Högre kognitiva funktioner

Transkript

1 Högre kognitiva funktioner Sternberg & Sternberg 6:e upplagan Problemlösning (Kapitel 12) Beslutsfattande & Resonemang (Kapitel 11) Linnea Karlsson, IMB, Biologihuset Flygel C, 6 tr. (linnea.karlsson@physiol.umu.se) Resonerande & Informationsbehandling HT 11 Högre kognitiva funktioner Psykologiskt perspektiv på R&I: Vad vet vi om mänsklig förmåga till problemlösning, resonemang och beslutsfattande? Rationalitetsbegreppet Marr s beräkningsnivåer En Bayesiansk revolution Metodaspekter Vad är det att vara rationell? Att resonera i enlighet med logikens och matematikens regler T.ex. Aristoteles, Descartes, Dennett, Brown En organisms beteende är rationellt om det är optimalt anpassat till sin miljö (J.R. Anderson, 1990) 1

2 Marr s beräkningsnivåer David Marr (1982) Vision. 1. Computational level: The purpose of the process, what function R = f(s) that is being computed, WHAT is being computed (R = response, S = stimuli) 2. Algorithmic level: The processes and representations with which the computation is being performed (compare: program), HOW something is computed 3. Implementation level: In what physical system the algorithm is implemented, WHERE something is comptued Den Bayesianska revolutionen 1. Computational level: The purpose of the process, what function R = f(s) that is being computed, WHAT is being computed (R = response, S = stimuli) 2. Algorithmic level: The processes and representations with which the computation is being performed (compare: program), HOW something is computed 3. Implementation level: In what physical system the algorithm is implemented, WHERE something is comptued Hur studerar man högre kognitiva funktioner? Vanliga metoder: Papper-och-penna experiment, datoriserade experiment 1. Kognitiv modellering 2. Tänka högt 2

3 Olika typer av modeller: 1. Verbala modeller: tex. Rökning orsakar cancer men bara vid genetisk predisposition 2. Matematiska modeller: tex y = a + bx 3. Flow charts : Visuella representationer som summerar steg i en process 4. Simuleringsmodeller: Datorsimuleringar av processer ofta i real-tid Exempel: Flowchart The stage model (Atkinson & Shiffrin, 1968) Iconic buffer Short-term memory Long-term memory Viktig distinktion Prediktioner: att predicera framtida aspekter av ett fenomen Beskrivning: att beskriva ett fenomen 3

4 Marr s nivåer och kognitiv modellering Klassisk kognitionspsykologi antar oberoende mellan nivåer (ffa. en oberoende algoritmnivå) Konnektionism: Nivåerna WHERE och HOW kan inte vara oberoende Bayesiansk modellering: enda sättet att förstå och predicera beteende är genom analys på WHATnivån Bayesianska modeller Beskriver processande på beräkningsnivån Forts. Bayesianska modeller Försöker ge en bild av den verkliga verkligheten och människors uppfattning om verkligheten Motsvarar våra uppfattningar om verkligheten den verkliga verkligheten? Ett av problemen: att formulera de hypoteser som går in i modellen 4

5 Hur studerar man högre kognitiva funktioner? Vanliga metoder: 1. Kognitiv modellering 2. Tänka högt Tänka-högtprotokoll Ericson & Simon (1993) Verbal reports as data. Tänka-högtprotokoll 5

6 Exempel på instruktioner Exempel på instruktioner Högre kognitiva funktioner Rationalitetsbegreppet Marr s beräkningsnivåer En Bayesiansk revolution Metodaspekter 6

7 Mänsklig förmåga till problemlösning 1. Vad borde en problemlösningscykel innehålla? 2. Mänsklig problemlösning i relation till typer av problem 1. Välstrukturerade problem och mentala genvägar 1. General Problem Solver 2. Ostrukturerade problem och insikt 3. Andra begränsande och förenklande aspekter av mänskligt problemlösande Problemlösningscykeln 1. Problemidentifikation 2. Problemdefinition och representation 3. Strategiformulering 4. Organisering av information 5. Resursfördelning 6. Övervakning 7. Utvärdering Mänsklig förmåga till problemlösning 1. Vad borde en problemlösningscykel innehålla? 2. Mänsklig problemlösning i relation till typer av problem 1. Välstrukturerade problem och mentala genvägar 1. General Problem Solver 2. Ostrukturerade problem och insikt 3. Andra begränsande och förenklande aspekter av mänskligt problemlösande 7

8 Välstrukturerade problem ( well-defined problems ) Har (minst) en tydlig väg till lösning Heuristiker (mentala genvägar) används ofta för att lösa välstrukturerade problem Exempel: General Problem Solver (GPS) och Means- Ends Analysis GPS och Kryptoaritmetik D=5 DONALD + GERALD = ROBERT O,N,A,L,G,E,R,B,T=? 8

9 Mänskligt problemlösande och GPS General Problem Solver (Simon, Shaw & Newell, 1957) Separerade en generell problemlösningsmekanism från kunskap om uppgiften Objects och operators Exempel: en SÅG (operator) applicerad på en STOCK (objekt) producerar BRÄDOR (objekt) Mänskligt problemlösande och GPS General Problem Solver (Simon, Shaw & Newell, 1957) Huvudsaklig metod: Means-Ends Analysis: 1. Notera skillnaden mellan det aktuella tillståndet och det önskade 2. Formulera ett delmål som reducerar skillnaden 3. Välj en operator som tillåter att uppnå delmålet Mänskligt problemlösande och GPS Newell & Simon (1972) Human Problem Solving Fyra huvudsakliga operators behövs för uppgiften: Process column Generate Assign value Test admissable value 9

10 Thomas (1974) Hobbits & Orcs problem Mänsklig förmåga till problemlösning 1. Vad borde en problemlösningscykel innehålla? 2. Mänsklig problemlösning i relation till typer av problem 1. Välstrukturerade problem och mentala genvägar 1. General Problem Solver 2. Ostrukturerade problem och insikt 3. Andra begränsande och förenklande aspekter av mänskligt problemlösande Ostrukturerade problem ( ill-defined problems ) Saknar en tydlig väg till lösning 10

11 Insikt ( insight ) viktigt för lösandet av ostrukturerade problem? Insight is a distinctive and sometimes seemingly sudden understanding of a problem or of a strategy that aids in solving the problem Sternberg & Sternberg s. 498 Mänsklig förmåga till problemlösning 1. Vad borde en problemlösningscykel innehålla? 2. Mänsklig problemlösning i relation till typer av problem 1. Välstrukturerade problem och mentala genvägar 1. General Problem Solver 2. Ostrukturerade problem och insikt 3. Andra begränsande och förenklande aspekter av mänskligt problemlösande Andra begränsande och förenklande aspekter av mänskligt problemlösande 1. Mental set 2. Problemrepresentation 3. Analogi 4. Expert vs novis 11

12 Mental set En tendens att välja en särskild strategi eller att mer generellt se saker på ett sätt istället för på ett annat, lika troligt sätt The string problem Maier, 1930 Problemrepresentation The checker-board problem Analogi The tumor problem (Duncker, 1945): Given a human being with an inoperable stomach tumor and rays that destroy organic tissue at sufficient intensity, by what procedure can one free him of the tumor by these rays and at the same time avoid destroying the healthy tissue that surrounds it? 12

13 Novis vs expert En novis har inte samma förmåga till mönsterigenkänning som en expert Experter & Problemlösningscykeln 1. Problemidentifikation 2. Problemdefinition och representation 3. Strategiformulering 4. Organisering av information 5. Resursfördelning 6. Övervakning 7. Utvärdering Mänsklig förmåga till problemlösning 1. Vad borde en problemlösningscykel innehålla? 2. Mänsklig problemlösning i relation till typer av problem 1. Välstrukturerade problem och mentala genvägar 1. General Problem Solver 2. Ostrukturerade problem och insikt 3. Andra begränsande och förenklande aspekter av mänskligt problemlösande 13