1 Analoges Denken in der Kindheit Mihaela Tudose Analoges Denken in der Kindheit Bachelor Seminar...

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Analoges Denken in der KindheitMihaela Tudose

Analoges Denken in der Kindheit

Bachelor SeminarKognitive Systeme (WS 2007/2008)

Mihaela Tudose


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Inhalt

Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

1. Analoges Denken - Begriffe2. Jean Piagets Theorie3. Entwicklung des analogen Denkens (Einflussfaktoren)

3.1 Art der Analogie3.2 Relational Familiarity - Hypothese3.3 Relational Shift - Hypothese3.4 Relational Complexity - Hypothese3.5 Multiple Factors - Hypothese

4. Fazit5. Literatur

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Analoges Denken – Begriffe (1)

Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Analoges Denken (Analogie = griech. Übereinstimmung)Das Erkennen von Ähnlichkeiten und das Schliessen von Bekanntem auf Unbekanntes

Arten von Analogien Item-Analogie (klassische Analogie): Lösen von AnalogieproblemenA:B :: C:? (D) Bsp. dunkel:hell :: naß:? (trocken) Problem-Analogie: Analogie verwenden, um Probleme zu lösenBsp: Bestrahlungsaufgabe von Duncker

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Analoges Denken – Begriffe (2)

Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Oberflächenähnlichkeit („surface similarity“): Analogie zwischen den Problemelementen oder ihren Eigenschaften Bsp. Erfindung des Klettverschlusses nach dem Vorbild der Klette

Strukturelle Ähnlichkeit („relational similarity“): Analogie zwischen den Relationen der Problemelementen, auch wenn die Problemelemente selbst vollkommen unähnlich sind

Bsp. Kekule - die molekulare Struktur von Benzol als Ring – Analogie zu der Schlange, die sich selbst in den Schwanz biss

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Jean Piagets Theorie

Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Untersuchung des analogen Denkens bei Kindern im Alter von 5 bis 12 Jahren mit einer auf Bilder basierte Version der Item-Analogie-Aufgabe

Experiment:

eine Gruppe ungeordneter Bildern (Hund, Feder, Auto, Staubsauger, Hundehaar, Vogel, Boot) paarweise zusammenlegen (einfache Relation) die Paare zu Vierergruppen zusammenlegen: Vogel:Feder:: Hund:Haar (analoge Relationen – Relationen zweiter Ordnung) Hypothese: analoge Relationen erst in der Stuffe des formal-operatorischen Denkens (11-12 Jahre)

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Jean Piagets Ergebnisse

Entwicklungsstuffe Ergebnis des Experimentsvoroperatorisches Denken (2-6 J.)

5 Jährige - bilden Paare nach rein individuellen Gesichtspunkte Bsp. Staubsauger:Feder (weil er Feder aufsaugt) od. Staubsauger:Boot (er sieht wie ein Boot aus)

konkret -operatorisches Denken (7-11 J.)

Paare richtig bildenAber: keine analoge Relationen

formal -operatorisches Denken (ab 12 J.)

in der Lage, Analogien selbständig zu bilden und als relationale Ähnlichkeit zu rechtfertigenRelationen zweiter Ordnung

Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

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Analoges Denken in der KindheitMihaela Tudose Analoges Denken in der KindheitMihaela Tudose

Entwicklung des analogen Denkens

Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Faktoren zur Erklärung der altersabhängigen Entwicklung des analogen Denkens

Piaget unterschätzt die Fähigkeit der Kindern, in Analogien zu denken Art der Analogie altersabhängig unterschiedlich

neue Hypothesen: relational familiarity (Goswami) relational shift (Gentner und Rattermann) relational complexity (Halford) multiple factors (Richland)

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Analogie beim Problemlösen

Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Analoges Denken bei Kindern – Analogie beim Problemlösen 3 Jährige - Rolle der Mutter ihrer Puppe Experiment: 4 Jahre alter Junge

„Wenn der Berg ein Knie hätte, wo würde es sein?“ er realisiert ein guten „mapping“ des menschlichen Körpers

Um analoges Denken zu verstehen, sind eher Paradigmen notwendig, die näher am natürlichen Verhalten liegen. Übergang von:

Lösen von Analogie-Problemen (A:B::C:?) zu der Anwendung von Analogien beim Problemlösen

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Problemanalogien bei kleinen Kindern

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Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Kinder kleiner als 3 Jahre: analoges Denken schwer durch Item-Analogien zu bestätigen Problem-Analogien ausdenken Problem B ist zu lösen aus Erfahrung mit dem ähnlichen Problem A Lösung Indikator fürs analoge Denken: denken Kindern daran, die Lösung von A für B anzuwenden? Kinder zwischen 10 - 13 Monate altErgebnisse: 13 Monate: Lösung selber gefunden oder Eltern zeigen ihnen ein Mal 10 Monate: höheren Ähnlichkeitsgrad („surface similarity“) notwendig (Bsp. alle drei Problemen - gleiche Puppe) Erfolg

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„Relational Familiarity“-Hypothese (1)

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Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Goswami: „relational familiarity hypothesis“ –wichtiges methodologisches Problem bei Piaget; Bsp. Steuerungsmechanism als Relation in der Analogie Fahrrad:Lenker::Schiff:Ruder

analoges Denken ist verfügbar vom frühen Säuglingsalter die Leistung der Kinder, was das analoge Denken betrifft, nimmt mit dem Alter wegen der Zunahme von Kenntnissen über relevante Beziehungen zu analoges Denken bei Kindern ist stark von ihrer Kenntnissen über die Relationen abhängig

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Kleine Kinder scheitern in Item-Analogie-Aufgaben wegen Mangel an Kenntnisse über die Beziehung, die zu verwenden ist. 3-5 Jährige kennen diese Objekte und die Beziehungen: „Vögel leben in Nestern“

Alter Prozent der richtigen Lösungen

4 J. 59

5 J. 66

9 J. 94

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Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

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Kontroll-Aufgabe Wurde die richtige Antwort (Hundehütte) nur wegen der Attraktivität des Bildes ausgewählt? Nur das Bild mit dem Hund wurde gezeigt Kinder sollten auswählen, was mit dem Hund am besten zusammenpasst Auswahl: „Knochen“ – Assoziation und nicht die Analogie auch andere richtige Antworte zu möglich (9 J. 76%; 4 J. 82%); weniger Flexibilität bei Analogie: nur eine Antwort möglich (9 J.89%; 4 J. 60%) die Analogieaufgabe wurde verstanden

Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

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Relational Shift

Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Gentner und Rattermann in der altersabhängige Entwicklung des analogischen Denkens findet eine relationale Verschiebung („relational shift“) statt relational shift = Übergang von einer Analogie aufgrund der perzeptuellen Charakteristika der Objekten (Relationen zwischen Eigenschaften der Elementen) zu einem analogen Denken auf Basis struktureller Ähnlichkeiten (Relation zwischen Relationenen) Bevor diese relationale Verschiebung stattfindet, konzentrieren sich die Kinder in erster Linie auf der Ähnlichkeit der äusserlich wahrnehmbaren Eigenschaften zwischen Gegenständen Sie bilden Analogien auf Basis der perzeptuellen Ähnlichkeit erst später können sie die strukturelle Ähnlichkeiten verstehen, und auf Basis der Eigenschaften der Relationen denken Das Wissen über die relevante Beziehungen ist für diese relationale Verschiebung die relationale Verschiebung - Domain-spezifisch: sie findet in unterschiedlichen Altern für verschiedene Bereiche abhängig von dem Wissen der Kinder über ein bestimmtes Bereich statt

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Halfords structure mapping – Theorie (1)

Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

logische Fähigkeiten wie Umgang mit Transitivität beruhen auf der Fähigkeit, geeignete Bezüge zu realen relationalen Strukturen (mappings) herzustellen

relational complexity (Definition): die Anzahl der Beziehungen, die parallel verarbeitet werden müssen (Halford)

Beschränkungen der Verarbeitungskapazität beeinflüßen die Arten der Analogie, die Kinder an verschiedenen Zeitpunkten in der kognitiven Entwicklung verwenden können die Fähigkeit der Verarbeitung mehreren Relationen gleichzeitig

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Halfords structure mapping – Theorie (2)

Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

einfaches analoges Schließen, d.h. mapping einzelner Relationen – relativ früh in der Entwicklung (mit 2 Jahre), da niedrige Verarbeitungskapazität notwendig (1 Relation zwischen 2 Objekte) Bsp. : Schokolade:schmelzende Schokolade=Schneemann:schmelzender Schneemann

komplexe relationale mappings, z.B. geordneter Paar von Relationen– erst mit 5 Jahre möglich (2 Relationen zwischen 3 Objekte) Bsp. Analogie Papa>Mama>Baby Tom glücklicher als Bill, Bill glücklicher als Mike, wer ist der glücklichste? entscheidender Faktor: Komplexität der Analogie Zunahme der Verarbeitungskapazität - Motor der kognitiven Entwicklung

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Transitivität-Aufgabe

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Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Goswami: 3-4 Jahre alt Papa Bär>Mama Bär>Baby Bär Dimensionen für die Analogie: Tempetatur, Lautstärke, Intensität, Breite kochend heiß, heiß oder warm (Temperatur der Brei für die 3 Bären) Breite des Bettes Stärke der Stühle

Dimensionen Alter

3 Jahre 4 Jahre

Temperatur 31% 95%Breite 62%Stärke 76%Stimme 31%Höhe der Spiegel 62%

relational familiarity wichtig

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„Multiple Factors“ – Hypothese

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Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Richland, Morrisson, Holyoak Rolle mehrerer Faktoren in der Entwicklung analoges Denkens

Wissen über die Relationen (relational familiarity) Komplexität der Relationen - Funktionen des Arbeitsspeichers abhängig von der Entwicklungen im präfrontalem Kortex (relational complexity) Tendenz zu antworten auf Basis von öberflächlichen oder strukturellen Ähnlichkeiten zwischen Objekten (relational shift)* Bei Konflikten zwischen der strukturellen und öberflächlichen Ähnlichkeiten – eine hemmende Kontrolle im Arbeitsspeicher notwendig

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Inhibitory control (1)

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Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Hemmende Kontrolle Hypothese: hemmende Kontrolle - wichtiger Faktor Test: „Tag“ antworten, wenn im Bild der Mond; „Nacht“ antworten, wenn im Bild die Sonne

Aufgabe nicht verstanden – „Tag“ ist aktiviert, wenn Bild mit Sonne gezeigt (Kinder 4-5 Jahre)

neue Aufgabe: „dog“ sagen, wenn sie den Mond sehen; „pig“, wenn die Sonne – hier keine Konkurrenz zwischen den Bildern und die semantische Bedeutung des Wortes

Aufgabe verstanden, Regel gemerkt, richtige Antwort keine hemmende Kontrolle in dem Tag-Nacht-Test entscheidend für das Ergebnis

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Inhibitory control (2)

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Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Hemmende Kontrolle

strukturelle Ähnlichkeit in Konkurenz mit einer hervortretenden oberflächlichen Ähnlichkeit Hemmung der Oberflächenähnlichkeit notwendig die Entwicklung der hemmenden Kontrolle – Erklärung für „relational shift“

Modell:

Relational familiarity

Relational complexity

Inhibitory control Relational shift

analogical reasoning

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„Multiple Factors“ – Experiment

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Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Experiment:

untersucht relational complexity und featural distraction Relationen bekannt für 3 Jahre alte Kinder (küssen, jemandem hinterherlaufen, füttern) Objekte: Menschen, Tiere, Puppen 68 Teilnehmer:

3-4 Jahre alt: 22 6-8 Jahre alt: 21 13-14 Jahre alt: 25

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„Multiple Factors“ – Materiale

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Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Materiale und Design:

1. Anzahl der Instanzen der relevanten Relation (1 oder 2)2. Ein Objekt im Ziel-Bild als „distractor“ (Katze) oder „non-distractor“ (Sandkasten)

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„Multiple Factors“ – Ergebnisse

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Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Ergebnisse: 4 Kategorien der Angaben:

correct relational response relational error: ein Objekt in der richtigen Relation aber in der falschen Rolle featural error:

Wahl auf Basis der Oberflächenähnlichkeit – mit Ablenkung Wahl eines anderen Objekt in der gleichen räumlichen Position – ohne Ablenkung

other errors

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Correct relational response (1)

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Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Ergebnisse: correct relational response

65

38

46

82

6461

90

83

36

55

97 95

0

20

40

60

80

100

120

One relation/no distractor One relation/distractor Two relations/no distractor Two relations/distractor

Prozent

3-4 6-7 13-14

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Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Ergebnisse: correct relational response ANOVA- Test: Varianz zwischen den Gruppen größer ist als die Varianz innerhalb der Gruppen? Abhängige Variable: Genauigkeit beim Auswahl der richtigen Antwort Einflussvariablen – alle statistisch signifikant:

Alter: wichtigsten Einfluß Ablenkung relationale Komplexität

Interaktionen: Alter X Ablenkung – zuverlässige Interaktion Alter X relationale Komplexität - nicht zuverlässige Interaktion Alter X Ablenkung X relationale Komplexität – zuverlässige Interaktion

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Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Ergebnisse: correct relational response

Signifikante Einflüsse und Zuverlässigkeit der Interaktion:

Einflüsse

Alter

Relational Complexity

Ablenkung Relational Complexity X Ablenkung

3-4 Jahre alt X X X6-7 Jahre alt X X13-14 Jahre alt X

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Fehleranalyse – featural errors

Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Ergebnisse: featural errors als abhängige Variable46

11

46

0

25

4

27

0

5

0

8 8

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50


Prozent

3-4 6-7 13-14

27


Fehleranalyse – relational errors

Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Ergebnisse: relational errors als abhängige Variable

15

37

15

7

21

89

18

34

13

9

0

5

10

15

20

25

30

35

40


Prozent

3-4 6-7 13-14

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Fazit

Inhalt

Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Art der Analogie altersabhängig: Item vs. Problem-Analogie; Problemanalogien einfacher für Säuglinge und kleine Kinder als die abstrakten Item-Analogien Relationen sind den Kindern bekannt; Aufgabe verstanden? Erweiterung des Wissens über die Welt relational shift Instrumente zur Messung des analogen Denkens altersabhängig Komplexität der Analogien (Anzahl der Relationen) – kognitive Verarbeitungskapazität Analoges Denken – ein Kontinuum der Entwicklung altersabhängig (und nicht nur in der Stuffe des formal-operatorischen Denkens) Hemmende Kontrolle unterschiedlich nach Alter Was man als Analogie interpretieren kann, ist sehr unterschiedlich. Man findet auf eine Alterkontinuum auch ein Kontinuum verschiedener Formen, Abstraktions- und Komplexitätsgrade des analogen Denkens der Kinder

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Literatur

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Begriffe

Jean Piaget

Einflussfaktoren

Familiarity

Relational Shift

Complexity

Multiple Factors

Fazit

Literatur

Goschke, Thomas: Denken und Problemlösen. Analoger Transfer beim Problemlösen, Vorlesungsfolien: Allgemeine Psychologie, Technische Universität Dresden (http://www.psychologie.tu-dresden.de/allgpsy/Goschke/Goschke_Lehre/SS%202003/Denken/V05b_Analogien.pdf) Goswami, Usha (2001a): Analogical Reasoning in Children. In: Gentner, Dedre, Holyoak, Keith J. and Kokinov, Boicho K. (eds.): The Analogical Mind. Perspectives from Cognitive Science, Cambridge, MA: MIT Press Goswami, Usha: Analogical Reasoning in Children (www2.warwick.ac.uk/fac/soc/philosophy/research/conandselfcon/causal/seminars/goswami.doc) Goswami, Usha (2001b): So denken Kinder: Einführung in die Psychologie der kognitiven Entwicklung, Verlag Hans Huber, Bern – Göttingen – Toronto – Seattle Holyoak, Keith J.; Junn, Ellen N.;and Billman, Dorrit O. (1984): Development of Analogical Problem Solving Skills. In: Child Development, 1984, 2042 – 2055 (http://reasoninglab.psych.ucla.edu/KH%20pdfs/HolyoakJunnBillman1984.pdf) Richland, Lindsey E.; Morrison, Robert G.; and Holyoak, Keith J. (2006): Children‘s development of analogical reasoning: Insights from scene analogy problems. In: Journal of Experimental Child Psychology 94, 2006, 249-273 (http://www.gse.uci.edu/richland/articles/1-PictureAnalogyRMH.pdf) Wicki, Werner (2005): Entwicklung des Problemlösens, Vorlesungsfolien: Einführung in die Entwicklungspsychologie (Kognition), Universität Fribourg, WS 05/06 (http://www.unifr.ch/psycho/general/wicki/Entwicklung_Problemloesens.pdf)

http://www.psychologie.tu-dresden.de/allgpsy/Goschke/Goschke_Lehre/SS%202003/Denken/V05b_Analogien.pdf



http://reasoninglab.psych.ucla.edu/KH%20pdfs/HolyoakJunnBillman1984.pdf

http://reasoninglab.psych.ucla.edu/KH%20pdfs/HolyoakJunnBillman1984.pdf

http://www.gse.uci.edu/richland/articles/1-PictureAnalogyRMH.pdf

http://www.gse.uci.edu/richland/articles/1-PictureAnalogyRMH.pdf

http://www.unifr.ch/psycho/general/wicki/Entwicklung_Problemloesens.pdf

http://www.unifr.ch/psycho/general/wicki/Entwicklung_Problemloesens.pdf

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Vielen Dankfür die Aufmerksamkeit!

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