來源：芥末堆
最近有幾位朋友討論自適應的話題，也聊到了知識圖譜的問題。很久沒寫文章了，寫一篇互動下。我會把真實的認識儘可能地表達出來，但這個話題涉及比較多的專業術語及概念，僅適合業內人士，對抽象概念恐懼者慎入。
先從一位老前輩的批評開始吧。
詳細見上圖。後來與這位前輩溝通，了解到他反對的知識圖譜是特有所指的。
當然，我知道前輩所批評的是大部分所謂的「知識圖譜」。當然，我也知道有一些人的不是。於是拋磚引玉：
聊天聊到這，這位前輩意識到自己談的「知識圖譜」是特指的。但是說到底「知識圖譜」只是一個「術語」，「所指為何」並非不可重新定義。
後來，這位前輩，澄清了自己的觀點：
其實前輩批評的，是將「知識圖譜」應用在「認知發生上」。或者更明確地說是：反對用「知識圖譜」取代學習或教學中涉及「認知發生」的環節。
但是這位前輩最後也補充兩點：
在應用知識或探究問題上，思維導圖還是蠻有用的。
在形成知識結構或綜合課程知識上，知識圖譜這種方法，也是很好的。
換句話說，即便是傳統「知識圖譜」也是與學習相關的。
為什麼大家熱衷「知識圖譜」這個方向。我覺得可能有幾個原因。
知識這麼抽象的東西，大家多少還是會希望在「知識的可視化」方面做些努力，我們稱為「圖示心理」。
IT技術的應用，需要做業務溝通時，往往也需要「思路圖」或者「圖示」來輔助，這時候很容易想到「思維導圖」或者「知識圖譜」一類的概念。
許多機器學習的項目，基於知識點做無監督學習時，遇到了問題，希望能通過知識圖譜一類的東西來輔助一下。
在認知心理的研究中，其實有個類似的概念叫「認知地圖」（包括：圖式心理）。
在人工智慧領域中，有一個「語義網絡」的概念。
一些教輔或者其他圖書也有類似的產品，例如：概念地圖、思維導圖。（見下圖）
上述這些因素中，我覺得在「為什麼大家熱衷『知識圖譜』這個方向」的話題上，人們心裡權重最高的相關概念應當是「語義網絡」和「認知地圖」這兩個。本文就這一話題展開聊聊，其他的放下不議。恰好「語義網絡」也可以算作是一種「認知地圖」，一會兒我們會聊到。（另外，講到「認知地圖」的時候，還有一個相關概念很重要，就是「專家模式」或者「專長模式」。這個話題，我們在下一篇文中《追求極致的有效學習--基於腦特性的學習原則：（3）專家模式與認知地圖》會詳細來談。）
我們先來看看，「認知地圖」是指什麼？在約翰·安德森的《認知心理學》中，他是這麼定義「認知地圖」的：
視覺表象的另一個重要功能是幫助我們認出和記住環境的空間結構。我們對世界的表象表徵通常被稱為認知地圖（cognitive maps）。在認知地圖中我們可以明顯展現出表象與行動之間的聯繫。在計劃如何從一個地圖去另一個地方時，我們會經常發現自己在想像周圍的環境。
如果我們查詢各大百科：
認知地圖是在過去經驗的基礎上，產生於頭腦中的，某些類似於一張現場地圖的模型。是一種對局部環境的綜合表象，既包括事件的簡單順序，也包括方向、距離，甚至時間關係的信息。
託爾曼根據白鼠學習迷宮的實驗提出，動物學習不是在一連串刺激和反應之間建立聯繫，而是在腦內形成了迷宮的格局，託爾曼稱之為認知地圖。
總體來說，從官方的定義來看，認知地圖是關於對環境的表徵的。但，這只是其一。
這裡所有的「環境」基本是指「真實環境」，也就是說「認知地圖」是關於真實環境的描述。那麼有一個問題是：抽象概念之間的關係，是否也是由類似的認識機制來構建的？
這個問題在教育領域是重要的，因為「知識」基本都是「抽象概念」。
我們繼續查詢百科，這時我們查閱另一個概念：認知地圖效應。
關鍵句：學習就是對行為的目標，取得目標的手段，達到目標的途徑和獲得目標的結果的認知，就是期待或認知觀念的獲得。
我們接著來，有一本書：《創設聯結：教學與人腦》是從腦科學角度探討教學的。
裡面有這麼兩段話值得推敲：
這一段，基本還是在講安德森所述的「認知地圖」。但是提到了另外一個概念「圖式」。圖式是什麼呢？
所謂圖式，是人腦中已有的知識經驗的網絡。在皮亞傑認知發展理論中，圖式是指一個有組織、可重複的行為模式或心理結構，是一種認知結構的單元。一個人的全部圖式對組成一個人的認知結構。認知理論把圖式定義為從心理學理解認知的基本構造單元。
還有一段：
學者把這種「心理空間」稱為：主題地圖。這種主題地圖，可以是關於抽象概念的。
換句話說，一些研究腦科學的學者認為，主題地圖可以幫助改善主題教學。但這裡我們講到了「圖式」，「圖式」不是「圖示」。「圖示」是用圖來協助表達。「圖式」是關於知識經驗的網絡。這裡談到了「知識經驗」。過去我認為他是一個詞，即：「知識經驗」。現在，我明白這是兩個詞，「知識」和「經驗」。從認知主義的角度來看，其實它們倆各有所指，前者其實是指「經驗的知識表徵」，後者其實是指「知識在形成之時，身體方面的相關生理體驗」。
前者也叫「認知表徵」，後者現在一般稱為「具身認知」。
按照上述邏輯，人的認知是具身的，如果「你不能想像揀玻璃的動作，你就無法理解啥叫揀玻璃」。這樣的邏輯。也就是說，如果你不曾經歷（體驗），你將無法「理解」。
但是，事情並沒有這麼簡單。上述邏輯似乎是想告訴我們所有的學習都應該發生在「真實場景」中。這，顯然是不可能做到的。例如：我們在消防隊員的火災課程中，難道要放一把火把大樓給「真實地燒掉」嗎？
一些教學設計的學者認真地區分了關於「逼真度」的相關概念。例如，範梅裡恩伯爾就總結到：
所謂「逼真度」是指一個特定的模擬環境與現實世界一致性的程度。通常其區別就介於「心理逼真度」、「功能逼真度」和「物理逼真度」之間。「心理逼真度」是指模擬任務環境複製現實任務環境中所經歷的心理因素的程度，這裡不僅包括了要表現的技能，還包括壓力、恐懼、厭倦等心理因素。「功能逼真度」是指針對學習者要完成的任務，模擬任務環境以類似現實任務環境的方式發揮作用的程度。「物理逼真度」是指模擬環境在「看」、「聽」、「摸」甚至「聞」上與現實任務的環境的相似度。
心理學家認為，在複雜認知技能的有效學習方面，模擬任務環境中的重要性，心理逼真度>功能逼真度>物理逼真度。有時候任務課堂培訓剛開始的時候，學習任務都是在功能逼真度和物理逼真度相對低的環境中完成的，隨著學習者技能的增加在逐步增加這兩方的逼真度。
不僅如此，我們還知道課堂上課的時候，甚至其他課堂場景中，我們大部分時候是通過語言表達來做知識傳遞的。只有在語言難以表達的時候，我們會說：「字不如圖，圖不如表」；或者「百聞不如一見」。當然，有時候無法用圖表來傳遞知識的時候，還得用文字。儘管並不容易很好地表達。例如這篇關於認知的文章，我們要找到好的、能幫助表達的圖片就比較困難。
當然，我們也知道好的文字表達，能讓語義更好地被傳遞。有一門新興的專業是研究這個方向的，雖然不是很成熟，但是已經有了許多有價值的發現。叫《認知語言學》。
末了，做個小結。我們從「知識圖譜」談到了「認知的地圖」，到底欲意何為？我想起了前文老前輩的評判。其結論還是正確的：
在應用知識或探究問題上，思維導圖還是蠻有用的。
在形成知識結構或綜合課程知識上，知識圖譜這種方法，也是很好的。
但，這兩種方法或模式，不能用在認知發生上，尤其是K12時期的認知發生上。
我結合上文所有的討論對這三個結論，針對教學的四類場景，做一個翻譯（轉述）。鑑於「認知發生」這個概念大家可能不太熟悉，我們也做個簡單科普。
上述這段文字是來自百科：「發生認識論」（也就是「認知發生輪」）。它大致上的意思是：
語言形成之前，兒童主要通過身體的經驗來表象世界。例如：我很生氣，我快氣炸了。這裡的「氣炸」了的概念其實來自兒童關於容器中氣體膨脹的經驗，如果沒有其他膨脹的經驗，兒童便無法掌握「我很生氣，我快氣炸了」這樣的句子。
掌握語言之後，思維結構越精細就越需要更多語言的參加。
思維是來自身體經驗的，並非來自語言，語言也是來自身體經驗的。但是智力越發展，語言的重要性也越大。
基於這三點關於「認知發生論」的思考，我們現在對前輩的結論進行一個翻譯（轉述）：
如果涉及「認知發生」，各種導圖、圖譜統統都是無效的。不涉及「認知發生」時，圖譜、導圖在一些教學場景下能提供部分有效的支持。
「認知發生」是指「你不能想像揀玻璃的動作，你就無法理解啥叫揀玻璃」。也即：如果要讓學生理解「揀玻璃」這一邏輯的前提是，學生能想像「揀玻璃的動作」這一身體經驗。
當我們沒有直接的「揀玻璃」的經驗，但是有「揀」的經驗以及「玩玻璃」的經驗時，語言可以協助我們想像「揀玻璃」的經驗。這種「概念拼裝」可能會有部分的「失真」，但確實是可以促進的。這也就是「教」的意義。其原理就是前面提到的：「心理學家認為，在複雜認知技能的有效學習方面，模擬任務環境中的重要性，心理逼真度>功能逼真度>物理逼真度。」
關於失真，有一個關於建構主義的段子，是個不錯的例子。有一隻青蛙向一隻魚進行描述，鳥的樣子，它說鳥有翅膀，還有爪子.魚，於是進行了想像，在想像中，鳥的身體，依然是魚的樣子。
在兒童早期，增加「各種基於身體體驗」（具身認知）的「經驗」將有助於兒童未來的理解能力。
當不涉及「認知發生」時，教學過程中，「教、學、練、考」四類場景中，皆有思維導圖、知識圖譜等工具應當是有幫助的。特別在複雜認知技能的有效學習方面，我們需要藉助心理空間，也即「主題地圖」的逼真度來促進認知結構的形成。
因此，構建有效的主題地圖（認知地圖中的一類），對教學來說是很有意義的！我們在下一文中，將結合「專家模式」或稱「專長模式」這種心理結構來發展這一理念。我們認為這一個「工具」是有意義的，就好比「地圖軟體」帶給我們的「導航」功能一樣，是符合人的認知規律的。