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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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Presentation Transcript
lernen und ged chtnis

Lernen und Gedächtnis

VorlesungChristian Kaernbach

Teil 2: Gedächtnis

ebbinghaus
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%.
ebbinghaus1

Ebbinghaus

Woodworth & Schlosberg (1954):

Anderson (1983):

Ebbinghaus
  • Ersparnis als Funktion der Retentionsdauer20 Minuten bis 30 Tage
potenzgesetz

Anderson (1983):

„Potenzgesetz“
  • y = a  x  log(y) = log(a) +  · log(x)
  • Ein potenzförmiger Zusammenhang wird in doppeltlogarithmischer Darstellung linear.
potenzgesetz des lernens

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
verteiltes versus massiertes lernen
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
die jostschen gesetze
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.
das mehrkomponenten modell
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

visuelles kurzzeitged chtnis george sperling 19601

P

T

Q

B

D

V

M

R

H

Z

L

G

ISI

Inter

Stimulus

Intervall

50 ms

„visuelles Kurzzeitgedächtnis“George Sperling, 1960
visuelles kurzzeitged chtnis george sperling 19602

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
langer sensorischer speicher

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.
das mehrkomponenten modell1
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

das mehrkomponenten modell2
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

zwei systeme
Zwei Systeme?
  • Ebbinghaus-Daten: Evidenz für 2 Systeme?
  • Potenzfunktion, mud trap: evtl. doch ein System
memorieren versus elaboration

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.

das einspeichermodell shiffrin schneider 1970
Das EinspeichermodellShiffrin & Schneider, 1970
  • KZG ist aktiviertes LZG
  • LZG ist gegliedert nach Verarbeitungstiefe
    • sensorische Codes
    • ...
    • ...
    • semantische Codes
  • Aktivierungsausbreitung
  • Interferenz
aktivierungsausbreitung im lzg

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
aktivierungsausbreitung im lzg1

<

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

aktivierungsausbreitung im modell

Zocker

Katze

Hund

Karte

Fleisch

Knochen

Aktivierungsausbreitung im Modell
  • Klassisches Netzwerkmodell
  • parallel distributed processing, PDP,neuronale Netzwerke
kapazit t
Kapazität

Interferenz

Chemieprofessor zum Studenten, den er immer falsch anredet:

interferenz multiple assoziationen
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.
interferenz multiple assoziationen1
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
interferenz multiple assoziationen2

Bank

Kirche

Arzt

Arzt

Kirche

Park

Interferenz: multiple Assoziationen
  • Fächereffekt (u.ä.): Aktivierungsausbreitung mit begrenzter „Aktivierungskapazität“ der stimulierten Knoten
interferenz mit vorexperimentellem wissen
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
interferenz
Interferenz ?

Chemieprofessor zum Studenten, den er immer falsch anredet:

interferenz und redundanz

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 %

das arbeitsged chtnis

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
die zentrale exekutive
Die zentrale Exekutive
  • Baddeley: „Ein vages Konzept zur Aufnahme ungeklärter Prozesse im Arbeitsgedächtnis“
  • Forschung zur Aufmerksamkeit wird oft als Forschung zur zentralen Exekutive aufgefaßt.
die kapazit t der artikulatorischen schleife
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?
arbeitsged chtnis und kzg
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)
das ged chtnismodell von cowan

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)

hnlichkeiten und unterschiede der speicherung akategorialer und kategorialer information
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.)
kategoriale wahrnehmung
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

kategoriale wahrnehmung1
kategoriale Wahrnehmung
  • b - d - g Kontinuum: Änderung von Formant f2
kategoriale wahrnehmung2
kategoriale Wahrnehmung
  • b - d - g Kontinuum: Identifizierung
kategoriale wahrnehmung3
kategoriale Wahrnehmung
  • b - d - g Kontinuum: Diskrimination
    • Triaden 2 same - 1 different, Abweichler finden
    • 33% Zufallstreffer. Chirps: nur f2 darbieten.
rehearsal f r akategoriale und kategoriale information
Rehearsal für akategoriale und kategoriale Information
  • keine Verbesserung der Behaltensleistung für akategoriale (sensorische) Information durch Rehearsal

Sensorisches Rehearsal

Kategoriales Rehearsal

rehearsal
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