Kognitiv psykologi. Kognition / Kunskap. Ett filosofiskt problem.

Transkript

1 Kognitiv psykologi Kunskap: Hur vi representerar och organiserar kunskap, samt kategori- och begreppsbildning Anders Jansson Kognition / Kunskap Kognitionsmodeller IP-modellen, Konnektionistiska teorier, Prototypteori, Kognitiv semantik, Situerad kognition Kognitiva processer Perception, Uppmärksamhet, Minne, Problemlösning, Kategorisering, Språk, Tänkande, Beslutsfattande m.fl. Ett filosofiskt problem. the problem of mental representation might be the most difficult problem to solve in all of the sciences (Paivio, 1986) 1

2 Representationer Externa representationer Föreställningar i form av bilder, diagram, ritningar mm. Språkliga föreställningar Interna (mentala) representationer Symboliska Analoga Propositioner Objekt Relationer Schemata Distribuerade Externa representationer Skillnader mellan bilder och språkligt baserade representationer Bildbaserade representationer ligger närmare verkligheten eftersom de återger en struktur av den, rumsliga relationer är gratis Flera skillnader. Språkliga representationer Diskreta symboler med en minsta del Explicita symboler med exakt definition Grammatiska, klara regler för sammansättning av ord Abstrakt, och oberoende av sinne Bildbaserade representationer Godtycklig indelning ingen minsta del Distinkta symboler saknas, implicit Inga klara regler för vad som kan kombineras Konkret, kopplad till specifikt sinne 2

3 Interna representationer Teorier om mentala representationer i egenskap av propositioner Mentalase: En kod eller ett språk som är universellt och oberoende av sinne Modelleras med hjälp av logiska språksystem Predikatkalkyler för enkla samband: relationer och objekt Mer komplexa strukturer (situationer och händelser) hanteras via scheman och skript Interna representationer Teorier om mentala representationer i egenskap av analoga strukturer Inre föreställningar medger en rad olika funktioner Mentala rotationsövningar möjliga Direktskanning av spatiala strukturer Omtolkning av tvetydiga figurer Två system av mentala representationer Paivio s teori om dubbel kodning Logogens Verbalt symbolsystem för kodning (representaion) av kunskap Minst tre sinnen Imagens Icke-verbalt symbolsystem för lagring av kunskap Troligen alla fem sinnena Empiriska undersökningar ger stöd för dubbla system 3

4 Processövergripande inre representationer Kosslyn s teori om analoga representationer binder samman inre föreställningar med visuell perception Konnektionistiska teorier ger förklaringar i termer av nivåer Analoga och språkliga inre föreställningar är restprodukter som speglar distribuerade, neurala representationer på lägre nivå. Sammanfattning om mental representation Föreställningen av ett äpple Förklaring i termer av propositioner bilden av ett äpple är en biprodukt av en språklig kunskapsrepresentation Analog förklaring bilden av ett äpple är en unik och distinkt form av kunskapsrepresentation Distribuerade processers förklaring bilden av ett äpple finns representerad neuralt i form av noder i hjärnan 4

5 Mentala modeller En vanlig missuppfattning är att mentala representationer och mentala modeller är samma sak En mental modell = en mental simulering av ett händelseförlopp, kan vara en produkt av olika former av mentala representationer Olika typer av kunskap Deskriptiv kunskap Ger en bra översikt Är lätt att delge Ger en bra helhet Kräver strategier på hög nivå Procedurell kunskap Ger en bra operativ förmåga Är svår att förmedla Ger många detaljer Kräver strategier på låg nivå Olika mentala modeller Deskriptiv kunskap Ger en bra översikt Är lätt att delge Ger en bra helhet Kräver strategier på hög nivå Strukturella mentala modeller Procedurell kunskap Ger en bra operativ förmåga Är svår att förmedla Ger många detaljer Kräver strategier på låg nivå Funktionella mentala modeller 5

6 Mentala modeller forts. Strukturell modell T.ex. en mental karta över tunnelbanan eller hur en bilmotor är uppbyggd + Behövs för helheten - Omfattande och ibland överflödig information Funktionell modell T.ex. kunskap om hur man åker tunnelbana, eller använder en bil + Snabb, effektiv och praktisk - Inte tillräcklig vid större förändringar Mentala modeller forts. Strukturell modell Dessa modeller är ofta oberoende av kontext och har därmed fördelen att de kan användas i fler sammanhang genom att de integreras med annan kunskap Funktionell modell Dessa modeller är kontextberoende och har därmed fördelen att man snabbt och enkelt lär sig en viss situation Gränssnittsdesign Systemutvecklarens uppgift är att ge användaren ett verktyg som stödjer användningen av den mentala modell som användaren behöver för att utföra sin arbetsuppgift Varning: se upp för felaktiga mentala modeller! 6

7 Funktionella modeller Många av de modeller vi använder är bristfälliga eller felaktiga Särskilt förståelse av fysiska lagar, ekologiska samband samt biologiska och kemiska processer är svåra att helt korrekt uppfatta Intuitiva uppfattningar om krafter, rörelser, strömmar mm. Dagens lokförarmiljö Pre-indicator Main indicator ETCS-gränssnittet 7

8 Förarens planeringsvy Kunskapsorganisation Kunskap måste organiseras för att vi ska kunna använda den effektivt Lång filosofisk diskussion All kunskap är medfödd All kunskap är inlärd Begreppssystem måste ha god kognitiv ergonomi Begrepp och objekt organiseras i hierarkier Kategorisering Kategoritillhörighet avgörs till stor del av hur typiskt ett objekt är Kategorier har inga klara gränser Vissa objekt klassas som typiska, andra som så icke-typiska att tillhörigheten ifrågasätts (såväl inom som mellan personer) 8

9 Hierarkier av kategorier Huvudsakligen använder vi tre nivåer för att organisera objekt Övergripande nivå Mellannivå Undergrupper En av nivåerna agerar bas-nivå, och där sker alla klassificering Naturliga och artificiella objekt verkar skilja sig vad gäller klassificeringens bas-nivå Expertis medför annorlunda bas-nivå Teori 1 om begrepp Attribut-teorier Innebörden i ett begrepp definieras av en uppsättning unika attribut Ger alltid klara besked om begreppstillhörighet Alla instanser är lika typiska Idag talar det mesta för att denna teori är ganska svag Teori 2 om begrepp Prototyp-teorier Alla begrepp har en central tendens Begreppstillhörighet är olika för olika instanser representativiteten varierar Inga klara gränser mellan närliggande begrepp Kulturella skillnader i beskrivningar av färger ett stöd för denna teori Abstrakta begrepp svåra att förklara 9

10 Teori 3 om begrepp Exemplarbaserade teorier Typiska exemplar istället för central tendens ger samma förklaringar till varför inte attribut-definitioner fungerar Instanser grupperas med varandra med hjälp av någon form likhetsmått Likhetsmatchning är en central aspekt i all begreppsbildning och objektskategorisering Kategorisering? Bagage Garage Bandage Komage Potatismos Rotmos Klätterros Plåttermos Gränssnittsdesign Olika användargrupper kan behöva olika sökmöjligheter vid t.ex. sökning i databaser Domänexperter och expertanvändare är ofta bra på att använda flera olika sökstrategier Nybörjare är beroende av en kunskapsorganisation som är enkel att navigera i 10