经进入一个全民创新的时代,以创新驱动来促进社会经济建设实现跨越式发展已经成为基本国策。要培养创新人才,必须重视对创新思维原理与方法的研究与实践。如前所述,人类的联想与创造力有非常密切的关系,培养学生的联想式思维,对提高创造力有莫大的帮助。过去我们倾向于把知识视为大脑对事物的本质及其规律的认识,强调知识的客观性、绝对性,将知识想象成静态的层级结构,我们重视的是知识的一级结构与二级结构,对知识的三级结构认识不足。今天,我们应该将对事物的联想纳入知识的范畴,重视知识的主观性、相对性与变动性。在培养学生的逻辑思维的同时,还应该培养学生的联想思维、发散思维。在此,笔者提出以下几点建议。

一、通过将思维导图和图形图像引入教育教学中,培养学生发散思维与联想能力

思维导图,又叫脑图、心智图,是表达放射性思维的有效的图形思维工具。它运用图文并重的技巧,以一个核心主题为中心,把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来,把主题关键词与图像、颜色等建立记忆链接,通过联想,激发人类的发散思维。

笔者认为,思维导图有如下五个基本要素:

1.中心主题(Central Topic

每个思维导图都有一个中心主题,它是思维的核心,所有的思考都是围绕这个核心展开的,中心主题的转换则代表了思维的跳跃,可形成系列思维导图,这种系列思维导图被称为动态思维导图。

2.关键词(Main Topic/Subtopic

关键词是围绕中心主题逐级展开的相关概念,这些概念应该用词或短语组成,而不宜用完整的句子,因此需要画图者从纷繁的思考中进行加工与提取。概念准确与否反映思维的清晰度与概括能力。

3.分支(Lines

分支是概念之间的纵向联系,往往表示上下级概念之间的隶属关系或逻辑联系,每一个分支代表一种思考方向,分支的数目表示思维的广度,分支的长度表示思维的深度。

4.联系线(Relationship

联系线是概念之间的横向关联,往往表示内在的、非逻辑性的联系,反映思维的丰富性、联想性和创造性。

5.颜色与图像

思维导图不仅可用文字表示相关主题和概念,还强调用图形、图像等来表示主题和相关概念,字体和线条的颜色也可以是彩色的,以促进右脑思考和形象思维。

用思维导图激发联想思维有三种主要的方法。

①自由联想发散法: 指围绕一个核心主题,充分利用潜意识、想象、顿悟、情绪等,进行没有任何限制的联想,想到什么就记下什么。这种思维方法可以帮助我们揭示某种隐秘的内心世界,丰富对某个人的个性、特殊经历与近期思考的问题的了解。

      

②科学联想发散法:这种联想方法要求围绕核心主题,充分利用逻辑、规则、理性等,科学合理地选择相关的关键词,注重层级与隶属关系,准确体现事物的本质、规律与全貌。这种方法主要用于学习与工作中,可以帮助对某个内容的记忆与理解,或者周密分析思考某个问题,制定全面系统的计划等。

③强制联想发散法:在两个不相干的事物之间进行强制性的联想,从而激发创意。强制联想发散法常常在自由联想或科学联想的基础进行。

    下面举两个例子分别予以说明。

    案例一:2008 年中秋,我坐在家里看电视,电视里正在播放中秋的诗歌朗诵节目。我忽然想到,我也应该为中秋节作一首诗呀,但一时好像没什么灵感,

于是我想用思维导图和强制联想法来试试。

    我拿出一张白纸,对折,在两边分别写上中秋两个中心词,然后围绕这两个词自由联想,随时记下跳入脑海中的任何词。一口气分别写出了十个以上的词,如图5所示。

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5  中秋两个词的自由联想

这些词都跟我的生活息息相关。比如我很喜欢王菲唱的《明月几时有》,比如我想起了一句古词“水沟流月去无声”,还有李白的“举头望明月,低头思故乡”,比如我认为诗歌有时是战斗的“呐喊”,等等。

然后我就紧盯着这些词看,在左边任选一个词与右边的任意一个词搭配,看能否把它们组成一个句子(强制联想)。这样一个个试下去,慢慢地,灵感来了,诗句出现了。先是第一句,接下来第二句、第三句诗出现了,最后整首诗的构思完成了。很快,一首中秋诗就出现在纸上。

     中 秋

中秋是一年的诗

被四季红尘掩埋

当王菲唱起东坡的月亮

忙碌的人才一齐把盛唐仰望

诗是心灵的故乡

如今大家都背井离乡

李杜在城里推销月饼

诗韵被压在寂寞的箱底

只有这一夜故乡随嫦娥归来

思念就浓得像酒醉的灯笼

情思如水沟流月彻夜无眠

把乡愁谱成觥筹交错的音乐

写完后,我读了一遍,惊喜地发现,这首用“中秋”和“诗”两个词强制联想出来的诗,与我以往那些自然流出的诗有明显的不同,在遣词造句上有所突破。比如我以前写的诗大都符合语法规则,比较接近口语;而这样写出的诗突破了语法规则,更加隽永、凝练。例如,我以前写不出“当王菲唱起东坡的月亮”的句子,也难有“思念就浓得像酒醉的灯笼”这样的想象。

从此,我的创作一发不可收拾,我用这种方法创作了近百首诗歌,还创造过散文与剧本。我还在课堂上教学生这样作诗,很多人当堂就能做出不错的诗歌来。有学生戏言,“在王老师的课堂上,我成了一位诗人。”

案例二:在创新思维训练课上,我常常让学生做发散思维练习。例如,我会要求学生就“杯子有哪些医学上的用途”进行发散思维。如果光在脑内思考,不容易想得多想得全面,我会要求学生边思考边画思维导图,利用思维导图进行科学联想。图6就是一张围绕这个问题进行发散思考的思维导图。

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6  用思维导图思考杯子的医学用途

从图上可以看出,这里的每个层级与关键词都是有一定内在规律和逻辑的,是科学思维的结果。

二、通过联想强化学生的学习与记忆。如前所述,近距离联想可以通过多种途径唤醒暂时丧失的记忆,有利于提取式学习。对人类记忆术的研究也表明,通过多种联想方法可以帮助人们记忆非常庞大的内容和数据。这方面还有待进一步研究

三、互联网的超链接结构与人类大脑中的联想式思维结构非常相似,因此,应该鼓励学生利用互联网进行联想式学习,形成笔者主张的从金字塔式的知识结构向蛛网式的知识结构的转变。

   

参考文献

[1] 王竹立.新建构主义与知识创新[J].远程教育杂志,2012,(2):36-43

[2] 王竹立. 知识嫁接学说:一种更具包容性的教学理论[J]. 现代远程教育研究,2013, (1):33-39

[3] 联想。百度百科,http://baike.baidu.com/subview/1936/5749377.htm[2015-1-23]

[4] 马艳蕾. 远距离联想和近距离联想的脑机制研究。西南大学2010年硕士学位论文,P1-6

[5] 庞维国.创新学习.网易公开课,http://v.163.com/movie/2011/10/H/0/M7GH051TD_M7KNQGKH0.html[2015-2-14]

[6]王竹立.新建构主义与知识创新[J].远程教育杂志,2012,(2):36-43

[7]张庆林

 

转载于王竹立的博客(http://blog.sina.com.cn/wzl63

引文地址:http://blog.sina.com.cn/s/blog_4bff4c090102vdri.html

 
备注: