Probleml sen denken
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PROBLEMLÖSEN / DENKEN. DENKEN nachdenken, grübeln, planen, glauben, meinen, wissen, urteilen, ... Allgemein : Denken erfordert Zustand der Bewusstheit (im Gegensatz zur Bewusstlosigkeit)

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PROBLEMLÖSEN / DENKEN

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Presentation Transcript


Probleml sen denken

PROBLEMLÖSEN / DENKEN

  • DENKENnachdenken, grübeln, planen, glauben, meinen, wissen, urteilen, ...

  • Allgemein: Denken erfordert Zustand der Bewusstheit (im Gegensatz zur Bewusstlosigkeit)

  • Bewusstsein (i.S. von Selbstreflexion) meist nicht für den Denkprozess, sondern für Produkt des Denkprozesses

  • Denkprozesse mehr oder weniger stark gerichtet (Versuch, Aufgabe zu lösen vs. frei flottierende Gedanken)


Beispiele f r prozesse die man als denkprozesse auffasst

Beispiele für Prozesse, die man als Denkprozesse auffasst

  • Problemlösen

  • Lernen

  • Planen

  • Tagträumen

  • Vorstellen (Phantasievorstellungen - normalerweise Vorstellung und Realität klar unterscheidbar)

  • Urteilen/Bewerten

  • Entscheiden

  • Planen/Problemlösen im sozialen Kontext (z.B. soziale Manipulation)

  • ...


Definitionen

DEFINITIONEN

  • Denken als Vorgang der Informationsverarbeitung

  • Denken als innerlicher Prozess des Problemlösens, des Handelns mit einem symbolischen System

  • Denken bezeichnet eine Menge von Prozessen, mit deren Hilfe Menschen internale symbolische Modelle entwickeln,sie benützen und sie verändern (GILHOOLY, 19963 )


Funktionen des denkens

Funktionen des Denkens

  • Steuerung des Verhaltens

  • Probehandeln

  • Lösen von Problemen

  • Wunscherfüllung

  • Unterhaltung

  • Simulation von Systemen

  • “Troubleshooting”:::::


Denken rationalit t

Denken & Rationalität

  • Logik & Lehre vom Denken

  • der rationale Mensch (z.B. in Psychoanalyse und Ökonomie)

  • beschränkte Rationalität (H.A. Simon)bounded rationality


Was ist ein problem

WAS IST EIN PROBLEM ?

  • bestimmtes Ziel angestrebt

  • noch nicht klar, wie ( “Barriere” )

  • Beispiele

  • Schach, Go, …

  • Denksportaufgaben

  • Schreiben einer Lizarbeit

  • Reiseplanung (Fahrplan,...)

  • Logisches/mathematisches Beweisen

  • Auto springt nicht an, Gerät funktioniert nicht

  • Entscheidung (Kauf eines Computers)

  • :::::::


Konkretes beispiel t rme von hanoi klix 1971 newell simon 1972

Ausgangslage

Ziel

Konkretes Beispiel: TÜRME VON HANOI(Klix, 1971; Newell & Simon, 1972)

  • Regeln (Einschränkungen):

  • 1. Bei jedem Zug darf nur eine Scheibe bewegt werden

  • 2. Nie darf eine grössere Scheibe auf einer kleineren liegen


Vorschau

VORSCHAU

  • Problemlösen als Versuch und Irrtum (Behaviorismus )

  • Problemlösen als Restrukturierung (Gestaltpsychologie)

  • Problemlösen als Finden eines Weges durch den Problemraum (Kognitive Psychologie: Newell & Simon, 1972, Klix, 1971)

  • Reinterpretation der Ergebnisse der Gestaltpsychologie in der Problemraumtheorie


Probleml sen als versuch und irrtum behaviorismus

Problemlösen als Versuch und Irrtum: Behaviorismus

  • Watson (1913)

  • Ausschliesslich beobachtbares VerhaltenS-R Stimulus Response als zentrale KonzepteDenken ersetzt durch "Lernen”Denken = anwenden von Gewohnheitshierarchien

  • Stärkere Reaktion zuerstNach der Methode "Versuch und Irrtum”Keine Einsicht, die zur Lösung führtKein "Verstehen" des Problems


Z b thorndike 1898 katze in problemk fig

Z.B. THORNDIKE (1898) Katze in Problemkäfig


Probleml sen denken

  • versucht vielerlei Aktivitätensich durchs Gitter zwängenherumkratzenPfoten durchs Gitter strecken…

  • tritt dabei zufällig auf “Pedal”, das die Tür öffnet, oder zieht an der Schnur

  • Verschiedene Reaktionen sind verschieden stark

  • Erfolgreiche Rekationen werden stärker (wahrscheinlicher)erfolglose Reaktionen werden schwächer (unwahrscheinlicher)

  • Ganz analog: Problemlösen beim Menschen


Probleml sen denken

Reaktion R1

Stimulus Si

Reaktion R2

Reaktion R3

verstärkt

Reaktion R4

:

:

Ausgangslage:


Probleml sen denken

Reaktion R3

Stimulus Si

Reaktion R1

Reaktion R2

Reaktion R4

:

:

Nach mehreren Verstärkungsdurchgängen:


Probleml sen denken

Problem des Behaviorismus:

Beobachtung von Problemlöseprozessen beim Menschen offenbart, dass nicht nur Versuchs-Irrtumsverhalten vorliegt.

Bereits bei Menschenaffen (Köhler)


Probleml sen als restrukturierung gestaltpsychologie

Problemlösen als Restrukturierung: Gestaltpsychologie

  • Betonung der Organisations- und Strukturierungsprozesse beim Wahrnehmen

  • Beim Denken und Problemlösen: Art und Weise, wie das Problem wahrgenommen wird, ist ein determinierender Faktor für die Schwierigkeit des Problems

  • Problemlöseprozess ist Prozess der Restrukturierung des Problems, die zur Einsicht in die Lösung führt.


Beispiel gauss im alter von ca 10 jahren aufgabe des lehrers 1 2 100

Beispiel: Gauss (im Alter von ca. 10 Jahren). Aufgabe des Lehrers: 1+2+….+100 = ?

  • Problem-Strukturierung (am Beispiel 1+ 2+ ...+10) 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10

5 x 11 = 55

( analog: 50 x 101 = 5050 )


Probleml sen denken

  • Problemlösesituation ist gestörte Gestalt, die in gute Gestalt zu überführen ist.

  • Gelingt die Überführung, geht der Zustand der Spannung in einen gelösten Zustand mit guter Gestalt über.

  • Ausgangspunkt: Problemlöseforschung an Tieren (Thorndike, 1911)


Probleml sen denken

  • Köhler: (1927) Problemlösen bei Menschenaffen

  • z.B.: Affe steckt zwei Stäbe zusammen, um Banane ausserhalb des Käfigs zu erreichen.

  • Köhlers Interpretation: Einsicht Affe hätte zuerst Versuch-Irrtums Verhalten gezeigt dann einige Zeit still gesessen dann die Lösung gehabt

  • Gestaltpsychologen erforschten u.a.

    • fördernde Bedingungen ( z.B. Inkubationszeit )

    • und hemmende Einflüsse ( z.B. Funktionale Gebundenheit beim Problemlösen.


Grundannahmen der gestaltpsychologie zum probleml sen ohlson 1984 wertheimer 1954

Grundannahmen der Gestaltpsychologie zum Problemlösen (Ohlson, 1984, Wertheimer, 1954)

  • Problemlöseverhalten ist sowohl reproduktiv als auch produktiv

  • Reproduktives Problemlösen beinhaltet die Wiederverwendung vergangener Erfahrungen und kann die erfolgreiche Lösung erschweren(z.B. Funktionale Gebundenheit, Einstellung beim Problemlösen).

  • Produktives Problemlösen ist durch Einsicht in die Struktur des Problemes gekennzeichnet und durch produktive Restrukturierung des Problems.

  • Einsicht tritt oft plötzlich auf und ist von einem ”Aha-Erlebnis” gekennzeichnet.


Wallas 1926 4 phasen im probleml seprozess kreatives probleml sen

WALLAS (1926): 4 Phasen im Problemlöseprozess(„kreatives“ Problemlösen)

  • 1 Vorbereitung

  • 2 Inkubation

  • 3 Erleuchtung (Lösung, Einsicht)

  • 4 Verifikation (Prüfung der Lösung)


Halskettenaufgabe

  • Öffnen eines Gliedes: 2 Fr - Schliessen eines Gliedes: 3 Fr

  • Restriktion: nicht mehr als 15 Fr ausgeben

Halskettenaufgabe


Experiment von silveira 1971 halskette

KoGru : 1/2 Std PL

ExpGru 1: 1/2 Std PL, dazwischen 1/2 Std INK

ExpGru 2: 1/2 Std PL, dazwischen 4 Std INK

Resultat

Anteil Vpn mit richt. Lösung

55% 64% 85%

Experiment von Silveira (1971): Halskette

  • UV: Inkubationszeit3 Gruppen ( PL..Problemlösen, INK..andere Tätigkeit


Wirksamkeit der inkubation scheint abzuh ngen von

Wirksamkeit der Inkubation scheint abzuhängen von

  • 1 Beginn der Inkubationszeit

  • 2 Unterbrechung in welcher Phase des PL-Prozesses

  • 3 Dauer der Inkubationszeit

  • 4 Vorherige intensive Beschäftigung mit Problem

  • Erklärung für Wirksamkeit (Simon, 1966)

  • 2 Arten vom Wissen beim Problemlösen:

    • faktisches Problemwissen

    • Kontrollwissen (Wissen über Aspekte des Lösungsweges) (z.B. welches Subziel wurde generiert)

      Kontrollwissen scheint rascher vergessen zu werden

  • nach Inkubation bleibt faktisches Wissen übrig


Hindernisse beim probleml sen

HINDERNISSE BEIM PROBLEMLÖSEN

  • FUNKTIONALE GEBUNDENHEIT

  • Kerzenaufgabe - Duncker (1935):


Probleml sen denken

Maier (1931): Schnüre von der Decke


F lschlicherweise angenommenen restriktionen

FÄLSCHLICHERWEISE ANGENOMMENEN RESTRIKTIONEN

Neun-Punkte-Problem:

(ohne Absetzen 4 kontinuierliche gerade Linien zeichnen, die alle 9 Punkte verbindet)

  • 

  • 

  • 


Set bildung

SET-BILDUNG

  • z.B.: LUCHINS (1939): Wasserkrug-Problem

  • gewünschteKrug A Krug B Krug C Quantität Lösungsweg

21 127 3 100 B-2C-A

18 43 10 5 B-2C-A

9 42 6 21 B-2C-A

: : : : :

28 59 3 25 A-C


Bewertung des beitrages der gestaltpsychologie

Bewertung des Beitrages der Gestaltpsychologie

  • Gestaltpsychologie (als Gegenposition zum Behaviorismus) konnte zeigen

  • 1. Problemlösen mehr als lediglich die Reproduktion gelernter Reaktionen. Es beinhaltet Einsicht und Restrukturierung.

  • 2 Die direkte Wiederanwendung gelernter Reaktionen führt oft zum Versagen beim Problemlösen(z.B. Set-Bildung)

  • Wichtige experimentelle Ergebnisse, die von späteren Theorien reinterpretiert werden

  • Einfluss auf Kognitive Psychologie


Probleml sen denken

Problem der Gestaltpsychologie

  • Viel zu vage Theorie

  • Konzepte wie ”Einsicht”, ”Restrukturierung” intuitiv leicht verständlich und attraktiv,

  • aber als theoretische Konstrukte viel zu unbestimmt

  • z.B. unklar, was Einsicht eigentlich involviert,unter welchen Bedingungen z.B. Einsicht oder Restrukturierung eintritt, etc.


Probleml sen als finden eines weges durch den problemraum

Problemlösen als Finden eines Weges durch den Problemraum

Kognitive Psychologie Newell & Simon, 1972; Klix, 1971

Objektive Struktur eines Problems beschreibbar als

Menge von Zuständen

Menge von Operatoren

Problemraum


Probleml sen denken

  • Menge von Zuständen (states)

    Anfangszustand

    Zielzustand

    Zwischenzustände

  • Operatoren = Handlungentransformieren einen Zustand in einen anderen

  • ProblemraumDarstellung aller möglichen Problemzustände (Anfangszustand bis Zielzustand) die bei Anwendung aller jeweils anwendbaren Operatoren entstehen

  • PromlemlösenFinden eines Weges durch den Problemraum vom Anfangszustand zum Zielzustand


T rme von hanoi

Anfangszustand

Zielzustand

TÜRME VON HANOI

  • Regeln (Einschränkungen):

  • 1. Bei jedem Zug darf nur eine Scheibe bewegt werden

  • 2. Nie darf eine grössere Scheibe auf einer kleineren liegen


Problemraum der t rme von hanoi

Problemraum der Türme von Hanoi


Probleml sen denken

  • Problemraum berücksichtigt Restriktionen/Regeln in der Anwendung der Operatoren( “verbotene Züge” im objektiven Problemraum nicht eingetragen)

  • Problemraum kann in unterschiedlichen Auflösungsgraden konstruiert sein(z.B.: Sequenz von Operatoren als “komplexer” Operator)


Problemraumraumtheorie zentrale annahmen

Problemraumraumtheorie - zentrale Annahmen

  • Menschen generieren subjektiven Problemraum - enthält: Wissenszustände (knowledge states)  Zustände mentale Operatoren  Operatoren

  • Generelles Wissen und spezielle Problemlöseheuristiken(z.B.: Ziel-Mittel Analyse) zum Suchen/Finden eines Weges vom Anfangszustand zum Zielzustand

  • Alle Prozesse im Rahmen des Problemlösens unterliegen den (üblichen) Beschränkungen des kognitiven Systems (z.B. Begrenzungen des Arbeitsgedächtnisses)

  • Weg vom Anfang zum Zielzustand (Lösungsweg) nicht im Vorhinein bekannt ( = Abgrenzung von Aufgabe )


Subjektiver problemraum

Subjektiver Problemraum

1 Kann mit dem objektiven Problemraum identisch sein.

2Kann auch (fälschlicherweise) Elemente enthalten, die der objektive Problemraum nicht enthält (z.B. Operator).

3Auflösungsgrad kann verschieden sein

4 Verändert sich im Zuge des Problemlösens

5 Ermöglicht Probehandeln


Probleml se strategien

Problemlöse - Strategien

Algorithmen - Heuristiken

  • AlgorithmusLösung sicher gefunden - sofern eine existiertBeschränkungen des kognitiven Systems unberücksichtigt

    Vorwärtsanalyse

    Rückwärtsanalyse

  • Heuristikangepasst an beschränkte InformationsverarbeitungskapazitätLösung nicht sicher (auch wenn eine existiert)

  • Differenz-Reduktion (Hill-climbing)

  • Selektive Suche

  • Mittel-Ziel-Analyse (Means-end-analysis)


Mittel ziel analyse means end analysis newell shaw simon 1958

Mittel-Ziel-Analyse (means-end-analysis)Newell, Shaw & Simon (1958)

  • Finde den (wichtigsten) Unterschied zwischen momentanem Zustand und Zielzustand

  • Definiere als Zwischenziel, diesen Unterschied zu beseitigen

  • Selegiere einen Operator, mit dem dieses Zwischenziel erreicht werden kann


Probleml sen denken

  • Diese Schritte wiederholt einsetzbar, auch ineinander verschachtelt (z.B. Operator zum Erreichen eines Zwischenziels nicht einsetzbar,neues Zwischenziel: diesen Operator einsetzbar machen)

  • Mittel-Ziel-Analyse sehr generelle Methodez.B. auch auf Turm von Hanoi

  • GPS (General Problem Solver -computer program) Newell & Simon (1972)


Flowchart i goal tranform current state into goal state after anderson 2000 p 259

Match current state

to goal state to find the most important difference

Subgoal: Eliminate the difference

Difference

detected

no differences

fail

fail

success

Flowchart I Goal: Tranform current state into goal state[after Anderson (2000, p.259)]

success


Flowchart ii goal eliminate the difference after anderson 2000 p 259

Flowchart II Goal: Eliminate the difference[after Anderson (2000, p.259)]

Search for operator relevant to reducing the difference

Subgoal: eliminate difference

Match condition of operator to current state to find most impor- tant difference

Operator

found

Difference

detected

none found

no difference

fail

apply operator


Experimente ziel subziel

Experimente: Ziel - Subziel

  • Egan & Greeno (1974) Towers of Hanoi - Versionen mit 5 und 6 Scheiben

  • Experimentalgruppe: Vorhererfahrung mit z.B. 3 Scheiben

  • Kontrollgruppe nicht

  • Gruppe mit Vorhererfahrung ( Subzielbildung ) bessere Resultate

    Bewegung von drei Scheiben gelernt (als zusammengesetzten Operator)


Probleml sen denken

  • Bei 4 (oder mehr) Scheiben:KZG kann notwendige Zugfolgen nicht mehr erfassen

  • Daher als Subziel: Bewegen von drei Scheiben

  • Dann: Ziel-Mittel Heuristik

  • Damit grösste Scheibe auf rechten Pflock,

  • muss rechter Pflock frei sein

  • muss grösste Scheibe frei liegen

  • Daher müssen drei kleiner Scheiben auf mittleren Pflock( = Subziel)


Probleml sen denken

nach 1. Zug


Probleml sen denken

nach 2. Zug


Probleml sen denken

nach 3. Zug


Probleml sen denken

nach 4. Zug


Probleml sen denken

nach 5. Zug


Probleml sen denken

nach 6. Zug


Probleml sen denken

nach 7. Zug


Experimente zur operatorauswahl hnlichkeit mit zielzustand

Experimente zur Operatorauswahl: Ähnlichkeit mit Zielzustand

  • Differenz-Reduktions Heuristik (Hill-climbing)Operator gewählt, welche Ähnlichkeit mit Zielzustand erhöht

  • Nicht zielführend, wenn „Umweg“ erforderlich.

  • Untersuchungen mit Hobbits - Orc - Problem Missionare - Kannibalen

  • 1 Fluss - 1 Boot ( max 2 Pers, min 1 Pers ) 3 Hobbits und 3 Orcs

  • Start : alle auf linker Seite des Flusses

  • Ziel: alle auf rechter Seite des Flusses

  • Restriktion: auf einer Fluss-seite dürfen nie mehr Orcs als Hobbits sein


Probleml sen denken

Orcs links

Hobbits links

1= Boot links

Problemraum

Hobbits & Orcs


Probleml sen denken

  • Experimente von Thomas (1974), Jeffries, Polson, Razran & Atwood (1977)

  • Problemlöser haben grösste Schwierigkeiten im Zug 110(erfordert eine Verringerung der Ähnlichkeit mit Zielzustand):Zahl der FehlerReaktionszeiten


Probleml sen denken

Orcs links

Hobbits links

1= Boot links

Problemraum

Hobbits & Orcs


Probleml sen denken

Bewertung des Ansatzes der Problemraumtheorie

  • Erfolgreicher Ansatz im Bereich relativ einfacher und gut strukturierter Probleme

  • hier: detaillierte Modellierung möglich (komputational, computational)klare empirische Vorhersagen möglich (in welchen Zuständen mehr Schwierigkeiten? wie weit planen Problemlöser voraus? etc.)Lernprozesse beim Problemlösen

  • Bei sehr einfachen Problemen: Vergleich mit objektiv optimaler Lösung möglich

  • auch (einige) Probleme der Gestaltpsychologie können mit diesem theoretischen Konzept bearbeitet werden


Probleml sen denken

  • Konzept des Suchraumes (Klix, 1971):

    • Untermenge des Problemraumes, in welchem Problemlöser Lösungsweg vermutet und sucht

  • Kann z.B. erklären: Funktionale Gebundenheit, Set-Bildung, fälschlicherweise angenommene Restriktionen


  • Probleml sen denken

    • Problem: Wie weit kann der Ansatz auf (komplexe) Alltagsprobleme generalisiert werden?

  • Unterschiede: einfache Probleme - komplexe Probleme

  • Komplexe Probleme meist schlecht definiert gut definierte Probleme: Anfangszustand, Zielzustand, Operatoren bereits zu Beginn klar spezifiziert

  • Hintergrundwissen bei einfachen Problemen nicht relevant.

  • Alles Wissen, das man zur Lösung benötigt, wird mitgeliefert. Im Alltag besteht ein Teil der Problemlösung oft darin, die relevante Information zu finden.


  • Probleml sen denken

    • Alltagsprobleme: oft Regel unklar, was zum Problem gehört, was nicht (Zustandsbeschreibung, mögliche Operatoren).(z.B. Problem: Autoschlüssel im versperrten Auto).

    • Grad der Komplexität, z.B.:Zahl der beteiligten VariablenVernetztheitEigendynamikPolytelie (mehrere Ziele)

    • Komplexes Problemlösen: Dörner, Funke, Brehmer,…

    • Frensch & Funke (Eds): Complex problem solving. Hillsdale,N.J.: L.Erlbaum, 1995

    • Funke: Problemlösendes Denken. Stuttgart: Kohlhammer, 2003


    Probleml sen denken

    Re-Interpretation der Ergebnisse der Gestaltpsychologie in der Problemraumtheorie

    • Wasserkrugproblem - Atwood & Polson (1976), etc. Modell erlaubt z.B. Vorhersage der Schwierigkeit bei verschiedenen Wasserkrug-Aufgaben (E & K (2000) p. 409 f)

    • Wichtigste Annahmen des Modelles von Atwood & Polson:

    • - Kurze Vorausplanung (nur ein bzw. wenige Schritte)

    • - Bewertung der Zustände

    • - Vermeiden von Zurückkehren auf unmittelbar vorangegangene Zustände

    • - Kapazitätsbeschränkung des Kurzzeitgedächtnisses wirkt sich auf die Speicherung von Zuständen und Operatoren aus (teilweise überwindbar durch Transferierung von Information ins LZG)


    Probleml sen denken

    Einsicht und Restrukturierung aus Sicht der Problemraumtheorie

    Insight Theory - Ohlson (1992)

    • Einsicht tritt auf im Zusammenhang mit einer “Sackgasse”

    • Die Sackgasse (Toter Punkt,...) ist “unverdient”, weil Problemlöser eigentlich in der Lage, das Problem zu lösen (Hat notwendiges Wissen, kann es aber im Moment nicht nützen)

    • Ohlson’s Theorie beantwortet 3 Fragen:

    • 1Warum tritt eine Sackgasse auf?

    • 2Wie kommt man aus der Sackgasse heraus?

    • 3Was geschieht nachher?


    Probleml sen denken

    • wichtigste Annahmen (Ohlson, 1992):

    • Verschiedene Repräsentationen eines Problemes möglich (schlecht definierte Probleme)Interpretation notwendig - Repräsentation hängt von Interpretation ab

    • Problemlöser verfügen über Problemlöseoperatoren im Gedächtnis, diese müssen abgerufen werden (Aktivierungsprozess im LTG)

    • Momentane Repräsentation des Problems ist Ausgangspunkt der Suche im LZG

    • Sackgasse tritt auf, wenn momentane Repräsentation ungünstiger Ausgangspunkt für Aktivierung der notwendigen Lösungsoperatoren


    Probleml sen denken

    • Sackgasse durch Änderung der Repräsentation überwindbar. Dadurch entsteht neuer Ausgangspunkt für Gedächtnisaktivierung, der zum Abruf der notwendigen Operatoren führen kann.

    • Neu-Repräsentation durch- Elaboration (zusätzliche Information, z.B. Hinweise)- Abschwächung von Restriktionen- Neu-Enkodierung: Veränderung von Aspekten der Problem- repräsentation (z.B. durch Neukategorisierung, Elimination von Information, etc.)

    • Nach Überwindung der Sackgasse kann volle oder teilweise Einsicht erfolgen (volle Einsicht, wenn neu abgerufenen Operatoren die Lücke zum Zielzustand schliessen)

    • Ansatz von Ohlson konsistent mit Ergebnissen der Gestalttheorie und gestützt durch neuere Experimente


    Probleml sen denken

    Problemlöse - Experten

    Expertise - Expertenwissen beim Problemlösen

    betrifft nicht nur Strategien - Heuristiken,

    sondern: Repräsentation von Problemen

    Schach

    • Historischer Ausgangspunkt der Forschung über Unterschiede Experten - Nicht-Experten beim Problemlösen

    • fügt sich sehr gut in Problemraumansatz

    • Randbemerkung: Bei Eysenck & Keane (2000) Schach als schlecht definiertes Problem. Dies im deutschen Sprachraum unüblich


    Probleml sen denken

    Problemraum extrem gross:nach 6 Zügen (jeden Spielers) bereits:9 000 000 verschiedene Zustände

    Schachcomputer Deep Blue: Berechnung von 90 Billionen Zugmöglichkeiten bei jedem Zug

    Was machen Schachspieler - Schachmeister?

    DeGroot (1965, 1966)verglich Gross-Meister mit Experten-SpielernMethode des Gleichzeitigen Lauten Denkens

    • Gross-Meister bezogen nicht mehr Züge ein, keine tiefere Vorausplanung

    • Vermutung: Gute Schachspieler haben mehr Schachpositionen und passende gute Züge im LZG als weniger gute


    Probleml sen denken

    Chunking im Schach

    Simon und Mitarbeiter

    • z.B. Chase & Simon (1973) Replikation eines Experimentes von DeGroot (1965)

    • Fragestellung: Strukturieren Experten Gedächtnisinhalte anders als Nicht-Experten?

    • 3 Gruppen von Vpn:

      • Anfänger

      • A-Klassen Spieler

      • Schach-Meister


    Probleml sen denken

    • Aufgabe:Vorgegebene Schachpositionen auf anderem (leeren) Brett nachstellen

    • Originalschachbrett durfte in mehreren Beobachtungseinheiten (trials) jeweils 5 Sek betrachtet werden

    • Vorgegebene Spielsituationen (UVn) [jeweils gleiche Figuren]:

    • realistische Figurenanordnungen5 Positionen aus Mittelspiel (mit ca. 25 Figuren)5 Positionen aus Endspiel (mit ca. 14 Figuren)

    • zufällige Figurenanordnungen4 Zufallspositionen mit ca. 25 Figuren4 Zufallspositionen mit ca. 14 Figuren


    Probleml sen denken

    Resultate

    Abb aus Kahney (1986)


    Probleml sen denken

    Resultate für Anfänger und Meister


    Probleml sen denken

    • Schluss: Experten verwenden mehr problembezogenes Chunking

    • enkodieren mehr Informationseinheiten pro Chunk und verarbeiten Chunks schneller

    • Simon & Gilmartin (1973) schätzen, dass Gross-Meister zwischen 10’000 und 100’000 Konfigurationen gespeichert haben

    • Wegen Chunking (Auflösungsgrad) : Problemraum kann aus grösseren Einheiten bestehen

    • Zusätzliche Überlegenheit der Experten bei Evaluation von Zügen (wichtig für Selektive Suche)

    • Analoge Resultate in anderen Problembereichen, z.B. beim Programmieren


    Probleml sen denken

    Template – Theory (Gobet & Simon, 1996)

    Experten (Schachmeister) haben im LZG grosse Anzahl von Schablonen (templates), welche Schachstellungen und passende Spielzüge enthalten

    Schachstellungen in Schablone:

    Kern von fixen Figurenpositionen + variable Figurenpositionen

    Wegen variabler Figurenpositionen:

    Wissen über ähnliche Schachstellungen zusammengefasst


    Probleml sen denken

    Vorhersage der Template Theorie:

    bei Simultanspielen gegen mehrere Gegner:

    Experten sollten nur wenig schlechter sein, weil sie aus Templates auswählen.

    Von Gobet & Simon (1996) bestätigt.

    Verschlechterung auch z.B. wegen Störungen beim Wechsel von einem Gegner zum nächsten (z.B. Restaktivierung)


    Probleml sen denken

    Was zeichnet Experten ggüber Nicht-Experten aus?

    • bessere Gedächtnisleistung (bessere Ausnützung der Kapazität)

    • andere Problemlösestrategien (z.B. Bewertung von möglichen Pfaden)

    • bessere und elaboriertere Problem-Repräsentation

    • besseres Wissen - nicht bessere Basis-kapazitäten

    • extensives Üben als Voraussetzung zum Expertentum


    Probleml sen denken

    Wie wird man Expertin?

    • Allgemein: Übenz.B. lt. Chase & Simon (1973) : Schachspieler 9-10 Jahre Training bis zum Grossmeister( auch sensomotorische Handlungen: Sport, Instrument, etc.)

    • Spezielle Mechanismen:

    • Chunking

    • Prozeduralisierung

    • Komposition: Optimierung von Operatoren und Lösungsstrategien


    Probleml sen denken

    • Chunking

    • bei Zustandsbeschreibung

    • als Bildung komplexer OperatorenTemplates

    • Prozeduralisation: Prozess, der deklaratives Wissen in prozedurales überführt.

    • Bildung (Lernen) bereichsspezifischer Regeln Wenn Subziel xy angestrebt, dann verwende Heuristik F

    • (wenn bestimmte Lösungsschritte wiederholt bei der Verfolgung eines bestimmten Subzieles erfolgreich sind - z.B. beim Lösen von Gleichungen)

    • verbunden mit

    • Anstieg der Automatisierung,

    • Reduktion der Verbalisierbarkeit


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