认知
不管是人还是计算机,必须懂得什么是梯子;要知道梯子有脚,它是梯子的一端;另外必须知道梯子的物理学知识,梯子是长形的。在这个物体上可以施加一定的力的作用,梯子所起的作用是一个杠杆的作用。为了解决这个问题,计算机或人的必要信息是把梯子看成一个杠杆。如果做了这种转换,就知道梯子的脚是杠杆的一端。所以,设计这样一个程序需要大量的知识或词汇。
在罗克设计的程序里,把这一类信息都保存在图式(框架、类表、结构)里。在记忆系统里有各种图式,如梯子的图式梯子的图式告诉我们梯子是一个杠杆,杠杆里面包括更多的内容,如杠杆有一个支点,支点本身是不动的。这个实验里,梯子的脚是不动的,我们可以把它看作是支点。杠杆还有一定的长度、重量、重心等等。关于杠杆的另一方面的知识是,我们可以对杠杆施加力的作用,如给支点一个力,这点是梯子和墙相交的那一点。同时重心也有一个力的作用,人站在梯子上也是一个力的作用。在绳子拉住顶端的那一点也有一个力的作用。要解决杠杆问题,计算机程序或人的记忆里需要有一系列的知识。一旦人或计算机程序辨认出杠杆这两个汉字,就会从记忆中把杠杆的图式提取出来,立即认识到所需要的关于杠杆的知识,用它们来解决课题。
我们可以把图式的各种特性看成好多空洞,再找出每个空洞必须填进的内容。图式本身就可以指导我们找出所需项目、数据,同时也告诉我们这种问题是属于哪种性质的问题。问题的叙述已告诉我们,这个问题不仅涉及杠杆的图式,而且还涉及绳子的图式。绳子在物理学上是一个线性的物体,可以传导力的作用,这就需要填补关于绳子这一图式的空洞。所缺的信息包括力是如何作用的;其数据资料是什么;绳子两端与什么相连等。此外还需要其他的图式,如人的图式(质量),墙、地面的图式等等。
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