Analoges Denken in der Kindheit Bachelor Seminar Kognitive

Analoges Denken in der Kindheit Bachelor Seminar Kognitive Systeme (WS 2007/2008) Mihaela Tudose 1 Analoges Denken in der Kindheit

Inhalt 1. Analoges Denken - Begriffe Inhalt Begriffe 2. Jean Piagets Theorie Jean Piaget 3. Entwicklung des analogen Denkens (Einflussfaktoren) Einflussfaktoren Familiarity 3. 1 Art der Analogie Relational Shift 3. 2 Relational Familiarity - Hypothese Complexity 3. 3 Relational Shift - Hypothese Multiple Factors Fazit 3. 4 Relational Complexity - Hypothese Literatur 3. 5 Multiple Factors - Hypothese 4. Fazit 5. Literatur Mihaela Tudose 2 Analoges Denken in der Kindheit

Analoges Denken – Begriffe (1) Inhalt Begriffe Jean Piaget Einflussfaktoren Familiarity § Analoges Denken (Analogie = griech. Übereinstimmung) Das Erkennen von Ähnlichkeiten und das Schliessen von Bekanntem auf Unbekanntes Relational Shift Complexity Multiple Factors §Arten von Analogien § Item-Analogie (klassische Analogie): Lösen von Analogieproblemen Fazit Literatur A: B : : C: ? (D) Bsp. dunkel: hell : : naß: ? (trocken) § Problem-Analogie: Analogie verwenden, um Probleme zu lösen Bsp: Bestrahlungsaufgabe von Duncker Mihaela Tudose 3 Analoges Denken in der Kindheit

Analoges Denken – Begriffe (2) Inhalt Begriffe Jean Piaget § Oberflächenähnlichkeit („surface similarity“): Analogie zwischen den Problementen oder ihren Eigenschaften Bsp. Erfindung des Klettverschlusses nach dem Vorbild der Klette Einflussfaktoren Familiarity Relational Shift Complexity Multiple Factors § Strukturelle Ähnlichkeit („relational similarity“): Analogie zwischen den Relationen der Problementen, auch wenn die Problemente selbst vollkommen unähnlich sind Bsp. Kekule - die molekulare Struktur von Benzol als Ring – Analogie zu der Schlange, die sich selbst in den Schwanz biss Fazit Literatur Mihaela Tudose 4 Analoges Denken in der Kindheit

Jean Piagets Theorie Inhalt Begriffe Jean Piaget § Untersuchung des analogen Denkens bei Kindern im Alter von 5 bis 12 Jahren mit einer auf Bilder basierte Version der Item-Analogie-Aufgabe Einflussfaktoren Familiarity Experiment: Relational Shift Complexity Multiple Factors Fazit Literatur Ø eine Gruppe ungeordneter Bildern (Hund, Feder, Auto, Staubsauger, Hundehaar, Vogel, Boot) Ø paarweise zusammenlegen (einfache Relation) Ø die Paare zu Vierergruppen zusammenlegen: Vogel: Feder: : Hund: Haar (analoge Relationen – Relationen zweiter Ordnung) Ø Hypothese: analoge Relationen erst in der Stuffe des formal-operatorischen Denkens (11 -12 Jahre) Mihaela Tudose 5 Analoges Denken in der Kindheit

Jean Piagets Ergebnisse Inhalt Begriffe Entwicklungsstuffe Jean Piaget voroperatorisches Denken (2 -6 J. ) Einflussfaktoren Familiarity 5 Jährige - bilden Paare nach rein individuellen Gesichtspunkte Bsp. Staubsauger: Feder (weil er Feder aufsaugt) od. Staubsauger: Boot (er sieht wie ein Boot aus) Relational Shift Complexity Multiple Factors Fazit Literatur Mihaela Tudose Ergebnis des Experiments 6 konkret operatorisches Denken (7 -11 J. ) Paare richtig bilden formal operatorisches Denken (ab 12 J. ) in der Lage, Analogien selbständig zu bilden und als relationale Ähnlichkeit zu rechtfertigen Aber: keine analoge Relationen zweiter Ordnung Analoges Denken in der Kindheit

Entwicklung des analogen Denkens Inhalt Faktoren zur Erklärung der altersabhängigen Entwicklung des analogen Denkens Begriffe Jean Piaget Einflussfaktoren § Piaget unterschätzt die Fähigkeit der Kindern, in Analogien zu Familiarity denken Relational Shift § Art der Analogie altersabhängig unterschiedlich Complexity Multiple Factors Fazit Literatur neue Hypothesen: § relational familiarity (Goswami) § relational shift (Gentner und Rattermann) § relational complexity (Halford) § multiple factors (Richland) Mihaela Tudose 7 Analoges Denken in der Kindheit

Analogie beim Problemlösen Inhalt § Analoges Denken bei Kindern – Analogie beim Problemlösen Begriffe 3 Jährige - Rolle der Mutter ihrer Puppe Jean Piaget Einflussfaktoren Experiment: 4 Jahre alter Junge Familiarity Ø „Wenn der Berg ein Knie hätte, wo würde es sein? “ Relational Shift Ø er realisiert ein guten „mapping“ des menschlichen Körpers Complexity Multiple Factors Fazit Literatur Um analoges Denken zu verstehen, sind eher Paradigmen notwendig, die näher am natürlichen Verhalten liegen. Übergang von: Ø Lösen von Analogie-Problemen (A: B: : C: ? ) Ø zu der Anwendung von Analogien beim Problemlösen Mihaela Tudose 8 Analoges Denken in der Kindheit

Problemanalogien bei kleinen Kindern § Kinder kleiner als 3 Jahre: analoges Denken schwer durch Item-Analogien zu bestätigen Inhalt Begriffe Jean Piaget Einflussfaktoren Familiarity Relational Shift § Problem-Analogien ausdenken § Problem B ist zu lösen § aus Erfahrung mit dem ähnlichen Problem A Lösung Multiple Factors § Indikator fürs analoge Denken: denken Kindern daran, die Lösung von A für B anzuwenden? Fazit § Kinder zwischen 10 - 13 Monate alt Literatur Ergebnisse: Complexity § 13 Monate: Lösung selber gefunden oder Eltern zeigen ihnen ein Mal § 10 Monate: höheren Ähnlichkeitsgrad („surface similarity“) notwendig (Bsp. alle drei Problemen - gleiche Puppe) Erfolg Mihaela Tudose 9 Analoges Denken in der Kindheit

„Relational Familiarity“-Hypothese (1) Inhalt Begriffe Jean Piaget § Goswami: „relational familiarity hypothesis“ –wichtiges methodologisches Problem bei Piaget; § Bsp. Steuerungsmechanism als Relation in der Analogie Fahrrad: Lenker: : Schiff: Ruder Einflussfaktoren Familiarity Relational Shift Complexity Multiple Factors Fazit Literatur Mihaela Tudose § analoges Denken ist verfügbar vom frühen Säuglingsalter § die Leistung der Kinder, was das analoge Denken betrifft, nimmt mit dem Alter wegen der Zunahme von Kenntnissen über relevante Beziehungen zu § analoges Denken bei Kindern ist stark von ihrer Kenntnissen über die Relationen abhängig 10 Analoges Denken in der Kindheit

„Relational Familiarity“-Hypothese (2) § Kleine Kinder scheitern in Item-Analogie-Aufgaben wegen Mangel an Kenntnisse über die Beziehung, die zu verwenden ist. Inhalt Begriffe Jean Piaget § 3 -5 Jährige kennen diese Objekte und die Beziehungen: „Vögel leben in Nestern“ Einflussfaktoren Familiarity Relational Shift Alter Prozent der richtigen Lösungen 4 J. 59 5 J. 66 9 J. 94 Complexity Multiple Factors Fazit Literatur Mihaela Tudose 11 Analoges Denken in der Kindheit

„Relational Familiarity“-Hypothese (3) Kontroll-Aufgabe §Wurde die richtige Antwort (Hundehütte) nur wegen der Attraktivität des Bildes ausgewählt? Inhalt Begriffe Jean Piaget § Nur das Bild mit dem Hund wurde gezeigt Einflussfaktoren Familiarity § Kinder sollten auswählen, was mit dem Hund am besten zusammenpasst Relational Shift Complexity Multiple Factors § Auswahl: „Knochen“ – Assoziation und nicht die Analogie Fazit Literatur § auch andere richtige Antworte zu möglich (9 J. 76%; 4 J. 82%); § weniger Flexibilität bei Analogie: nur eine Antwort möglich (9 J. 89%; 4 J. 60%) die Analogieaufgabe wurde verstanden Mihaela Tudose 12 Analoges Denken in der Kindheit

Relational Shift Gentner und Rattermann Inhalt Begriffe Jean Piaget Einflussfaktoren Familiarity Relational Shift Complexity Multiple Factors Fazit Literatur § in der altersabhängige Entwicklung des analogischen Denkens findet eine relationale Verschiebung („relational shift“) statt § relational shift = Übergang von einer Analogie aufgrund der perzeptuellen Charakteristika der Objekten (Relationen zwischen Eigenschaften der Elementen) zu einem analogen Denken auf Basis struktureller Ähnlichkeiten (Relation zwischen Relationenen) § Bevor diese relationale Verschiebung stattfindet, konzentrieren sich die Kinder in erster Linie auf der Ähnlichkeit der äusserlich wahrnehmbaren Eigenschaften zwischen Gegenständen § Sie bilden Analogien auf Basis der perzeptuellen Ähnlichkeit § erst später können sie die strukturelle Ähnlichkeiten verstehen, und auf Basis der Eigenschaften der Relationen denken § Das Wissen über die relevante Beziehungen ist für diese relationale Verschiebung § die relationale Verschiebung - Domain-spezifisch: sie findet in unterschiedlichen Altern für verschiedene Bereiche abhängig von dem Wissen der Kinder über ein bestimmtes Bereich statt Mihaela Tudose 13 Analoges Denken in der Kindheit

Halfords structure mapping – Theorie (1) Inhalt Begriffe § logische Fähigkeiten wie Umgang mit Transitivität beruhen auf der Fähigkeit, geeignete Bezüge zu realen relationalen Strukturen (mappings) herzustellen Jean Piaget Einflussfaktoren Familiarity § relational complexity (Definition): § die Anzahl der Beziehungen, die parallel verarbeitet werden müssen (Halford) Relational Shift Complexity Multiple Factors Fazit § Beschränkungen der Verarbeitungskapazität beeinflüßen Literatur § die Arten der Analogie, die Kinder an verschiedenen Zeitpunkten in der kognitiven Entwicklung verwenden können § die Fähigkeit der Verarbeitung mehreren Relationen gleichzeitig Mihaela Tudose 14 Analoges Denken in der Kindheit

Halfords structure mapping – Theorie (2) Inhalt Begriffe Jean Piaget § einfaches analoges Schließen, d. h. mapping einzelner Relationen – relativ früh in der Entwicklung (mit 2 Jahre), da niedrige Verarbeitungskapazität notwendig (1 Relation zwischen 2 Objekte) § Bsp. : Schokolade: schmelzende Schokolade=Schneemann: schmelzender Schneemann Einflussfaktoren Familiarity Relational Shift Complexity Multiple Factors Fazit Literatur Mihaela Tudose § komplexe relationale mappings, z. B. geordneter Paar von Relationen– erst mit 5 Jahre möglich (2 Relationen zwischen 3 Objekte) § Bsp. Analogie Papa>Mama>Baby Tom glücklicher als Bill, Bill glücklicher als Mike, wer ist der glücklichste? § entscheidender Faktor: Komplexität der Analogie § Zunahme der Verarbeitungskapazität - Motor der kognitiven Entwicklung 15 Analoges Denken in der Kindheit

Transitivität-Aufgabe § Goswami: 3 -4 Jahre alt Inhalt § Papa Bär>Mama Bär>Baby Bär Begriffe Einflussfaktoren § Dimensionen für die Analogie: Tempetatur, Lautstärke, Intensität, Breite Familiarity § kochend heiß, heiß oder warm (Temperatur der Brei für die 3 Bären) Relational Shift § Breite des Bettes Jean Piaget Complexity § Stärke der Stühle Multiple Factors Dimensionen Fazit Literatur Temperatur § relational familiarity wichtig Mihaela Tudose 16 Alter 3 Jahre 4 Jahre 31% 95% Breite 62% Stärke 76% Stimme 31% Höhe der Spiegel 62% Analoges Denken in der Kindheit

„Multiple Factors“ – Hypothese § Richland, Morrisson, Holyoak Inhalt § Rolle mehrerer Faktoren in der Entwicklung analoges Denkens Begriffe § Wissen über die Relationen (relational familiarity) Jean Piaget § Komplexität der Relationen - Funktionen des Arbeitsspeichers abhängig von der Entwicklungen im präfrontalem Kortex (relational complexity) Einflussfaktoren Familiarity Relational Shift § Tendenz zu antworten auf Basis von öberflächlichen oder strukturellen Ähnlichkeiten zwischen Objekten (relational shift) Complexity Multiple Factors * Bei Konflikten zwischen der strukturellen und öberflächlichen Ähnlichkeiten – eine hemmende Kontrolle im Arbeitsspeicher notwendig Fazit Literatur Mihaela Tudose 17 Analoges Denken in der Kindheit

Inhibitory control (1) Hemmende Kontrolle Inhalt Begriffe Jean Piaget § Hypothese: hemmende Kontrolle - wichtiger Faktor § Test: „Tag“ antworten, wenn im Bild der Mond; „Nacht“ antworten, wenn im Bild die Sonne Einflussfaktoren Aufgabe nicht verstanden – „Tag“ ist aktiviert, wenn Bild mit Sonne gezeigt (Kinder 4 -5 Jahre) Familiarity Relational Shift Complexity Multiple Factors § neue Aufgabe: „dog“ sagen, wenn sie den Mond sehen; „pig“, wenn die Sonne – hier keine Konkurrenz zwischen den Bildern und die semantische Bedeutung des Wortes Fazit Literatur Mihaela Tudose Aufgabe verstanden, Regel gemerkt, richtige Antwort § keine hemmende Kontrolle in dem Tag-Nacht-Test entscheidend für das Ergebnis 18 Analoges Denken in der Kindheit

Inhibitory control (2) Hemmende Kontrolle Inhalt Begriffe Jean Piaget Einflussfaktoren Familiarity Relational Shift § strukturelle Ähnlichkeit in Konkurenz mit einer hervortretenden oberflächlichen Ähnlichkeit Hemmung der Oberflächenähnlichkeit notwendig § die Entwicklung der hemmenden Kontrolle – Erklärung für „relational shift“ Complexity Multiple Factors Modell: Fazit Literatur Relational familiarity analogical reasoning Relational complexity Inhibitory control Mihaela Tudose 19 Relational shift Analoges Denken in der Kindheit

„Multiple Factors“ – Experiment: Inhalt Begriffe Jean Piaget § untersucht relational complexity und featural distraction Familiarity § Relationen bekannt für 3 Jahre alte Kinder (küssen, jemandem hinterherlaufen, füttern) Relational Shift § Objekte: Menschen, Tiere, Puppen Complexity § 68 Teilnehmer: Einflussfaktoren Multiple Factors § 3 -4 Jahre alt: 22 Fazit § 6 -8 Jahre alt: 21 Literatur § 13 -14 Jahre alt: 25 Mihaela Tudose 20 Analoges Denken in der Kindheit

„Multiple Factors“ – Materiale und Design: Inhalt Begriffe Jean Piaget Einflussfaktoren Familiarity Relational Shift Complexity Multiple Factors Fazit Literatur 1. Anzahl der Instanzen der relevanten Relation (1 oder 2) 2. Ein Objekt im Ziel-Bild als „distractor“ (Katze) oder „non-distractor“ (Sandkasten) Mihaela Tudose 21 Analoges Denken in der Kindheit

„Multiple Factors“ – Ergebnisse: Inhalt § 4 Kategorien der Angaben: § correct relational response Begriffe Jean Piaget § relational error: ein Objekt in der richtigen Relation aber in der falschen Rolle Einflussfaktoren Familiarity § featural error: Relational Shift § Wahl auf Basis der Oberflächenähnlichkeit – mit Ablenkung Complexity § Wahl eines anderen Objekt in der gleichen räumlichen Position – ohne Ablenkung Multiple Factors Fazit § other errors Literatur Mihaela Tudose 22 Analoges Denken in der Kindheit

Correct relational response (1) Ergebnisse: correct relational response Inhalt Begriffe Jean Piaget Einflussfaktoren Familiarity Relational Shift Complexity Multiple Factors Fazit Literatur Mihaela Tudose 23 Analoges Denken in der Kindheit

Correct relational response (2) Ergebnisse: correct relational response § ANOVA- Test: Varianz zwischen den Gruppen größer ist als die Varianz innerhalb der Gruppen? Inhalt Begriffe Jean Piaget § Abhängige Variable: Genauigkeit beim Auswahl der richtigen Antwort Einflussfaktoren Familiarity § Einflussvariablen – alle statistisch signifikant: Relational Shift Complexity § Alter: wichtigsten Einfluß Multiple Factors § Ablenkung Fazit § relationale Komplexität Literatur § Interaktionen: § Alter X Ablenkung – zuverlässige Interaktion § Alter X relationale Komplexität - nicht zuverlässige Interaktion § Alter X Ablenkung X relationale Komplexität – zuverlässige Interaktion Mihaela Tudose 24 Analoges Denken in der Kindheit

Correct relational response (3) Ergebnisse: correct relational response Inhalt Begriffe Jean Piaget Einflussfaktoren Familiarity Signifikante Einflüsse und Zuverlässigkeit der Interaktion: Einflüsse Relational Complexity Ablenkung Relational Shift Alter Complexity 3 -4 Jahre alt X X 6 -7 Jahre alt X X 13 -14 Jahre alt X Multiple Factors Fazit Literatur Mihaela Tudose 25 Analoges Denken in der Kindheit Relational Complexity X Ablenkung X

Fehleranalyse – featural errors Ergebnisse: featural errors als abhängige Variable Inhalt Begriffe Jean Piaget Einflussfaktoren Familiarity Relational Shift Complexity Multiple Factors Fazit Literatur Mihaela Tudose 26 Analoges Denken in der Kindheit

Fehleranalyse – relational errors Ergebnisse: relational errors als abhängige Variable Inhalt Begriffe Jean Piaget Einflussfaktoren Familiarity Relational Shift Complexity Multiple Factors Fazit Literatur Mihaela Tudose 27 Analoges Denken in der Kindheit

Fazit Inhalt Begriffe Jean Piaget Einflussfaktoren Familiarity Relational Shift Complexity Multiple Factors Fazit Literatur ØArt der Analogie altersabhängig: Item vs. Problem-Analogie; Problemanalogien einfacher für Säuglinge und kleine Kinder als die abstrakten Item-Analogien Ø Relationen sind den Kindern bekannt; Aufgabe verstanden? Erweiterung des Wissens über die Welt Ø relational shift Ø Instrumente zur Messung des analogen Denkens altersabhängig Ø Komplexität der Analogien (Anzahl der Relationen) – kognitive Verarbeitungskapazität Ø Analoges Denken – ein Kontinuum der Entwicklung altersabhängig (und nicht nur in der Stuffe des formal-operatorischen Denkens) Ø Hemmende Kontrolle unterschiedlich nach Alter Ø Was man als Analogie interpretieren kann, ist sehr unterschiedlich. Man findet auf eine Alterkontinuum auch ein Kontinuum verschiedener Formen, Abstraktions- und Komplexitätsgrade des analogen Denkens der Kinder Mihaela Tudose 28 Analoges Denken in der Kindheit

Literatur Inhalt Begriffe Jean Piaget Einflussfaktoren Familiarity Relational Shift Complexity Multiple Factors Fazit Literatur § Goschke, Thomas: Denken und Problemlösen. Analoger Transfer beim Problemlösen, Vorlesungsfolien: Allgemeine Psychologie, Technische Universität Dresden (http: //www. psychologie. tudresden. de/allgpsy/Goschke_Lehre/SS%202003/Denken/V 05 b_Analogien. pdf) § Goswami, Usha (2001 a): Analogical Reasoning in Children. In: Gentner, Dedre, Holyoak, Keith J. and Kokinov, Boicho K. (eds. ): The Analogical Mind. Perspectives from Cognitive Science, Cambridge, MA: MIT Press § Goswami, Usha: Analogical Reasoning in Children (www 2. warwick. ac. uk/fac/soc/philosophy/research/conandselfcon/causal/seminars/goswa mi. doc) § Goswami, Usha (2001 b): So denken Kinder: Einführung in die Psychologie der kognitiven Entwicklung, Verlag Hans Huber, Bern – Göttingen – Toronto – Seattle § Holyoak, Keith J. ; Junn, Ellen N. ; and Billman, Dorrit O. (1984): Development of Analogical Problem Solving Skills. In: Child Development, 1984, 2042 – 2055 (http: //reasoninglab. psych. ucla. edu/KH%20 pdfs/Holyoak. Junn. Billman 1984. pdf) § Richland, Lindsey E. ; Morrison, Robert G. ; and Holyoak, Keith J. (2006): Children‘s development of analogical reasoning: Insights from scene analogy problems. In: Journal of Experimental Child Psychology 94, 2006, 249 -273 (http: //www. gse. uci. edu/richland/articles/1 -Picture. Analogy. RMH. pdf) § Wicki, Werner (2005): Entwicklung des Problemlösens, Vorlesungsfolien: Einführung in die Entwicklungspsychologie (Kognition), Universität Fribourg, WS 05/06 (http: //www. unifr. ch/psycho/general/wicki/Entwicklung_Problemloesens. pdf) Mihaela Tudose 29 Analoges Denken in der Kindheit

Analoges Denken in der Kindheit Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Mihaela Tudose 30 Analoges Denken in der Kindheit