2025年大學認知科學與技術專業(yè)題庫——認知科學與技術的材料科學與能源技術考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的首字母填入括號內。）1.下列哪項不是認知科學與材料科學交叉研究可能關注的領域？A.材料的觸覺感知特性及其神經基礎B.用戶對新型材料表面紋理的認知偏好C.材料合成過程中的化學反應動力學D.基于用戶認知負荷的材料界面設計優(yōu)化2.在分析電動汽車用戶的充電行為時，認知科學中的哪個概念對于理解用戶如何形成充電習慣和進行長期規(guī)劃尤為重要？A.工作記憶容量B.計劃性前瞻記憶（ProspectiveMemory）C.啟發(fā)式決策D.空間導航能力3.當設計智能電網的用戶交互界面時，主要需要考慮認知科學中的哪個方面以降低用戶使用難度并提高效率？A.感覺運動統(tǒng)合B.知覺選擇性C.理解負荷（CognitiveLoad）D.長時記憶的提取策略4.材料科學家在解釋實驗結果或形成理論時，其認知過程可能涉及哪個模型的運用？A.注意選擇模型B.運動控制模型C.解釋構建模型（ExplanatoryConstructModel）D.視覺信息處理流水線模型5.認知負荷理論在能源技術領域可以應用于哪個方面以優(yōu)化人機交互體驗？A.提高發(fā)電機的效率B.優(yōu)化風力渦輪機的葉片設計C.設計易于理解和操作的智能家居能源管理系統(tǒng)D.降低電力傳輸線路的損耗6.以下哪項技術最直接地體現了認知科學與能源技術交叉融合的前沿方向？A.太陽能電池板的高效化B.基于腦電信號（EEG）的智能電網負荷調節(jié)系統(tǒng)C.地熱能的勘探技術D.氫燃料電池的催化劑研發(fā)7.研究人員使用眼動追蹤技術來分析用戶觀察材料樣品時的視覺注意力分布，這主要關注認知科學中的哪個方面？A.工作記憶更新B.視覺注意的導向機制C.程序性記憶的自動化D.元認知監(jiān)控8.在認知科學視角下，設計可回收材料的用戶指南時，應重點考慮哪個因素以促進用戶的理解和正確操作？A.材料的物理強度B.指令的語言復雜度和信息架構C.材料的成本D.材料的環(huán)保等級9.影響公眾對核能接受度的認知因素中，哪個屬于認知偏見或啟發(fā)式思維的范疇？A.核電站的具體安全數據B.對核能的刻板印象（如“核=危險”）C.核能發(fā)電的成本效益分析D.政府對核能的政策支持10.認知科學家研究智能材料（如形狀記憶合金）在交互設計中的應用時，可能關注哪個問題？A.材料的機械性能變化B.用戶與材料交互過程中的意圖識別與適應性反饋C.材料的耐久性D.材料的原材料成本二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填入橫線上。）1.認知科學視角下的“人因工程”在材料科學中，主要關注如何設計材料和制造過程，以符合人的__________、__________和__________。2.能源技術的用戶行為研究顯示，人們對可再生能源的接受度往往受到其__________感知、__________呈現方式以及社會__________的影響。3.在利用認知科學方法研究復雜能源系統(tǒng)時，“__________”模型常被用來幫助理解用戶對系統(tǒng)狀態(tài)的理解和預測。4.材料的__________（如顏色、紋理）是影響用戶感知和選擇的重要因素，其認知加工過程涉及視覺系統(tǒng)和__________系統(tǒng)。5.跨學科研究方法，如結合__________技術和計算建模，為認知科學與材料科學的交叉研究提供了有力工具。6.認知負荷過高可能導致用戶在使用能源技術（如智能家電）時出現__________錯誤或__________。7.理解材料科學家在實驗觀察和數據分析中的認知過程，有助于設計更有效的__________工具和__________方法。8.能源決策往往涉及短期成本與長期效益的權衡，這體現了人類__________中的__________偏差傾向。9.基于認知科學原理優(yōu)化能源系統(tǒng)的用戶界面，其核心目標是降低用戶的__________，提高交互的__________和__________。10.認知科學與能源技術的交叉融合，為解決全球能源挑戰(zhàn)提供了新的視角，例如通過研究用戶的__________行為來促進節(jié)能。三、名詞解釋（每題4分，共16分。）1.認知負荷（CognitiveLoad）2.前瞻記憶（ProspectiveMemory）3.人因工程學（HumanFactorsEngineering）4.解釋構建模型（ExplanatoryConstructModel）四、簡答題（每題6分，共24分。）1.簡述認知科學視角下，研究材料表面紋理對用戶感知影響的意義。2.簡述在能源技術領域應用認知科學方法進行用戶研究的必要性和主要途徑。3.簡述“智能材料”在交互設計中的應用可能帶來的認知優(yōu)勢和潛在挑戰(zhàn)。4.簡述解釋構建模型（ExplanatoryConstructModel）如何幫助我們理解材料科學家如何形成理論。五、論述題（每題10分，共20分。）1.論述將認知科學融入能源技術創(chuàng)新設計過程中的重要意義，并舉例說明。2.論述認知科學視角對于推動材料科學發(fā)展的潛在價值，以及可能面臨的挑戰(zhàn)。---試卷答案一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的首字母填入括號內。）1.C*解析思路：選項A、B、D均涉及認知科學在材料科學中的應用（感知、設計、用戶交互），選項C涉及材料科學的化學和物理過程，與認知科學交叉關聯(lián)度最低。2.B*解析思路：計劃性前瞻記憶指在特定時間或情境下執(zhí)行預定行為的能力，這對于用戶記得在特定時間充電至關重要，符合電動汽車充電行為分析的需求。3.C*解析思路：理解負荷理論直接關系到用戶學習、理解和操作一個系統(tǒng)的難度，是設計易用界面的核心認知考量。4.C*解析思路：解釋構建模型強調人們如何基于已有知識和經驗來主動構建對世界的解釋，這與科學家形成理論的過程高度相關。5.C*解析思路：優(yōu)化人機交互體驗直接旨在降低用戶在使用系統(tǒng)時的認知負荷，使其更高效、不易出錯。6.B*解析思路：利用腦電信號直接調控或理解能源系統(tǒng)狀態(tài)，是認知神經科學與能源技術的直接交叉應用，最具前沿性。7.B*解析思路：眼動追蹤主要測量用戶的視覺注意力焦點和分布，直接對應認知科學中的視覺注意機制研究。8.B*解析思路：用戶指南的設計需考慮認知負荷，簡潔明了的語言和信息架構有助于用戶理解和記憶操作步驟。9.B*解析思路：刻板印象是典型的認知偏見，影響了對核能的客觀評價，屬于認知因素而非客觀信息。10.B*解析思路：智能材料的交互設計核心在于如何讓材料能“理解”用戶的意圖并提供適應性反饋，涉及認知層面的交互。二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填入橫線上。）1.認知能力/認知過程/認知需求*解析思路：人因工程在材料科學中應用，旨在使材料和過程符合人的信息處理、學習、決策等認知方面的特點。2.風險/信息/規(guī)范*解析思路：認知因素如對風險高低感知、信息呈現方式是否清晰易懂、是否受社會群體行為影響，都顯著影響能源技術采納行為。3.認知地圖/情景規(guī)劃*解析思路：認知地圖幫助理解用戶對系統(tǒng)結構的認知；情景規(guī)劃幫助預測系統(tǒng)在不同條件下的行為和用戶反應，均適用于復雜能源系統(tǒng)分析。4.視覺特性/高級認知*解析思路：材料的顏色、紋理等是視覺輸入，其認知處理涉及視覺皮層；更深層次的選擇和評價則可能涉及高級認知功能。5.認知神經科學/腦機接口*解析思路：認知神經科學技術（如fMRI,EEG）可以揭示材料感知的腦機制；腦機接口技術更是直接的交叉應用。6.操作/學習*解析思路：認知負荷過高會干擾用戶的正常操作，并可能阻礙其從經驗中學習如何更好地使用系統(tǒng)。7.認知/認知輔助*解析思路：設計更好的認知工具（如可視化軟件）和認知輔助方法（如智能提示）能幫助科學家更有效地進行研究和實驗。8.決策/短期功利*解析思路：在涉及長期和短期利益權衡時，人們容易受到短期功利性啟發(fā)式思維的影響，忽略長遠后果。9.認知負荷/效率/滿意度*解析思路：優(yōu)化用戶界面旨在減輕用戶的思考負擔，從而提高使用效率并提升用戶滿意度。10.能源/節(jié)能*解析思路：研究用戶的能源消費習慣和行為模式，是理解能源浪費原因并制定有效節(jié)能策略的基礎。三、名詞解釋（每題4分，共16分。）1.認知負荷（CognitiveLoad）：指學習者在進行特定任務時，其工作記憶所承受的負荷量。它包括與學習內容相關的內在認知負荷、與教學呈現方式相關的外在認知負荷以及學習者自身管理注意力的認知負荷。過高的認知負荷會妨礙學習效果。2.前瞻記憶（ProspectiveMemory）：指在未來的特定時間或特定情境下，執(zhí)行預先計劃好的行為或任務的記憶。它與回溯記憶（回憶過去事件）相對，在能源技術中關乎用戶記得執(zhí)行充電、關燈等行為。3.人因工程學（HumanFactorsEngineering）：是一門研究人、機器及環(huán)境之間相互作用的學科，旨在通過優(yōu)化人的因素（生理、心理、認知能力）和系統(tǒng)設計，使系統(tǒng)更安全、高效、健康和易于接受。在材料與能源領域，它關注如何設計符合用戶認知和生理特點的產品、系統(tǒng)和環(huán)境。4.解釋構建模型（ExplanatoryConstructModel）：該模型認為，個體不是被動接收信息，而是主動地基于已有的知識、經驗、信念和價值觀來構建對世界的解釋?？茖W家在研究材料、形成理論時，會運用此模型主動解釋實驗現象，并選擇支持其解釋的數據。四、簡答題（每題6分，共24分。）1.簡述認知科學視角下，研究材料表面紋理對用戶感知影響的意義。*解析思路：意義在于揭示用戶如何通過視覺和觸覺感知材料紋理，這些感知如何影響其審美評價、功能判斷（如防滑性）、品牌聯(lián)想等。理解這些過程有助于設計出更符合用戶期望和需求的材料表面，提升產品競爭力，并優(yōu)化用戶交互體驗。2.簡述在能源技術領域應用認知科學方法進行用戶研究的必要性和主要途徑。*解析思路：必要性：能源技術涉及復雜的決策和長期行為改變，認知方法有助于理解用戶的心理過程、行為動機、認知偏差，從而設計出更易用、更有效的技術產品和干預措施。主要途徑：用戶訪談、問卷調查、眼動追蹤、認知任務分析、可用性測試、情境模擬等，以深入了解用戶的認知需求、使用習慣和痛點。3.簡述“智能材料”在交互設計中的應用可能帶來的認知優(yōu)勢和潛在挑戰(zhàn)。*解析思路：優(yōu)勢：材料能主動響應用戶操作或環(huán)境變化（如形狀記憶合金），提供直觀的反饋，降低用戶的學習成本；實現新穎的交互方式（如自修復表面、觸覺反饋）；提升產品的易用性和趣味性。挑戰(zhàn)：用戶可能需要時間適應與智能材料的交互；材料的自適應行為可能讓用戶感到不確定或失控；對智能材料行為的理解和預測可能構成新的認知負荷。4.簡述解釋構建模型（ExplanatoryConstructModel）如何幫助我們理解材料科學家如何形成理論。*解析思路：該模型表明，材料科學家并非簡單歸納數據，而是帶著預設的理論框架或解釋傾向去設計和選擇實驗，去解讀實驗結果。他們會選擇、強調支持自己觀點的數據，忽略或解釋掉不一致的數據。理解這一點有助于認識到科學理論的建構性，以及認知因素在科學發(fā)現過程中的作用。五、論述題（每題10分，共20分。）1.論述將認知科學融入能源技術創(chuàng)新設計過程中的重要意義，并舉例說明。*解析思路：重要意義體現在：提升能源技術的易用性和用戶體驗，促進技術采納和普及；優(yōu)化能源系統(tǒng)的運行效率和用戶參與度；開發(fā)更符合人類行為模式和社會心理需求的節(jié)能策略。例如：設計直觀易懂的智能家居能源管理系統(tǒng)界面，幫助用戶清晰了解能耗狀況并輕松進行節(jié)能控制；利用行為經濟學的認知原理設計節(jié)能補貼或懲罰機制，提高節(jié)能政策的激勵效果；基于前瞻記憶研究設計充電提醒系統(tǒng)，提高電動汽車