Wiedza proceduralna - Procedural knowledge
Wiedza proceduralna (znany również jako wiedząc, jak i czasami określane jako praktycznej wiedzy , bezwzględnej wiedzy lub performatywnej wiedzy ) jest wiedza wykonywane w trakcie wykonywania jakiegoś zadania. W przeciwieństwie do wiedzy opisowej (znanej również jako „wiedza deklaratywna” lub „wiedza propozycjonalna” lub „wiedza o tym”), która obejmuje znajomość konkretnych faktów lub twierdzeń (np. „Wiem, że śnieg jest biały”), wiedza proceduralna obejmuje zdolność do zrób coś (np. „Wiem, jak zmienić przebitą oponę”). Osoba nie musi być w stanie werbalnie wyartykułować swojej wiedzy proceduralnej, aby mogła zostać uznana za wiedzę, ponieważ wiedza proceduralna wymaga jedynie wiedzy, jak poprawnie wykonać czynność lub wyćwiczyć umiejętność.
Termin „wiedza proceduralna” ma węższe, ale powiązane zastosowania techniczne zarówno w psychologii poznawczej, jak i prawie własności intelektualnej .
Przegląd
Wiedza proceduralna (tj. wiedza-jak) różni się od wiedzy opisowej (tj. wiedza-to) tym, że może być bezpośrednio zastosowana do zadania. Na przykład wiedza proceduralna, której używamy do rozwiązywania problemów, różni się od wiedzy deklaratywnej, jaką posiadamy na temat rozwiązywania problemów, ponieważ wiedza ta jest formowana przez działanie.
Rozróżnienie między wiedzą-jak i wiedzą-które zostało wyeksponowane w epistemologii przez Gilberta Ryle'a, który użył go w swojej książce The Concept of Mind .
Definicja
Wiedza proceduralna to „know how” przypisywana technologii zdefiniowanej przez psychologów poznawczych, która jest po prostu wiedzą „know how to zrobić”. Część złożoności polega na próbie powiązania go z pojęciami takimi jak „proces”, „rozwiązywanie problemów”, „myślenie strategiczne” i tym podobne, co z kolei wymaga rozróżnienia różnych poziomów procedury. Jest to umiejętność wykonywania sekwencji działań w celu rozwiązywania problemów. Ten rodzaj wiedzy jest powiązany z konkretnymi typami problemów i dlatego nie można go szeroko uogólniać. Wiedza proceduralna jest zorientowana na cel i pośredniczy w zachowaniu przy rozwiązywaniu problemów.
Termin „wiedza proceduralna” jest również szeroko stosowany w matematycznych badaniach edukacyjnych. Dobrze wpływowa definicja wiedzy proceduralnej w tej dziedzinie pochodzi z rozdziału wprowadzającego Hieberta i Lefevre'a (1986) do przełomowej książki „Wiedza pojęciowa i proceduralna: przypadek matematyki”, podzielili oni wiedzę proceduralną na dwie kategorie. Pierwszym z nich jest znajomość poszczególnych symboli systemu oraz konwencji składniowych dla dopuszczalnych konfiguracji symboli. Druga to zasady lub procedury rozwiązywania problemów matematycznych. Mówiąc słowami, definiują wiedzę proceduralną jako znajomość składni, konwencji kroków i zasad manipulowania symbolami. Wiele procedur, które uczniowie posiadają, to prawdopodobnie łańcuchy recept na manipulowanie symbolami. W ich definicji wiedza proceduralna obejmuje algorytmy, co oznacza, że jeśli wykonujemy kroki proceduralne w określonej kolejności i bez błędów, mamy gwarancję uzyskania rozwiązań, ale nie obejmuje heurystyk, które są abstrakcyjną, wyrafinowaną i głęboką wiedzą o procedurach, która jest niezwykle potężne atuty w rozwiązywaniu problemów. Dlatego Star (2005) zaproponował rekonceptualizację wiedzy proceduralnej, która sugeruje, że może ona być albo powierzchowna, jak wspominali Hiebert i Lefevre (1986), albo głęboka. Głęboka wiedza proceduralna wiąże się ze zrozumieniem, elastycznością i krytyczną oceną. Na przykład cele i podcele kroków, otoczenie lub rodzaj sytuacji dla danej procedury oraz ograniczenia nałożone na procedurę przez środowisko. Badania rozwoju elastyczności proceduralnej wskazują na elastyczność jako wskaźnik głębokiej wiedzy proceduralnej. Osoby z powierzchowną wiedzą proceduralną mogą używać tylko standardowych technik, co może prowadzić do rozwiązań o niskiej wydajności i prawdopodobnie niemożności rozwiązania nowych pytań. Jednak bardziej elastyczni solwerowie, z głęboką wiedzą proceduralną, mogą poruszać się po domenie, używając technik innych niż te, które są nadmiernie przećwiczone, i znajdować rozwiązania najlepiej dopasowane do różnych warunków i celów.
Rozwój
Rozwój wiedzy proceduralnej jest zawsze uwikłany w rozwój wiedzy deklaratywnej . Badacze zasugerowali, że wstępne rozwiązywanie problemów obejmuje wyraźne odwoływanie się do przykładów, uczestnicy zaczynają od czystego przetwarzania na przykładzie. Przykłady ilustrują rozwiązanie podobnego problemu, a osoba rozwiązująca problem analogicznie mapuje rozwiązanie przykładu na rozwiązanie bieżącego problemu. Ludzie często odwołują się do przykładów, nawet jeśli początkowo uczono ich reguł i zasad. Uważa się, że kiedy ludzie nabywają zdolności poznawcze, najpierw kodowany jest przykład jako struktura deklaratywna. Kiedy uczestnicy są testowani na swoich pierwszych problemach, mają dwa możliwe sposoby odpowiedzi. Jeśli przykład pasuje do problemu, którego się nauczyli, mogą po prostu pobrać odpowiedź. Jeśli jednak nie pasuje, muszą analogicznie rozszerzyć przykład. Wraz z wielokrotną praktyką rozwijają się ogólne zasady, a konkretny przykład nie jest już dostępny. W ten sposób wiedza przechodzi od formy deklaratywnej (kodowanie przykładów) do formy proceduralnej (reguły produkcji), co nazywa się adaptacyjną kontrolą myśli – teorią racjonalną (ACT-R).
Jednak w niektórych przypadkach wiedzę proceduralną i deklaratywną można zdobywać niezależnie. Badania z pacjentami cierpiącymi na amnezję wykazały, że mogą oni uczyć się zdolności motorycznych bez możliwości przypominania sobie epizodów, w których się ich uczyli, również nauczyli się i zachowali zdolność skutecznego czytania słów odwróconych w lustrze, ale mieli poważnie upośledzone rozpoznawanie tych słów, które dają dowody o podstawach neurologicznych różnic w wiedzy proceduralnej i deklaratywnej. Naukowcy odkryli również, że niektórzy normalni pacjenci, tacy jak pacjenci z amnezją, wykazali znaczną wiedzę proceduralną przy braku wyraźnej wiedzy deklaratywnej. Chociaż wiedza deklaratywna może wpływać na wykonanie zadania proceduralnego, wiedza proceduralna i deklaratywna mogą być nabywane oddzielnie, nie trzeba posiadać wiedzy jednego typu, aby budować wiedzę drugiego typu. Wpływ wiedzy deklaratywnej może być spowodowany ułatwieniem procesu aktywacji ścieżki, który znajduje się poza świadomością. Jeśli liczba pierwsza jest wysoce predykcyjna w stosunku do celu, ilość facylitacji jest zwiększona z powodu aktywnego, świadomego efektu uwagi, który nakłada się na aktywację szlaku. Dlatego też, jeśli i kiedy badani rozwiną jawną deklaratywną wiedzę o procedurze, mogą wykorzystać tę wiedzę do sformułowania oczekiwań dotyczących uwagi w odniesieniu do następnej pozycji tej procedury.
Aktywacja
Lashley (1951) zaproponował, że sekwencje behawioralne są zazwyczaj kontrolowane za pomocą planów centralnych, a struktura planów jest hierarchiczna. Niektóre dowody również potwierdzają tę hipotezę. Te same zachowania mogą mieć różne interpretacje funkcjonalne w zależności od kontekstu, w którym występują. Ten sam wzorzec dźwiękowy może być różnie interpretowany w zależności od tego, gdzie występuje w zdaniu, na przykład „tam” i „ich”. Taka zależność od kontekstu jest możliwa tylko w przypadku stanów nadrzędnych funkcjonalnie, takich jak stany wynikające z planów hierarchicznych. Czas inicjacji sekwencji ruchowej i czasy międzyodpowiedzi elementów sekwencji mogą wzrastać wraz z jej długością. Ponadto czasy między odpowiedziami mogą zależeć od rozmiaru frazy, która ma zostać wygenerowana. Im większa fraza, tym dłuższy czas między odpowiedziami. Takie dane zostały zinterpretowane w kategoriach „dekodowania” lub „rozpakowywania” planów hierarchicznych do ich elementów składowych. Co więcej, trudności w uczeniu się zmieniają się wraz z łatwością sekwencji behawioralnych. Wreszcie, długoterminowe uczenie się umiejętności naturalnie charakteryzuje się procesem tworzenia coraz większych hierarchicznych jednostek lub „kawałków”. Ludzie uczą się struktur kontrolnych dla kolejnych większych jednostek zachowania, przy czym nowo wyuczone procedury przywołują lub polegają na bardziej elementarnych procedurach, takich jak nauka grania prostych nut przed rozpoczęciem gry na koncercie fortepianowym.
Jeśli chodzi o proces tworzenia planu zachowania, Rosenhaum i in. (2007) zaproponowali, że plany nie są tworzone od zera dla każdej kolejnej sekwencji ruchu, ale są tworzone poprzez wprowadzanie wszelkich zmian, które są potrzebne, aby odróżnić sekwencję ruchów, która ma być wykonana jako następna, od sekwencji ruchów, która została właśnie wykonana. Istnieją dowody na to, że planowanie ruchowe zachodzi poprzez zmianę cech kolejnych potrzebnych planów ruchowych. Również Rosenhaum i in. (2007) odkryli, że nawet pojedyncze ruchy wydają się być kontrolowane za pomocą hierarchicznie zorganizowanych planów. Z postawami startowymi i celowymi na najwyższym poziomie oraz stanami pośrednimi obejmującymi przejście od startu do celu na niższym poziomie.
Interakcja z wiedzą konceptualną
Najpowszechniejsze rozumienie w odniesieniu do wiedzy proceduralnej i pojęciowej to przeciwstawienie „wiedzy jak” i „wiedzy o tym”. Niektórzy postrzegają to rozróżnienie jako kontrast między ukrytą wiedzą o technologii a jawną wiedzą naukową. Wiedza pojęciowa pozwala nam wyjaśnić dlaczego, stąd rozróżnienie „know how” i „wiem dlaczego”. Wiedza pojęciowa dotyczy relacji między „elementami” wiedzy, tak że kiedy uczniowie mogą zidentyfikować te powiązania, oznacza to, że mają „rozumienie pojęciowe”. Psychologowie kognitywni również używają terminu „wiedza deklaratywna”, aby przeciwstawić ją wiedzy proceduralnej i definiują ją jako „znajomość faktów”. Wiedza deklaratywna może być jednak zbiorem niepowiązanych ze sobą faktów, podczas gdy wiedza konceptualna skupia się na relacjach. Wiedza deklaratywna jest również obojętną formą wiedzy, w przeciwieństwie do wiedzy proceduralnej jako formy aktywnej, ale wiedza pojęciowa może być częścią aktywnego procesu. Dlatego ważne jest, aby wiedzieć, że wiedza pojęciowa nie jest po prostu wiedzą faktograficzną, ale składa się z pomysłów, które dają pewną moc myśleniu o działalności technologicznej. Kilka dowodów z badań nad nauczaniem matematyki potwierdza tezę, że rozumienie pojęciowe odgrywa rolę w generowaniu i przyjmowaniu procedur. Dzieci z większym zrozumieniem pojęć mają zwykle większe umiejętności proceduralne. Rozumienie pojęć poprzedza umiejętności proceduralne. Nauczanie pojęć i procedur może prowadzić do zwiększenia umiejętności proceduralnych. A poszerzanie wiedzy koncepcyjnej prowadzi do generowania procedur. Jednak ta zależność nie jest jednokierunkowa. Wiedza pojęciowa i proceduralna rozwija się iteracyjnie, ale wiedza pojęciowa może mieć większy wpływ na wiedzę proceduralną niż na odwrót. Nauczanie pojęciowe doprowadziło do lepszego zrozumienia pojęć oraz wygenerowania i przekazania prawidłowej procedury. Instrukcja proceduralna doprowadziła do lepszego zrozumienia pojęć i przyjęcia, ale tylko ograniczonego transferu, instrukcji procedury.
Techniczne zastosowania frazy
Sztuczna inteligencja
W sztucznej inteligencji wiedza proceduralna jest jednym z rodzajów wiedzy, którą może posiadać inteligentny agent . Taka wiedza jest często przedstawiana jako częściowa lub kompletna maszyna skończona lub program komputerowy . Dobrze znanym przykładem jest proceduralny system rozumowania , który w przypadku robota mobilnego poruszającego się po budynku może zawierać procedury takie jak „nawiguj do pokoju” lub „zaplanuj ścieżkę”. Natomiast system sztucznej inteligencji oparty na wiedzy deklaratywnej może zawierać jedynie mapę budynku wraz z informacjami o podstawowych czynnościach, które może wykonać robot (takie jak poruszanie się do przodu, skręcanie i zatrzymywanie) i pozostawić to domenie -niezależny algorytm planowania, aby odkryć, jak wykorzystać te działania, aby osiągnąć cele agenta.
Psychologia kognitywistyczna
W psychologii poznawczej wiedza proceduralna to wiedza wykorzystywana podczas realizacji zadania, a więc obejmuje wiedzę, która w przeciwieństwie do wiedzy deklaratywnej nie może być łatwo wyartykułowana przez jednostkę, ponieważ jest zwykle nieświadoma (lub ukryta). Wiele razy dana osoba uczy się wiedzy proceduralnej, nawet nie zdając sobie sprawy, że się uczy. Na przykład większość osób może łatwo rozpoznać konkretną twarz jako „atrakcyjną” lub określony żart jako „zabawny”, ale nie potrafią wyjaśnić, w jaki sposób doszli do takiego wniosku, ani nie potrafią podać roboczej definicji „atrakcyjności” lub bycia „śmiesznym”. ”. Przykład ten ilustruje różnicę między wiedzą proceduralną a zwykłym pojęciem know-how, które jest uznawane przez wielu psychologów poznawczych.
Zwykle nie powiedzielibyśmy, że osoba, która potrafi rozpoznać twarz jako atrakcyjną, to osoba, która wie, jak rozpoznać twarz jako atrakcyjną. Umiemy rozpoznać twarze jako atrakcyjne, nie więcej niż umiemy rozpoznać pewne układy leptonów, kwarków itp. jako tablice. Rozpoznawanie twarzy jako atrakcyjnych, podobnie jak rozpoznawanie pewnych układów leptonów, kwarków itp. jako tabel, jest po prostu czymś, co się robi lub jest w stanie zrobić. Jest to zatem przykład wiedzy proceduralnej, ale nie know-how. Oczywiście obie formy wiedzy są w wielu przypadkach nieświadome.
Na przykład badania psychologa poznawczego Pawła Lewickiego wykazały, że wiedzę proceduralną można zdobyć poprzez nieświadome przetwarzanie informacji o kowariancjach.
Implikacje edukacyjne
W klasie wiedza proceduralna jest częścią wcześniejszej wiedzy ucznia. W kontekście edukacji formalnej wiedza proceduralna jest tym, czego uczy się o strategiach uczenia się. Mogą to być „zadania określone zasady, umiejętności, działania i sekwencje działań stosowane do osiągnięcia celów”, których uczeń używa w klasie. Jako przykład wiedzy proceduralnej Cauley odnosi się do tego, jak dziecko uczy się liczyć na dłoniach i/lub palcach, kiedy po raz pierwszy uczy się matematyki. Zunifikowany model uczenia się wyjaśnia, że wiedza proceduralna pomaga zwiększyć efektywność uczenia się poprzez zmniejszenie obciążenia poznawczego zadania. W niektórych podejściach edukacyjnych, szczególnie podczas pracy z uczniami z trudnościami w uczeniu się, nauczyciele przeprowadzają analizę zadań, a następnie wyraźne instrukcje zawierające kroki potrzebne do wykonania zadania.
Jedną z zalet wiedzy proceduralnej jest to, że może ona obejmować więcej zmysłów , takich jak praktyczne doświadczenie, praktyka w rozwiązywaniu problemów, zrozumienie ograniczeń konkretnego rozwiązania itp. W ten sposób wiedza proceduralna może często przyćmić teorię.
Jednym z ograniczeń wiedzy proceduralnej jest jej charakter zależny od wykonywanej pracy. W rezultacie jest ona mniej ogólna niż wiedza deklaratywna. Na przykład ekspert komputerowy może mieć wiedzę na temat algorytmu komputerowego w wielu językach lub pseudokodzie, ale programista Visual Basic może wiedzieć tylko o określonej implementacji tego algorytmu, napisanej w Visual Basic. Zatem „praktyczna” wiedza i doświadczenie programisty Visual Basic może mieć wartość komercyjną tylko dla np. warsztatów Microsoft.
Prawo własności intelektualnej
W prawie własności intelektualnej wiedza proceduralna jest częścią ściśle strzeżonych informacji związanych z technologią przemysłową, czasami określaną również mianem tajemnicy handlowej, która umożliwia jej użytkownikowi czerpanie z niej korzyści handlowych. W niektórych systemach prawnych taka wiedza proceduralna jest uważana za własność intelektualną firmy i może być przekazana przy zakupie tej firmy. Stanowi ona samodzielny element praw własności intelektualnej w większości aktów prawnych, ale najczęściej towarzyszy licencji prawa do użytkowania patentów lub znaków towarowych należących do strony udostępniającej je do ograniczonego użytku. Wiedza proceduralna nie składa się jednak wyłącznie z tajnych informacji, które nie znajdują się w domenie publicznej; jest to „pakowana” paczka tajnych i powiązanych nietajnych informacji, które byłyby nowe dla eksperta w dziedzinie jej wykorzystania.