Reprezentacje w akcji:

Myślenie

Rozwiązywanie Problemów
Wnioskowanie

Literatura obowiązkowa: Nęcka i in.: r. 4.4 i rr. 10-12

pomocnicza: Pinker, r. 4-5

Co robiły dotychczas

reprezentacje?

Reprezentacje

Stałe

Reprezentują wiedzę

o rzeczywistości

Tymczasowe

Reprezentują

spostrzeganą lub

wyobrażaną sytuację

Percepcyjne:

-cechy percepcyjne

-wzorce

-przestrzeń

Kategorie i pojęcia

Teorie?

Inne?

Percepcyjne:

-szkic2

1

/

2

D

-scena 3D

-Foldery obiektów

Pojęciowe

-Kategorie ad hoc

-obrazowe?

-narracje?

uczenie się

konstruowanie

Co jest miedzy percepcją a

działaniem?

• Myślenie?

Wnioskowanie, rozwiązywanie
problemów, planowanie, podejmowanie
decyzji…

marzenia, wyobrażenia, autorefleksja…

…ale zawsze jakieś reprezentacje!

Jeśli karta ma
samogłoskę po jednej
stronie, musi mieć
parzystą cyfrę po
drugiej.

Które karty trzeba
obrócić, by sprawdzić
czy powyższa reguła
jest prawdziwa.

A

F

7

4

1

4

3

2

Pacjent, który ma nowotwór żołądka może być

uratowany tylko dzięki pewnemu rodzajowi
promieniowania. Jednak promieniowanie o sile
wystarczającej do zniszczenia nowotworu
zniszczy także zdrową tkankę. Czy można
uratować pacjenta?

Terminy…

• Myślenie – obejmuje zarówno wnioskowanie jak

i część procesów rozwiązywania problemów

• Wnioskowanie (rozumowanie) – wyprowadzanie

uprawnionych wniosków z informacji
stanowiących przesłanki

• Rozwiązywanie problemów – proces

ukierunkowany na jakiś cel. Może wymagać
rozumowania, ale też myslenia przez analogie
lub jedynie operacji percepcyjnych, uwagi lub
pamieciowych

Problem:

• Zdefiniuj „problem”

– Definicja Dunckera (1945): „Problem pojawia

się wtedy, gdy organizm ma cel, ale nie wie,
jak go osiągnąć.”

– Rozbieżność między celem a stanem

wyjściowym + przeszkody

– Kiedy podejmujemy się rozwiązania

problemu?

• Analiza sytuacji problemowej:

– stan docelowy,

– stan początkowy,

– operatory,

– przeszkody.

• Przestrzeń problemowa (przestrzeń

stanów)

Przestrzeń stanów dla problemu

„wieża Hanoi”

Metody badania rozwiązywania

problemów

• RT?
• Obrazowanie mózgu?

• Wiele obszarów
• Charakterystyka czasowa

• Protokoły głośnego myślenia
• Zadania pamięciowe
• Błędy – liczba i charakter

• Identyfikacja problemu

– Rzadko przedmiot psychologii poznawczej

• Gestalt: problem – pojawia się w wyniku napięcia między

percepcją a pamięcią

• Reprezentacja problemu

– Reprezentacja wszystkich elementów problemu (stan

wyjściowy, docelowy, operatory, przeszkody)

– Rozwiązanie jako redefinicja problemu.

• Nagła redefinicja: wgląd (po okresie inkubacji)

– Przeszkody w rozwiązywaniu problemów (stworzeniu

odpowiedniej reprezentacji)

• Nastawienie
• Fiksacja funkcjonalna

– Gestalt: tendencja do postrzegania przedmiotów w terminach

ich najczęstszych użyć (skąd się bierze?!)

• Ograniczenia kulturowe

– Pokonywanie przeszkód (zmiana reprezentacji

problemu):

• elaboracja, relaksacja ograniczeń, przekodowanie ->

powodują wydobycie odpowiednich wskazówek z pamięci
(Ohlsson, 1992)

» Vl = Vll + l;
» lV = lll – l

– metoda analizy środków i celów (means-ends

analysis) – zalgorytmizowana metoda
podziału problemu na podproblemy

– Porównaj stan bieżący z celem. Jeśli nie ma

różnicy – problem jest rozwiązany.

– Jeśli różnica istnieje, sformułuj podcel, który

zredukuje różnicę

– Wybierz operator, który pozwoli na realizację

podcelu, jeśli nie ma takiego operatora, sformułuj
inny podcel…

• Rozwiązywanie problemów przez

analogię.

– W nauce: serce jako pompa, atom jako układ

słoneczny, umysł jako komputer.

– Dunckera problem nowotworu

• poprzedzony analogicznym problemem: widoczna

poprawa tylko jeśli explicite informacja, że problem
odnosi się do rozwiązania.

Pacjent, który ma nowotwór żołądka może być uratowany tylko dzięki
pewnemu rodzajowi promieniowania. Jednak promieniowanie o sile

wystarczającej do zniszczenia nowotworu zniszczy także zdrową tkankę. Czy
można uratować pacjenta?
10% poprawnych rozwiązań

Generał próbuje zdobyć fortecę otoczoną fosą, nad którą przerzucono 3
mosty.
40% poprawnych rozwiązań
80% jeśli ob. Wiedziały, że historia o generale odnosi się do poprzedniego
problemu

– Im bardziej cechy powierzchowne problemów są podobne tym

większe prawdopodobieństwo użycia analogii.

– Jednak w życiu codziennym używamy głębszych

analogii niż w laboratorium.

Problemy wymagające wiedzy

•

Rozwiązywanie problemów przez ekspertów:

– Jak wiedza wpływa na reprezentację problemu?
– Jak zmienia się reprezentacja pod wpływem wiedzy?

•

Różnica między ekspertami a nowicjuszami. Badania nad grą w szachy.

– De Groot (1946/1965). Protokoły głośnego myślenia: mistrzowie nie

przeszukiwani więcej możliwości ani nie planowali więcej ruchów!

– Paradygmat rekonstrukcji: prezentacja szachownicy 2-15s, potem rekonstrukcja.

• Mistrzowie: 91% poprawnie, inni ok. 41%.

– Szybka rekonstrukcja widzianej szachownicy: więcej za 1 razem, odtwarzanie

według znaczących relacji.

– Eksperci pracują „w przód”:

• badania Larkina (1980) nad fizykami ekspertami i nowicjuszami wykazały, że eksperci

pracują nad danymi wyciągając wnioski, nowicjusze zaś „wstecz”.

• Badania nad fizykami: kategoryzacja problemów pod względem podobieństwa

rozwiązań – szybka kategoryzacja do schematu problemu.

– Eksperci – prawa fizyki, nowicjusze – podobieństwa powierzchowne.

Eksperci:

• Spostrzegają większe, znaczące struktury
• Reprezentują problemy na głębszym poziomie

(strukturalnym)

• Poświęcają więcej czasu na analizę problemu

• Lepiej monitorują postęp
• Bogatsza wiedza jest źródłem metafor i analogii

– Uwaga!

Zajrzyj także do Nęcka i in, s. 168 i dalsze!

Rozwiązanie problemu

• Polega bądź na skierowaniu uwagi na istotny

aspekt pola percepcji

• i / bądź na utworzeniu odpowiedniej aktywnej

reprezentacji umysłowej: „modelu umysłowego”
poprzez:

– Aktywizację właściwych informacji z pamięci

– Zastosowaniu skutecznych heurystyk
– Wnioskowaniu dedukcyjnym z dostępnych przesłanek

• Analogia i wyobraźnia przestrzenna: dwie

metody budowania modeli umysłowych

– Analogia: dowzrorowanie struktury relacji w nowym

problemie na strukturę znanego problemu (por.
problemy źródeł kierunku naswietlania i atakau na
twierdzę)

– Wyobraźnia przestrzenna: pozwala manipulować

umysłowo przedmiotami, a także reprezentować takie
abstrakcyjne relacje jak np. przechodniość (a<b, b<c -
> a<c)

Manipulowanie obiektami

Kosslyn:

a) Przeszukiwanie wyobrażeń

b) Rozdzielczość wyobrażonych obrazów

Shepard i Cooper, Shepard i Metzler:

a) Rotacja umysłowa

Podobieństwo: wyobrażenia –

percepcja wzrokowa

• Badania rCBF, PET: odpowiedzi na pytania o

obiekty wyobrażone – większy przepływ krwi w
obszarach przetwarzania informacji wzrokowej
(V1 and V2) oraz pamięciowych (Goldenberg et
al. 1990).

• Kosslyn, 1995: większa aktywacja w korze

wzrokowej podczas wyobrażania niż podczas
spostrzegania!

Wyobrażenia: niezależna forma

reprezentacji?

• Zenon Pylyshyn:

• Badania Kosslyna i Sheparda dowodzą tylko tego, że ludzie

potrafią dokonywać „symulacji”

• Wiedza jest w formie sądów
• Wyobrażenia nie stanowią niezależnej formy reprezentacji

– „Przenikalność” wyobrażeń dla innych form wiedzy

• Rotacja przedmiotów o różnej wadze
• Ocena lokalizacji geograficznej

– Np. które miasto jest bardziej na zachód: Reno czy Los

Angeles? Szczecin czy Wiedeń?

– Niekompletność wyobrażeń

Modele umysłowe

• Wyobrażenia + reprezentacje

propozycjonalne (Philip Johnson-Laird)

– Schematy w akcji; naiwne teorie

– Modele umysłowe są przestrzenne,

dynamiczne i konkretne

Modele umysłowe ruchu

Modele ruchu

• Zdumiewająco niedokładne

Uczestnik 1: „...momentum is a force that has been exerted and put into

the ball... The moving object has the force of momentum and since
there is no force to oppose ... It will continue on...”

Uczestnik 2: „...eventually the horizontal force would no longer have an

effect, and it would be a straight downward motion...”

Uczestnik 3: „...the momentum from the curve gives the ball the arc... The

force that the ball picks up from the curve eventually dissipates and it
will follow a normal straight line...”

: „ a mover...impresses in [a moving body] a certain

impetus or force ... in the direction toward which the mover was
moving the body, either up, or down, or laterally, or circularly... But
that impetus is continually decreased by the resisting air and by the
gravity...”

Buridan, XIV w.

• Modele ruchu – w duchu fizyki

przednewtonowskiej; teoria impetu

• Moment (impet) którym obdarzona jest kulka i który słabnie

– sam z siebie lub z powodu innych sił (opór powietrza itp.;
nie słabnie w próżni);

• Impet może być nadany przez popchnięty ale nie niesiony

obiekt (przykład samolotu)

• Modele umysłowe zwykle działają, nawet jeśli

są błędne

• Nawigacja w Mikronezji

•

Badania modeli umysłowych w psychologii
poznawczej:

•

urządzenia (Hegarty and Just, 1993),

•

elektryczność (Gentner & Gentner, 1983),

•

komputery (Norman, 1988),

•

ogrzewanie domu (Kempton, 1986),

•

nawigacja (Hutchins, Tversky),

•

ekologia (Kempton et al. 1995).

•

Metody badania:

•

Wywiady, protokoły głośnego myślenia, wzorce odpowiedzi, RT,
ruchy oczu, wzorce zapamiętywania nowych informacji.

•

Po co badać błędne modele?

•

Istotne dla procesu uczenia

•

Projektowanie urządzeń

•

Wyjaśnianie błędów rozumowania

Rozumowanie

• Wyciąganie wniosków z przesłanek
• Systematyczne błędy rozumowania:

• Efekt atmosfery

: wniosek zgodny z

kwantyfikatorami w przesłankach

Wszystkie A są B,
Wszystkie C są B,
Zatem: wszystkie A są C.

• Abstrakcyjność/konkretność treści:

Wszyscy członkowie LPR są ludźmi
Wszyscy członkowie PO są ludźmi
Więc: wszyscy członkowie LPR to członkowie PO

Zadanie selekcyjne Wasona

(rozumowanie warunkowe)

Jeśli karta ma
samogłoskę po jednej
stronie, musi mieć
parzystą cyfrę po
drugiej.

Które karty trzeba
obrócić, by sprawdzić
czy powyższa reguła
jest prawdziwa.

A

F

7

4

1

4

3

2

Każdy rachunek powyżej 50
zł musi być podpisany przez
kierownika.

Które rachunki trzeba obrócić,
by sprawdzić czy reguła jest
przestrzegana?

1

75zł

15zł

2

3

4

• Błąd oparcia się na wiedzy

Wszyscy Francuzi są ludźmi pijącymi wino.
Niektórzy ludzie pijący wino są smakoszami.
Zatem: Niektórzy Francuzi są smakoszami.

Wszyscy lekarze są ludźmi bogatymi.
Niektórzy ludzie bogaci są bankierami.
Zatem: Niektórzy lekarze są bankierami.

• Błąd inwersji terminów w przesłankach

(zakładanie symetrii

relacji):

„Wszystkie A są B” = „Wszystkie B są A”;
„Niektóre A nie są B” = „Niektóre B nie są A”

Modele umysłowe

a rozumowanie

• Philip Johnson-Laird: Rozumowanie

polega m.in. na skonstruowaniu modelu
umysłowego przesłanek

• Problem: modele są konkretne, przesłanki zaś

mogą pozwalać na budowę kilku modeli

Wszyscy artyści to pszczelarze
Niektórzy pszczelarze to chemicy
--------
Zatem: Niektórzy artyści to chemicy

Model 1

Model

P

P

A

A

P

PCA

C

PC

PA

A

A

A

P

P

C

C

2

3

– Sylogizmy są tym trudniejsze, im więcej

różnych modeli można stworzyć w oparciu o
przesłanki

– Niektóre modele jest łatwiej stworzyć niż inne

(np. punkt wyjścia)

– Modele przeważnie obrazują typowe

(stereotypowe) sytuacje

• Czy jesteśmy racjonalni?

– Nieadekwatne modele, błędy w myśleniu

logicznym...

• Reisberg, 1997: „One might draw rather cynical

conclusions...: Human reasoning is fundamentally flawed”

• Wason, 1983: „It could be argued that irrationality rather

than rationality is the norm.”

– Rozumowanie logiczne a „dawanie sobie rady”

• Algorytmy a heurystyki: heurystyki są skuteczne i „tanie”,

pozwalają na szybkie decyzje

• Błędy są przesadzone; mogą wynikać z problemów

interpretacji: np. operatory logiczne i ich nazwy w języku
naturalnym: (if...then if and only if...then; or xor)

– „Czy matematyka jest wynaleziona czy odkryta?”

– „Tak!”

• Jednak popełniamy systematyczne błędy (ekspertyza,

motywacja niewiele zmieniają)

Ograniczona racjonalność, usytuowana w
środowisku:

Simon (1990): „Human rational
behaviour is shaped by a scissors
whose two blades are the structure of
task environments and the
computational capabilities of the actor”.

• Evans 2003: Teoria rozumowania opartego na

dwóch systemach:

• System 1: szybki, równoległy, automatyczny, oparty na

wiedzy

• System 2: wolny, sekwencyjny, świadomy, oparty na logice

– Różnice w inteligencji – związane z systemem 2

» Mniejsza tendencyjność oparta na wiedzy u ludzi z

wyższym IQ

» Aktywność innych obszarów mózgu przy odpowiedziach

poprawnych i niepoprawnych

» Stanovich & West (1998): IQ jest lepszym predyktorem

wykonania abstrakcyjnej niż konkretnej wersji zadania
Wasona.