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Lernen und Gedächtnis

Lernen und Gedächtnis. Vorlesung Christian Kaernbach Teil 2: Gedächtnis. Ebbinghaus. Ebbinghaus, H. (1885). Leipzig: Duncker & Humblot. Über das Gedächtnis. Untersuchungen zur experimentellen Psychologie .

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  1. Lernen und Gedächtnis VorlesungChristian Kaernbach Teil 2: Gedächtnis

  2. Ebbinghaus • Ebbinghaus, H. (1885). Leipzig: Duncker & Humblot.Über das Gedächtnis. Untersuchungen zur experimentellen Psychologie. • Erlernen von Listen (meist) sinnloser Silben (KVK)bis zu einem gewissen Kriterium(1x fehlerfreie freie Reproduktion in richtiger Reihenfolge) • Test zu späterem Zeitpunkt:„Ersparnismaß“ als Maß für Spurstärkez.B. Erstlernen: 36 Wiederholungen, Zweitlernen 24 Wiederholungen, Ersparnis 33%.

  3. Ebbinghaus Woodworth & Schlosberg (1954): Anderson (1983): Ebbinghaus • Ersparnis als Funktion der Retentionsdauer20 Minuten bis 30 Tage

  4. Anderson (1983): „Potenzgesetz“ • y = a  x  log(y) = log(a) +  · log(x) • Ein potenzförmiger Zusammenhang wird in doppeltlogarithmischer Darstellung linear.

  5. Memory is a mud trap Über den Verlauf des Vergessens ...und wo kommt das „Potenzgesetz“ her? Christian KaernbachUniversität Leipzig Potenzgesetz des Lernens • Verbesserung der Produktionsrate beim Zigarrenrollen als Funktion der Zahl der schon produzierten Zigarren

  6. Verteiltes versus massiertes Lernen • Liste mit 12 Silben • massiertes Lernen: 68 x wiederholt (nach 64 x war das Kriterium erreicht) nach einem Tag 7 Wiederholungen nötig • verteiltes Lernen: an drei Tagen insgesamt 38 x wiederholt nach einem weiteren Tag waren 6 Wiederholungen nötig • Beim verteilten Lernen ist der Lernaufwand geringer und man behält besser

  7. Die Jostschen Gesetze • Sind zwei Spuren zu einem bestimmten Zeitpunkt (jetzt) unter einer bestimmten Operationalisierung gleich stark (aber verschieden alt), • dann profitiert die ältere mehr von einer Wiederholung. • dann wird zu einem späteren Zeitpunkt die ältere stärker sein. • Jost, A. (1897). Die Assoziationsfestigkeit in ihrer Abhängigkeit von der Verteilung der Wiederholungen. Zeitschrift für Psychologie und Physiologie der Sinnesorgane, 14, 436-472.

  8. Das Mehrkomponenten-Modell Lebensdauer Kapazität Interferenz Material < 1 s hoch hoch akategorial 10 s 72, 4 klein kategorial Tage, Jahre hoch klein kategorial sensorische Register Aufmerksamkeit Kurzzeitgedächtnis Einspeichern Abruf Langzeitgedächtnis Atkinson & Shiffrin, 1968

  9. P P T T Q Q B B D D V V M M R R H H Z Z L L G G „visuelles Kurzzeitgedächtnis“George Sperling, 1960

  10. P T Q B D V M R H Z L G ISI Inter Stimulus Intervall 50 ms „visuelles Kurzzeitgedächtnis“George Sperling, 1960

  11. P T Q B D V M R Teilberichtsvorteil H Z L G ISI Inter Stimulus Intervall 50 ms „visuelles Kurzzeitgedächtnis“George Sperling, 1960 • Ulric Neisser, 1967: Ikone (“icon”, “echo”)  Atkinson & Shiffrin 1968 • George Sperling, 1960: VSTM, visual short-term memory ! • Ralph Norman Haber, 1983: The impending demise of the icon. • Echogedächtnis: lange sensorische Speicher (Cowan) ähnlich zu KZG

  12. A A B B C C D D E E F F A B D F A B F P C S X Langer sensorischer Speicher Lebensdauer: • Ikonischer Speicher: 0.2 s • KZG: 5-10 s • Brown (1958) / Peterson & Peterson (1959): • Konsonantentrigramme, rückwärts zählen • Echogedächtnis: 5-10 s. • Zykluslänge von periodischem Rauschen Kapazität: • Ikonischer Speicher: angeblich „Retinabild wörtlich“ • KZG: wenige Items • Miller (1956): The magical number seven plus or minus two. • Cowan (2001): The magical number four in short-term memory. • Echogedächtnis: wenige Items. Interferenz: • Ikonischer Speicher: total (Averbach & Coriell, 1961) • KZG (innerhalb der Kapazität): wenig • Echogedächtnis: wenig.

  13. Das Mehrkomponenten-Modell Lebensdauer Kapazität Interferenz Material < 1 s hoch hoch akategorial 10 s 72, 4 klein kategorial Tage, Jahre hoch klein kategorial sensorische Register Aufmerksamkeit 10 s 3 klein akategorial Kurzzeitgedächtnis Einspeichern Abruf Langzeitgedächtnis Atkinson & Shiffrin, 1968

  14. Das Mehrkomponenten-Modell Lebensdauer Kapazität Interferenz Material < 1 s hoch hoch akategorial 10 s 72, 4 klein kategorial Tage, Jahre hoch klein kategorial sensorische Register Aufmerksamkeit 10 s 3 klein akategorial Kurzzeitgedächtnis Einspeichern Abruf Langzeitgedächtnis Atkinson & Shiffrin, 1968

  15. Zwei Systeme? • Ebbinghaus-Daten: Evidenz für 2 Systeme? • Potenzfunktion, mud trap: evtl. doch ein System

  16. Kurzzeitgedächtnis Anwalt Anwalt Arzt Arzt Kunstfehler Patient Einspeichern Abruf Langzeitgedächtnis Memorieren versus Elaboration • Aufenthaltsdauer von Information im KZG bestimmt Wahrscheinlichkeitfür Übernahme ins LZG? sensorische Register • Craik & Lockhart, 1972: Elaborationstiefe Aufmerksamkeit • Material: Listen von SPO-Sätzen • Der Arzt haßt den Anwalt • ... • Merkstrategien • kurz betrachten • lange betrachten • wiederholt vorsagen • Vokale zählen • Satz ergänzen: • Der Arzt haßt den Anwalt, weil...der ihn wegen eines Kunstfehlers verklagt hat. Elaboration Je bedeutungshaltiger die Elaboration, desto besser die Retention.

  17. Das EinspeichermodellShiffrin & Schneider, 1970 • KZG ist aktiviertes LZG • LZG ist gegliedert nach Verarbeitungstiefe • sensorische Codes • ... • ... • semantische Codes • Aktivierungsausbreitung • Interferenz

  18. Zocker Katze Hund Karte Fleisch Knochen Aktivierungsausbreitung im LZG • Perlmutter & Anderson (unveröffentlicht): ... Hund - K atze Zocker - K arte Knochen - F leischKnochen - Fleisch ... • RZ: 1.41 s RZ: 1.53 s 120 ms Priming Effekt

  19. < 470 464 >  • sukzessiver Vergleich (0, 0.5, 1.0 1.5 s): Der Unterschied baut sich ab. Es baut sich ein Unterschied auf. 454 < 507 Aktivierungsausbreitung im LZG • Posner & Mitchell 1967: Buchstaben vergleichen • simultaner Vergleich visuell gleich namens-gleich ungleich AA Aa AX Namensvergleich 454 507 556 visueller Vergleich 428 470 464

  20. Zocker Katze Hund Karte Fleisch Knochen Aktivierungsausbreitung im Modell • Klassisches Netzwerkmodell • parallel distributed processing, PDP,neuronale Netzwerke

  21. Kapazität Interferenz Chemieprofessor zum Studenten, den er immer falsch anredet:

  22. Experimentalgruppe: Liste A:Hund - 82Tisch - 78... Liste B:Hund - 43Tisch - 91... Kontrollgruppe: Liste A:Hund - 82Tisch - 78... Liste B:Licht - 43Glas - 91... Interferenz: multiple Assoziationen • Behaltensleistung: Die Experimentalgruppe • braucht länger, um Liste B zu erlernen, und • behält Liste A weniger gut als die Kontrollgruppe.

  23. Erlernen von Satzlisten (Person/Ort) mit Einzel- oder Doppelbezügen: Der Arzt ist in der Bank. (P1 O1) Der Feuerwehrmann ist im Park. (P1 O2) Der Rechtsanwalt ist in der Kirche. (P2 O1) Der Rechtsanwalt ist im Park. (P2 O2) .... Interferenz: multiple Assoziationen • Reaktionszeit:P1 O1: 1.11 s P1 O2: 1.17 s(Wiedererkennung) P2 O1: 1.17 s P2 O2: 1.22 s • Fächereffekt: Anstieg der RZ mit Zahl der Assoziationen

  24. Bank Kirche Arzt Arzt Kirche Park Interferenz: multiple Assoziationen • Fächereffekt (u.ä.): Aktivierungsausbreitung mit begrenzter „Aktivierungskapazität“ der stimulierten Knoten

  25. Interferenz mit vorexperimentellem Wissen • Lewis und Anderson (1976): • Listen erfundener „Fakten“ über bekannte Personen: • Napoleon stammte aus Indien. • ... (im Experiment „wahr“) • 0,...,4 Aussagen pro Person • Wiedererkennung: • gelernte „wahre“ Aussagen • echt wahre Aussagen • falsche Aussagen

  26. Interferenz ? Chemieprofessor zum Studenten, den er immer falsch anredet:

  27. Kind Newton Obst Student Locke Rücken Paris Reise Mozart München Interferenz und Redundanz • Bradshaw und Anderson (1982): • ein Faktum (Zielfaktum) über bekannte Person • Newton wurde als Kind emotional instabil. • Zielfaktum plus zwei irrelevante Fakten • Locke war als Student in Westminster unglücklich. • Locke erachtete Obst für Kinder als ungesund. • Locke litt lange unter Rückenschmerzen. • Zielfaktum plus zwei relevante Fakten • Mozart machte eine lange Reise von München nach Paris. • Mozart war vom Musikleben in Paris fasziniert. • Mozart entzog sich romantischen Verstrickungen in München. • Abruf nachsofort 1 Woche 92 % 62 % 80 % 45 % 94 % 73 %

  28. artikulatorische Schleife zentrale Exekutive räumlich-visuellerNotizblock Das Arbeitsgedächtnis • Allan Baddeley (1986): • Ableitung von Subsystemen des Arbeitsgedächtnis aus dual task Aufgaben • z.B. Hauptaufgabe: auditive Information erinnern • auditive/visuelle Störaufgabe im Retentionsintervall

  29. Die zentrale Exekutive • Baddeley: „Ein vages Konzept zur Aufnahme ungeklärter Prozesse im Arbeitsgedächtnis“ • Forschung zur Aufmerksamkeit wird oft als Forschung zur zentralen Exekutive aufgefaßt.

  30. Die Kapazität der artikulatorischen Schleife • alternatives Maß der Kapazität: • nicht Items, sondern Dauer (1.5 Sekunden) • Wortlängeneffekte (z. B. Listen von Ländernamen) • Abhängigkeit von der Lesegeschwindigkeit • Chinesische Kinder können sich mehr Ziffern merken als walisische Kinder • Silbenzahl in 1.5 Sekunden?

  31. Arbeitsgedächtnis und KZG • AG = KZG plus „Operationen“ • merke 2 • addiere 4 • teile durch 3 • addiere 5... • KZG nicht obligatorische Durchgangsstation zum LZG • KZG keine Strukturkomponente, kein Hirnareal, sondern aktiviertes LZG • AG involviert frontalen Kortex („zentrale Exekutive“, Aufmerksamkeitssteuerung)

  32. zentrale Exekutive =Aufmerksamkeits-steuerung Das Gedächtnismodell von Cowan kurze sensorische Speicher= Anfangsphase des KZG-Prozesses • Langzeitgedächtnis • sensorische Areale • ... • ... • ... • semantische Areale Aufmerk-samkeit KZG-Prozeß Cowan (1988, 1995)

  33. Ähnlichkeiten und Unterschiede der Speicherung akategorialer und kategorialer Information • Definition: Was unterscheidet akategoriale von kategorialer Information? • kategoriale Wahrnehmung (nächste Folie) • Ähnlichkeiten: • Lebensdauer, Kapazität, und Interferenz • Unterschied: • Rehearsal (s.u.)

  34. kategoriale Wahrnehmung • Kennzeichen: • Stimuluskontinua werden nicht kontinuierlich, sondern in Kategorien eingeteilt wahrgenommen • Kategoriegrenzen • typische Kategorievertreter • scharfe Übergänge an den Kategoriengrenzen • Zunahme der Unterscheidungsfähigkeit an den Kategoriengrenzen John R. Anderson, Kognitive Psychologie, Kapitel 2, S. 56-58

  35. kategoriale Wahrnehmung • b - d - g Kontinuum: Änderung von Formant f2

  36. kategoriale Wahrnehmung • b - d - g Kontinuum: Identifizierung

  37. kategoriale Wahrnehmung • b - d - g Kontinuum: Diskrimination • Triaden 2 same - 1 different, Abweichler finden • 33% Zufallstreffer. Chirps: nur f2 darbieten.

  38. Rehearsal für akategoriale und kategoriale Information • keine Verbesserung der Behaltensleistung für akategoriale (sensorische) Information durch Rehearsal Sensorisches Rehearsal Kategoriales Rehearsal

  39. Rehearsal Rehearsal von TonhöheKaernbach und Schlemmer • Shepard-Töne(Tonklasse gut definiert, Oktave mehrdeutig) • S1-S2 Paradigma, 6 s (0.5 s) Retentionsintervall, • 3 Instruktionen: kein / stilles / offenes Rehearsal • Tonaufnahme während offenem Rehearsal. Durchschnittswerte 3 VPn 0.5 s 4.9  0.5 cent6.0 s kein Reh.: 10.3  1.7 cent6.0 s stilles Reh.: 9.0  1.5 cent6.0 s offenes Reh.: 11.8  0.4 cent

  40. Rehearsal

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