2025年大學(xué)認(rèn)知科學(xué)與技術(shù)專業(yè)題庫——認(rèn)知科學(xué)與技術(shù)對環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡答題（每題10分，共50分）1.請簡述認(rèn)知科學(xué)中的“心智模型”概念，并說明該概念如何幫助我們理解公眾對氣候變化等復(fù)雜環(huán)境問題的認(rèn)知與態(tài)度。2.舉例說明機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)等認(rèn)知計算技術(shù)可以在環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)中發(fā)揮哪些具體作用。3.闡述“計劃行為理論”的主要構(gòu)成要素，并分析該理論在預(yù)測和改變個體環(huán)保行為（如節(jié)約用水、乘坐公共交通）方面的應(yīng)用潛力與局限性。4.虛擬現(xiàn)實（VR）或增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）技術(shù)可以為環(huán)境保護(hù)教育和公眾參與帶來哪些獨特的優(yōu)勢？請結(jié)合具體應(yīng)用場景進(jìn)行說明。5.認(rèn)知負(fù)荷理論在設(shè)計和優(yōu)化環(huán)境信息系統(tǒng)的用戶界面時應(yīng)該考慮哪些關(guān)鍵因素？其目的是什么？二、論述題（每題25分，共50分）1.詳細(xì)論述認(rèn)知科學(xué)視角下的“環(huán)境行為”概念，并分析影響個體實施環(huán)保行為的主要認(rèn)知因素（可從感知、記憶、決策、動機(jī)等方面入手）。結(jié)合實際，提出至少三種基于認(rèn)知原理的環(huán)保行為干預(yù)策略。2.探討認(rèn)知科學(xué)與技術(shù)在預(yù)測和應(yīng)對自然災(zāi)害（如洪水、地震、森林火災(zāi)）中的潛在應(yīng)用。分析這些技術(shù)如何能夠增強(qiáng)人類對災(zāi)害風(fēng)險的認(rèn)知、提升應(yīng)急響應(yīng)效率和改善災(zāi)后恢復(fù)重建。同時，討論在此類應(yīng)用中可能面臨的倫理和社會挑戰(zhàn)。試卷答案一、簡答題1.答案：心智模型是指個體對某個系統(tǒng)（如自然生態(tài)系統(tǒng)、氣候系統(tǒng)）如何運作的內(nèi)在表征或理解。在環(huán)境領(lǐng)域，公眾對氣候變化、污染擴(kuò)散等問題的心智模型會影響他們?nèi)绾慰创@些問題的成因、嚴(yán)重性、可控性及解決方案。例如，持有“技術(shù)樂觀主義”心智模型的人可能更相信技術(shù)能解決環(huán)境問題，而持有“末日論”心智模型的人可能更感到悲觀和無助。這些不同的心智模型會直接導(dǎo)向不同的環(huán)境態(tài)度和行動意愿。理解心智模型有助于環(huán)境教育者設(shè)計更有效的溝通策略，以修正不完整或錯誤的認(rèn)知，促進(jìn)更符合科學(xué)共識的環(huán)境觀。解析思路：首先需定義心智模型。然后明確其在環(huán)境問題上的應(yīng)用，即個體如何通過心智模型理解環(huán)境問題。接著，結(jié)合具體例子（如不同模型對氣候變化的態(tài)度）說明心智模型如何影響認(rèn)知和態(tài)度。最后，點出理解心智模型對環(huán)境教育和溝通的意義。2.答案：機(jī)器學(xué)習(xí)/深度學(xué)習(xí)在環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)中的作用包括：①大規(guī)模環(huán)境數(shù)據(jù)（如衛(wèi)星遙感影像、傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)）的處理與分析，自動識別和分類（如垃圾分類、物種識別、森林砍伐監(jiān)測、水體污染檢測）；②預(yù)測環(huán)境變化趨勢（如空氣質(zhì)量預(yù)測、極端天氣事件預(yù)測、生物多樣性喪失風(fēng)險預(yù)測）；③優(yōu)化環(huán)境管理決策（如智能電網(wǎng)調(diào)度以減少碳排放、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)以減少農(nóng)藥化肥使用）；④提升環(huán)境模型精度（如基于機(jī)器學(xué)習(xí)改進(jìn)氣候模型或生態(tài)模型）。這些技術(shù)能夠從海量數(shù)據(jù)中提取人類難以察覺的模式和規(guī)律，提高監(jiān)測效率、預(yù)測精度和管理水平。解析思路：從機(jī)器學(xué)習(xí)/深度學(xué)習(xí)能處理什么類型的數(shù)據(jù)入手。列舉具體應(yīng)用場景，如數(shù)據(jù)識別分類、趨勢預(yù)測、決策優(yōu)化、模型改進(jìn)等，并簡要說明其作用。強(qiáng)調(diào)其優(yōu)勢在于處理海量數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)模式、提高效率和精度。3.答案：計劃行為理論（TPB）主要包含態(tài)度（對特定行為及其后果的評價）、主觀規(guī)范（感知到的社會壓力，如家人朋友期望）和感知行為控制（執(zhí)行行為的難易程度感知）。該理論認(rèn)為這三者共同預(yù)測了個體的行為意向，進(jìn)而影響實際行為。在環(huán)保行為應(yīng)用中，可以通過改變個體對環(huán)保行為的積極態(tài)度（如強(qiáng)調(diào)環(huán)保行為的好處）、營造支持環(huán)保的主觀規(guī)范（如榜樣示范、社區(qū)倡導(dǎo)）、降低環(huán)保行為的感知困難（如提供便利的回收設(shè)施、簡化節(jié)能操作）來促進(jìn)環(huán)保行為。其局限性在于可能無法完全解釋無意識動機(jī)、習(xí)慣性行為或在沒有明顯社會壓力下的行為，且某些外部因素（如缺乏資源）未直接包含在內(nèi)。解析思路：先清晰闡述TPB的三個核心要素及其含義。然后說明TPB如何預(yù)測行為意向，并具體到環(huán)保行為，提出干預(yù)策略（改變態(tài)度、規(guī)范、感知控制）。最后指出該理論的適用范圍和局限性。4.答案：VR/AR技術(shù)可以為環(huán)境保護(hù)教育和公眾參與帶來：①沉浸式體驗：VR能讓用戶“身臨其境”地探索受威脅的自然環(huán)境（如珊瑚礁、雨林）或體驗環(huán)境污染的后果（如霧霾城市），增強(qiáng)感性認(rèn)識和情感連接。AR則可以在現(xiàn)實環(huán)境中疊加信息（如通過手機(jī)App識別鳥類、展示歷史地貌），提供交互式學(xué)習(xí)。②增強(qiáng)理解：通過模擬復(fù)雜環(huán)境過程（如水流、氣體擴(kuò)散）或生態(tài)系統(tǒng)互動，幫助理解抽象概念。③促進(jìn)參與：VR/AR體驗可以作為吸引公眾參與環(huán)?；顒樱ㄈ缣摂M植樹、廢物分類游戲）或投票決策的媒介，提高公眾參與度和行為轉(zhuǎn)化率。④提升教育效果：相比傳統(tǒng)圖文或視頻，沉浸式和交互式體驗?zāi)芨行У匚⒁饬?、加深記憶、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。解析思路：從VR和AR各自的技術(shù)特點（沉浸感、交互性、疊加信息）出發(fā)。結(jié)合環(huán)境保護(hù)教育和公眾參與的需求，分別闡述它們的優(yōu)勢。重點說明這些優(yōu)勢如何體現(xiàn)在提升體驗、促進(jìn)理解、增強(qiáng)參與和改善教育效果等方面。可適當(dāng)舉例。5.答案：設(shè)計環(huán)境信息系統(tǒng)用戶界面時，基于認(rèn)知負(fù)荷理論應(yīng)考慮：①減少外在負(fù)荷：界面應(yīng)簡潔明了，避免信息過載；使用清晰易懂的圖標(biāo)和標(biāo)簽；合理的布局和導(dǎo)航結(jié)構(gòu)，減少用戶的搜索時間和認(rèn)知努力。②減少內(nèi)在負(fù)荷：信息呈現(xiàn)方式應(yīng)符合用戶的認(rèn)知習(xí)慣和預(yù)期；使用一致的設(shè)計風(fēng)格和交互模式；避免使用可能引起混淆或需要用戶進(jìn)行復(fù)雜心理運算的元素。③優(yōu)化工作記憶容量利用：關(guān)鍵信息應(yīng)突出顯示；提供信息摘要或概覽；允許用戶自定義信息顯示內(nèi)容和優(yōu)先級。其目的是減輕用戶在操作和使用系統(tǒng)時的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，使其能夠更高效、準(zhǔn)確、輕松地獲取和理解環(huán)境信息，提升系統(tǒng)可用性和用戶滿意度。解析思路：首先解釋認(rèn)知負(fù)荷理論的三個層次（外在、內(nèi)在、相關(guān)內(nèi)在負(fù)荷）。然后逐一說明在設(shè)計環(huán)境信息系統(tǒng)界面時，如何通過具體的設(shè)計原則（簡潔性、一致性、易理解性、信息組織等）來減少各種負(fù)荷。最后總結(jié)該理論應(yīng)用于界面設(shè)計的核心目的。二、論述題1.答案：認(rèn)知科學(xué)視角下的“環(huán)境行為”是指個體在認(rèn)知加工（注意、感知、記憶、理解、判斷、決策）等影響下，針對環(huán)境問題或環(huán)保目標(biāo)所采取的實際行動。影響個體環(huán)保行為的主要認(rèn)知因素包括：①環(huán)境風(fēng)險感知：對環(huán)境問題嚴(yán)重性、緊迫性和自身暴露風(fēng)險的認(rèn)識程度。感知越高，行為意愿可能越強(qiáng)。②因果認(rèn)知：對自身行為與環(huán)境問題之間因果聯(lián)系的信念，特別是感知到個人行為的顯著性（即使微?。＂垡嫣幣c成本評估：對執(zhí)行環(huán)保行為所能獲得的個人、社會及環(huán)境益處與所需付出的時間、精力、金錢成本的主觀權(quán)衡。④知識與環(huán)境觀：對環(huán)境科學(xué)知識、可持續(xù)發(fā)展理念的理解深度，以及形成的整體環(huán)境價值觀。⑤情境因素認(rèn)知：對周圍社會規(guī)范（如他人是否參與環(huán)保）、基礎(chǔ)設(shè)施便利性（如是否有分類垃圾桶）以及政策激勵措施的感知?；谡J(rèn)知原理的環(huán)保行為干預(yù)策略可包括：①信息干預(yù)：提供清晰、準(zhǔn)確、有說服力的環(huán)境信息和風(fēng)險溝通，提升感知；強(qiáng)調(diào)個人行為的顯著性。②框架改變：改變信息的呈現(xiàn)方式（如強(qiáng)調(diào)環(huán)保行為的個人收益而非損失），影響決策。③啟發(fā)式提示：利用認(rèn)知捷徑（如“預(yù)先承諾”請求、社會規(guī)范信息）簡化決策，促進(jìn)自動環(huán)保行為。④認(rèn)知重構(gòu)：引導(dǎo)個體反思環(huán)境行為的意義和價值，建立更積極的環(huán)保動機(jī)和態(tài)度。⑤情境設(shè)計：通過環(huán)境設(shè)計（如默認(rèn)選項、便利設(shè)施）減少執(zhí)行環(huán)保行為的認(rèn)知阻力。解析思路：首先界定認(rèn)知科學(xué)視角下的環(huán)境行為概念。然后系統(tǒng)梳理影響該行為的認(rèn)知因素，并稍作解釋。最后，針對每個認(rèn)知因素，提出至少一種基于認(rèn)知原理的、具體的干預(yù)策略，并簡要說明策略的原理。論述需全面且有一定深度。2.答案：認(rèn)知科學(xué)技術(shù)在預(yù)測和應(yīng)對自然災(zāi)害中具有廣泛應(yīng)用潛力。在預(yù)測方面：①模式識別與預(yù)測：利用機(jī)器學(xué)習(xí)分析歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、地質(zhì)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感影像等，識別災(zāi)害前兆模式，提高短期預(yù)警精度（如洪水淹沒范圍預(yù)測、地震斷裂帶活動預(yù)測、火山噴發(fā)預(yù)警）。②復(fù)雜系統(tǒng)模擬：結(jié)合認(rèn)知模型，模擬災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展和傳播過程，以及人類在災(zāi)害情境下的反應(yīng)行為，為制定預(yù)案提供依據(jù)。③大數(shù)據(jù)分析：整合多源信息（如社交媒體、傳感器網(wǎng)絡(luò)），實時監(jiān)測災(zāi)害動態(tài)，提供更全面的態(tài)勢感知。在應(yīng)對方面：①增強(qiáng)態(tài)勢感知與決策支持：利用可視化技術(shù)（結(jié)合VR/AR）向應(yīng)急指揮人員呈現(xiàn)災(zāi)害現(xiàn)場信息，輔助快速決策。②輔助搜救與資源調(diào)度：通過AI分析災(zāi)害影像，快速定位被困人員或危險區(qū)域；利用優(yōu)化算法規(guī)劃最有效的救援路線和資源分配方案。③提升公眾認(rèn)知與應(yīng)急準(zhǔn)備：開發(fā)基于VR/AR的災(zāi)害模擬演練系統(tǒng)，提升公眾對災(zāi)害風(fēng)險的認(rèn)知和自救互救能力；利用智能通訊技術(shù)發(fā)布精準(zhǔn)預(yù)警信息。④災(zāi)后心理干預(yù)：運用認(rèn)知行為療法原理，結(jié)合AI技術(shù)（如聊天機(jī)器人）為受災(zāi)者提供初步心理疏導(dǎo)和支持。倫理和社會挑戰(zhàn)包括：數(shù)據(jù)隱私與安全（收集大量個人位置和狀態(tài)信息）；算法偏見可能導(dǎo)致的預(yù)警或資源分配不公；技術(shù)鴻溝問題（部分人群無法接觸或使用先進(jìn)技術(shù)）；過