写论文没有思路的时候，经常查阅一些论文范文，小编为此精心准备了《形象行为系统论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。[摘要]当前课堂交互分析将教学视为行为系统或信息系统,注重师生外显行为，没有关注学生思维过程。课堂交互本质上是认知过程，本文基于学习科学的研究成果，提出了从学习过程的角度对课堂交互进行分析的方法，在此基础上以中学（七年级）数学课堂《从不同方向看》为研究对象，选取典型课堂交互，利用CAUT模型对问答过程进行分析，并在ACT-R中实现了模拟。
形象行为系统论文 篇1：
农村性别文化型塑中的教育机制探究
摘 要：教育作为型塑当下农村性别文化的一种重要机制，主要是通过家庭教育、学校教育、大众传媒对传统性别文化进行代际传递和横向渗透来完成其使命的。家庭教育侧重传递性别文化中的行为系统，学校教育侧重传递性别文化中的知识系统，而大众传媒则侧重传递性别文化中的价值取向系统。
关键词：教育机制；型塑；农村；性别文化
一、问题的提出
性别文化有先进和落后之分，先进性别文化能够促进人的发展，反之，落后性别文化对个体和社会的发展都是一种桎梏。当前，农村不平等的性别文化制约着农村妇女的解放与发展，也在很多方面对男性形成了束缚与羁绊，并严重阻滞着和谐农村的建设进程，故重塑农村性别文化已成必行之势。
一般而言，对一个问题的解决，首先需要弄清其存在机理与形成机制，之后才能对症下药。基于对农村性别文化形成过程本身的考察，笔者发现，建国以来农村性别文化虽几经演变，但其实质仍与以男尊女卑为主要特征的传统性别文化一脉相承，在诸多方面和很大程度上乃是传统性别文化的延续、回归或变革。而在此过程中，政府、市场、习俗、教育等多重力量以不同的路径与方式参与其中，形成了当下之样态。本文主要着眼于教育这一力量，来解析农村性别文化的型塑机制。
二、教育机制：传统性别文化的代际传递与横向渗透
性别文化作为一种观念文化，其形成、传播和传递，都离不开教育机制作用的发挥。传统性别文化观念之所以直至今天仍根深蒂固，与家庭教育、学校教育与大众传媒对其进行的传递与渗透息息相关。家庭教育通过日常教化，侧重传递性别文化中的行为系统；学校教育经由组织计划，侧重传递性别文化中的知识系统，而大众传媒则借助信息交流，侧重传递性别文化中的价值取向系统。它们在对性别文化的型塑过程中既各有分工，又相辅相成、相互影响。
（一）家庭教育
家庭教育指家中长者（其中主要是父母）对子女所实施的行为和影响，而传统性别文化中的行为系统正是在这种行为和影响中被代代传递与继承。传统性别文化的行为系统主要是子女在日常生活中所表现出来的具体行为方式、习惯及其背后支撑的性别观念与性别制度等，它主要通过父母的言传身教与日常教化对孩子性别角色的型塑来完成的，是一种潜移默化的过程，具有隐蔽性与无意识性。
一个个体早期的性别定向塑造是在家庭这一场所里进行的，且这种家庭教育的影响比后来所受教育的影响要大得多。弗洛伊德认为，个体性别定向的主要机制在于个体与同一性别的父亲或母亲的认同。一般而言，家长往往已经接受和认可了传统文化中关于男女角色的规范与定位，并内化为自己的行为进行遵守，对下一代产生的影响从他们还未出生就开始了。从最初的性别期待、出生日期的计算、给婴儿取名，以及之后的养育等一系列活动，他或她就已经被迫进入了一个分类系统中，这不仅给了孩子一个性别标志，同时也告知了许多与孩子性别相关的行为规范与角色定位。
家庭性别教育属于一种潜移默化的经验教育，父母对此很少有自觉的认识和科学理论的指导，在性别教育的理念上遵循的是一种关于两性的刻板印象，即男孩应该是坚强的、竞争力强的、有控制力的，而女孩则是文静的、漂亮的、谦卑的。他们不仅按照这种社会文化模式严格规范自身的行为，还以此奖励或惩罚儿童的行为，且大多数家庭中父母自觉或不自觉地对不同性别的孩子采取着不同的教育方式和教养态度，子女的性别价值观就是在这种无意识的模仿、规避与教导中习得的，而这将会对其后来的行为选择与行为表演产生深刻的影响。
（二）学校教育
学校教育是传统性别文化的知识系统得以代际传递的关键途径，与其他教育形式相比，学校教育的目的是将生物性的“自然人”塑造为社会需要的“社会人”。这就意味着传统性别文化作为一种先验性的存在，学校教育在传递文化与传授知识的过程中，在彰显主流的意识形态和权力关系时，绝对无法做到无性别或者超性别，而是依靠文化化人的过程，通过教师自身的性别意识与教育行为、教材内容中的刻板印象、学校组织结构中的性别分配等，实现性别文化在代际之间的传递。
教师自身的性别意识与教育行为对男女学生的性别意识的形成和性别角色的定位有着深远的影响，而这些主要体现在课堂话语以及日常教育过程中由其言行举止所透露出的无形话语中。农村是传统性别文化最为根深蒂固的地方，因此在其中小学教育中，多数出身于农门的教师的课堂言语里带有明显的性别刻板印象，总是有意无意地透露传统的性别观念。值得担忧的是，教师们往往意识不到自己头脑当中的性别偏见对课堂互动的影响。
教材在学生性别观的成型过程中亦起着重要作用。由于社会性别意识的缺乏，目前我国学校教材内容的编制上仍透露出明显的性别刻板印象，如学校教材文本中两性角色在量和质上存在严重的性别失衡和性别刻板印象。从数量上看，教材中女性出现次数所占比例一直远远低于男性。如此一来，学生从课本中获取的信息主要是男性的经历与成就，而对女性的经历与贡献了解甚少，其结果就会是学生逐渐形成男性优于女性的观念。从质量上看，教材中出现的为数不多的女性形象多囿于传统贤妻良母形象，而少有贴近学生现实生活和富有时代气息的女性楷模。这无疑强化了社会中业已存在的性别刻板印象。
学校组织结构中的性别分工也是建构传统性别文化的一个重要因素。在中小学尤其是小学中，教师女性化现象显著，即女性教师在农村孩子的早期教育阶段较为集中，并且广泛地分布在各种科目当中，但随着年级升高，女性教师却相对集中在一些记忆性强的科目中，地位也越来越不及男性教师。与此过程相应的是，女性教师比比皆是的小学里，校长和管理者大多都是男性；伴着女性教师所任学科越来越受局限，男性教师的作用和地位却日益升高，且多分布在技巧性强、知识性和能力要求高的岗位上。这种组织结构容易给学生一种“女不如男”的性别暗示，认为男性身居高位是正常现象，女性理应承担照顾小孩和辅助性的工作。
由上观之，在学校教育中，知识传播者的教师、知识载体的教材与组织结构中的性别角色分工，均受到社会性别文化的深刻影响，带有男性霸权话语的深刻印记，它们已经、正在和将要通过一定的形式不断地复制、传播和强化着传统的性别观念和性别刻板印象。
（三）大众传媒
大众传媒虽不是传统意义的教育机构，但却产生着客观的教育效果，有“第三教育基地”之称，故本文将其列入教育机制的范畴。由于大众传媒的普及，传播信息的广泛性与深入性，它使受众在日常生活中不知不觉地认可、接受、内化主流的意识形态，从而不断地改变着自身的价值取向。当代社会的大众传媒既是一种商业，也是一种文化，而不管从哪个角度看，它都摆脱不了传统性别成见而存在，都是通过复制、传播、建构等手段传递着传统性别文化的价值取向系统。
在我国，大众传媒不断制造的女性形象具有双重性，或是传统的贤妻良母，或是现代的漂亮花瓶。一方面，女性新形象仍有传统女性的影子。在人们的观念中，女性一直是妻子、母亲、家庭主妇，是宽容、隐忍、贤惠的代名词，是一群只有依附男性才能生存的天生的弱者，而这一观点在大众传媒中得到了延伸和渲染。另一方面，现代的女性新形象虽也体现出时尚、前卫、自由、独立的特征，但这一特征多是以夸大女性的自然性而出现的，即所谓“性感美女”、“女人味”等。这种夸大女性年轻貌美的生理价值，使得相当一部分女性每日花数时装扮自己，且在自认为身体某个部分“不合格”时毫不犹豫地进行“修整”。这无疑是对健康女性形象的一种误导，是强化女性认可自己是“被凝视的他者”角色，更是女性社会地位下降的表现。
综上可见，大众传媒对性别刻板印象的这种认同，使得它所传播的社会文化传统、价值观念、道德准则等都会对受众造成潜移默化的深远影响，从而完成传统性别文化中“男尊女卑”、“男外女内”、“男人属于公共领域，女人属于家庭领域”等价值取向的再生产。
三、实施先进性别文化教育，重塑农村性别文化
重塑农村性别文化，构建农村先进性别文化，我们可从以下三个方面着手。
首先，鼓励家庭教育领域中正确性别观念的树立。一是父母应克服刻板性别角色意识，为孩子提供广阔的发展空间，不应给“果断机智、坚强勇敢、胆怯懦弱……”等这些性格特征贴上性别标签，只要是孩子身上表现出的值得肯定的品质都要对其加以鼓励，培养孩子的双性化性格。二是父母在孩子婴幼儿时期应采取一致的抚养方式，忽略孩子社会性别角色差异，不要迫使孩子过早进入性别分类系统。三是父母应努力创建两性平等互助的家庭氛围，尽可能地避免典型女性化与典型男性化倾向，为孩子模仿社会性别角色行为提供榜样。四是父母在孩子青春期时，应淡化男女性别角色差异，使他们在性别角色模式上有更多选择。在对孩子未来的社会成就与职业选择上，父母应给予更多鼓励而不是以刻板性别角色来限制他们的选择和发展。
其次，改革教学内容与课程，加强各级各类学校教育中的社会性别意识培训。在教学内容与课程的改革中，应充分体现性别平等的原则。一是应把性别意识纳入到教师培训课程中，在高等教育相关专业中开设妇女学、社会性别与发展理论等课程。二是要改变教育者的传统性别观念，要求教育者自觉地把社会性别意识贯彻落实到教学的各个环节与学校工作的各个方面。三是要求学校正规课程中必须包括各阶层男女两性的不同经验，必须使男女学生在所学教材中更多看到女性正面、积极的形象。四是要把性别平等教育引进各级各类教育培训体系，力争把性别平等教育纳入各级各类继续教育与职业教育培训的范畴，推动先进性别意识进入党校与公务员培训中等，以增强教育者、受教育者以至全社会的性别平等意识。
最后，发挥大众媒体的舆论导向功能，宣扬性别平等文化。媒体不仅仅是社会公共信息的传播者，还是意识形态的宣传者。媒体传播关于男女平等的信息，有助于帮助人们改善两性间不平等的关系，促进妇女发展和地位的提高。但媒体也是市场竞争主体的营利者，所以，我们看到有些大众媒体仍在继续宣扬男尊女卑、男主女从的封建思想、传统男女的刻板印象。更有甚者，还有一些媒体为追逐利润最大化，取悦大众，争取“被看”，完全不顾其社会责任，将女性形象对象化、物品化、商业化。因此，我们应采取措施，不仅积极利用大众媒体对性别文化宣扬的正面效应，使其有效发挥正确的舆论导向功能，还要通过自律与他律相结合的形式，增强传媒机构从业人员的道德意识和社会性别意识，使其不因追求利润的最大化而忽视社会责任。
[责任编辑 王 莉]
作者：卓惠萍
形象行为系统论文 篇2：
基于学习过程的课堂交互分析研究
[摘 要] 当前课堂交互分析将教学视为行为系统或信息系统,注重师生外显行为，没有关注学生思维过程。课堂交互本质上是认知过程，本文基于学习科学的研究成果，提出了从学习过程的角度对课堂交互进行分析的方法，在此基础上以中学（七年级）数学课堂《从不同方向看》为研究对象，选取典型课堂交互，利用CAUT模型对问答过程进行分析，并在ACT-R中实现了模拟。通过学习过程分析对课堂教学提出了三点建议，帮助教师更加有效地设计教学来促进学生学习。
[关键词] 学习过程； 课堂交互； 认知模型
[作者简介] 魏雪峰（1981—），男，山东莱芜人。讲师，博士研究生，主要从事课堂交互、问题解决等研究。E-mail：weixfeng@gmail.com。
2000多年前孔子（公元前551—前479）的“启发式”和苏格拉底（Socrates，公元前470—前399）的“产婆术”，是教学中经典的提问方法，通过提问不断引导学生思考，最终实现预期“学习结果”。仔细分析孔子和苏格拉底的师生交互会发现：从次序上看，提问内容具有一定的顺序性；从内容上看，前后内容之间具有严密的逻辑推理；从认知逻辑上看，符合学生学习的认知规律。
目前看来，课堂教学依然是学校教育的主要形式，课堂交互（Classroom Interaction）是课堂教学的重要组成部分。课堂教学是认知活动的竞技场，[1]最近关于学习的研究表明，发生在教师和学生之间的课堂交互本质上是社会认知过程。[2][3][4][5]本文从行为系统和信息系统两个角度对已有课堂交互分析方法进行了总结，在此基础上尝试利用脑科学、认知神经科学、心理学、人工智能等相关研究成果，从学习过程的角度对课堂交互进行分析，并在ACT-R中模拟，以期更好地揭示认知过程，帮助教师深入理解学习过程，进而设计有效教学帮助学生学习。
一、已有课堂交互分析方法
（一）行为系统视角
从行为系统的角度对教学分析的研究，大致关注两个方面，一方面是研究特定行为的教学价值。有研究者关注成人学习者的学习持久性与教学交互之间的关系，研究发现26%的学习者认为，异步讨论对他们的坚持学习有促进作用。[6]Wai King Tsang考察了非母语英语课堂中教师反馈与学生举手发言之间的交互关系，研究发现：重做可能会引发其他类型的反馈；尽管重做和明确修改对于拼写错误有作用，讨论协商更有利于语法错误的纠正。[7]Judith Kleine等研究者关注不同类型的交互（不使用计算机的面对面交流、基于计算机的协作异步交流、在计算机辅助下的面对面交流）与学习效果的关系，研究表明，计算机介入的交互更加规则，与计算机介入的交互相比，面对面的交互能发生更多的学习。[8]
从行为系统的角度对教学分析的研究关注的另一方面是对交互进行细致解释学分析。人们关注的主题有：确定对话结构和特征的有效可靠的方法、通过对话交互分析确认对话角色、智能教育系统中对话的运算模型。[9]Joi L等人研究发现，质量越好的交互所达到的层次越高。[10]
典型的课堂交互分析方法有：弗兰德互动分析系统（Flanders Interaction Analysis System，FIAS）和学生—教师（Student-Teacher，S-T）分析法。弗兰德互动分析系统是美国明尼苏达大学弗兰德（Flanders）在20世纪60年代提出的一种课堂行为分析技术，用于记录和分析课堂中师生语言交互过程及影响。该系统大致由三个部分构成：（1）一套描述课堂互动行为的编码系统；（2）一套关于观察和记录编码的规定标准；（3）一个用于显示数据，进行分析的矩阵。[11]宁虹等采用弗兰德互动分析系统对一堂中学物理课进行了分析，并针对FIAS存在的缺点进行了改进。[12]S-T分析法主要用于对课堂交互的定量分析。S-T分析法将教学中的行为分为S（学生）行为和T（教师）行为两类。它将教学分为四种不同的教学模式：练习型、讲授型、对话型和混合型。[13]S-T的分析结果可以用S-T图表示。单迎杰采用S-T分析法对陕西师范大学教育技术学专业“教育技术学研究方法”、“电视原理”等六门专业课的教学过程进行了分析。[14]
（二）信息系统视角
在教学分析领域，国内外有些学者认为教学是一个信息流动的过程。李克东教授对教学系统中认知学习过程进行了信息流向分析，并采用功能模拟的系统科学研究方法来分析教学系统。[15]美国学者豪恩斯坦（A.Dean Hauenstein）把系统的观点引入教学，并明确提出，任何一个系统都是由输入、过程、输出和反馈构成的封闭回路，他明确提出教学系统是一个信息系统。[16]
杨开城教授也认为教学系统从本质上讲是信息系统。教学系统的分析实际上是用另外一种编码体系来表征自然语言表征的教学系统，把教学分析建立在信息系统视角之上，从教学系统整体功能机制出发，把以信息系统为视角的教学分析的观点引入实际的分析操作。[17]他提出了IIS（Instructional Information Set）图分析法。[18]林凡等通过严谨的实证研究证明了目标知识点的激活量与学习效果正相关。[19]
（三）对已有分析方法的评述
弗兰德互动分析系统（FIAS）多使用固定时间单位（如每三秒钟）进行采集，容易造成“意义单元”的切分；观察量表仅是对教师和学生的语言行为进行量化，对于整个课堂交互过程来说显得过于粗糙，不能反映一堂课中的所有交互行为；更多的关注教师（或学生）的语言行为，如教师、学生言语所占比例，教师提问次数，学生回答次数等，分析仅停留在外显行为层面。
S-T分析法中，S、T行为界定粗糙。通过S-T分析图我们能够清楚地看到师生各自的行为发生了多少、所占比例、发生的时间，却无法界定他们做了什么动作。可以判断教学模式，但对教学过程的评价处于一个模糊状态。
IIS图分析法比行为系统的分析更近了一步，更加关注教学内容，通过分析课堂交互过程中知识点的激活量来预测教学效果。然而，IIS图分析法关注的是教师、学生的输入和输出，认为内部的信息处理是透明的、不可见的，即没有关注学生内部的信息处理过程。
二、基于学习过程的课堂交互分析
（一）学习科学的兴起
目前，许多国家大力支持脑与学习科学的研究工作。美国国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）执行总裁阿登·贝蒙特（Arden Bement）认为“关于学习的基础研究非常重要。在当今复杂和快速变化的环境中，对学习过程的基本理解有助于我们发展知识基础，这种知识基础对于永远处于变化当中的世界的繁荣是非常必要的”。[20]我国北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室和东南大学学习科学研究中心正在从事这方面的研究。
随着学习科学（Learning Sciences）的诞生和发展，为有效研究学习提供了新的视野。学习科学是一个跨学科的研究领域，“它吸收了有关人的科学的多种理论视野和研究范式，以便弄清学习、认知和发展的本质及其条件”。[21]“学习科学研究的目标，首先是为了更好地理解认知过程和社会化过程以产生最有效的学习。其次便是为了用学习科学的知识来重新设计我们的课堂和其他学习环境，从而使学习者能够更有效和深入地学习”。[22]学习科学对学习的研究主张将学习置于多学科研究的广泛视野，涉及信息科学、脑科学、认知科学、心理学及教育学等众多研究领域，通过在心智、脑科学和教育（Mind、Brain and Education）之间建立桥梁，将脑科学的最新成果应用于学习和教育过程。
美国教育部教育技术办公室（Office of Educational Technology）在2010年3月5日发布了《2010国家教育技术规划》（National Educational Technology Plan 2010，以下简称“规划”），题目为“改变美国教育：技术使学习更强大”。在规划中多处出现了“学习科学”这一术语，认为学习科学的最新研究成果所揭示的人是如何学习的过程为教育技术的应用提供了重要的理论基础。规划也承认：当前的教育系统在对学生进行评估时过多地注重学习结束后事实性知识的掌握，而没有关注学生在学习过程中即时学习的反馈和改进，即很少关注学生的思维过程，这种情况在我国的教育系统中也普遍存在。学习科学的不断兴起，为我们从学习过程的角度研究课堂交互提供了重要基础。
（二）CAUT模型
根据目前心理学和认知神经科学的研究成果，[23][24][25][26]提出了CAUT（a Cognitive Architecture of Human Thinking）模型，[27]如图1所示。
CAUT模型关注学生的思维过程，重视对学习过程的理解。该模型包括以下几部分：感觉器官、感觉控制、对象编码、长时陈述性记忆、长时程序性记忆、活动对象（工作记忆）、控制与决策、情境/目标、运动控制、效应器、外回路、内回路等。为了表述清晰，可以将其分为以下八个模块：（1）E/I（External Loop/Internal Loop）：内部回路或外部回路；（2）IO（Internal Object）：内部的对象；（3）MC（Declarative Memory Retrieval Check）：陈述性记忆提取，判断感知的对象是新对象还是旧对象；（4）LTDMO（Long Term Declarative Memory Operation）：对长时陈述性记忆的认知操作；（5）AO（Active Object Buffer）：激活对象集合，包括看到和听到的对象，是工作记忆（Working Memory）的一部分；（6）AADM（Active Action buffer and Decision Making）：包括激活的动作、决策及相关部分；（7）CGE（Context,Goal, Expectance）：与当前任务相关的情景、目标、预期；（8）Action：动作模块，包括运动控制和效应器。因此，CAUT模型可以表示为如图2所示。
当我们感知到（看到或听到）外部对象时，通过视觉或听觉通道编码表示为内部对象，然后判断内部对象是否存储于长时陈述性记忆中，如果已经存储就激活相应的对象进入到活动对象中，如果没有存储就不停复述、直接进入到活动对象（工作记忆的一部分）中（如现实生活中我们记一个陌生的电话号码需要不停地重复）。工作记忆中的活动对象会激活长时程序性记忆中的相应动作，激活的动作可能不止一个，通过决策选择一个动作执行。
与其他认知结构如ACT-R、[28]SOAR、[29]CLARION[30]等模型相比，该模型具有以下特点：
（1）在效应器和感觉器官之间增加了内部言语回路，如默读等，回路的存在已经在认知神经科学中得到证明；[31][32][33]
（2）长时记忆进一步区分为陈述性记忆（Declarative Memory）和程序性记忆（Procedural Memory），并与学习过程中的知识和技能相对应；
（3）强调记忆的巩固。最近研究表明，在学习或其他认知过程对长时记忆的使用与记忆的巩固是分开的，记忆的巩固发生在认知过程之后。[34][35]
（三）典型课堂交互分析
1．研究对象
我们选取七年级（上学期）一节数学课，讲授内容为第一章《丰富的图形世界》中的第四节《从不同方向看》。所用教材为北京师范大学出版社出版的义务教育课程标准实验教科书，七年级上册数学（2005年5月第四版），授课教师为济南育英中学唐鲁军。
2．典型课堂交互序列
出于研究的需要，先将课堂视频转换为文本。在观看录像过程中，我们发现，初中数学课堂中教师经常使用实物（或教具）及多媒体课件来帮助学生理解，因此在转换过程中不仅要把教师的课堂话语转换为文本，对于课堂教学中所用的实物展示及大屏幕所展示的内容，通过加标注、注释等方法记录下来。
在研究中采取“教学目标—教学子目标”的方法对课堂交互文本进行分类。教学目标的确立依据布卢姆的教育目标分类学（修订版），[36]从知识和认知过程两个维度进行分析。我们对《从不同方向看》课堂交互文本中的教学活动进行分类，按照时间序列得到了9种教学活动。我们选取了讲解概念的交互序列，如图3所示。
3．交互序列认知过程模拟
ACT-R（Adaptive Control of Thought-Rational）是美国卡耐基梅隆大学（Carnegie Mellon University）著名认知心理学家安德森（John R. Anderson）领导的认知科学实验室多年研究的国际上著名认知仿真工具。其内部架构、参数设定都是根据大量的认知心理学实验数据得到的，很多数据是通过核磁共振实验精确验证过的。其外在表现是一种编程语言，使用这种编程语言编写的程序就符合了ACT-R内部的认知预设，从而能够和真人实验的认知过程一致，达到仿真的效果。它已经被广泛使用来模拟人类认知行为的不同方面，例如汉诺塔问题、语言理解、模式识别、记忆、简单几何证明等。
学习过程的模拟是非常复杂的，需要对每一句话在特定的情境下进行分析。图3给出了一个典型的课堂交互序列，限于篇幅，本文只选取“教师提问—学生回答”的课堂交互序列进行模拟分析，提供课堂交互分析的一种方法。交互序列如下所示，其中T表示教师（Teacher），S表示学生（Student）。
T：那么，我从正面看到的就叫做什么？
S：主视图。
利用CAUT模型对选取的课堂交互序列进行分析，分析的结果转换为能在ACT-R中执行的程序（.lisp格式），从而实现学习过程模拟。
教师在提问之前已经讲述了“主视图”的概念，即假定学生长时陈述性记忆中存储“从正面看到的图叫做主视图”。下面把教师提问—学生回答的认知过程描述如下。
（1）学生听到教师的话语：“那么，我从正面看到的叫做什么？”分词后由听觉通道进入大脑（如威尼克区）并进行相应的神经编码；（2）编码后的词激活长时陈述性记忆（LTDMO）中心理词典（mental lexicon）中相关对象并进入活动对象集合（AO）；（3）活动对象集合（工作记忆的一部分）中的内容，经过语义理解，设定该句话的目标为搜索问题，搜索三元组（从正面看到的叫做什么）；（4）活动对象激活长时程序性记忆中的产生式，并产生相应的动作；（5）激活的动作可能不止一个，通过“决策”来选择其中的一个动作执行；（6）以三元组的形式（从正面看到的叫做什么）在长时程序性记忆中搜索；（7）只有一个与之匹配的答案“主视图”，搜索结束；（8）学生说出答案。
为了形象直观地表示学生听到“那么，现在我从正面看到的就叫做什么”后，回答“主视图”的认知过程，用M行8列的认知矩阵来表示，如图4所示。其中，左侧的数字表示行号，每行代表认知逻辑步骤（Cognitive Logic Step），并非实际执行的步骤，最后一行表示认知结束。8列与图2中的8个模块相对应。从图4中分析看出，第7行设定目标，直到第9行理解老师的话，第12行给出答案，即达到目标，认知任务结束。
ACT-R提供了抽象的认知结构，仅从功能的角度对认知模型进行了描述。在研究需要根据认知矩阵的分析过程，编写能够在ACT-R中模拟的程序，编写的程序为.lisp格式，模拟结果如图5所示，最小时间间隔为0.05秒（默认值）。
通过模拟可以发现，学生在回答问题时首先要确定目标（Goal），突出目标的重要性，这与加涅提出的“九大教学事件”中的“告知学习者目标”教学事件相一致。根据活动集合中的对象，激活了相匹配的产生式（Proceduction-Fired），并在长时陈述性记忆中开始提取（Start-Retrieval）；当有多个产生式同时被激活时，会采取冲突解决（Conflict-Resolution）策略，选择其中的一个产生式执行；0.015秒时，其中的一个产生式被激活，在长时陈述性记忆中搜索，找到与之匹配的内容，达到目标，认知过程结束。
4.模拟结果分析
通过上述模拟深入研究学生回答问题的内部认知过程，并通过ACT-R将这种内部认知过程展现出来，将该学习活动所涉及的陈述性知识和程序性知识提取出来。教师根据不同的知识类型采用不同的教学方法。如主视图、左视图、命题等概念，这些陈述性知识主要通过教师讲解来记忆；而像算术计算、解方程、几何证明等程序性知识需要学生在实际的做题过程中不断训练才能获得。
该模型还可以分析师生的交互是否有效促进了学生的认知，是否符合学生的认知规律。例如，两种不同的提问方式“从正面看到的叫做什么”和“主视图是从正面看到的吗”属于两种不同的问题，前者是搜索问题，后者是判断问题。在ACT-R中模拟回答这两类问题的认知过程是不同的，学生在回答这两类问题时所需要的程序性知识也不同。
三、学习过程分析对课堂教学的启示
通过以上分析可以发现，不同的课堂交互会产生不同的学习过程，进而产生不同学习结果，因此，教师在课堂教学中应该注意以下三点：
（一）精心设计课堂提问，促进学生深度理解
在中小学课堂中，提问依然是课堂交互的一种常用方法。然而，从实际课堂观察可以发现，教师往往为了课堂表面的热闹而简单、随意甚至重复地提问，部分提问缺乏科学依据和科学设计，课堂提问问题层次较低，纯粹记忆性问题过多地抑制了学生思维的发展，不易于教学内容的深度理解。教师应该根据学生认知特点和所讲内容特点，精心设计有效课堂提问，使学生在回答问题的过程中，自动建立新旧知识之间的联系，加深对所学内容的理解。从上述模拟过程可以看出，关于“主视图”的不同提问“从正面看到的叫做什么”和“主视图是从正面看到的吗”，产生的认知过程是不同的。卢正芝提出了有效课堂提问的标准，[37]为教师设计有效课堂提问提供了参考。
（二）合理提供反馈，让学生积极参与学习过程
在课堂教学中，教师对于学生的回答往往采用“好”、“对”、“错误”等简单评价，提供的反馈方式单一，尤其是对于学生回答错误或不完全正确的情况，缺乏进一步的启发和诱导。对于教师的提问，不可能所有学生都回答正确，合理的启发和反馈非常有必要；即使对于学生回答正确的情况，也可以对学生做出该回答的过程进行询问，如“你是怎么得出这个答案的”、“为什么这么回答”等，帮助学生更多地关注学习过程，建立新旧知识之间的联结，养成“知其然更要知其所以然”的习惯。
（三）科学设计教学过程，帮助学生养成良好的思维习惯
在中小学阶段帮助学生养成良好的思维习惯比简单的获取知识更为重要。良好的思维习惯能使学生遇到相似问题或新问题时，顺利地实现知识迁移，甚至创造性地解决问题。思维习惯是隐性知识的重要内容，也是程序性记忆的重要组成部分，其养成是一个长期的过程。思维习惯的养成要与具体学科知识教学相联系，这就要求教师在上课过程中针对知识点设计典型的问题进行讲解，讲解过程的每一步都要有意识地训练学生的思维能力，更加重视问题解决的过程，让学生在问题解决的过程中不断养成良好的思维习惯。例如：在讲解小学五年级数学（下册）“众数”概念时，通常的方法是给出问题和数据，然后告诉学生“一组数据中出现次数最多的数是这组数据的众数”。与之不同的另一种方式是呈现现实问题，如“我们班明年举办生日庆祝活动，给某月出生的同学过生日，如果你是班主任，会选哪个月”，贴近学生生活实际，学生自己能收集数据并作出选择，根据统计结果会选择过生日最多的月份，然后引出“众数”的概念。虽然两种不同的教学过程，学生都能学会“众数”概念，但概念理解程度和运用“众数”概念解决实际问题的能力是有差异的。教师在课堂教学中应帮助学生养成运用数学知识解决实际问题的思维习惯。
四、总结与展望
本文在总结已有课堂交互分析的基础上从学习过程的角度对课堂交互进行了分析。根据脑科学、认知心理学、认知神经科学的研究成果，选择典型课堂交互序列利用CAUT模型进行了分析，并在ACT-R中模拟。根据课堂交互的分析过程，为课堂教学提出了三点建议，帮助教师设计更加有效的教学。
然而，在基于学习过程的课堂交互分析过程中，本文仅选取了一小段进行了分析，认知程序的编写需要对学习过程有具体而深刻的理解，如何利用CAUT模型自动生成认知程序，并在ACT-R中实现对整堂课的模拟，需要我们进一步的研究。
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基金项目：国家社会科学基金“十一五”规划2010年度教育学一般课题“课堂交互产生学习结果的认知模型与仿真研究”（课题编号：BCA100023）
作者：魏雪峰 崔光佐 李莉 段元美
形象行为系统论文 篇3：
虚与实：“物联网特展”中的物联网
摘 要 近年来，随着物联网及其相关技术的发展，各行各业特别是服务业，积极从“信息化”转向“智能化”，这个潮流顺势也带起台湾岛内博物馆的诸多改变。物联网、大数据、人工智能等为博物馆群带来了创新展示教育的机会与愿景。是故，2017年11月—2018年10月，台湾科学工艺博物馆配合“智慧博物馆计划”推出了“爱的万物论——探索物联网特展”，以互动叙事的方式将日新月异的信息技术与科技教育、日常生活连接，并在特展当中设置了一套“虚实整合参观民众行为系统”，实时撷取观众的参观行为。对我们来说，如何将“虚”拟网络透过“实”体展示，在互动展项的内容转化、叙述手法的择定及数据库系统的建构上都是考验。通过展场内所安装的系统进行数据收集与分析，从14 960名观众的资料中发现，98.4%的观众对本特展抱持满意的态度，总体参观时间平均为92 min，参与程度平均为22.35分，落在“高参与”等级，无“低参与”等级，可见本特展确已发挥教育的功能。
关键词 物联网 博物馆展示 互动叙事
0 引言
“物联网”产生了有史以来最重大的生活革命，它已经成为21世纪最重要的关键词。英国科幻小说家阿瑟·克拉克（Arthur Clarke）曾说过：“任何先进的科技都会带来像魔法一样的效果。”没错，当冰箱、桌子、咖啡机等物体都被施上科技魔法时，它们会变得有意识且“善解人意”，这就是物联网所创造的世界。
科技发展以近乎摩尔定律的速度前进，几乎每天都有让人惊喜的技术产生，或许你无法第一时间“更新”，但一定要记得“跟上”。而博物馆一向被视为社会的“创新典范”，千万不能小看这股锐不可当的科技洪流。2015年，台湾开始着手推动新兴科技发展政策，并在博物馆群里展开为期四年的“智慧博物馆计划”（2017—2020年），期望利用博物馆的丰沛资源及创新行动，对当前的科学应用及技术发展进行宣传。因此，台湾科学工艺博物馆举办了“爱的万物论——探索物联网特展”，以寓教于乐的展示手法，将虚拟的物联网诠释为普罗大众可以亲身体验的实体展示，并在特展当中设置了一套“虚实整合参观民众行为系统”实时记录观众的参观行为。在将知识转化为展示的过程中，如何建立信息技术与科技教育、日常生活的连接，成为本特展设计的重要工作。人类普遍存在着“听故事”的行为模式，借由故事性的述说方式，将使沟通变得更容易。而如何以互动叙事的方式把主题活泼化，引发观众的好奇心，进而融入展示，理解展览的内容，则是策划本特展的一项挑战。
1 物联网的发展
1995年，美国微软公司创始人比尔·盖茨（Bill Gates）在《拥抱未来——“资讯高速公路”未来新蓝图》[1]一书中，展开对智能家居的狂想，擘画关于人类未来生活的图像，成为物联网概念的滥觞。1999年，美国麻省理工学院自动识别中心主任凯文·爱斯顿（Kevin Ashton）提出“物联网”一词，认为“物联网是互联网通过无处不在的传感器连接到物理世界的系统”。全球化的网络基础建设，透过数据撷取以及通信能力，链接实体对象与虚拟数据，提供侦测及控制服务，从此这个名词广泛流传。归功于计算机的发明，促成电子、半导体、光电、生物科技等产业的结合，进而构造了覆盖世上万事万物的“物联网”。这是一个代表着逻辑计算和信息通信的技术革命，被誉为下个数码时代的浪潮。
物联网是在计算机网络的基础上，利用射频识别、红外感应、全球定位、激光扫描等感测设备，按不同的网络协议，将物品与网络相连接，进行信息交换，以实现智能化读取、追踪和监控。随着物联网及其相关技术的发展，掀起了“第四次工业革命”。各国为提升竞争力，竞相培育跨领域、跨科别人才，也顺势带起博物馆的诸多服务从“信息化”向“智能化”转变。
据此，台湾在2015年的新兴科技发展政策中提出了“以智慧科技打造永续成长的幸福社会”的美好愿景，并制定了为期四年的“智慧博物馆计划”，以博物馆群为场域，推动数码智能与移动科技的创新应用，导入5G、云计算、智能感知、大数据、物联网、增强现实、虚拟现实、穿戴式装置等前沿技术。从观众的角度出发，提供创新便捷的贴心服务，增进人们对最新科技的了解与认同，重塑新时代的博物馆形象，创设融合人文、科技与生活的全方位智能学习场域。为纪念台湾科学工艺博物馆成立20周年，我们策划设计了“爱的万物论——探索物联网特展”，旨在透过多元的展示手法，让公众知晓物联网技术的实际应用及其对未来的影响。
2 以虚实整合诠释物联网
众所周知，物联网是无数科学技术演进发展后累积形成的产物，它的出现代表着人类走入数字化、信息化、智能化的时代。就某个层面而言，物联网其实不单只是标志着一种新兴科技的崛起，另一方面也预示了人类文明的进程，这个脉络正是“爱的万物论——探索物联网特展”的叙事主轴。近年来，在博物馆空间设计中加入叙事要素，成为博物馆行业的整体趋势。展示可以像一出戏，在空间中展开，曲折变化，各有不同的氛围，有低潮，有高潮，有起承转合。[2]叙事注重的是对作品的诠释及观众的体验。从物到事，从欣赏到理解，当代博物馆日益重视“怎么展”，而不同于以往的“展什么”，展示叙事被提到了更突出的位置。对大部分人来说，对物联网的直观感受就是，“滑一滑移动设备，就万物连网，云端传输、分析计算后便可响应需求”。肉眼看不见它的“动作”，整个过程是“虚无缥缈”的。因此，一个以物联网为主题的展览到底怎么展？如何叙述这一技术？利用不同的展示手法，透过“实”体的展示搭起与“虚”拟世界的沟通桥梁，说一个易于公众理解的“物联网的故事”，成了我们的重要任务。互动叙事是当代博物馆陈列艺术的新形式，讓观众与展项之间适时发生交互关系，通过主动参与的方式展示所要表现的内容。[3]
2.1 展示故事
人们可以通过“叙事”的方式来理解未知的事物，就好比孩子可以通过听故事的方式来理解世界，用大脑中已有的知识结构来拼凑想象中的一切。综上所述，本特展的叙事脉络从“我（I）”到“信息技术（Information Technology，IT）”“信息与通信（Information and Communication，ICT）”“物联网”（Internet of Things，IOT），贯穿了“工业1.0～4.0”的发展轨迹，展示的核心理念是建构一个“人与人、人与物、物与物”组成的未来世界，以两段故事来论述“虚”与“实”，体现物联网精神。
（1）“虚”拟金币兑换“实”体商品
以虚实整合的展示方式，建设智能城市。物联网的基本架构为感知层、网络层及应用层。在此基础上，本特展将“在线游戏”与“现场展示”相结合，让观众通过自己的移动设备搭配专属App及展场中布置的感测节点来认识何谓物联网。此外，观众还可以借助App来累积虚拟金币，在展场当中的好“实”机上兑换自己喜欢的商品，收获“使用虚拟货币购买实体物品”的物联网体验。
（2）“虚”“实”整合，追踪“实”际参观行为
物联网的目的是期望透过感测组件对所收集的数据进行分析，最终做到预测与应对。为了达到这一展示目标，让本特展更为名副其实，台湾科学工艺博物馆在展场当中建置了“虚实整合参观民众行为系统”，以追踪观众的实际参观行为。该系统以iBeacon室内定位技术为核心，搭配现场的互动单元，记录观众对展示内容的需求、认知与理解，建立参观本特展的学习履历。除了得出展览的叙述手法是否适切并加以改善外，也为博物馆累积了观众的参观行为大数据，可作为各项活动及服务规划的日后参考。
2.2 展示架构与铺陈
15世纪博物馆的展示呈现口语化的故事述说，这是博物馆展示的原形。自19世纪，科学性的知识理论成为博物馆展示的叙事基础与实质，观众在展示空间中沿着橱窗摆设、年谱箭头前进。自20世纪，当代博物馆的展示有了新的改变——以人为本，从心理、生理等角度入手寻找适合人们的最佳陈列手段。在不断的探索中，各种材料、灯光、多媒体等现代科学技术充斥着博物馆的展厅内部。
（1）展示架构
综上所述，可以发现博物馆展示的叙述活动，由直接的口语叙述逐渐转变为媒介和手法的运用。如表1所示，本特展分为6个区域：“现在就是未来”“0与1颠覆世界”“天涯若比邻”“跨界物语”“智能城市”“体验物联网的力量”。展示信息的发出者即博物馆策展人，隐身在各种展示媒体之后，将信息有效地传递给观众。[2]
（2）展示铺陈
在“现在就是未来”展区，通过机器人剧场阐述蒸汽、电力、信息技术、人工智能四次工业革命的发展历程。如果没有计算机，我们现在所做的工作需要四千多亿人力才能完成。接着前往“0与1颠覆世界”展区，学习与计算机沟通，认识计算机产业的发展及技术的演进。20世纪，计算机与网络的结合写下了人类在通信史上的辉煌成就，以倍数的杠杆效果，让知识发挥了最大的作用。我们相信“连上网络，连上未来”，上网就像呼吸一样简单，网络资源的共享令“天涯若比邻”，不出家门便可知天下事。“跨界物语”展区探讨了物联网的定义，介绍了快速发展的关键技术及迫切面对的问题与挑战。如果将物联网比作人体，感知层如同皮肤及五官受到外界的刺激，而透过神经网络来传导则是网络层的任务，位于云端的主机执行应用层，仿佛人类的大脑中枢，接收大量的信息，经过大数据分析后，作出正确的反应并给各装置发布相对的指令。欢迎来到“智能城市”，我们仿真了一系列互动装置，邀请观众体验其对衣食住行的改变。如果数十亿个对象可以感觉、流通和分享信息，那么通过对数据的收集、分析和使用，就能帮助我们管理、决策和实施。当所有的对象透过网络随时随地地连接，变得可识别、可定位、可控制，无缝地整合到虚拟世界中，这里将成为实现物联网应用的重要场域。然而科学家口中的物联网真的好吗？每项技术的开发都是为了让这个社会更加进步，但物联网给我们带来便利的同时也可能会侵犯我们的隐私。是时候反思一下“体验物联网的力量”，它会是美丽的新世界还是被监控的圆形监狱？当机器人与人类共存时，我们又该信任谁？自然万物或许各有所长，但不要忘了人类的独特之处就在于爱的能力，这是现阶段所有科学家都无法破解的程序。
3 “物联网特展”中的物联网
“虚实整合参观民众行为系统”运用iBeacon室内定位技术，在多媒体互动软件中嵌入程序节点，化被动为主动，以自动化的规则去撷取数据，让数据成为有用的信息。同时通过信息反馈系统建立双向互动平台，实现观众与博物馆的实时对话。观众只需下载随展App，配对标识符后，启动并操作互动单元，即可收集与其相关的信息，包括基本数据、意见反馈及参观行为的综合表现等。
按照本特展的展示规划书，编写与设计互动单元的展示内容及目标，并检视展项的交互形式及学习成效。如表2所示，為每个指标行为设定等级标准，依据观众参与程度的高、中、低，分别给予3分、2分、1分，以便互动软件执行判断节点。本特展共有11个互动展项，故观众参与程度最低为11分，最高为33分，再依据级距分列“低参与”（1～11分）、“中参与”（12～22分）及“高参与”（23～33分）。[4]
2017年11月10日—2018年2月28日，我们共收集了14 960名观众的资料。然而数据本身并不具备意义，唯有经过分析之后才会产生意义。研究发现，98.4%的观众对本特展抱持满意的态度（非常满意的占57.2%，满意的占41.2%）。其中，最受欢迎的展项是“Maker网络线”（占32.6%），其次为使用虚拟现实技术设计的“体验智能车”（占22.5%）及“虚拟购物乐”（占14.4%）。在参观行为的综合表现部分，观众的参观轨迹并无特定的路线，总体参观时间平均为92 min，每个展项的停留时间平均为8.36 min，参与程度最低达15分，最高达29分，平均为22.35分，落在“高参与”等级，无“低参与”等级。这表明观众在参观本特展时，愿意了解展示内容，尝试参与互动，而不是随意按钮或转动展项。
4 结语
回顾过去的20年，台湾大举投入科技研发，推动了不少技术的跨越式发展，蕴涵着许多承前启后的意义，因此借着“爱的万物论——探索物联网特展”的契机，我们试图提出一种全新的展示模式，把观众的参观行为数据库融入展示架构中，打造一个虚实整合的智慧博物馆，让物联网特展中也有物联网，透过实际执行，记录与评量参观行为及学习形态。
未来的博物馆要朝向智能化管理，根据目标观众的偏好准确定位，为不同年龄、职业的人量身定做个性化的展示及教育活动。依靠大数据支撑，获取家庭、地区乃至全国的博物馆观众群体特征，帮助博物馆作出前瞻性的决策。例如，如何组织、实施活动？如何精准营销进而进行推广？[6]而这也是物联网技术的最终目的。
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作者：苏芳仪