論模式識別在素描教學觀察方法中的運用

陳 滸

（福建省郵電學校，福建 福州 350001）

素描主要是指以線條表現物體、任務、風景、象征符號、情感創(chuàng)意或者構思的藝術形式。［1］在表達形式上，素描運用單色繪畫技法在二維介質上對表現實物的形態(tài)、結構、色調、明暗、空間等關系進行表達的繪畫形式。而在素描藝術的背后更是集科學、美術、哲學、心理學等學科共同構建的一個有獨立認知審美系統的藝術世界。設計專業(yè)學習素描初衷是為了學會認知、研究、思考對象的基礎上二度創(chuàng)作、表達對象，通過系統的學習和嚴格的藝術思維能力訓練，有效積累觀察認知和專業(yè)的技法表達能力，奠定藝術設計學習的技藝基礎和審美思考。在素描學習中，準確的觀察是打開素描學習之路重要的一把鑰匙，但在教學過程中發(fā)現由于認知背景不同，相同的被觀察物在不同的觀察者眼中有著不同認知結果，由此產生的學習效果差異極大，影響學生學習的積極性及教學的同步性。文章嘗試通過心理學中模式識別理論對素描的觀察認知行為方式進行解釋，挖掘不同認知背景下的本能認知的共性，幫助學生從本能視覺認知出發(fā)，培養(yǎng)素描學習正確的觀察認知方式，減少在學習過程中因認知背景差異產生學習障礙、厭學情緒，以達到更好的教學效果。

一、模式識別在素描教學觀察方法中的運用

模式識別是人類的基本認知能力。在認知心理學中認為模式識別是知覺研究的一個中心課題。［2］模式識別通過感官接受環(huán)境刺激信息與長期記憶中已形成的模式信息進行匹配的過程。使用不同的感官刺激區(qū)分不同的匹配記憶事物，在模式記憶和環(huán)境刺激信息之間建立連接并得出匹配結果的過程被稱為鑒定。模式識別的準確性需要重復性經驗的不斷訓練，所以模式識別是被建立在大腦長期記憶的舊信息上的。關于基本認知過程，有多種模式識別理論進行描述——模板匹配理論、特征分析理論、原型匹配理論、多重判別標度、組建識別理論等。在文中主要從模式識別中較為基礎的模版匹配理論、原型匹配理論、特征分析理論對素描學習過程中的視覺觀察的認知結果進行分析研究。

（一）模板匹配理論在素描教學中的輪廓觀察運用

模板匹配論描述個體在長期記憶中通過經驗、學習對不同的事、物產生對應的模板，當個體通過感官接受到環(huán)境刺激時，個體內在將激活匹配機制將此刺激同長期記憶中的模板進行比對和匹配，并將匹配結果與環(huán)境刺激連接而得到鑒定結果，完成模式識別。［3］如果在長期記憶中無法匹配到相應模板，個體內將構建新的模板以拓展認知范圍。

在素描的學習過程中，教師可以通過觀察學生在靜物素描學習中對圖形、實物觀察的過程進行分析。靜物素描是將所觀察的三維物體通過透視、對比等觀察方式、以線條排序的表達方式在二維介質（素描紙等）上進行繪畫創(chuàng)作行為。精確觀察以及準確的認知被觀察物特征是實現素描繪畫行為過程的第一步。梨作為在素描學習過程中經常遇到的被觀察物，筆者以“梨”為觀察對象，分析學生是如何對圖形進行信息模板的構建和匹配。

表1 “梨”圖形觀察結果統計

在請學生定義表1中“a、b、c、d”四個圖形，在定義過程中發(fā)現：98.5%的學生無法具體定義圖形a；由于認知背景不同,圖形b被97.5%的學生模糊定義為圓形、橢圓或類圓形，圖形c與圖形b的定義過程類似，有較大分歧，定義結果雖局限在桃子、柚子、梨等類似形狀的水果種類中, 但都無法統一；只有圖形d被直接明確定義為“梨”。雖然這是常識性的觀察認知結果，但在現實中學生所觀察的實物梨和圖形d的梨在物體比例、明暗、肌理等幾個層面上是相距甚遠的, 如何將現實中的梨與圖形d中的梨進行認知匹配？

在觀察物體時，對物體初級認知模板構建源于物體邊緣輪廓，當受到的物體視覺刺激時，模式識別會將接收到的物體邊緣輪廓與長期記憶中的認知模板進行匹配。圖a的無序線條圖案因無法在長期記憶中檢索到相應的模板進行匹配，所以無法得出辨識結果。圖b和圖c的圖案雖然有類似模糊匹配結果，但邊緣特征不明顯，無法明確的得到一個準確的模板匹配答案。而圖d的圖案具有明確的模板匹配特征，因此可以得到明確的答案。

在模板匹配理論中，長期記憶中的最小（最低層級）匹配對象是模板（內部表征）。而在萬變的外部事物中，“事”和“物”的認知是存在子父級樹狀階級關系的，由最?。ㄗ畹蛯蛹墸┑摹拔铩蹦０鍢嫿ǔ缮弦詫蛹壍摹笆录蹦０?，但這樣的匹配過程十分冗長，龐大的模板儲存量使大腦不堪重負。

圖1 1994年被發(fā)現于法國的肖維巖洞壁畫［4］

雖然模板匹配理論的匹配過程和長期記憶中模板庫的創(chuàng)建都顯得十分冗余，但它揭示認知體系中視覺信息傳遞方式。1994年肖維巖洞壁畫被3位探險家發(fā)現于法國東部阿爾代什省的肖維巖洞內，洞壁上繪有上千幅距今36000年前的史前壁畫，被稱為人類已知最早的史前藝術。［5］然而, 在肖維巖洞壁畫被創(chuàng)作出千萬年后的今天，教師在課堂上向沒有任何相關背景知識的學生展示時，學生卻可以清晰的解讀出壁畫內所傳遞的物種信息和社會活動信息，甚至能明確的分辨出部分壁畫中所描繪的動物種類。學生能夠跨越地域、時間、種族、文化的多重維度來辨識獲取壁畫內容信息，主要的功能性內因是學生與壁畫的創(chuàng)作者間在圖像信息認知上產生共識, 即在兩者對被描繪物體使用相同或不同的認知方式構建出相同結果模板的基礎上完成了跨越維度信息傳遞。雖然無法考證古人是通過何種認知方式構建模板的，但可以通過上文中試圖解釋學生是如何構建模板識別的方法對進行反證。

邊緣輪廓的模板構建使學生與肖維壁畫的作者在認知結果上相同，即可理解為跨維度的視覺圖像認知結果能產生共識認知，證明模板匹配及模板構建是本能性認知。所以在還未接受到新的觀察認知方法前，在圖形圖像的觀察、表達上遵從本能意識使用二維物體輪廓的形式進行表達，如幼兒的簡筆畫、象形文字等。

學習素描中, 初學者因缺乏對三維幾何物體正確的觀察、認知、表達方式，在幾何石膏靜物的表達上均是以長期記憶中的二維幾何形輪廓來進行模板匹配，學生在進行繪畫時，往往將觀察到的幾何體分割成單獨面的二維幾何形狀，且因缺乏對畫面整體感覺的把握，學生在表達這些二維幾何形狀是獨立、沒有結構關系連接的。

（二）原型匹配理論在素描教學中的透視觀察運用

與精確的一對一模板匹配理論不同，原型匹配將傳入的感官刺激結果代入與一個平均原型進行比較。該理論提出，暴露在一系列相關刺激中，導致創(chuàng)建基于共有特征的“典型”原型。［6］它通過將存儲模板標準化為單個表征來減少存儲模板的數量，從而加速模式識別的速度。該原型支持感知的靈活性，因為與模板匹配不同，它允許在對新刺激的識別中出現變化而增加認知范疇。

從最基礎的圖形是否蘊含信息內容的角度思考學生在辨識肖維壁畫時是如何確認壁畫上的線條是有意義的？在從未見過類似壁畫的前提下，他們仍可以通過壁畫中線條組成的圖案邊緣的輪廓而產生模糊的平均原型模版匹配認知，判斷壁畫的線條組成是言之有物后，再通過觸發(fā)鑒定機制進行精確的模板匹配認知。然而，這種理論限制了對象的具體概念化生成，這些對象不一定能被“平均”為同一類原型模板。

素描繪畫觀察的方法中, 以正方體透視為例, 正方體的幾何物理關系是六個面均為等大、八條邊等長的幾何體結構，但在繪畫表達時因為透視關系的存在，實際存在畫面上的正方體卻不是六個面均為等大、八條邊等長的圖形。學生在初學階段，觀察正方體時卻很容易將原型匹配的“典型”原型代入觀察認知中而忽略實際透視關系的表達。在學生的認知概念中，這樣的表達方式是符合他們對正方體共有特征的“典型”原型相互匹配認知的，即六個面均為等大、八條邊等長的幾何體結構。這樣是十分常見的本能驅使的視覺識別方式。教學過程中, 可試圖使用點、線、面的形式進行逆向的圖形構建, 從認知的源頭上阻斷依據長時記憶的模式識別的觸發(fā)，改由基本元素（點、線、面）搭建成型的圖形構建方式，從而達到更好的學習效果。

（三）特征分析理論在素描教學中的特征觀察運用

面對外界大量的刺激反應信息, 特征分析理論相對模版匹配和原型匹配顯得更為靈活?；谏衔牡哪Ｊ阶R別基礎，特征分析理論將所有模式識別分解為帶特征為檢索標簽的“平均”模板，在模式識別過程中，在接受到外界短時刺激時首先對刺激特征進行分析，并提出有關特征與長期記憶中的特征標簽進行匹配，其最終的匹配結果以為特征吻合率為衡量標準。［3］

在素描學習中對圖形或實物觀察時, 學生最先感受到的刺激是具有較明顯特征輪廓的部分，對于圖形輪廓特征的理解中，能引起較強烈觀察刺激反應的輪廓區(qū)域是被觀察體邊緣輪廓形成夾角區(qū)域, 夾角區(qū)域內所產生角度越小的輪廓特征越能觸發(fā)特征反應。

圖2

圖2 中, 能最先被定義結果的是f圖, “下部”圖案內容都一樣的情況下，由于f圖“上部”線條的凸起而形成夾角更小的邊緣輪廓夾角而觸發(fā)特征分析得到最符合特征的匹配模板，完成最終鑒定結果。但學生進行繪畫觀察靜物體時，特征因其過于優(yōu)先的應激存在狀態(tài)反而干擾學生整體觀察的視覺流程。學生會在潛意識的驅使下對觀察的物體特征進行放大，從而更好的定義觀察對象屬性，從特征分析理論的角度來看, 這是本能反應, 在素描繪畫中，這樣高效的屬性定義功能卻成為學生在觀察物體時的障礙。在需要從全局整體觀察入手的繪畫中，容易因為特征分析模式的介入而忽略觀察思考靜物的整體關系，從而在繪畫表現上過分的表現所觀察靜物的特征性。

二、模式識別（認知心理學）運用的展望

認知心理學對模式識別的反應過程提出了多個理論，文中僅對模板匹配、原型匹配、特征分析這三種模式識別理論進行實例分析，在分析中發(fā)現模式識別中的多種理論是并行與日常認知行為中，以優(yōu)先獲得認知結果為模式理論篩選條件。在教學研究中，通過嘗試整合并行的模式識別機制，從模式識別的角度對素描教學中的一些觀察方式和繪畫表現結果進行研究。以此幫助教師從本能認知的基礎上了解和發(fā)現學生在素描學習過程中所遇到的障礙和困難。從理解本能認知的直觀反應的角度上，嘗試通過不同的教學結構規(guī)避不利的模式識別觸發(fā), 以達到更好的教學、學習效果。在實際的運用場景中，筆者發(fā)現當引導學生以模式識別理論對觀察過程中的弊端進行適當克服時，對被觀察物的認知結果差異性趨于統一，即證實從本能認知更容易得到結果上的共識。