Sitzung 12 Denken 3 Flashcards
Problem Definition
drei Aspekte, die ein Problem ausmachen (Mayer, 1992):
- Situation: Anfangs- oder Ausgangszustand
die Aufgabenstellung, bzw. ein bestimmter Zustand, der bestimmte Bedingungen, Dinge, Objekte o. Informationen spezifiziert. - Ziel: Zielzustand
Ein Zustand, der eine Lösung für das Problem darstellt. - Hindernisse o. Barrieren:
auf dem Weg vom Anfangs-zum Zielzustand treten Barrieren o. Hindernisse auf
-> Ob ein Problem besteht hängt stark von der Expertise der Person ab
Problemlösen Definition
Problemlösen ist der Versuch, den gegebenen Anfangs- in den Zielzustand zu überführen. Unter der Voraussetzung, dass Hindernisse o. Barrieren auftreten
Problemlösen beinhaltet also eine zielgerichtete Sequenz von kognitiven Operationen
Problemlösen bezeichnet die kognitiven Prozessen, die notwendig sind, um ein Ziel zu erreichen, für das in der Regel noch keine bekannte Lösungsstrategie vorhanden ist
Lösungsweg Definition
Schritte, die erledigt werden müssen, um vom Ausgangs- zum Zielzustand zu gelangen
Strategie Definition
Folgen eines Lösungswegs, d. h. die Entscheidung, welche Mittel verwendet werden, um mit der Barriere umzugehen und das Ziel zu erreichen
Problemtypen
- geschlossene & offene Probleme
2. einfache & komplexe Probleme
geschlossene & offenen Probleme
Reitman 1965:
a) Geschlossene o. klar definierte Probleme:
Anfangs- und Zielzustand sind eindeutig angegeben. Lösungsweg kann festgelegt
werden
b) Offene o. unklar definierte Probleme (auch dialektische Probleme):
Anfangs-, Zielzustand oder beides sind uneindeutig
einfache & komplexe Probleme
a) Einfache Probleme:
klarer Ausgangs- und Zielzustand
alle Zwischenzustände & möglichen Lösungswege sind im Prinzip bekannt
Einfache Probleme können trotzdem sehr schwierig zu lösen sein!
b) Komplexe Probleme
Höhere Alltagsrelevanz
Können komplexe Eigendynamik entwickeln: Zeitdruck, emotionale Belastung durch den Handlungskontext
Komplexe Probleme: Kriterien nach Frensch & Funke 2014
- Komplexität
- Vernetztheit
- Dynamik
- Intransparenz
- Polytelie (Vielzieligkeit)
Komplexe Probleme bestehen aus vielen Elementen, sind stark vernetzt & intransparent. Oft müssen mehrere Ziele verfolgt werden & die
Zustände des Systems verändern sich ständig.
Kriterien komplexer Probleme nach Frensch & Funke 2014: Komplexität
Die Anzahl der Variablen, die beim Problem(lösen) eine Rolle spielen ist hoch
Kriterien komplexer Probleme nach Frensch & Funke 2014: Vernetztheit
Die vielen Variablen sind miteinander vernetz und beeinflussen sich gegenseitig/ stehen in einem Zusammenhang
Kriterien komplexer Probleme nach Frensch & Funke 2014: Dynamik
zeitliche Veränderungen von Problemen
Die Dynamik kann so gestaltet sein, dass bestimmt Effekte erst verspätet auftreten
Eigendynamik = Problem verändert sich über die Zeit, ohne dass die problemlösende Person darauf eingewirkt hat
Kriterien komplexer Probleme nach Frensch & Funke 2014: Intransparenz
Nicht alle Informationen sind verfügbar
Kriterien komplexer Probleme nach Frensch & Funke 2014: Polytelie
Vielzieligkeit
Es gibt mehrere Zielzustände, die auch miteinander in Konkurrenz stehen können
Klassische Studien zum Lösen komplexer Probleme
- virtuelle Zuckerfabrik (Berry & Broadbent 1984)
2. Lohausen (Dörner et. al. 1983)
Komponenten des erfolgreichen Lösens komplexer Probleme
- Adäquate Formulierung von Zielen: Man weiß, was erreicht werden soll und verliert Zieldimensionen & -Kriterien nicht aus dem Auge
- Modell der Systemstruktur: Aufbau von Wissen darüber, wie Systemstrukturen zusammenhängen
- Prognose zukünftiger Systementwicklung: Dazu benötigt man ein angemessenes Modell der Systemstruktur
- Treffen von adäquaten Entscheidungen
- adäquates Kontrollen von Hypothesen
- adäquate Strategien zur Systemsteuerung
Was machen erfolgreich Problemlösende Personen
- gewinnen gezielt Wissen über das System
- beobachten Auswirkungen früherer Eingriffe
- reflektieren bisher getroffene Entscheidungen immer wieder kritisch
Probleme der Erforschung komplexen Problemlösens
- Validitätsprobleme
2. Reliabilitätsprobleme
Probleme der Erforschung komplexen Problemlösens: 1. Validitätsprobleme
Misst man wirklich das, was gemessen werden soll?
Szenarien, die komplexe Problemlösekompetenzen testen sollten eig. Valider sein als herkömmliche Intenligenztest, da realitätsnäher, jedoch gibt es auch hier z.b.: bei Zeitlichen Dimensionen realitätsferne Einstellungen, daher sind die Test nicht immer valide
Probleme der Erforschung komplexen Problemlösens:
2. Reablitätsproblem
Wird bei jedem Durchgang das gemessen was man messen will?
in viele Aufgaben gibt es Zufallskomponenten, die sich auf den Erfolg auswirken, man misst nicht nur Fähigkeiten der Person, sondern auch den Zufall
häufig gibt es ver. Zielkriterien & es muss festgelegt werden, auf welches man sich jetzt konzentrieren will
“einfache Probleme” Historischer Überblick
- Behaviorismus
Thorndike (1989, 1911): Lernen des Lösens von Problemen durch Versuch und Irrtum - Gestaltpsychologie
Es gibt Probleme, die nicht durch Versuch & Irrtum gelöst werden können
Einsicht: Veränderung der Problemrepräsentation - Kognitive Ansätze der Informationsverarbeitung (Newell & Simon, 1972)
Problemraumtheorie
Die Problemraumtheorie
Formaler Möglichkeitsraum, der alle denkbaren (Zielführende & nicht zielführende) Zustände erfasst, die bei der Lösung eines Problems auftreten können
Umfasst Ausgangszustand, Zielzustand &alle Schritte dazwischen
Mentale Operatoren = die mentalen Schritte, die eine Bewegung im Problemraum erlauben
Lösungspfad= Schritte im Problemraum, die zur Lösung führen
Bewegung im Problemraum
Menschen probieren Lösungsschritte im Problemraum nicht zufällig aus, sondern nutzen Heuristiken, um die möglichen
Handlungsalternativen einzuschränken
Bewegung im Problemraum: Heuristiken
- Vermeiden von Schleifen
- Methode der Unterschiedsreduktion
- Mittel-Ziel-Analyse
Bewegung im Problemraum: Heuristiken - Vermeiden von Schliefen
Man erinnert sich an frühere Zustände und vermeidet so Wiederholungen
Bewegung im Problemraum: Heuristiken - Methode der Unterschiedsreduktion
Wählen der Handlungsalternative, die zu einem Zustand führt, der dem Zielzustand möglichst nahe ist. Man überprüft & wählt Handlungsalternativen die einem näher ans Ziel bringen
Bewegung im Problemraum: Heuristiken - Mittel-Ziel-Analyse
Nach Analyse des Ziel- und Anfangszustand werden Teilziele formuliert, die nötig sind, um das Ziel zu erreichen. Handlungsoptionen werden so ausgewählt, dass sie es ermöglichen das nächste Teilziel zu erreichen.
Hilft Fehler zu vermeiden, die aufgrund von Unterschiedsreduktion gemacht werden, da dies nicht immer zielführend ist
Empirische Untersuchungen zur Problemraumtheorie
- Turm von Hanoi
2. Hobbit- und Ork-Problem
Empirische Untersuchungen zur Problemraumtheorie: 1. Turm von Hanoi
a) Nur eine Platte kann pro Spielzug bewegt werdenb) Eine größere Plattedarf nicht auf einekleinere gelegt werdenProbleme Fehler werden oft dann gemacht, wenn Schritte gemacht werden müssen, in denen sich die Scheiben zunächst vom Zielort entfernen
Empirische Untersuchungen zur Problemraumtheorie: 2. Hobbit-Ork-Problem
Aufgabe: Transportieren Sie mit einem Boot 3 Hobbits & 3 Orks über einen Fluss
Regeln:
a) Das Boot fasst nur zwei Individuen & es muss sich bei jeder Überquerung mind. ein Individuum im Boot befinden
b)Zu keinem Zeitpunkt dürfen sich an den Ufern mehr Orks als Hobbits
befinden (inkl. Bootsinsassen).
Optimale Lösung: Boot muss 11 mal bewegt werden
Probleme:
Schritt 3: Hier gibt es mehrere alternativen, die die Regeln nicht verletzen, aber nur eine, die letztendlich zum, Ziel führt
Schritt 6: Entfernung vom Zielzustand, weil man wieder zwei mit zurück nimmt
Einschränkungen der Anwendung der Problemraumtheorie
- Anwendung auf Alltagsprobleme schwierig
Da sind oft mehr Komplexität & unklare Problemzustände enthalten - Einige einfache Probleme können mit dem Standardmodell der Problemraumtheorie nicht gelöst werden -> Erweiterungen für Einsichtsprobleme
Einsicht: Definition
Phänomen des plötzlichen
Erfahrens einer Lösung
-> Aha-Moment
Einsichtsproblem: Definition
Einfache, klar definierte Probleme, die durch bloße
Suchprozesse nicht gelöst werden können
Ziel- & Anfangszustand sowie alle Schritte sind klar definiert, man kommt jedoch mit dem Heuristiken der Problemraumtheorie nicht zur Lösung
Beispiel Einsichtsproblem: Neun Punkte Problem
Aufgabe:
Verbinden Sie alle 9 Punkte mit einem Stift durch vier bzw. vier oder
weniger gerade Linien, ohne den Stift abzusetzen
Lösung: Man muss auserhalb der Gestalt der Neun Punkte Striche ziehen. Das fällt aufgrund von Fixierung den meisten Menschen schwer, da sie glauben, dass sie innerhalb der Figur der neun Punkte eine Lösung finden müssen
Phasen bei der Lösung von Einsichtsproblemen
Wallas, 1926
- Vorbereitungsphase
- Inkubationsphase
- Illuminationsphase
- Verifikationsphase
Phasen bei der Lösung von Einsichtsproblemen
(Wallas, 1926): 1. Vorbereitungsphase
Das Problem wird formuliert & es finden erste Lösungsversuche statt. Man scheitert daran, dass Problem mit den bekannten Methoden zu lösen
Phasen bei der Lösung von Einsichtsproblemen
(Wallas, 1926): 2. Inkubationsphase
Problem wird im Stillen betrachtet & eig. zu Seite gelegt
Phasen bei der Lösung von Einsichtsproblemen
(Wallas, 1926): 3. Illuminationsphase
Plötzliche Einsicht, die die Lösung bringt.
Idee: Einsicht ergibt sich nach Umstrukturierung der Problemelemente
Phasen bei der Lösung von Einsichtsproblemen
(Wallas, 1926): 4. Verifikationsphase
Lösung wird überprüft
Umstrukturierung bei Einsichtsproblemen
Die Phasen bei der Lösung von Einsichtsproblemen zeigen, dass historisch schon sehr früh klar war, dass zum Lösen dieser Probleme eine gewissen Umstrukturierung nötig ist, Die Umstrukturierung erlaubt dann Lösungen zu finden, die man in der ersten Repräsentation des Problems nicht finden konnte
Beispiel: Summe von Quadrat & Parallelogramm berechnen Siehe F. 35 o. L. 126
Frühe Befunde zu Umstrukturierungsprozessen beim Problemlösen
- Wirksamkeit von Lösungshinweisen
- Funktionale Gebundenheit
- Einstellungseffekte
- Fixierung
Frühe Befunde zu Umstrukturierungsprozessen beim Problemlösen: 1. Wirksamkeit von Lösungshinweisen
Lösungshinweise können wirksam sein, auch wenn sie nur unbewusst wahrgenommen werden, um Einsicht zu erzeugen
Beispiel: Vp sollen zwei Seile, die an der Decke hängen mit einenader verbinden. Wenn man jedoch das eine Seil fasst erreicht man das zweite Seil nicht
Lösung: Das zweite Seil zum schwingen bringen
Lösungshinweis: VL stößt Seil “aus versehen” an
Ergebnis: mehr VP kommen auf die Lösung, sagen aber, dass sie von alleine darauf gekommen sind, Lösungshinweis bleibt also unbewusst
Frühe Befunde zu Umstrukturierungsprozessen beim Problemlösen: 2. Funktionale Gebundenheit
Vorwissen/vertrauter Gebrauch verhindert,
Objekte in einer anderen Funktion für die Problemlösung zu verwenden
Beispiel: Kerze an die Wand nageln (siehe L. 127)
Frühe Befunde zu Umstrukturierungsprozessen beim Problemlösen: 3. Einstellungseffekte
Lösungsroutinen können Menschen von einer effektiven Problemlösung abhalten
Frühe Befunde zu Umstrukturierungsprozessen beim Problemlösen: 4. Fixierung
Gruppierung der Wahrnehmung blockiert Lösungsfindung
Beispiel: Neun Punkte Problem
Kognitive Theorien einsichtsvollen Problemlösens
Erweiterungen der Problemraumtheorie zur Erklärung von Prozessen der Umstrukturierung
Theorie der repräsentationalen Veränderung (Ohlsson, 1992)
Theorie der repräsentationalen Veränderung (Ohlsson 1992): Grundidee
Beim Versuch Einsichtsprobleme zu lösen, läuft man in Sackgassen, man versucht aus diesen Sackgassen auszubrechen. Dies bezeichnet man als Umstrukturierung
zu Umstrukturierungen kann es einmal auf der Ebene der Problem- und einmal auf der Ebene der Zielrepräsentation kommen
Theorie der repräsentationalen Veränderung (Ohlsson 1992): Ebenen der Umstrukturierung
- Problemrepräsentation: Wahrnehmung & Gruppierung der gegebenen Problemelemente & Aktivierung von Vorwissen
(Beispiel: Neun Punkte Problem, Quadrat & Parallelogramm) - Zielrepräsentation: welche Operationen an dem gegebenen Problem sind möglich/erlaubt, um das Problem zu lösen
Beispiel: Neun Punkte Problem, das einem klar wird, dass man auch über die neun Punkt hinaus zeichnen kann
Theorie der repräsentationalen Veränderung (Ohlsson 1992):
Warum treten Sackgassen auf?
- Problem- oder Zielrepräsentation nicht angemessen oder verzerrt
- das führt zu einer Vernachlässigung bestimmter Problemaspekte aufgrund von:
a) hinderlichem Vorwissen
b) unangemessener perzeptueller Interpretation oder Gruppierung der Problemsituation
Theorie der repräsentationalen Veränderung (Ohlsson 1992): Wie werden Sackgassen aufgelöst?
- Veränderung der Problem- oder Zielrepräsentation
2. Wahrnehmungs- und Gedächtnisprozesse, die zur Veränderung der Problemrepräsentation führen
Theorie der repräsentationalen Veränderung (Ohlsson 1992): Wie werden Sackgassen aufgelöst?
- Veränderung der Problem- o. Zielrepräsentation
- > Ermöglicht aktivierung neuer Operatoren & neure Gruppierung erlaubt Lösung
- > Es gibt Wahrnehmungs- und Gedächtnisprozesse, die zur Veränderung der Problemrepräsentation führen
Theorie der repräsentationalen Veränderung (Ohlsson 1992): Wie werden Sackgassen aufgelöst?
-Wahrnehmungs- und Gedächtnissprozesse
- Elaboration: Weitere Info. werden ergänzt, die bei der ersten Wahrnehmung außer acht gelassen wurden
- Re-Enkodierung: Reinterpretation des perzeptuelles Inputs
Beispiel: Quadrat & Parllelogramm - Lockerung von Randbedingungen: Handlungsmöglichkeiten die einem zu Verfügung stehen werden gelockert
Beispiel: Streichholzarithmetik
Diese Prozesse werden angestoßen, wenn während des Problemlöseprozesses eine Sackgasse erreicht wird.
Theorie der repräsentationalen Veränderung (Ohlsson 1992): Empirische Überprüfung
Streichholzarithmetik
Aufgabe: Gleichung durch Umlegen eines Hölzchens korrigieren
A: VI = VII + I
Lösung: Von der Sieben ein Hölzchen zur 6, dann lautet die Gleichung: 7 = 6 + 1
-> schaffen 75% der VP in einer Minuten
B: IV = III - I
Lösung: hier muss man aus dem Gleichzeichen ein Hölzchen wegnehmen & zum Minus ein dazulegen, dann erhält man: 4 -3 = 1
-> Schaffen nur 5 VP innerhalb einer Minute, da man die Randbedinungen lockern muss, weil viele Glauben, sie dürften die arithmetischen Operatoren nicht verändern
Einsicht: bewusst o. Unbewusst?
Vieles spricht dafür, dass unbewusste Prozesse bei der Lösung von Einsichtsproblemen eine Rolle spielen
Befunde, die für unbewussten Prozessen bei der Lösung von Einsichtsproblemen sprechen
- unbewusst wahrgenommene Hinweise
- geringe Metakognition
- Aha-Moment
- Lautes Denken
Befunde, die für unbewussten Prozessen bei der Lösung von Einsichtsproblemen sprechen: 1. unbewusst wahrgenommene Hinweise
Vp werden von Hinweisen auf die Lösung gebracht, jedoch sind sie nachher nicht in der Lage diese Hinweise zu nennen o. bewusst zu nennen, dass sie von diesen Hinweisen beeinflusst wurden
Befunde, die für unbewussten Prozessen bei der Lösung von Einsichtsproblemen sprechen: 2. Geringe Metakognition
Metcalfe & Wiebe 1987
Wissen wie weit man im Problemlöse Prozess fortgeschritten ist:
einfach Probleme, wie Turm von Hanoi: VP können gut abschätzen wie nah sie der Lösung sind
Einsichtsprobleme: VP denken oft sie Lösen das Problem nie, wenn plötzlich die Einsicht kommt o. VP denken sie sind der Lösung sehr nah laufen aber grade wieder in eine Sackgasse
Befunde, die für unbewussten Prozessen bei der Lösung von Einsichtsproblemen sprechen: Aha-Moment
Lösung kommt subjektiv plötzlich und ist nicht vorhersagbar
Befunde, die für unbewussten Prozessen bei der Lösung von Einsichtsproblemen sprechen: Lautes Denken
Schooler, Ohlsson & Brooks, 1993
Lautes Denken kann die Lösung von Einsichtsprobleme erschweren. Meist brauchen VP dadurch länger um zur Lösung zu kommen
bei einfachen Problemen, wie Turm von Hanoi hat Lautes Denken keine Auswirkungen (weder positiv noch negativ)
