denken Übersicht 1.kognitive fertigkeiten 2.erwerb von kognitiven fertigkeiten...
Post on 05-Apr-2015
119 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Denken
Übersicht
1. Kognitive Fertigkeiten
2. Erwerb von kognitiven Fertigkeiten1. Zwei-Prozess-Theorie von Shiffrin &
Schneider
2. ACT-Modell von Anderson
3. Problemlösen
1. Kognitive Fertigkeiten
Körperliche und kognitive Fertigkeiten Anwendung von Verfahrensweisen zur Bearbeitung von Aufgaben oder Problemenkörperlich: Schleifebinden, Autofahrenkognitiv: Zahlen addieren, Fest vorbereiten, Geschichte erzählen, Weg finden, sich von seinem Freund zu trennen, ohne ihn zu verletzen
Aufgaben: Verfahren ist bekannt, muss nur angewendet werden
z.B.: Text übersetzen, Geschichte erzählen, Verwandtschaftsverhältnisse bestimmen
Probleme: Verwendung von Heurismen zur Lösungsfindung bzw. zur Findung von zielführenden Verfahrensweisen
z.B.: mit neuem Betriebssystem umgehen, Beamer in Gang setzen
Merkmale kognitiver Fertigkeiten
• Ergebnis umfangreicher Übung
• Leistungszuwachs nimmt mit zunehmender Übung ab
• Ausführung ist korrekt und genau
• Ausführung ist rasch und ohne Anstrengung
Veränderung (Erwerb) kognitiver Fertigkeiten
• Denken lernt man, indem man denkt
• Erleben der Veränderung:– meist unmerklich, da allmählich– manchmal plötzlich („Heureka“)– implizit– explizit
2. Erwerb von kognitiven Fertigkeiten
1. Zwei-Prozess-Theorie
2. ACT-Modell von Anderson
Zwei-Prozess-Theorie von Shiffrin & Schneider
Zur Erinnerung:
• Netzwerkmodell, Kurzzeitgedächtnis ist aktivierter Zustand des Netzwerkes
• Aktivierung bedeutet, dass Aufmerksamkeit auf diese Teile gerichtet ist
• Aufmerksamkeit auf bestimmte Knoten zu richten, bedeutet kontrollierte Verarbeitung
Automatisierte Verarbeitung
• Aktivierung und Ausführung der Schritte der Informationsverarbeitung kann automatisiert werden
• Aktivierung und Informationsverarbeitung erfolgt dann ohne bewusste Kontrolle
Grundannahmen der Zwei-Prozess-Theorie
(nach Kluwe & Haider, 1995)• Zwei qualitativ unterschiedliche Arten der
Informationsverarbeitung• Automatische Verarbeitung setzt ausgedehnte
Übung voraus• Mit zunehmender Übung werden die
Assoziationen zwischen den Knoten und damit die Abfolge der zu aktivierenden Knoten gefestigt
• Neue Aufgaben werden zunächst kontrolliert verarbeitet
Grundannahmen der Zwei-Prozess-Theorie
(Fortsetzung)• Mit zunehmender Übung verändert sich die Art der
Verarbeitung von einer kontrollierten zu einer automatisierten
• Beim Übergang von kontrollierter zu automa-tisierter Verarbeitung wird zunehmend weniger Aufmerksamkeit benötigt
• Voraussetzung für den Übergang von kontrol-lierter zu automatisierter Verarbeitung ist wieder-holte Übung in konsistenter Umgebung
• Automatisierte Verarbeitung zu verhindern, beansprucht kognitiven Aufwand
Vor- und Nachteile
Automatisierte Verarbeitung
Geringe Beanspruchung kognitiver Kapazität: Beachtung weiterer Reize in der Situation möglich
Kontrollierte Verarbeitung
Potentielle Flexibilität: laufende Veränderung der Abfolge und Neuanordnung der Verarbeitungsschritte möglich
ACT-Modell von Anderson
Theorie über das kognitive System als ein sich ständig veränderndes Produktions-system
ACT: Adaptive Control of Thought
Veränderung des Systems durch Denken
Phasen des Erwerbs von Fertigkeiten
• Kognitive PhaseDeklarative Enkodierung der Fertigkeit (Wissen über Phänomene + Wissen über Operatoren)
• Assoziative PhaseAufdeckung und Behebung von Fehlern im Problemverständnis
• Autonome PhaseAutomatisierung: routinemäßige Ausführung des Handlungsschemas
Produktionssystem
Besteht aus Wissensbasis und Arbeitsgedächtnis
– Wissensbasis enthält deklaratives und prozedurales Wissen
• Prozedurales Wissen enthält Produktionsregeln und Operatoren
– Arbeitsgedächtnis führt die in einer Pro-duktionsregel festgelegten Prozeduren aus
Produktionsregeln und Operatoren
• Kognitive Fertigkeiten setzen sich aus Produktionsregeln zusammen
• Produktionsregeln sind Beschreibungen der Vorgehensweisen (= Operatoren) bei der Bearbeitung von Aufgaben
„Wenn ... dann“ – Aussagen
Produktionsregeln beim Addieren zweistelliger Zahlen
(1) Wenn zwei zweistellige Zahlen zu addieren sind, dann stelle zunächst fest, welches die Zehner und welches die Einer der Zahlen sind.
(2) Wenn Du die Einer der beiden Zahlen identifiziert hast, dann addiere sie und stelle fest, ob die Summe die Einergrenze überschreitet.
(3) Wenn die Einergrenze überschritten wurde, dann merke Dir die Einer und addiere zur Summe der Zehner eins.
(4) Wenn du das Ergebnis der Addition feststellen willst, dann setze die Einer und die Zehner wieder zu einer zweistelligen Zahl zusammen.
Operatoren
• Zweistellige Zahlen in Zehner und Einer unterteilen.
• Einer und Zehner einzeln addieren.• Beim Überschreiten von Zehnergrenzen
zu den Zehnern eins hinzuzählen.• Einer und Zehner nach der Addition
wieder zu einer zweistelligen Zahl zusammen-setzen.
Merkmale von Produktionsregeln
1. Entkristallisierte Operatoren2. Bedingtheit: Bedingung beschreibt, wann sie angewendet
werden soll, Aktion beschreibt, was zu tun ist.
3. Modularität: Problemlösung wird in viele einzelne Produktionen zerlegt; für jeden Operator entsteht eine Produktion.
4. Zielzergliederung: Jede Produktion ist einem bestimmten Ziel bzw. Teilziel zugeordnet.
5. Abstraktheit: Jede Regel wird auf eine Klasse von Situationen angewendet.
Erwerb von Fertigkeiten
• Deklarative Lernphase– Aktualisierung von Fakten- und
Handlungswissen
• Prozedurale Lernphase– Prozeduralisierung– Komposition
Deklarative Lernphase
• Rückgriff auf relevantes Faktenwissen => deklarative Enkodierung der Fertigkeit– Wissen über Gegenstände (deklaratives
Faktenwissen)– Wissen über Operatoren (prozedurales
Faktenwissen)
bei detaillierten Kenntnissen enge Verzahnung
Prozedurale Lernphase
• ProzeduralisierungProduktionen werden spezifischer dem Anwendungsbereich angepasst
• KompositionBildung von Makro-Operatoren aufeinanderfolgende bereichsspezifische Produktionsregeln werden zusammengefasst
Automatisierung
Funktionsweise kognitiver Vorgänge
Phase 1: Heuristiken
Schwache Problemlöseheuristiken werden zur Interpretation erster bereichsspezifischer Wissensbestände herangezogen
Funktionsweise kognitiver Vorgänge
Phase 2: KompilierungTransformation von deklarativ repräsentierten Informationen in kompaktes, prozedurales Wissen
bereichsspezifische Lösungsprozeduren können direkt angewandt werden
Makroperatoren werden durch Zusammenfügen von Operatoren gebildet
Funktionsweise kognitiver Vorgänge
Phase 3: Generalisation, Diskriminierung, Verstärkung
Verbesserung der Anwendung durch die Lernmechanismen
Optimierung, so dass für jede Situation adäquate Operatoren gebildet werden können
Funktionsweise kognitiver Vorgänge
Aufbau von Expertise bedeutet Erwerb optimierten, bereichsspezifischen Wissens
Problemlösen: zunächst bereichs- und fertigkeits-spezifisches Handlungswissen, allmählich Umwandlung in Prozeduren mit größerer Wirkungsbreite
Implizites Lernen von Denkstrategien
1. Problem
2. Problemlösen
3. Problemtypen
4. Analytisches problemlösendes Denken
5. Produktives problemlösendes Denken
Problem
Newell & Simon (1972)
„Eine Person ist mit einem Problem konfrontiert, wenn sie etwas wünscht und nicht sofort weiß, welche Serie von Handlungen sie ausführen muß, um es zu erhalten“.
Problem
Dörner (1979)
„Ein Individuum steht einem Problem gegenüber, wenn es sich in einem inneren oder äußeren Zustand befindet, den es aus irgendwelchen Gründen nicht für wünschenswert hält, aber im Moment nicht über Mittel verfügt, um den unerwünschten Zustand in den erwünschten zu überführen“.
Problemlösen
Planvolles Handeln, das wegen eines Hindernisses (Barriere) nicht direkt zum Ziel führt.
Kennzeichen:(1) Anfangszustand
(2) erwünschter Zustand
(3) Barriere
Problemlösen
• Kognitive Aktivitäten sind zweckgerichtet
• Ziele erreichen, Hindernisse wegräumen
• kognitive Aktivitäten = Problemlöseprozesse
• Lösen von Problemen = Erwerb von kognitiven Fertigkeiten
Problemtypen nach Art der Barrieren (Dörner, 1976)
1. Interpolationsbarriere
• Ziel ist bekannt
• Mittel gegeben Korrekte Kombination der Operatoren
erforderlich
z.B.: Reiseverbindung mit Kursbuch herausfinden
Problemtypen nach Art der Barrieren (Dörner, 1976)
2. Synthesebarriere• Ziel ist bekannt• Mittel sind teilweise unbekannt oder
werden nicht in Betracht gezogen effektive Operatoren finden und
kombinierenz.B.: Inlineskaten von Rollschuhfahrern;
Italienisch verstehen, wenn Latein bekannt
Problemtypen nach Art der Barrieren (Dörner, 1976)
2. Dialektische Barriere
• Ziel nur vage bekannt o. schlecht definiert
• Mittel bekannt mehrere Lösungsentwürfe prüfen
z.B.: Wohnung verschönern
Problemtypen nach Art der Barrieren (Dörner, 1976)
2. Dialektische und Synthesebarriere
• Ziel vage o. schlecht definiert
• Mittel vage bekannt Ausprobieren; Operatoren im Vollzuge
erlernen
z.B.: Anfertigen von Diplom- oder Stattesexamensarbeit
Bekannt-heitsgrad
der Mittel
Klarheit der Zielkriterien
hoch
gering
hoch Interpolations-barriere
Dialektische Barriere
gering Synthese-
barriereDialektische u. Synthese-
barriere
Analytisches problemlösendes Denken
• Schlußfolgern– Induktives und deduktives Denken
• Analogien bilden– Sonnensystem und Atomstruktur
Produktives problemlösendes Denken (Entdecken)
• Problemlösen durch Versuch und Irrtum
z.B.: Kannibale und Missionare
• Problemlösen durch Kreativität
z.B.: Benzolring (Kékulé)
• Problemlösen durch Umstrukturieren
z.B.: Helgolandproblem
Helgoland-Problem
Eine Segelyacht gerät auf dem Weg von Cuxhaven nach Helgoland, das 70 km nordwestlich von Cuxhaven liegt, in Seenot. Ein Küstenrettungsboot startet von Helgoland, um die Segelyacht zu suchen. Wegen des hohen Seegangs kann es nicht mit Höchstgeschwindigkeit fahren. Gleichzeitig startet von Cuxhaven aus ein Rettungshubschrauber Richtung Küstenrettungsboot.
Helgoland-Problem (Forts.)
Sobald der Hubschrauber das Küstenrettungsboot erreicht hat, kehrt er wieder um, fliegt nach Cuxhaven zurück und macht sich dann wieder auf den Weg zum Küstenrettungsboot. Der Hubschrauber pendelt also ständig zwischen Cuxhaven und dem Küstenrettungsboot hin und her, bis das Küstenrettungsboot Cuxhaven erreicht hat. Der Rettungshubschrauber bleibt dabei ständig in der Luft. Die Suche bleibt erfolglos.
Helgoland-Problem (Forts.)
Der Pilot des Hubschraubers versucht am Abend herauszufinden, wieviel km er zurückgelegt hat. Folgende Informationen hat er dabei zur Verfügung:
Durchschnittsgeschwindigkeit vom Küstenrettungsboot: 28 km/hHubschrauber: 140 km/h
Lösung des Helgoland-Problems
Bei 28 km/h braucht das Rettungsboot für die 70 km 70: 28 = 2,5 Stunden.In 2,5 Stunden legt der Hubschrauber bei einer Geschwindigkeit von 140 km/h (2x140) + ½ x 140) = 350 km zurück.
Erst wenn das Problem als Zeitproblem gesehen wird, kippt die Problemsituation um und das Problem ist leicht zu lösen.
Schönen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
!
top related