Структуризация информации научного исследования с помощью когнитивных карт

План

Практического занятия № 1

Тема занятия: Использование когнитивного картрирования для структуризации научного исследования

Цели занятия: формирование культуры научного мышления у студентов-магистрантов

Время: 2 часа

Вопросы (задачи):

1. Когнитивные (ментальные, интеллект-карты). Определения и опыт использования.

2. Использование специального программного обеспечения для структуризации и систематизации научной информации.

3. Структуризация информации научного исследования с помощью когнитивных карт.

Методика выполнения

Когнитивные (ментальные, интеллект-карты). Определения и опыт использования.

Систематизировать – распределить элементы информации по признакам родства, сходства, т. е. классифицировать и типизировать их. Структуры данных бывают разные – линейные (список), табличные, иерархические (дерево). Деревья (графы) понятий, построенные на основе ассоциативных связей, – наиболее естественный для нашего мозга способ представления (структурирования) данных. информационная архитектура – как наука занимается принципами систематизации информации и навигации по ней с целью помочь людям более успешно находить и обрабатывать нужные им данные.

Визуализация информации – представление информации в виде графиков, диаграмм, структурных схем, таблиц, карт и т.д.

Теории обработки, систематизации, структурирования и визуализации информации так же, как и теория вычислительных систем, и теория информации, базируются на использовании ассоциаций. Ментальная карта представляет собой потенциально бесконечную сеть разветвляющихся ассоциаций, расходящихся из общего центра, является прямым приложением и формой графического выражения визуального мышления. С помощью этой технологии можно создать нелинейную, древовидную структуру, в которой отдельные записи связаны между собой в произвольном порядке.

Когнитивное картрирование — это чрезвычайно мощный метод познания, позволяющий раскрыть весь интеллектуальный потенциал нашего мозга. Любая "ментальная карта" имеет четыре характерных черты:

основной объект изучения (отправная точка размышлений) всегда размещается в центре карты;

аспекты основного объекта, вопросы, связанные с ним, и смежные темы расходятся от центрального образа в виде ветвей;

ветви-ассоциации поясняются ключевыми словами, фразами или графическими образами, от них отходят ветви второго порядка, выражающие вторичные идеи, от которых, в свою очередь, расходятся ветви ассоциаций третьего порядка;

ветви ассоциаций формируют иерархическую структуру, которую математики называют графом.

Использование специального программного обеспечения для структуризации и систематизации научной информации.

Программное обеспечение для построения когнитивных карт: MindManager, Visual Mind, Concept Draw, Cayra, FreeMind, VYM, xMind, Thoughtex, Personal Brain, SciPlore Mapping.

Онлайновые сервисы, использующие «облачные технологии» предлагают MindMeister (http://www.mindmeister.com), Mind42 (http://mind42.com/), Mindomo, DropMind (http://web.dropmind.com/), WiseMapping (http://www.wisemapping.com) и др.

Репозитории карт — хранят готовые карты. Пример: Biggerplate (http://www.biggerplate.com/) –известное хранилище "ментальных карт", причем здесь они очень удобно рассортированы по категориям и при поиске можно накладывать дополнительные условия полного или неполного соответствия запросу.

Структуризация информации научного исследования с помощью когнитивных карт.

Алгоритм когнитивного картирования

Установите систему понятий, составляющих основу информации, которую необходимо усвоить, обозначьте их как узлы карты.

Определите, как они связаны между собой причинно-следственными отношениями. Доминирование причинных отношений обозначьте входящей стрелкой, следственных — выходящей.

Обработайте карту статистически: посчитайте, сколько входящих и выходящих стрелок связано с каждым понятием. Наибольшее количество стрелок при понятии свидетельствует об его центральности.

Определите соотнесенность понятий с центром и периферией.

Объедините понятия в каузальные цепочки, центральные и периферийные.

На основе цепочек сформулируйте каузальные утверждения.

Обозначьте контур основного содержания текста.

Интерпретируйте его.

Сформулируйте вывод по содержанию текста.

При становлении когнитивного подхода принятым было формальное представление когнитивной карты в виде знакового графа, т.е. ориентированного графа, вершинам которого сопоставлены понятия, а ребрам — отношения между ними. В последнее время все чаще (особенно при исследовании динамических ситуаций) когнитивная карта представляется в виде взвешенного графа, в котором вершинам сопоставляются факторы, а ребрам — их вес в той или иной шкале.

Основными элементами репрезентации в процедурах когнитивного картирования являются понятия, объединенные в цепочки на основе причинно-следственных отношений, которые графически представлены стрелками входящими, символизирующими доминирование причинных отношений, и выходящими, указывающими на следственные отношения (рис.1).

Рис. 1 Знаковый граф

Когнитивное моделирование позволяет увидеть динамику развития проблемы в разных работах, выявить наиболее значимые факторы, от которых зависит её решение.

Построение когнитивной карты

Первым шагом построения когнитивной карты ситуации является выявление множества факторов анализируемой ситуации. Существует некоторая общая рекомендуемая схема последовательности действий эксперта при выявлении факторов анализируемой ситуации. Эта схема напоминает последовательность действий при структурном анализе систем.

Психологическим аналогом структурного анализа является процедура подетального распознавания образа ситуации.

Формально структурный анализ (подетальное распознавание образа ситуации) можно представить как последовательное выполнение следующих шагов:

1) определить рассматриваемую ситуацию или объект одним словом или предложением. Это может быть некоторое абстрактное определение, которое обозначает объект или ситуацию;

2) определить составные части рассматриваемого объекта или ситуации. Здесь вначале можно определить явно выделяемые крупные объекты или субъекты ситуации;

3) определить составные части объектов, выделенных на втором шаге структуризации ситуации;

4) в случае необходимости повторить шаг 3 для объектов третьего уровня. Таким образом, получается многоуровневая структура - на верхнем уровне расположено понятие объекта как целого, а на нижних - понятия, обозначающие составные части понятия целого;

5) для всех выделенных объектов (понятий разного уровня) определяются свойства, признаки, характеристики этих понятий.

Создается список характеристик (свойств) для каждого понятия разных уровней иерархии;

6) из множества признаков, свойств (характеристик) понятий разных уровней выбирается множество наиболее существенных признаков, которые в дальнейшем используются как факторы ситуации. При выборе наиболее существенных признаков понятий учитывается цель моделирования;

7) при выполнении моделирования и анализе его результатов, полученное множество факторов может быть изменено.