Mind-Mapping. Umformung in eine Frage (1) The man is here. Is the man here? (2) The man will leave. Will the man leave?

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1 Mind-Mapping Geschichte Früher: nur allgemeines set of reasoning abilities Heute: bereichsspezifische Aufgabenverteilung Im Rückblick frühe Entstehung durch Kant, Descarte, Thorndike u.a. Überblick über die Entwicklung des Ansatzes Chomskys Theorie der Universalgrammatik Modulare Ansätze des Wissens Constraints ( Lernregeln ) Philosophische Einblicke in die theoretische Wissensstruktur Lernen; Erinnern; Problemlösungen Erkenntnisse aus Vergleichen, z.b. der Tierwelt

2 Mind-Mapping Chomskys Theorie der Universalgrammatik von großer Bedeutung moderne, auch umstrittene Theorie Ansatz: ein mentales Organ zuständig für Sprache gibt gute Illustration der Domain-Theorie Chomskys linguistic theory Einen Satz verstehen heißt ihm abstrakte Kategorien zuordnen Satzbildung heißt zwangsweise auch Interpretation der abstrakten Satzstruktur Abstrakte Kategorien können nicht aus der Oberfläche des Satzes abgeleitet werden ( z.b. der Wortreihenfolge )

3 Mind-Mapping Beispiel Umformung in eine Frage (1) The man is here. Is the man here? (2) The man will leave. Will the man leave? Ableitung der Hypothesen Struktur-unabhängige Hypothese H 1 : Ein Satz wird Wort für Wort von Anfang bis Ende gebildet. Wird bei dem Beispiel die erste Wortart, hier Verb, erreicht, wird diese bei der Umformung an den Anfang gesetzt. Struktur-abhängige Alternativhypothese H 0 : Ein Satz wird aus Satzstrukturen gebildet. Bei der Umformung im Beispiel wird das Verb ausgesucht, weil es als erstes nach der Nomen -Phrase erscheint.

4 Mind-Mapping Unterschiede Struktur-unabhängige Hypothese ist weniger komplex und beruht auf Oberflächenanordnung der Satzsequenzen Unter der Annahme, dass das Gehirn rein ökonomisch arbeitet, müsste man die Struktur-unabhängige Hypothese als richtige Erklärung für die Sprachorganisation annehmen Prüfen der Hypothesen Anhand strikter Befolgung der Hypothesen hat Chomsky die folgenden Umformungen gebildet: Struktur-abhängig (1) Theman whoishereistall. Istheman whoisheretall? (2) The man who is tall will leave. Will the man who is tall leave?

5 Mind-Mapping Struktur-unabhängig (1) Theman whoishereistall. Istheman whohereistall? (2) The man who is tall will leave. Is the man who tall leave? Ergebnis Struktur-abhängige Hypothese ist diejenige, die sinnvolle Resultate hervorbringt Fragen aus Ergebnis Woher kennen Kinder dieses Ergebnis, ohne dass sie je mit den beiden möglichen Hypothesen vertraut gemacht wurden? Warum verwenden alle Völker die Struktur-abhängige Variante obwohl diese nicht dem Grundsatz der Ökonomie entspricht?

6 Mind-Mapping Ableitungen Chomsky schließt daraus, dass der Geist modular aufgebaut ist Es gibt separate Systeme für verschiedene Aufgaben, z.b. Sprache, Gesichtserkennung, visuelles System Hierfür gibt es nach Chomsky zwei wichtige Hinweise: Beschaffenheit der Sprachstruktur ist abweichend von dem Rest der Struktur geistiger Aufgabenbewältigung Das Lernen der Sprache ist losgelöst vom Lernen allgemein Chomskys Ansatz ist umstritten, aber auch neue Studien bestätigen, dass das Erlernen von Sprache in allen kulturellen Bereichen und unterschiedlichem linguistischer Umwelt gleich verläuft. Auch bei Blinden und Tauben, die andere sensorische Zusammensetzung haben als gesunde haben, verläuft Spracherwerb sehr ähnlich

7 Mind-Mapping Modulare Ansätze des Wissens Chomsky Der Geist ist modular aufgebaut Jedes Modul hat eine eigene charakteristische Struktur Marr Gibt eine ähnliche Erklärung in seinem principle of modular design Untersucht vor allem das visuelle System Visuelle System ist eine [Domain] und besteht aus unabhängigen Unter-Modulen, die aber gleicher Verfahrensweise folgen Diese Untermodule bestehen z.b. aus Form, Größe, Bewegung, etc Die visuelle Leistung ist schließlich das Zusammenbringen der Ergebnisse aller Module zu einem Bild

8 Mind-Mapping Modulare Ansätze des Wissens Fodor beschäftigt sich als erster mit der Modularität aller Geistesleistungen in Form von Domains, z.b. Farbwahrnehmung, Gesichtswahrnehmung, Formwahrnehmung, Dreidimensionalität, Stimmwahrnehmung, etc. Einzelne Systeme geben nicht nur den Input wieder, sondern sind auch Interpretatoren des aufgenommenen Perzepts Module charakterisieren die Arrangements, die sie aufnehmen

9 Mind-Mapping Constraints ( Lernregeln ) Constraints können als Einschränkungen der Wissensstruktur im Lernen bezeichnet werden. Sie entsprechen Lernregeln, anhand derer ein Mensch seine Lernfunktionalität effektiv gestaltet Constraints dienen der Vereinfachung der Aufnahme Beispiel: Kinder verwenden Constraints bei der Annahme, dass Nomen in der Regel das gesamte Objekt beschreiben => Klassifizierungs- Gesamtobjekt-Lernregel Gemäß dieser Lernregel ist ein Hase nicht weißes Fell oder eine Sache die springen kann Gemäß dieser Lernregeln geht man davon aus, dass ein modulares Verarbeitungssystem die Interpretationsmöglichkeiten stark einschränkt und die Verarbeitungsgeschwindigkeit stark erhöht / Verarbeitung erst möglich macht

10 Mind-Mapping Theorie Allgemeingültige und Alltagstheorien sind ein weiteres Argument für eine Domain-Struktur => umstritten Entscheidender ist es bei Wissenschaftlichen Theorien Diese beruhen auf Ansichten einzelner Fakultäten Versuche zu den Alltagstheorien: Kinder bekommen Holzklötze ( symmetrische und asymmetrische Gewichtsverteilung ) und sollen diese auf eine Kante legen, so dass sie nicht herunterfallen. Anfangs funktionierte es mit Trial and Error gut. Im Laufe der Zeit entwickeln Sie eine Hypothese, dass die Blöcke immer mittig aufliegen sollen => Klassifikation

11 Expertise (skill domain) Betrachtung von durch Übung/Training besonders ausgeprägten Fähigkeiten unter bereichsspezifischer Perspektive Beispiele: Schachspielen, Spezialwissen zu einem best. Thema etc. Die erworbenen Fähigkeiten können so exzeptionell sein, dass z. B. Kinder in diesem speziellen Bereich Erwachsene übertreffen (entgegen dem Normalfall, dass Kinder von Erwachsenen lernen)

12 Wie ist dieses Spezialwissen unter dem Aspekt der Bereichsspezifität einzuorden? Kann nicht erklärt werden durch individuelle Unterschiede in der Grundausstattung (angeborene Fähigkeiten) Kann nicht erklärt werden durch bereichsübergreifende Effekte (Schachexperten können in Alltagsdingen höchst durchschnittlich sein). Angeborene Fähigkeiten (z. B. visuelles Gedächtnis zur Mustererkennung) können genutzt werden, aber Schachexperten sind nicht zwangsläufig Experten in Mustererkennung Mehr noch: Die trainierten Leistungen sind so speziell, dass z. B. zufällig angeordnete Schachfiguren nicht in gleichem Maße wie bestimmte Spielkonstellationen erinnert werden können.

13 Weshalb sind skill domains keine Domains im Sinne der bereichsspezifischen Perspektive? Keine angeborenen Strukturen für skill domains Skill Domains resultieren aus Stunden intensiver Übung Keine angeborenen Constraints Ohne Bedeutung hinsichtlich der Evolution Automatischer Ablauf fällt schwer bzw. ist nicht möglich Schach als Beispiel ist keine Theorie oder Konzept, obgleich durch Regeln geprägt, und nicht korrigierbar

14 Vergleichende Perspektiven Animal studies Welche Untersuchungen hinsichtlich einer domain-spezifischen Perspektive sind sinnvoll? Hinsichtlich der Bereichsspezifität ist die Untersuchung allg. Lernmechanismen speziesübergreifend nicht sinnvoll. Untersuchungen an Tieren haben gezeigt, dass Lernen nur im Kontext spezies-spezifischer Mechanismen möglich ist.

15 Beispiel: Vermeidungslernen bei Tieren (Animal Aversion Training) Bei gleichzeitiger Darbietung eines Elektroschocks und eines visuellen bzw. eines Geschmacksreizes lernen die Ratten, den visuellen Reiz zu vermeiden. Bei einer zeitlichen Verknüpfung einer Vergiftung mit einem Geschmacksreiz lernen die Ratten, den Geschmacksreiz zu vermeiden. Die Ratte lernt, den Geschmackstimulus trotz der zeitlichen Verzögerung zwischen Gift und Effekt zu vermeiden. Die gebildete Assoziation ist also nicht nur von der raum-zeitlichen Verknüpfung abhängig, sondern ist bereichsspezifisch.

16 Vermeidungslernen ist bereichsspezifisch Es ist im Sinne der Evolution äußerst sinnvoll, einen kognitiven Mechanismus zu haben, der eine Spezies lehrt, vergiftete (verdorbene, unreife) Nahrung zu vermeiden. Der Lerneffekt wird begleitet von einem Constraint: Bei Vergiftung suche die Ursache in etwas das geschluckt wurde! Diese Hypothese wäre aus Stimulus-Response Perspektive undenkbar. Die Versuche mit den Ratten zeigen, dass einiges leichter gelernt wird und im Laufe der Evolution entstandene Constraints dieses unterstützen indem sie helfen, das Wesentliche (hier: Geschmacksstimulus) zu identifizieren.

17 Vergleichende Perspektiven Cross-cultural studies Ähnlich den Studien über Lernmechanismen bei Tieren liefern auch kulturübergreifende Studien Regularien hinsichtlich der Bereichsspezifität. Studien, die lediglich die Kompetenz hinsichtlich der Grammatikregeln untersuchen sollten ergaben durch kulturübergreifende Vergleiche Regularien, die nicht domain-generell zu interpretieren waren (universelle Grammatik).

18 Cross-cultural studies Color terms Unterschiede in der sprachlichen Beschreibung von Farben reflektieren unterschiede hinsichtlich der Art und Weise wie Farben erfahren und auch benannt/bezeichnet werden. Als Beispiel eine Studie über Analyse von Farbkomponenten in 98 versch. Sprachen. 1.) 11 Gundfarben 2.) 2048 Möglichkeiten, diese Grundfarben zu kombinieren 3.) Die Untersuchung ergab, dass nur 22 Kombinationen genutzt wurden. Mehr noch: Die Anordnung best. Grundfarben entspricht auch ihrem Muster im Sprachgebrauch Die Prinzipien der Organisation des Farbspektrums sind kulturübergreifend gleich, entsprechend einer konzeptuellen und perzeptuellen Domain Farbe

19 Cross-cultural studies Folk biology Eindrucksvolle Einheitlichkeit weltweit hinsichtlich der Klassifizierung der Tier- und Pflanzenwelt Grundlegende Prinzipien, nach denen die biol. Umwelt klassifiziert wird sind extrem stabil und unabhängig von der jeweiligen Lern-Umwelt Diese Prinzipien sind ebenfalls als bereichsspezifisch zu verstehen.trotz signifikanter Unterschiede der Tier- und Pflanzenwelt einer jeweiligen Kultur gibt es diese universelle Kategorie Lebewesen.

20 Cross-cultural studies Symbolic represantations Der Antrieb, die Welt symbolisch zu interpretieren ist ein kulturübergreifendes Phänomen. In neuerer Überarbeitung werden Symbole nicht lediglich als Zeichen betrachtet, da sie keine umschreibende Bedeutung haben usw. Die Bedeutung von Symbolen in kognitiver Hinsicht besteht darin, die Aufmerksamkeit zu fokussieren und Repräsentationen im Gedächtnis hervorzurufen. (Sperber 1975)

21 Charakteristik von Domains Schwierigkeit einer eindeutigen Definition Was ist mit Bereichsspezifität (Domain specificity) gemeint? Trotz vielseitiger Forschungsergebnisse ist es leichter, Beispiele für (mögliche) Domains zu nennen, als eine klare Charakteristik Welche Besonderheiten sind allen Domains gemein? Bereichsspezifität meint ein Wissenspaket, welches ein bestimmtes Phänomen identifiziert und interpretiert und möglicherweise bestimmte Kompetenzen gemeinsam nutzt, dabei jedoch hinsichtlich des Bereiches klar abgegrenzt ist und allgemein.

22 Domains as guides to partitioning the world (Domains, um die Welt in Bereiche aufzuteilen?) Eine Sichtweise ist, dass Domains in ihrer Funktion der Identifizierung eines konzeptuellen Phänomens ein einzelnes Merkmal nutzen, auch das Phänomen (z. B. Lebewesen) aus unterschiedlichen Konzepten (Mensch, Hase etc.) besteht. Trotz der Möglichkeit unterschiedlicher Klassifizierungen (z. B. von Lebewesen), ist ein typisches Merkmal folgendermaßen charakterisiert:. Auftreten in einem frühen Entwicklungsstadium. Relative Stabilität. Wird mühelos erworben (nicht durch aufwendiges Lernen)

23 Domains as explanatory frames (?) Eine kognitive Domain ist eine Klasse von Phänomenen, die untereinander relevante Information austauscht, nicht aber mit anderen Bereichen Modifizierung eines bestimmten Merkmals ändert nicht die Zugehörigkeit zu einer bestimmten Kategorie

24 Domains as functional and widely distributed devices Bereichs-Kompetenz ist ein auf Wesentliches reduzierter Satz der kognitiven Fähigkeiten, die ein Organismus entwickeln kann. Kompetenz bezüglich Anpassung/Anpassungsfähigkeit Bereichsspezifische Kompetenz ist allen Mitgliedern einer Spezies gemein, d.h. ist nicht zu verstehen als Lösung persönlicher Probleme. Sogar ein innerhalb einer Population ungleich verteiltes Domain skill, kann nur das Ergebnis eines wiederholt auftretenden Problems sein.

25 Domains as dedicated mechanisms Bereichsspezifische Prozesse sind unabhängig von unserem Willen, sie unterliegen nicht der bewussten Kontrolle Bereichsspezifische Operationen umfassen gezielte, auf das Wesentliche reduzierte und unwillkürliche perzeptuelle, konzeptuelle oder schlussfolgernde Prozesse.

26 Was Domains nicht sind Im Gegensatz zur Semantik sind Domains nicht abhängig von einer Sprache. Effekte domain-spezifischer Wissensorganisation treten in Abwesenheit lexikalischer Indizes auf Skripts, Schemata, Prototypen, Analogien sind keine Domains