分布式认知

分布式认知DistributedCognition周杰、朱勇、文春龙、贾维辰2012-11-3分布式认知——源起随着电视、计算机、网络等认知工具的发展，人们越来越依赖于这些认知工具1884年Dewey提出“机体离不开环境。有了环境这个概念，把心理活动能够看作是孤立存在与真空中的个体活动是不可能的”1979年Gibison明确指出，人的直觉应该以人与环境的交互为基础，并提出了提供量的概念。20世纪80年代中期，Hutchins个人明确提出分布式认知概念，认为其是重新思考所有领域的认知现象的一种新的基本范式分布式认知概念、特点分布式认知——相关概念分布式认知——特点分布式认知——概念分布式认知是一种认知活动，是对内部和外部表征的信息加工过程。认知分布于个体内、个体间、媒介、文化、社会和时间等之中。是一种包括所有参与认知的事物的新的分析单元。关键词分布：是认知所波及的范围，分布意味着缺乏唯一的定位，各个要素都在各自发挥的作用。（Hutchins（赫钦斯）和Kaptelinin（凯普特林恩）对分布的定义）个体：个体是分布式认知的核心，不是所有的认知都能够分布出去（高级智慧活动）。个体之间既相互独立又相互影响，认知是在分布式环境中螺旋式上升。制品（人工制品artifacts）：物质和符号，即有形的和无形的交互个体知识在大脑中是分均匀分布的（人脑在结构和功能上都是由高度专门化并相对独立的模块组成，这些模块复杂而巧妙的结合，是实现复杂而精细的认知功能的基础）个体间由于人与人的生活环境，经验，受教育程度的不同，对同一事物的认知情况也不尽相同，认知分布于个体之间媒介认知活动可以看作是在媒体间传递表征状态的一种计算过程，媒介可以是内部的，也可以是外部的文化、社会文化：文化是模式化的，并不统一，需要面对面的实地交流中才会被体会或感受到，文化间接的影响着认知过程社会：在具体情境中，记忆、决策等认知活动不仅分布于工具中，而且分布于规则中，分布于负责不同性质工作的人中时间横向分布于每个认知主体特有的时间纬度；纵向分布于特定认知主体的过去、现在和未来。例如，成人常常根据他们自己过去的或文化上的经验来解释儿童的一些行为，知识学习、理解和掌握有一个时间上的累积过程何为“分布”Hutchins认为，认知过程至少有三种明显的分布：通过小组成员进行分布；在认知系统的操作中进行分布；通过时间（早先事件的结果影响后续事件的性质）进行分布。Kaptelinin认为，分布有两种理解：增强观和中介观，增强观：分布是认知结构的增强，人类活动需要区分两类实体：认知上没有受到工具支持的个体；认知上受到工具支持的个体。中介观：分布是认知功能的中介。引入功能性组织（functionalorgans）的概念，认为认知的分布通常是功能性的，而非结构性，组织是能够获得一个特定结果的任何力量的暂时集合，一个功能性组织通常包含许多功能性子系统（functionalsubsystems），这些子系统不管是不是分布的，都是个体的一部分，都有个体决定其如何使用，是否需要调整。制品的重要性（分布式认知与以往的认知理论不同的地方是它不仅仅强调了个体的认知，同时也强调了新的分析单元（制品：工具、思维、方法）（1）制品在应用时拓展了人的智能，使人变得更聪明，更有效率；（2）人在使用制品的过程中，会产生认知留存（CognitiveResidue）现象；（3）使用制品有助于发展使用者的元认知能力；（4）能很好地分担学习者的认知负荷；（5）提供认知给养，制品，特别是智能制品是丰富的认知给养之源）交互的重要性交互（协调）：包含个体之间的交互、个体与制品之间的交互、制品与制品之间的交互。分布式认知活动既不是单纯的外部表征，也不是单纯的内部表征，而是分布于外部表征和内部表征之间的相互协作的分布式表征，（这个与存在主义理论有些相似，即存在先于意义，每个人都是自己选择的结果，而结果就是交互的一种类型）分布式认知的特点新的分析单元认知的分布性对交互作用的关注关注表征状态的传播及转换人工制品(artifacts)的地位信息的共享重视具体情境和情境脉络新的分析单元传统认知强调个体认知，而分布式认知考虑到参与认知活动的全部因素，给出了一个新的分析单元——功能系统。这个新分析单元以共同参与认知加工的各元素间的功能性关系为基础，被证明很有实用价值。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。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。认知的分布性分布式认知强调认知现象在个体参与者、人工制品和内外部表征之间的分布性。这样，以前由人类学家和认知心理学家在不同个体和文化／认知之间所设定的传统界限被消解，相反，它们之间的相互作用则得到了特别关注。（参看分布式认知概念部分）对交互作用的关注分布式认知通过分析工作所产生的环境、表征媒体（如工具、显示器、使用手册、导航图）、个体间的相互作用，以及它们与所有人工制品之间的交互活动来解释认知现象。这些活动，包括了个体的行为、个体与一系列设备之间的交互行为、个体与其他成员之间的交互活动，或协同工作的成员之间，他们与工具之间的交互活动。赫钦斯认为分布式系统中的要素必须相互依赖以完成任务。关注表征状态的传播及转换分布式认知关注系统中不同参与者间知识传播方式和协作中（所需信息通过表征状态系统，超越制品）进行传播的方式。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（即将观点可视化或者外部化）。分布式认知强调利用不同的表征系统来记录并在系统中发布观点。在这种情境下，认知活动被看作是一种通过媒体间的表征状态传播而发生的运算。媒体包括了内部表征（个体大脑记忆）和外部表征（包括计算机和纸质的显示品）两个方面；表征状态则指活动中信息和知识资源的转换方式。研究证明，对外部表征的关注也很有实用价值，“外部表征有助于解决河内塔问题和解决几何问题。哪些信息被外部表征，以及如何表征，均对问题解决有影响”。人工制品(artifacts)的地位分布式认知对人工制品给予了高度重视，认为人工制品在一个协作的共同体中有与人类参与者同等重要的地位，是表征和表征状态之转换不可或缺的重要组成部分。人工制品在支持人的智能方面的作用，与其说是扩展了能力，不如说是对任务进行了转换，使之更明显和易于解决。另外，无论制品的设计是否帮助我们内化和发展认知技能，利用制品就会产生认知留存。这样个体需要在没有这些工具辅助的情况下完成任务时，认知留存能够很好地为他服务。所谓认知留存，就是说在没有这种制品工具的时候你也知道怎么样去做。信息的共享分布式认知强调一个协作共同体要共享相应的信息，这是进行协作的基础，也是参与者赖以建立工作过程中情境性共享理解，保证任务完成的基础。赫钦斯认为交流是分布式认知的必备条件，个体知识只有通过向他人表征，把知识可视化并与团体分享，才能成为团体可用的知识。共享的信息是集聚的信息（pooledinformation），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。分布式认知要求在系统的各要素之间共享认知活动。重视具体情境和情境脉络对任务情境和情境脉络的关注，强调对特定的情境和境脉中的信息表征和表征状态转换进行记录和解释，也是分布式认知方法的明显特点。分布式认知的应用电子商务电子政务移动学习分布式认知对人机交互（HCI）的指导作用计算机支持协作学习分布式认知与知识管理结合分布式认知与网络学习环境设计分布式认知与网络学习共同体分布式认知与开放式创新分布式认知与教学改革分布式认知与异步网络教学移动学习分布式认知学习观是移动学习的理论依据：分布式认知同时关注信息的内部表征与外部表征。在移动学习系统的支撑下，设备随身可待，信息随时可查，就能更好地处理不确定的意外事件，极大的提高了系统的自组织性，有利于认知的分布与个人认知的提高。分布式认知认为认知分布于人脑和外部环境，特别存在于社会和文化的结构和时间中，强调资源的“去中心化”，学习活动更多的是通过个体间的相互作用以及个体与所有人工产品之间的交互活动进行，强调对交互活动的支持。分布式认知对人机交互（HCI）的指导作用一是从分布式认知理论如何与HCI研究相结合入手二是从人机交互的动作分析出发分布式认知与知识管理结合知识管理普遍是自上而下的等级式结构，缺点是管理者往往不能即使做出准确的管理行为，学习者易陷入动机不强、缺乏自主思考的盲从状态结合了分布式认知之后的知识管理，其最终成果取决于其成员的知识活动，因而关注学习者个体的个人知识架构，并通过交流，共享与学习组织的交互，促进学习共同体的知识创新。分布式认知与网络学习环境设计分布式认知将包括“制品”在内的所有学习环境要素作为人类认知行为过程的一部分，认知看作是内部表征和外部表征转换计算的过程。网络学习系统在网络学习环境设计中也应该关注学习情境的创设。基于分布式认知的网络学习环境网络支持工具的提供应该包括网络支持工具和本机支持工具，本机支持工具的功能和分类。因此在将这一网络学习环境用代码付诸设计实现，构成网络学习平台和系统时，应该对学习者的客户机环境有所要求。包括：网络交互协作工具（BBS、即时聊天软件、SNS、邮件、BLOG、wiki）；网络知识可视化工具；网络认知留存工具；网络认知负荷分担与支持工具（专业软件：SPSS、visualstudio）分布式认知与开放式创新技术在刚开始研究出来之时，地方性黏着在实验人员当中，导致了研发与应用之间的鸿沟，导致大量技术止步于实验室中，无法进一步转化为生产力，同时也导致了掌握技术的研究人员另立炉灶，脱离母公司。eg：android系统研发和wp7、ios系统研发对比IBM个人电脑5150和apple个人电脑II分布式认知与教学改革当代中国教育的问题是“学非所用、知识迁移不够”，分布式认知理论可以构建一个分布式学习系统，在这个系统中更加注重知识以及智慧的分布和共享，更加注重使用各种人工制品帮助学习、解决问题。根据分布式认知理论在时间上的分布，在横向上，每个认知主体是有特殊的时间纬度，因此，教学内容的选择与安排必须符合学生年龄的普遍特征；另外，对学生课外学习，应给予学法指导（在早上进行识记学习）；在纵向上，学生对课题的认知具有时间性、过程性、发展性，教师不可把自己对问题的理解一次性地强加与学生，不能完全责备学生对一些问题的不理解。分布式认知支持建构主义提倡的随机进入教学：在不同时间、不同情境下，为不同目的、以不同方式加以呈现，从而达到逐步促进和发展学习者理解能力和知识的迁移。分布式认知模型“个人加环境（person—plus）”模型“分布式认知的同心圆”模型（theConcentricModel）“个体认知与分布式认知的交互”模型“个人加环境（person—plus）”模型强调学习者为中心，注重资源、协作的计算机支持的协作学习Perkins“个人加环境（person—plus）”模型，认为个体作为认知主题，处于该系统的中心Salomon认为分布式认知系统的每个反应物（个体与制品）既保持彼此独立，又能交互影响，甚至赋予意义与其他的反应物，产生螺旋发展的过程“分布式认知的同心圆”模型Hatch、Gardner（教室中的认知活动）分布式认知的同心圆模型（theConcentricModel），影响认知的因素：个人力、地域力、文化力。最外层的文化力，包括信仰、管理、活动等，超越于具体情境，潜在地影响各个认知个体；中间的地域力，指直接影响个体认知行为的、在一个特定的本地情景中的人物、资源和其他媒介；最内层的个人力，是分布式认知的核心力，个体带有许多具有本地情景中的经验和倾向。这个模型一方面强调了个体认知的中心地位，另一方面肯定了人际网络、社会文化等情景因素对认知的影响“个体认知与分布式认知的交