Poznawcze mechanizmy inteligencji

Poznawcza charakterystyka osób inteligentnych
Aspekt	Charakterystyka
Dynamika czasu reakcji	Szybciej wykonują elementarne zadania poznawcze (np.: procedura porównywania liter Posnera i Mitchela, weryfikowanie treści zdań, decyzje semantyczne i tempo rotacji mentalnych)
		Charakteryzują się zmniejszonym wskaźnikiem inercji mentalnej; nie ma różnic między nimi a osobami mniej inteligentnymi w przypadku wskaźników akceleracji, zwrotności i antycypacji
Uczenie się	Szybciej automatyzują procesy poznawcze (zgodnie z Ackermanem siła korelacji inteligencji z czasem reakcji maleje, ale zgodnie ze Sternbergiem, osoby inteligentne szybciej uzyskują poziom „plateau” po którym występuje zahamowanie dalszego skracania czasu reakcji przez ćwiczenie)
Rozwiązywanie analogii	Rozwiązują analogie szybciej i bardziej poprawnie
		Etap kodowania składników analogii jest u nich dłuższy niż w przypadku osób mniej inteligentnych
	Uwaga	Charakteryzują się większymi zasobami uwagi
		Lepiej radzą sobie w zadaniach podwójnych, a także wykazują mniejszy przyrost czasu reakcji w przypadku przejścia z zadania pojedynczego na podwójnie w stosunku do osób mniej inteligentnych
	Pamięć robocza	Mają większą pojemność pamięci roboczej, natomiast różnice między nimi a osobami mniej inteligentnymi w przypadku pamięci krótkotrwałej są niewielkie
		Mają większą pojemność pętli fonolgoicznej a także szybciej usuwają z niej informacje
	Strategie poznawcze	Łatwiej zmieniają strategie jeśli wymaga tego zadanie
		Częściej stosują strategie analityczne
		Inteligencja związana jest ze strategiami centralnymi
	Kontrola poznawcza	Za wariancję inteligencji w większym stopniu odpowiadają procesy kontrolne, niż pojemność pamięci roboczej
		Słabszy jest u nich efekt interferencji

Poznawcze korelaty inteligencji

Teza: inteligencja to sprawne posługiwanie się umysłem

Przełom poznawczy - pozwolił w latach 70 na przełamanie podziału na psychologię różnicową, zajmującą się cechami, oraz psychologię ogólną, zajmującą się procesami; zaowocowało to postawieniem pytania o poznawcze podłoże cech intelektualnych

ELEMENTARNE ZADANIA POZNAWCZE:

• Procedura Posnera i Mitchela - sprawdzanie czy szeregowy model przetwarzania informacji trafnie opisuje proces identyfikacji liter; zadaniem osoby badanej jest odpowiedź na pytanie czy litery „A” i „a” znaczą to samo, decyzja o tym zajmuje badanym zwykle dłużej niż porównywanie liter tej samej wielkości

• Earl Hunt wykazał, że czas decyzji w zadaniu porównywania liter „Aa” i „AA” jest zróżnicowany indywidualnie; korelacja między zdolnościami językowymi a czasem reakcji była słaba ale istotna (r = -0.30); kontrowersją jest kierunek zależności, czyli na ile zdolności wpływają na szybsze czasy reakcji, a na ile szybsze czasy reakcji są podłożem zdolności

• Wyjaśnienia:

• Top-down - cecha molarna, z wyższego piętra analizy psychologicznej, determinuje przebieg procesów molekularnych z piętra niższego

• Bottom-up - elementarne proste procesy poznawcze są odpowiedzialne za zjawiska wyższego rzędu

• Innymi zadaniami w których osoby inteligentne wykazywały przewagę nad mniej inteligentnymi były zadania weryfikowania treści zdań, decyzji semantycznych, tempa rotacji mentalnych, funkcjonowanie pamięci krótkotrwałej i uwagi

• W zadaniach poznawczych czas nie jest miarą szybkości przetwarzania informacji, jak to było w przypadku podejścia neuronalnego, ale jest wskaźnikiem informującym o tym, jak osoba badana radzi sobie z zadaniem

Dynamika czasu reakcji

Wskaźniki dynamiki czasu reakcji - badania prof. Nęcki; zadanie polegało na obchodzeniu w wyobraźni pewnej figury geometrycznej lub litery; osoba za każdym razem gdy natrafiała na zakręt, wędrując po konturze figury lub litery, powinna nacisnąć odpowiedni przycisk; mobilność umysłu oceniania na podstawie dynamiki czasu reakcji mierzonej kilkoma wskaźnikami:

• Przyspieszenie (akceleracja) - badanie czy przemierzenie w wyobraźni dłuższych odcinków prowadziło do przyspieszenia tempa procesu poznawczego; osoby które wykazują lepsze czasy reakcji przyspieszają tempo wędrowania w wyobraźni na dłuższych odcinkach

• Zwrotność - obliczano na podstawie tego, jak dużo czasu trzeba było poświęcić na szczególnie trudne, ostre zakręty

• Bezwładność (inercja) - obliczano biorąc pod uwagę, ile czasu ktoś poświęcał na wykonanie konkretnego zakrętu w daną stronę, jeśli wcześniej musiał wykonać serię zakrętów w stronę przeciwną

• Antycypacja - przeciwieństwo wskaźnika inercji, obliczano go badając w jakim stopniu ktoś skraca czas konkretnego zakrętu, jeśli wcześniej musiał pokonać serię identycznych zakrętów

• Badanie pokazało, że osoby o podwyższonym poziomie inteligencji (test Ravena), charakteryzują się zmniejszonym wskaźnikiem inercji mentalnej; sugeruje to, że jednym z wyznaczników inteligencji jest łatwość, z jaką zmieniamy sposób reagowania w elementarnych zadaniach poznawczych - łatwość tą nazywa się giętkością przebiegu elementarnych procesów poznawczych

Poznawcze komponenty inteligencji

Teza: według Sternberga inteligencję można zdekomponować na jej składowe, a inteligencję płynną dobrze mierzy się przy użyciu zadań wymagających rozumowania indukcyjnego; jednym z takich zadań jest wykorzystywanie analogii

Komponenty - części składowe procesu intelektualnego

Caroll wyróżnił 10 komponentów inteligencji - nie mają one charakteru empirycznego, autor koncepcji jest jednak ważny jako prekrusor badań nad inteligencją polegających na łączeniu podejścia poznawczego-eksperymentalnego z korelacyjno-czynnikowym:

• Monitorowanie przebiegu innych procesów poznawczych

• Selektywny odbiór informacji

• Rejestrowanie wrażeń zmysłowych w buforze pamięci sensorycznej

• Rozpoznawanie wzorców percepcyjnych

• Kodowanie, czyli tworzenie umysłowej reprezentacji bodźca

• Porównywanie bodźców

• Integrowanie nowej informacji z wcześniej utworzoną reprezentacją poznawczą

• Przywoływanie z pamięci informacji zgodnej z wcześniej utworzoną reprezentacją poznawczą

• Przekształcanie elementów reprezentacji poznawczej

• Nadzór nad wykonaniem reakcji

Badania Sternberga

Rozumowanie przez analogię - „pojazd do samochodu, ma się jak owoc do ….”

Model myślenia przez analogię Sternberga:

• Kodowanie poszczególnych składników analogii

• Wnioskowanie o relacji między dwoma pierwszymi składnikami

• Umiejscowienie trzeciego składnika w logicznej strukturze analogii

• Wykorzystanie wykrytej wiedzy na temat logicznej struktury analogii w celu wybrania poprawnej odpowiedzi

• Udzielenie odpowiedzi na pytanie

• Mimo że osoby inteligentne reagują szybciej, to nie dotyczy to wstępnych etapów analizy zadania, które trwają dłużej w wypadku osób uzdolnionych

Analiza komponentowa - pomiar czasu potrzebnego na wykonanie różnych wariantów i wersji zadania, na przykład pomiar czasu od momentu wyciągnięcia wniosku o relacji między dwoma pierwszymi składnikami; manipulując różnymi wariantami zadania i mierząc czas potrzebny na ich wykonanie, badacz jest w stanie określić, jak długo trwa każdy z założonych przez niego etapów

Źródłem różnic indywidualnych w ujęciu komponentowym są:

• Liczba i rodzaj komponentów

• Reguła ich zestawiania w proces poznawczy

• Kolejność komponentów

• Reguła kończenia przez nie aktywności

• Czas i poprawność ich działania

• Rodzaj reprezentacji poznawczej, w obrębie której owe komponenty działają

Triadowa teoria inteligencji Sternberga

Triadowa teoria inteligencji Sternberga - opisująca rodzaje komponentów:

• Subteoria komponentowa - opisuje inteligencję jako wewnętrzny proces poznawczy, polegający na działaniu komponentów wykonawczych; proces ten pozostaje pod nadzorem metakomponentów, a w swym przebiegu wykorzystuje efekty działania komponentów nabywania wiedzy; tylko komponenty wykonawcze były wyróżnione na podstawie analizy komponentowej, reszta jest spekulatywna:

• Komponenty wykonawcze - odpowiedzialne za wykonywanie konkretnych zadań, takich jak rozumowanie przez analogię czy kodowanie

• Komponenty nabywania wiedzy - odpowiadają za przyswajanie informacji, porównywanie ich z już posiadanymi informacjami i tworzenie funkcjonalnie sensownych zestawów jednostek informacji

• Metakomponenty - nadrzędne wobec dwóch pozostałych, odpowiadają za planowanie i kontrolę przebiegu procesu poznawczego, dzięki nim proces poznawczy odbywa się w sposób planowy, uporządkowany i często świadomy

• Subteoria doświadczeniowa - opisuje sposób funkcjonowania wyróżnionych trzech grup składników o zróżnicowanym poziomie nowości w stosunku do dotychczasowych doświadczeń podmiotu; o inteligencji człowieka decydują tutaj przesłanki:

• Zmaganie się z nowością - skuteczność działania w sytuacjach nowych, ważna na początku procesu uczenia się

• Automatyzacja - tempo automatyzowania czynności poznawczych w wyniku uczenia się, ważne w późniejszych fazach uczenia się

• Subteoria kontekstualna - opisuje sposób działania składników inteligencji w realnych sytuacjach życiowych, decydujących o inteligencji praktycznej i społecznej; zgodnie z tą subteorią inteligencja polega na skutecznym:

• Przystosowaniu się do zastanego środowiska

• Wyborze preferowanego środowiska

• Dążeniu do zmiany środowiska jeśli to możliwe

Uczenie się

Teza: inteligencję definiuje się jako zdolność przystosowania się do okoliczności dzięki procesom uczenia się i nabywania wprawy; na poziomie empirii nie udało się jednak zebrać przekonujących danych potwierdzających znaczenie procesów uczenia się dla inteligencji

Hipoteza Sternberga:

• Inteligencja związania jest z szybkim automatyzowaniem procesów poznawczych, czyli sprowadzaniem sterowania zachowania z poziomu globalnego, wymagającego świadomej kontroli przebiegu czynności, na poziom lokalny, związany z przetwarzaniem niekontrolowanymi i niewymagającym wysiłku

• Według tej hipotezy ujemna korelacja ilorazu inteligencji z czasem reakcji nie wynika z szybkości przetwarzania informacji, a z szybszego przechodzenia ze sterowania globalnego i kontrolowanego na lokalne i automatyczne - tym samym przewaga osób inteligentnych nie powinna się ujawniać na początkowym etapie oswajania się z zadaniem

Koncepcja trzech faz uczenia się Fittsa i Posnera i ich związki z uczeniem się według Ackermana:

• Faza poznawcza - opanowuje się podstawowe umiejętności potrzebne do wykonywania zadania; jej skuteczność zależy od wysiłku i uwagi; w fazie tej ważna jest inteligencja jako ogólna zdolność poznawcza

• Faza asocjacyjna - tworzy się i utrwala skojarzenia typu S-R

• Faza antonomiczna (pisownia za Nęcką) - następuje całkowita automatyzacja czynności, która uwalnia się od kontroli świadomości; ważna jest szybkość percepcyjna

• Im późniejsza faza uczenia się, tym mniejsze są wymagania stawiane systemowi poznawczemu, zwłaszcza uwadze

• Odpowiednio długi proces nabywania wprawy w wykonywaniu zadania poznawczego powinien doprowadzić do zaniku korelacji między inteligencją a parametrami wykonania tego zadania, głównie czasem reakcji

Badania Nęcki - wyniki badań nie są rozstrzygające na rzecz żadnej z hipotez:

• Jeżeli uczenie się to tworzenie struktur poznawczych niezbędnych do wykonania nowej reakcji, rację ma Ackerman (ponieważ siła korelacji inteligencji z czasem reakcji maleje)

• Jeżeli uczenie się to proces osiągania maksymalnego poziomu wykonania czynności, rację ma Sternberg (ponieważ osoby inteligentne osiągają szybciej poziom plateau, czyli granicę po której następuje zahamowanie dalszego skracania czasu reakcji przez ćwiczenie)

Uwaga

Teza: według Hunta i Lansmana poznawczym podłożem inteligencji są zasoby uwagi, interpretowane jako wielkość „mocy przetworzeniowej” systemu poznawczego; zasoby to swoista „energia” determinująca zdolność systemu do kontrolowania czynności i procesów poznawczych, zwłaszcza tych, które się wykonuje jednocześnie

Podział czynności:

• Zależne od danych - wykonania zadania zależy od posiadania odpowiedniej wiedzy i umiejętności operowania nią

• Zależne od zasobów - wykonanie zadania zależy od wielkości przydzielonych mu zasobów uwagi; najczęściej dana czynność nie otrzymuje tylu zasobów, ilu potrzebuje, ponieważ system nadzoruje wykonanie wielu równoczesnych czynności, które konkurują o zasoby lub przetwarza aktualnie zadanie pochłaniające całość jego zasobów; wielkość zasobów jest zróżnicowana indywidualnie

Badania Nęcki:

• Wykorzystano zadanie umożliwiające ocenę podstawowych parametrów funkcjonowania uwagi: selektywności, wielkości zasobów, wytrzymałości oraz odporności na dystrakcję (DIVA)

• Zadanie DIVA:

• Pierwotne - prezentowane na różnych poziomach trudności zadanie główne (3, 4 i 5 elementów)

• Doładowujące - prezentowane równolegle zadanie wymagające przełączania się między zadaniami

• Osoby inteligentne uzyskują lepsze wyniki w zadaniu DIVA, a wzrost poziomu trudności zadania pierwotnego w mniejszym stopniu odbija się negatywnie na wykonaniu obu zadań niż w przypadku osób mniej inteligentnych

• Zarzuty:

• Podwójne zadania wymagają ciągłego przerzucania uwagi, co oznacza sprawowanie skutecznej kontroli poznawczej nad całą sytuacją eksperymentalną

• W paradygmacie tym uprzywilejowane są osoby mniej neurotyczne i bardziej odporne na stres, a także o bardziej plastycznej i mobilnej uwadze

Hipoteza „przełączania” zasobów uwagi - tłumaczy dlaczego zwiększone zasoby uwagi są w stanie spowodować lepsze wykonanie trudnych zadań intelektualnych; wedle tej hipotezy rozwiązywanie zadań intelektualnych wymaga chwilowego zignorowania pewnej czynności poznawczej (zadanie pierwotne) w celu skoncentrowania się na innej czynności, chwilowo ważniejszej (zadanie doładowujące); czynność chwilowo zignorowana nie zostaje całkowicie pozbawiona zasobów, traci jednak pierwszeństwo w ich przydziale, ponieważ chwilowy priorytet uzyskuje czynność konkurencyjna; czynność ignorowana musi więc się karmić resztkami zasobów, co się negatywnie odbija na poziomie jej wykonania

Pamięć robocza

Teza: źródłem inteligencji jest pojemność pamięci roboczej; według Baddeleya pamięć robocza nie tylko chwilowo przechowuje informacje, ale również bierze bezpośredni udział w bardziej złożonych czynnościach poznawczych

Sytuacja problemowa - nieuporządkowany zbiór jednostek informacyjnych, które trzeba uporządkować w określony sposób; rozwiązanie problemu to szukanie takiej kombinacji, która spełni przyjęte kryteria poprawności lub akceptowalności

Model Baddelaya:

• Pętla artykulacyjna - przechowuje chwilowo informacje w formie werbalnej

• Szkicownik wzrokowo-przestrzenny - przechowuje chwilowo informacje w formie obrazowej

• Centralny system wykonawczy - konstrukt bliski uwadze; wykorzystuje i przetwarza informacje znajdujące się w pętli artykulacyjnej i szkicowniku wzrokowo-przestrzennym

Osoby o większa pojemności pętli artykulacyjnej:

• Uzyskują przewagę w zadaniach wymagających operacji kombinatorycznych, czyli takich, w których ważne jest sprawdzenie wszystkich możliwych zestawień rozmaitych elementów

• Uzyskują przewagę w sytuacjach, które wymagają utrzymania rosnącego zbioru jednostek informacji w aktywnej, gotowej do natychmiastowego przetworzenia postaci; przede wszystkim chodzi o zadania werbalne takie jak produkcja i rozumienie mowy

Zasada przetargu - „coś za coś”:

• Priorytet dla przetwarzania - powoduje chwilowe lekceważenie przechowywania; system poznawczy intensywnie myśli ale nie odświeża zawartości pętli artykulacyjnej lub szkicownika

• Priorytet dla przechowywania - powoduje chwilowe lekceważenie przetwarzania; system aktywnie odświeża zawartość pętli, ale zaniedbuje myślenie

• Osoby dysponujące wyjściowo większa pojemnością pętli mniej tracą w wyniku chwilowego zaniedbania funkcji przechowywania

Inteligencja a pojemność pamięci roboczej:

• Kyllonen i Christal ustalili, że inteligencja płynna koreluje z pojemnością pamięci roboczej na poziomie 0.80; natomiast Miller i Vernona ustalili że koreluje na poziomie 0.46

• Conway wykazał że szybkość przetwarzania i pojemność pamięci krótkotrwałej tłumaczy wariancję inteligencji w sposób znikomy, w porównaniu do pojemności pamięci roboczej

• Nęcka wykazał, że oprócz pojemności pamięci roboczej o inteligencji człowieka może decydować wolne tempo samoistnego zanikania informacji przechowywanej w pamięci bezpośredniej, natomiast szybkość dokonywania operacji w pamięci roboczej nie ma większego znaczenia

Strategie poznawcze

Strategie poznawcze - swoisty, jakościowo odrębny sposób wykonania pewnego zadania lub grupy zadań poznawczych; mniej trwałe od stylów poznawczych, a ich zakres jest węższy, jako że są dostosowane do specyficznych wymagań zadania

Strategie:

• Werbalna vs. Wyobrażeniowa - jeśli czas reakcji danej osoby jest tym dłuższy, im bardziej złożona staje się werbalna struktura zadania, to wtedy wnioskuje się o stosowaniu przez osobę badaną strategii werbalnej, a jeśli takiej zależności nie ma, to strategii wyobrażeniowej

• Analityczna vs. Globalna - jeśli osoba poświęca więcej czasu na etap przygotowawczy to wtedy wnioskuje się o stosowaniu przez nią strategii analitycznej, a jeśli więcej na wykonawczy, to strategii globalnej

• Wysoki poziom inteligencji wiąże się ze strategią analityczną, polegającą na szeregowym przetwarzaniu kolejnych fragmentów zadania

• Osoby inteligentne ponadto łatwiej zmieniają strategie, jeśli wymaga tego zadanie

• Niski lub średni poziom inteligencji „psychometrycznej” może być do pewnego stopnia kompensowany przez wybór odpowiednich strategii poznawczych, co z kolei uwarunkowane jest czynnikami osobowościowymi - przykładowo osoby o wysokim natężeniu cechy otwartości uzyskują wysokie wyniki w teście inteligencji, jeśli stosują strategię werbalną, natomiast osoby o niskim natężeniu otwartości uzyskują lepsze wyniki w tym teście, jeżeli posługują się strategią wyobrażeniową

• Badania Kyllonena, Lohmana i Woltza pokazały, że wybór określonej strategii poznawczej może być uwarunkowany indywidualnym profilem uzdolnień człowieka - osoby inteligentne to te szeroko uzdolnione i mogące sobie pozwolić na elastyczny dobór strategii

Trzy wymiary inteligencji według Barona:

• Etapy przetwarzania informacji

• Style poznawcze

• Strategie zmagania się z zadaniem:

• Lokalne - związane z wykonywaniem wąskich klas zadań

• Centralne - ważne dla wszystkich zadań poznawczych; szczególnie istotne dla inteligencji ogólnej, ponieważ dzięki nim zachodzą uniwersalne procesy poznawcze takie jak:

• Poszukiwanie związków między informacjami przechowywanymi w pamięci a tymi, które docierają do nas na bieżąco

• Analiza wspólnych cech bodźców należących do różnych kategorii pojęciowych

• Sprawdzanie przebiegu i wyniku czynności poznawczych

Kontrola poznawcza

Czynniki:

- Poznawcze - biorą udział w wykonywaniu czynności ważnych dla rozwiązania zadania

- Metapoznawcze - odpowiadają za planowanie czynności, nadzór i kontrolę nad ich wykonywaniem, a także za analizę informacji zwrotnych i związane z tym procesy uczenia się

Nadzór - przepływ informacji z poziomu „zwykłych” procesów poznawczych na poziom „meta”

Kontrola - przepływ informacji z poziomu „meta” do „zwykłych” procesów poznawczych

Metakomponetny - nadrzędne składniki kontrolne, pełniące zadania:

- Dostrzeżenie problemu

- Zdefiniowanie problemu

- Wybór właściwego zestawu komponentów wykonawczych

- Wybór strategii decydującej o kolejności i układzie komponentów

- Wybór poznawczej reprezentacji problemu

- Właściwe ulokowanie zasobów uwagi

- Monitorowanie przebiegu procesu poznawczego

- Odbiór wewnętrznych i zewnętrznych informacji zwrotnych na temat tego, jak zadanie jest wykonywane

- Decydowanie czy i w jaki sposób informacja zwrotna ma być wykorzystana

- Praktyczne wykorzystanie wniosków płynących z analizy informacji zwrotnych

Badania Susan Embretson:

- Sama pojemność pamięci roboczej niczego nie daje, jeśli brakuje ogólnego planu wykorzystania jej zasobów, związanego z kontrolą poznawczą

- Wykazała że pojemność pamięci roboczej wyjaśnia 48% wariancji testu inteligencji ogólnej ASVAB, a siła kontroli poznawczej 71%

Efekt interferencji - mierzony w zadaniu Stroopa; jest mniejszy u osób inteligentnych; skłania to do wniosku, że jednym z czynników determinujących inteligencję może być silna kontrola poznawcza - odwrotna zależność jest o tyle mało prawdopodobna o ile zadanie Stroopa w małym stopniu angażuje intelekt

---