心智模型综述.doc

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基于心智模型理论的网络分类理解机制研究（以电子商务商品搜索为例）

文献综述

心智模型来自国外的mentalmodel，在国内也有其它多种翻译，使用较多的是心智模型、心智模式、心理模型、思维模型等，本文中统一采用“心智模型”的叫法。

心智模型影响我们看待周边世界的方式，从而决定我们采取何种行动。

因为这些“想法”都存在我们的心中，影响我们的行为，所以称为“心智”；过去的经验形成我们看问题的角度，它不易察觉，不易改变，故成为“模型”[1]。

1心智模型基本概念

1.1心智模型定义

心智模型（MentalModel）概念最早是由苏格兰心理学家KennethCraik在1943年提出，用以表示一个系统的内部表征（internalrepresentations），指那些在人们心中根深蒂固存在的，影响人们认识世界、解释世界、面对世界，以及如何采取行动的许多假设、陈见和印象[2]。

白新文等指出，心智模型的研究主要在人类工效学和认知科学（特别是认知心理学）这两个领域进行[3]，但从现有研究看，心智模型已经扩展到许多学科领域。

下面就列举几个学科，从各领域研究角度解释什么是心智模型。

1.1.1认知心理学

自从Craik（1943）第一次提出心智模型这一概念起，认知心理学很多学者就对其投入了较大关注。

大多数心理学家将心智模型当作理解人类感知、认识、决策以及构建行为的一种重要途径，与其它学科相比，对它的关注主要集中在大脑推理与概念发展上，更为从个人内心和知识状况来阐释。

个人知识的局限性、个人不能完全作出准确的预期以及个人行为受到限制。

因此,个人在决策时依赖于心理过程。

诺斯等人将这种心理过程称为心智模型,并将之定义为用于解释环境的内部表征，它由人的认知系统为应对环境的不确定性而创立[4]。

文献[4]Luria（1973）指出，心智模型介于知觉和行为之间，是最高的知识表征模式[5]。

Williams（1983）认为心智模型，也称为“知识结构”，是一些相互关联的心理对象的集合，是它们与其它对象相互关系状态，以及一系列内部因素的外显表征[6]。

Staggers和Norcio（1993）心智模型是视觉上结构化的主题，由对象和对象之间的关系组成[7]。

Wozny（1992）指出，心智模型包括根据归类和关联组织而成的陈述性知识和过程性知识[8]。

陈述性知识如与任务相关的事实、数据、概念；程序性知识如操作序列、操作过程[9]。

嘉德诺研究认知科学的最新成果而写成的《心灵的新科学》（TheMud’sNewScience）一书中写道：

“我认为认知科学最主要的成就是，清楚地展示人类行为各个不同构面的心智表现层次”[11]。

总结来说，心智模型是指个体对环境及其所期望行为的心理表征，也就是个体的认知结构、知识结构或知识库。

心智模式是在遗传素质的基础上，在后天环境和教育的相互作用中，通过自己的认识、辨别、评估、接受、内化等一系列心理过程逐渐形成的[1]。

一旦形成就不易改变，成为人们对某一方面认识的知识结构，进而指导着人们的对环境反馈的行为。

1.1.2组织管理学

心智模型起源于心理学领域，但在管理学领域得到进一步阐释。

在组织的研究中，心智模型被广泛地定义为：

人们对自己、他人、组织各方面及世界如何工作的信念和假设，其主要作用是使人们能够形成推论或做出预测，理解所发生的现象，并采取行动或控制措施[10]。

哈佛大学的阿吉瑞斯认为：

“虽然人们的行为未必总是与他们所拥护的理论（他们所说的）一致，但他们的行为必定与其所用的理论（他们的心智模型）一致。

”[11]。

而在该领域较有影响力的事件是PeterSenge《第五项修炼》一书的出版，它使心智模型被更多人所熟知。

PeterSenge认为，心智模式是根深蒂固于人们心中，影响人们如何了解世界，如何采取行动的许多假设、成见或图像、印象。

通俗的讲，心智模式就是人们由于过去的生活环境、人生经历、专业背景、知识素养等方面影响，在长期工作生活中所形成的某种特定的价值观、思维方式、行为习惯，它决定着人们如何看待问题、思考问题、解决问题，是人的综合能力与素养的反映[11]。

心智模式的问题不在于它的对或错，而在于不了解它是一种简化了的假设，以及它常隐藏在人们的心中不易被察觉与检视[12]。

基于认知心理学对个体心智模型的多年理论和实证探索和研究，Cannon-bowers和Salas等人首先于1990年提出了共享心智模型（sharedmentalmodels），成为近些年该领域很受关注的研究方向[9]。

Cannon-bowers等将共享心智模式定义为[13]：

团队成员对于团队所在环境的关键因素的共享的、有组织的认识和心理表征，使团队成员能够对团队任务形成正确的理解和预期，从而协调自己的行为以适应团队任务和团队其他成员的需求。

Klimoski和Mohammed认为[14]，共享心智模型是指团队成员共享的关于团队相关情境中关键要素（包括有关任务、设备、工作关系和情境等）的知识有组织的理解和心理表征。

从该学科角度来说，心智模型有3个层次：

个人心智模型、团队心智模型和组织心智模型。

三者之间的关系如图所示，其交集即为组织的共享心智模型[15]。

1.1.3人类工效学

心智模型的提出，对人类工效学学科产生了深远的影响，这其中包括计算机软件设计、系统开发、电子产品生产、网站设计等产品设计的方方面面，尤其是人机交互和交互设计领域。

在该领域中，心智模型概念引用最频繁的是Rouse和Morris1986年提出的，指人们借以描述系统目标和形式、解释系统功能、观察系统状态以及预测系统未来状态的心理机制[16]。

在人机交互领域，Norman认为，“通过与目标系统相接触人们形成了对该系统的心智模型，这类模型在技术上不需要精确，但必需是功能性的。

一个人为了获得可操作的结果，他通过与系统的接触不断修正心智模型。

心智模型将受各种因素制约，如使用者的技术背景、原先类似的经验，以及信息处理系统的结构”[17]。

心智模型具有不完整性、有限性、不稳定性、无确定边界、不科学性、经济性的特点[18]。

Nielsen认为心智模型具有6个纬度，设计模型更加外在化、结构化、普遍化、细节化、静态化,而用户模型更加内在化、分布化、示例化、动态化,但两者均具有细节化与描述化的特点[19]。

总的来说，心智模型是一个特殊的认知结构，是由心智将现实建构成“小型的模式”，人们用它来对事件进行描述、预测和解释[15]。

如在系统使用中，心智模型就用于描述系统的目标和框架，预测政策的改变如何影响系统，以及解释系统为什么能实现其功能等。

1.1.4心智模型综合理解

尽管在各个领域都有学者从不同角度提出了心智模型的理解，但它们之间有一些共同的特征：

①心智模型反应了人对外部系统的认知结构，或者说知识结构？

;②心智模型呈现客体的信念，并在此基础上进行推论，产生行为反馈；③心智模型在客观、合理性方面有一定的局限性；④心智模式帮助我们对世界进行建构[15]。

人类认知系统具有这样的功能：

当一个事物不在眼前时，我们仍然能够在头脑中浮现。

也就是说，所有的外界环境事物，在我们的认知系统中都有一个对应的储存形态，这就是心理表征（representation）。

心智模型虽是一种内部表征，但这种表征并不是对外部世界或事件的完全模拟。

与外部对象相比，它的结构更为简单，且这种模拟与其表征对象不完全对应[18]。

心智模型主要有三类关键活动：

帮助个体对社会环境中事件发生的目的和现状进行描述；解释事件发生的原因；对事件未来的发展趋势进行预测，如下图。

心智模型允许个体和周围环境发生频繁的互动，洞察和回忆环境中各因素之间的关系，对未来的事件发生构建期望。

面对外界环境，通过心智模型对社会事件的三类活动（描述、归因和预测），个体将作出适应性的行为选择，行动的结果一方面检验了自身的心智模式；另一方面，结果所反馈的信息能充实和扩展原有的心智模式。

从某种意义上，个体终其一生都在不断地寻找验证心智模式的证据，并将完善心智模式作为最终的目标[20]。

图2心智模型的三类关键活动

需要注意的一点，心智模型是人们对事物运行发展的预测和判断，你“希望”事物将如何发展，并不是心智模型；而你“认为”事物将如何发展则是心智模型。

心智模型可能是最简单的概括性看法，如你认为“这个网站不好用”；也可能是复杂的理论，如你对网站建设的一整套知识结构。

一个人若拥有完整而健全的心智模型，他对事物的发展就可以做出准确的预测，所以也就有能力做出比别人好的判断。

心智模型很大的影响着我们的行动，因为心智模型影响着我们所“看见”的事物。

两个具有不同心智模型的人观察相同的事件，会有不同的描述。

因为我们视觉所接受的基本资料相同时，我们关注的重点不同，从认知心理学角度来说，这是人们注意过程中进行了选择性的观察。

就像人们登录同一网站，首先关注的内容各不相同，看同一分类目录时自己所注意的类目也不一样。

综合以上各学科研究者的观点，可以将心智模型界定为：

在遗传、环境、教育的相互作用过程中，通过自己的认识、辨别、评估、接受、内化等一系列的心理过程，由个人经历、工作经验、知识素养、价值观念等形成的较为固定的认知方式和行为习惯。

它是对周围世界简单地概括性看法，是一种被简化了的假设，它深植于我们的内心深处，隐藏在人们的心中不易被检测与察觉。

（于知识结构的差异，因事物或任务而动态形成？

）我们每个人都有自己的心智模式，心智模式一旦形成，人们将自觉或不自觉地从某个固定的角度去认识、思考问题，并用习惯的方式予以解决，它以个人和社会经验为基础[15]。

1.2心智模型历史研究状况

上文已提出，“心智模型”是由苏格兰心理学家KennethCraik在其1943年所著的《TheNatureofExplanation》一书里所提出。

而在Craik之前，Georges-HenriLuquet已经在某种程度上提出这个想法：

在他1927年出版的著作（《儿童的图画》）中，提出孩子们很明显的构建内心的模型，这种观点对其他研究者（包括让·皮亚杰）产生了影响[21]。

让·皮亚杰通过对儿童的观察，基于认知结构而提出了儿童认知发展的四个阶段。

他用同化、顺应、平衡过程来解释儿童认知发展的内在机制，虽然其理论中缺乏对认知发展内在变化机制的精细分析，但对研究人脑内在信息机制产生了重要的影响[22]。

但由于Craik意外早逝，“心智模型”这一概念没有得到详细的阐述，因此1943年产生后的很长一段时间内，心智模型理论都没被人们所关注。

认知科学的诞生促使了心智模型理论的迅速回到人们视野中。

它首先出现在1983年出版的两本同时命名为《心智模型》的书中，“心智模型”该词在两本书中有不同的目的[21]。

一本是由普林斯顿大学的心理学家PhilipJohnson-Laird所著，他认为心智模型是对人类如何解决推理问题过程的描述。

他的理论中包括了一组图表，用于描述各种前提和可能结论的不同组合。

另一本是由DedreGentner和AlbertStevens合编的一本论文集。

书中提出，心智模型为人们提供了物理系统如何工作的信息，这种方法可以被通用到人类身处的许多情形下[23]。

此后，认知科学家们对心智模型进行许多学术研究，以获得心智过程的信息，然后将此信息用于人工智能和仿真的研究中[24]。

很多学者开始研究心智模型在人机交互（HCI）和可用性领域的应用。

其中DonaldNorman就是较早研究的学者之一，Norman指出心智模型就是人类对系统如何操作的一组信念，人与系统交互时就是基于这些信念[25]。

SteveKrug在其2000年出版的著作《Don'tMakeMeThink》中也提到心智模型在交互设计中的作用[26]。

此外，许多企业管理领域学者也关注到了心智模型，并将其引入到组织管理和团队学习中。

其中PeterSenge1992年出版的《第五项修炼》世界范围内得