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Denken und Problemlösen, oder: Wie komme ich weiter, wenn ich nicht mehr weiter weiß ?

Denken und Problemlösen, oder: Wie komme ich weiter, wenn ich nicht mehr weiter weiß ?. Maja Razmadze Daniel Schäufele Benjamin Hepe Marina Blum Christiane Bentz. Überblick. I.) Denken: Grundsätzliches & Definitionen II.) Definition Problem III.) Einfaches Problemlösen

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Denken und Problemlösen, oder: Wie komme ich weiter, wenn ich nicht mehr weiter weiß ?

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Presentation Transcript


  1. Denken und Problemlösen, oder: Wie komme ich weiter, wenn ich nicht mehr weiter weiß? Maja Razmadze Daniel Schäufele Benjamin Hepe Marina Blum Christiane Bentz

  2. Überblick I.) Denken: Grundsätzliches & Definitionen II.) Definition Problem III.) Einfaches Problemlösen IV.) Eine Denksportaufgabe (für euch)  V.) Komplexes Problemlösen: Eigenschaften eines komplexen Problems VI.) Ursachen für Fehlleistungen VII.) Psychologische Kulturvergleiche zum Thema „Denken und Problemlösen“ VIII.) Mathematische Konzepte im Alltag und deren Transfer

  3. I. Denken: Grundsätzliches Messproblem:» Kann “Denken“ überhaupt zum Gegenstand empirischer Forschung werden? Phänomenologie des Denkens: -Vergegenwärtigung-Ordnungsleitung durch Begriffsbildung-Selektivität-Urteil und Entscheidung -Persönlichkeit-Reflexivität

  4. Denker

  5. Methoden der Denkpsychologie » Selbstbeobachtung (Introspektion)» Fremdbeobachtung (Verhaltensprotokolle, Blickbewegungen, verbale Auskünfte)» Computersimulation (“modelling“) - Würzburger Schule - Leipziger Schule - Gestaltpsychologie - Paradigmentheorie

  6. Denken: Definitionen (1) » Bourne, Ekstrand & Dominowski (1971): Denken ist (a) ein komplexer, vielseitiger Prozess (b) im wesentlichen intern ablaufend (c) beinhaltet symbolische Repräsentationen von Ereignissen und Objekten, die nicht unmittelbar gegenwärtig sind (d) wird durch ein externes Ereignis initiiert (e) Funktion: Generierung und Kontrolle offenen Verhaltens

  7. Denken Definitionen (2) » Dörner (1976): Denken ist Problemlösen, ist Umwandlung bestimmter Sachverhalte mit Hilfe bestimmter Operatoren. » Funke (2003): Problemlösendes Denken erfolgt, um Lücken in einem Handlungsplan zu füllen, der nicht routinemäßig eingesetzt werden kann. Dazu wird eine gedankliche Repräsentation erstellt, die den Weg vom Ausgangs- zum Zielzustand überbrückt.

  8. Theorien zur Erklärung der PL • Assoziation: Umschichtung von Reaktionshierarchien • Gestalttheorie: Suche nach guten Gestalten • Psychoanalyse: Bewusstmachung unbewussten Inhalte • Funktionalismus: Informationsverarbeitung

  9. Duncker (1935): Methoden heuristischen Denkens Situationsanalyse Zielanalyse | | | Konfliktanalyse Materialanalyse was will ich warum geht was kann ich eigentlich? es nicht? brauchen? was kann ich entbehren? Heuristik: Wenn in einer unbekannten Situation eine Verhaltensentscheidung zu treffen ist, suche die ihr am meisten ähnliche und tue das dort Bewährte!

  10. Transformationsmethode

  11. Reduktionsmethode

  12. Operatorenanwendungsmethode

  13. II. Problem: Definition • „Problem“ = Barriere zwischen Ist- und Soll-Zustand, die durch Operator-Einsatz überwunden wird »Beispiel: Turm von Hanoi (= Sequentielles Problem: – schrittweise Annäherung an den Zielzustand – genaue Analyse des Suchraums möglich) Mit solchen Aufgaben sind jeweils nur bestimmte Erkenntnisse zu erzielen!

  14. III. Einfaches Problemlösen

  15. Turm von Hanoi (1)minimale Zugzahl: 2n-1

  16. Turm von Hanoi (2) • Eine Version des Turm von Hanoi kann bei www.gratisgames.de kostenlos herunter geladen werden.

  17. Problem versus Aufgabe (2) • Problem (Dörner) » Spannung zwischen Ist- und Soll-Wert; Barriere, die eine Transformation erforderlich macht; produktiv • Aufgabe » geistige Anforderung, für deren Bewältigung Methoden bekannt sind; reproduktiv • wichtig hierbei: Vorwissensabhängigkeit » Unterschied zw. Problem und Aufgabe ist von Vorwissen abhängig, somit keine absolute Eigenschaft des Problems selbst

  18. Typologie von Problemen • Ill-defined(schlecht definiert; z. B. mache das Wohnzimmer schöner)vs. well-defined problems(gut definiert. z. B. streiche das Wohnzimmer) » analog zur Unterscheidung offener und geschlossener Probleme » ausschließlich in Hinblick auf die Zielsituation definiert

  19. Taxonomie eines Problems » Nach Arlin 1. Problemtyp 2. Problemcharakter 3. Probleminhalt 4. Art der verlangten Informationsverarbeitung

  20. Problem ist eine Art von Barriere, die zwischen gegebenen Ist und zu erreichenden Soll-Zustand besteht. Die Barriere hängt vom Bekanntheitsgrad der Mittel und der Klarheit der Zielkriterien ab. • Daraus ergibt sich vier Barriere: • K+B+ Interpolation; Bsp: Schach • K+B-: Synthese; Bsp: Denksportaufgabe • K-B+: dialektisch • K-B-: dialektisch & Synthese; Bsp: mache Wohnung schöner, komplexe Probleme

  21. Dörner (1976) Problemlösen ist ein Prozess des Auffinden eines zielführenden Wegs in einem Labyrinth von möglichen Wegen (Änderung eines Sachverhalts mit Hilfe der Operatoren) • Operatoren: allgemeine Form einer Handlung, Handlungsprogramm • Sachverhalte: z. B. Zustände eines Autos • Operatoren: z. B. Werkzeuge

  22. Methode zur Erforschung einfachen PLs • Die geforderte Überführung eines Ausgangs- in den Zielzustand • Mehrschrittigkeit dieser Anforderung • Die eindeutige Feststellbarkeit der Zielerreichung • Typisches Beispiel dafür ist der Turm von Hanoi, bei dem das Ziel klar definiert ist.

  23. Methoden zur Datenerhebung • Verhaltensdaten • Subjektive Angaben • Fallbeispiel • Experten-Novizen-Vergleich • Verbalisierung: -Methode des lauten Denkens -Gedankenstichprobe -Interview -Gruppendiskussion Kritik: Nicht alles abfragbar, Wissen ist in Handlungen verpackt.

  24. IV. Eine Aufgabe zur Entspannung • Massai und Löwe: Wir befinden uns in Afrika, Kenia am Lake Nakuru. Dort treffen wir 3 Massai, die mit ihren 3 Löwen den Fluss per Boot überqueren wollen. In dem Boot haben maximal 2 Lebewesen (Massai, Löwe) Platz. Hat eine Gruppe das andere Ufer erreicht, muss immer wieder einer mit dem Boot zurückfahren, damit andere nachfolgen können. Es dürfen sich an jeder Uferseite nie mehr Löwen als Massai befinden, da sonst die Löwen die Massai auffressen. Wie kommen alle sicher über den Fluss?

  25. Situation • 3 Massai

  26. Situation 3 Löwen

  27. Situation Lake Nakuru

  28. Lösung ---- M L • Ausgang: MMM LLL ---- • Schritt 1: MM LL M L • Schritt 2: MMM LL L • Schritt 3: MMM LLL • Schritt 4: MMM L LL • Schritt 5: M L MM LL • Schritt 6: MM LL M L • Schritt 7: LL MMM L • Schritt 8: LLL MMM • Schritt 9: L MMM LL • Schritt 10: LL MMM L • Schritt 11: ---- MMM LLL M LL L MM M L MM L LL L LL

  29. Anmerkung • Positive Emotionen wirken sich fördernd auf kreatives Problemlösen aus. • In guter Stimmung weitet sich der Blick: - es werden sowohl mehr Unterschiede, als auch mehr Ähnlichkeiten zwischen Objekten gesehen - erhöhte geistige Flexibilität

  30. Eigenschaften eines Sachverhalts (nach Dörner, 1989) (1) Komplexität (2) Dynamik (3) Vernetztheit (4) Intransparenz (5) Unkenntnis und falsch Hypothesen

  31. (1) Komplexität » abhängig von der Anzahl der Elemente und der Vielfalt der Verknüpfungen im jeweiligen Realitätsbereich » ab einem gewissen Komplexitätsgrad sind komplexitätsreduzierende Maßnahmen erforderlich (wegen begrenzter Ressourcen!) – Abstraktion: Ausklammerung bestimmter Merkmale – Komplexbildung: Zusammenfassung einzelner Komponenten zu einem

  32. (2) Dynamik bzw. Eigendynamik • (autonome) Veränderungen der Situation über die Zeit hinweg, ohne Zutun des Problemlösers • erzeugt Zeitdruck • verlangt Abschätzen von Entwicklungen • Bsp. Problemlösen unter Zeitdruck

  33. (3) Vernetztheit • Eingriffe an einer Stelle des Systems erzeugen Effekte an weit entfernten Systempunkten • keine isolierte Beeinflussung einzelner Variablen möglich! • Notwendigkeit von Nebenwirkungsanalysen • Bsp.: » Grundwasser-Entnahmen » komplexe Ökosysteme

  34. (4) Intransparenz • weder sind alle beteiligten Variablen bekannt noch sind von allen bekannten Variablen deren Ausprägungen bekannt • keine direkte Feststellung beteiligter Merkmale

  35. (5) Unkenntnis und falsche Hypothese Beim Operieren einer komplexen und dynamischer Situation sind zu berücksichtigen: • gegenwärtiger Zustand der Situation • zukünftiger Zustand • voraussichtliche Veränderungen der Situation in Abhängigkeit von best. Eingriffen

  36. Realitätsmodell R. – die Gesamtmenge der Annahmen im Kopf eines Akteurs, die sich auf die einseitigen oder wechselseitigen, einfachen oder komplizierten Zusammenhänge der Variablen eines Systems beziehen • explizit (jederzeit abrufbar) • Implizit („Intuition“)

  37. Stationen des Planens und Handelns • Zielausarbeitung • Modellbildung und Informationssammlung • Prognose und Extrapolation • Planen, Entscheidung, Durchführung der Aktion • Effektkontrolle und Revision der Handlungsstrategien

  38. Gedächtnismodell sensu Dörner (1976) • Heuristische Struktur (HS) » (a) Analysator für Eigenschaften und Probleme » (b) Speicher für Lösungsmethoden („Heurismen“) » (c) Kontrollsystem zur Erfolgsbestimmung • Epistemische Struktur (ES) » enthält Wissen über Realitätsbereiche, „Datenbasis“ » organisiert als „aktiver semantisches Netzwerk“ Je nach Problemstellung ändert sich der prozentuale Anteil der Aufgabenteilung der beiden Strukturen

  39. Kritik der klassischen Problemlöseforschung 1/2 • Fachimmanente Ursachen » Simplizität der Problemstellungen – Denksportaufgaben – Rätsel » Krise der Intelligenzforschung – mangelnde Prognoseleistung für wichtige Bereiche (Arbeit, Politik) – Schulnoten-Bezug zu alltagsfremd – Faktorenanalyse als Methode diskreditiert – hypothesentestende vs. -generierende Verfahren

  40. Kritik der klassischen Problemlöseforschung 2/2 • Gesellschaftliche Randbedingungen » Schock durch “Ölkrise” 1972 » zunehmend sichtbar werdende Umweltkatastrophen » unübersehbar: Hungersnöte, Armut, Kriegsgefahren, Bevölkerungswachstum » keine Antwort der Problemlöseforschung auf die anthropologische Frage: – Ist der Mensch unfähig zum Umgang mit einer immer komplexer werdenden Umwelt?

  41. V. KomplexesProblemlösen

  42. Entstehungsgeschichte » Entstanden als Reaktion auf das seit Anfang der 70er Jahre spürbare Unbehagen mit klassischem Problemlösen: zu simpel, zu wenig realitätsnah » Vorschlag von Dietrich Dörner (Bamberg): Verwendung von computersimulierten Szenarien als neuartiges Reizmaterial für denkpsychologische Forschung » Verfügbarkeit von Großrechnern zunächst in Rechenzentren, später (als Kleinrechner) in psychologischen Laboratorien

  43. Forderung • Bei der Erfassung der operativen Intelligenz soll neben der Genauigkeit und der Geschwindigkeit auch noch ein operativer/strategischer Moment erfasst werden: – Umsicht (Antizipation von Neben- und Fernwirkungen) – Steuerungsfähigkeit der kognitiven Operationen – Verfügbarkeit von Heurismen – „Weisheit“

  44. Definition KPL 1/2 » nach Dörner et al. (1983, p. 26): » “Ein Akteur soll den Zustand eines Realitätsausschnitts hinsichtlich mehrerer Kriterien optimieren (Polytelie).” » “Dabei ist z.T. offen, hinsichtlich welcher Kriterien diese Optimierung erfolgen soll.” » “Außerdem herrscht beim Akteur Unkenntnis über Teile des Realitätsausschnitts und selbst die bekannten Merkmale sind nicht alle auch feststellbar; es sind intransparente Teile vorhanden.” » “Der Realitätsausschnitt ist komplex, d.h. der Akteur kann in der ihm zur Verfügung gestellten Entscheidungszeit selbst diejenigen Merkmale des Realitätsausschnitts nicht feststellen und verarbeiten, die an sich feststellbar sind, da deren Zahl zu groß ist.”

  45. Definition KPL 2/2 » nach Frensch und Funke (1995, p. 18) – “CPS occurs to overcome barriers between a given state and a desired goal state by means of behavioral and/or cognitive, multi-step activities.” – “The given state, goal state, and barriers between given state and goal state arecomplex, change dynamically during problem solving, and are intransparent.” – “The exact properties of the given state, goal state, and barriers are unknown to the solver at the outset.” – “CPS implies the efficient interaction between a solver and the situational requirements of the task, and involves a solver’s cognitive, emotional, personal, and social abilities and knowledge.”

  46. Szenarien als Reizmaterial • Bsp. FIRE FIGHTING (Brehmer sowie Omodei & Wearing) » System realisiert in Echtzeit einen Waldbrand » VP muss aus der Ferne die Einheiten steuern und Einsatzbefehle geben » hervorragend geeignet zur Analyse von Entscheidungen unter massivem Zeitdruck und mit massiven Feedback-Problemen

  47. FIRE FIGHTING

  48. Eigenschaften eines komplexen Problems 1/3 • Komplexität » Die Systeme bestehen aus sehr vielen verschiedenen Variablen » Konsequenz: Die Verarbeitungskapazität des Problemlösers wird überschritten, daher besteht die Notwendigkeit der Informationsreduzierung • Vernetztheit » Diese Variablen sind untereinander stark vernetzt » Konsequenz: Der Problemlöser muss die (wechselseitigen) Abhängigkeiten zwischen den beteiligten Variablen berücksichtigen, daher besteht die Notwendigkeit zur Modellbildung und Informationsstrukturierung

  49. Eigenschaften eines komplexen Problems 2/3 • Eigendynamik » Das System entwickelt sich auch ohne Zutun des Akteurs weiter » Konsequenz: Es steht nur begrenzt Zeit zum Nachdenken zur Verfügung, daher besteht die Notwendigkeit rascher Entscheidungen aufgrund oberflächlicher Informationsverarbeitung • Intransparenz » Die Informationen, die der Akteur für seine Entscheidungen braucht, sind nicht vollständig zugänglich (z.T. aus prinzipiellen Gründen, z.T. aus Zeitgründen) » Konsequenz: Es besteht die Notwendigkeit aktiver Informationsbeschaffung

  50. Eigenschaften eines komplexen Problems 3/3 • Polytelie » Es ist nicht nur ein Kriterium zu optimieren, sondern es müssen viele, gelegentlich einander widersprechende Bedingungen beachtet werden » Konsequenz: Der Problemlöser muss eine differenzierte Zielstruktur mit Regeln zur Konfliktlösung aufbauen und es besteht die Notwendigkeit mehrdimensionaler Informationsbewertung

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