Johdatus kognitiivisen ja konstruktivistisen psykologian pkysymyksiin Pertti Saariluoma

Johdatus kognitiivisen ja konstruktivistisen psykologian pääkysymyksiin Pertti Saariluoma

Mitä on kognitiivinen psykologia? tutkimuskohteen tematisoiminen tieteessä käsitteellinen abstraktio käsitteelliset postulaatit kognitiivinen psykologia informaation prosessoinnin psykologiana

Perusintuitiot (1) Ihminen tiedonkäsittelijänä Tieteet abstraktioina l ydinfysiikka Havaita, tarkkailla, muistaa, konstruoida representaatioita ja ajatella Kognitiivinen psykologia ja emotionaaliset prosessit

Perusintuitiot (2) Tiede ja intuitiot Perustelemisen rajat Datat, käsitteet ja teoriat Käsiteelliset postulaatit l kapasiteetti, formaatti, sisältö Tutkimusargumentaation analyysi Mistä tutkimus todella puhuu?

Mitä on informaatio kognitiivisessa psykologiassa? informaatio on olemassa merkkeinä merkin kaksoisjäsennys merkinkantaja merkityssisältö

Informaatiota prosessoiva systeemi käsitteelliset peruspostulaatit materiaalinen perusta: hermoston tasot systeemin rakenne ja komponentit kapasiteetti formaatti informaatiosisältö ja representaatio

Psykofyysinen ongelma (1) Kognitiivinen psykologia on kehittymässä kahteen pääsuuntaan: kognitiiviseksi neurotieteeksi ja konstruktivismiksi Edellinen analysoi ihmisen tiedonkäsittelyprosessien neuraalista perustaa ja jälkimmäinen informaatiosisältöjä Merkinkantaja ja merkitys

Psykofyysinen ongelma (2) Synapsien “vapausasteet” Neuraalinen ei voi ennustaa ympäristöä vaan se muuntuu tämän mukana Synapsi ei tunne oikeaa ja väärää vaan oppii yhtä hyvin kumman tahansa Syvärakenteet

Informaation perusformaatit propositionaalinen informaatio: luonnollinen kieli analoginen informaatio: mielikuvat yms modaliteettispesifit prosessit

Kognitiivisen psykologian lähitutkimusalueet kliininen kognitiivinen psykologia kognitiivinen terapia (Beck, Teasdale) neuropsykologia (Warrington, Shallice, Caramazza, Luria, Weiskrantz, Zeki) kognitiivinen eläipsykologia (Gardner & Gardner, Rolls) kognitiivinen psykofysiologia (Gaillard, Näätänen)

Lähialueet (2) kehityspsykologia (Piaget, Siegler, Harris) koulutuspsykologia (Entwistle, Voss) tietojenkäsittelyn psykologia ja insinööripsykologia (Shneiderman, Barnard, Carroll, Mayer) kognitiotiede (Simon) mielenfilosofia (Searle, Dennett, Fodor, Mc. Ginn, Churchlandit, Haugeland, Boden)

Kognitiotiede ja psykologia Kognitiotiede empiirisenä representaatiotutkimuksena Psykologia representaatiotutkimuksena Metodi Yksilö ja välttämättömyys Teoreettinen identiteetti Käsitteellinen vuorovaikutus

Kognitiivisen psykologian historiaa (1) Esisokraatikot Sokrates, Platon, Aristoteles Augustinus Descartes ja rationalistit Hobbes, Locke ja empiristit Kant

Historiaa (2) Wundt, Titchener James Watsonin revoluutio Kognitiivinen vallankumous Broadbent, Bruner, Goodnow, Austin, Miller, Galanter ja Pribram, Newell ja Simon Neisser, Beck

Informaation käsittelyprosessit havainto attentio apperseptio muisti ajattelu

Havaintoprosessit yhdistävät ihmisen välittömästi ympäröivään todellisuuteen Havainto jakautuu modaliteettispesifeihin prosesseihin Retinalla on kaksiulotteinen kuva väärinpäin, josta tulee oikein päin olevan kolmiulotteiden kuva

Havainnon ulottuvuuksia Tehtävätyypit Pintojen analyysi Syvyys Objektin tunnistus Liike

Pintojen analyysi objektien segmentointi pinnan organisaatio: miten sen osat heijastavat valoa? Marr: Primäärinen hahmotelma (Primal sketch) rajaviiva systemaattinen muutos valon intensiteetissä kapealla alueella

Tekstuurin epäjatkuvuus ja illusoriset rajat Pelkkä pinnan organisaatio ilman rajaviivaa voi aiheuttaa vastaavan segmentoitumisen Beck osoitti pelkän objektien orientaation aiheuttavan pinnan segmentoitumisen Illusoriset rajaviivat Havainto “päättelee” vihjeistä pinnan segmentaation

Syvyys (1) Stereonäkö: Wheatstone, Hering, Julez Kohteen projektio silmillä: sovitus ja laskenta Satunnaiskuviostereogrammit Marr: Jos monokulaariset kuvat sopivat yhteen syntyy stereonäköelämys (samankaltaisuus, jatkuvuus, yksitulkinta)

Syvyys (2) Syvyysvihjeet: visuaalisen näkymän piirteitä, joista voidaan päätellä esineen etäisyys gradienttipinta perspektiivi: viiva ja väri varjostus objektien spatiaaliset suhteet

Objektien tunnistus (1) Toiminta perustuu objekteille, koska fysikaalinen maailma jakautuu objekteihin Piirreanalyyttinen lähestymistapa Pandemonium Globaalien ominaisuuksien dominanssi Hahmopsykologia l Navon l

Objektien tunnistus (2) Marr, Nishihara, Biederman Muotoprimitiivit Geonit: Geometrical Ions l foneemien kaltainen muotoprimitiivien joukko l objektit konstruoidaan geonien pohjalta l vrt. skeemateoriat

Liikkeen havainto Optinen virta retinalla Epäjatkuvuuskohtien siirtyminen Valopisteiden liike (Johansson) Oman ruumiin liiketila

Erityistapaus: Kasvojen tunnistus (1) Evolutiivisesti ja sosiaalisesti tärkeä tapaus Neuraalisesti hieman poikkeava objektien tunnistuksesta (maanviljelijän lampaat) Kasvot eivät ole jäykkiä Peruskysymys: osat vai kokonaishahmot Rajaviiva edellyttää pintojen käsittelyä Esim. negatiivit prosessoidaan hitaasti

Erityistapaus: Kasvojen tunnistus (2) Ylöspäin olevat kasvot ovat vaikeita tunnistaa Jonkin osan avaruudellisten suhteiden muuttaminen hidastaa prosessointia Tunnetut kasvot ovat helpompia

Attentio l. tarkkaavaisuus Erottaa havaintokentässä kuvion taustasta Cherry ja Broadbent auditiivinen tarkkaavaisuus (Cocktail party) Visuaalinen selektio - kuvion lokaatio

Attention pääattribuutit Modaliteetti Orientaatio Toisiotehtävät ja kapasiteetti Automatisoituminen Tarkkaavaisuuden säilyttäminen

Modaliteetti Visuaalinen ja auditiivinen l spatiaalinen ja temporaalinen Perusilmiöt Visuaalinen etsintä l Cocktail party l

Orientaatio Tahdosta riippumaton tarkkaavaisuus Orientaatiorefleksi l fysiologisia muutoksia (mm. pupilli, pulssi, EEG, GSR, verenkierto, hengitys) Spesifi ja aspesifi orientaatio l l l tarvetila ( esim. äidin reaktio vauvaan) tilanteen jatkuvuuden rikkoutuminen periferaaliset vihjeet, lateraatinen interferenssi

Visuaalinen attentio (1) Mackworth ja Sperling l kokonaisraportti, osaraportti v. Wright l kategorinen osaraportti Neisser visuaalinen etsintä l kirjainten tyyppi, taustan koko, harjoitus l preattentiivinen ja attentiivinen prosessointi l

Visuaalinen attentio (2) Treisman l piirre- vs. konjuktiivinen etsintä Kategorian sisäinen etsintä Kategoria vs. fysikaalinen vihje Varhainen vs. myöhäinen valinta

Samanaikaiset tehtävät Broadbent ja Cherry jälleen Allport et. al. Teoreettisia käsitteitä l fyysisesti yhteensopimattomat tehtävät l yksi kanava: palautumisaika ajan ja resurssien allokointi l kapasiteetti- ja resurssirajoitteisuus l

Automatisoituminen (1) Konsistentti ja vaihteleva tehtävä Shiffrin ja Schneider Ominaisuudet kehittyy harjoittelun tuloksena l nopea ja virheetön suoritus, l ei ole helposti modifioitavissa l ei rajoita muita suorituksia l ei intentiota, tietoisuutta, eikä ponnistusta l

Automatisoituminen (2) Kilpailu resursseista Stroop l Kaksoistehtävät l Ennakkoärsykeet, viritystila toisto semanttinen ennakkoärsyke negatiivinen ennakkoärsyke

Teoreettisia kysymyksiä Varhainen ja myöhäinen valinta viestin valita perustuu fysikaalisiin piirteisiin l viestin valinta perustuu semanttisiin piirteisiin tai tehtävän valintaan l Varhainen valinta: Broadbent, Kahneman, Treisman l varjostetusta viestistä ei muisteta kuin fysikaaliset piirteet (äänen läsnäolo, mies vs. nainen)

Teoreettisia kysymyksiä (2) l ei muisteta: viestin sisältö, kieli, puhe, vs. mieletön ääntely, lokaatio luo sisällön Myöhäinen valinta: Deutsch & Deutsch, Allport, Keele, Marcel, v. Wright l l nimi erotetaan, Stroop, Shokkiehdollistuminen, priming tehtäväehtojen analyysi ja ja dikotomian mielekkyys

Teoreettisia kysymyksiä Yksi vai monta kanavaa? Broadbent, vain yksi kiinteä kapasiteetti l Allport et. al l Neisser et. al l Useita vailla “keskusjohtoa” olevia modulaareja prosessointisysteemejä

Emotionaalinen informaation käsittely

Muistin psykologiaa (1) Muisti kognition arkkitehtuurissa Mitä ovat muistitehtävät palautus l tunnistus l parittaiset assosiaatiot l kuvallinen vs. verbaalinen materiaali l SPT l RT l

Muistin psykologiaa (2) Muisti ja modaliteetti l l l visuaalinen auditiivinen haptinen, olfaktorinen, motorinen Perusmuistityypit l l l sensoriset muistit lyhyt ja pitkäkestoinen työmuisti pitkäkestoinen muisti (semanttinen, prospektiivinen)

Sensoriset muistit Hyvin lyhytkestoisia modalitettispesifejä varastoja Sperling ja ikoninen muisti l variaatioita Ekoinen muisti ja “kolmas korva” esikategorisia muisteja

Lyhytkestoinen työmuisti Klassiset ilmiöt sarjapositioefekti l Brown ja Peterson l konsolidaatio l auditorinen suffiksi l yhden itemin äskeisyysefekti (Phillips ja Christie) l

Baddeleyn ja Hitchin malli (1) Kolme yksikköä l l l fonologinen silmukka visuospatiallinen työmuisti keskusyksikkö evidenssiä fonologisen silmukan puolesta l l l fonologinen samankaltaisuus sananpituus, supression irrelevantti puhe

Baddeleyn ja Hitchin malli (2) Evidenssiä visuospatiaalisesta varastosta Brooksin L-tehtävä l spatiaalinen naputus l Brooksin matriisitehtävä l shakkimuisti l Visuaalisen ja spatiaalisen kontrastit l liike ja spatiaalinen häirintä

Baddeleyn ja Hitchin malli (3) Keskusyksikkö satunnaisukujen generointi l tarkkaavaisuus l satunnaisuuden vaikeus l lukeminen l shakipelaajien muisti l

Visuaaliset mielikuvat Konkreettinen vs. abstrakti muistaminen Mentaalinen rotaatio Mielikuvien spatiaaliset suhteet Mielikuvien konstruointi Mielikuvakeskustelu l Pylyshyn, Kosslyn

Pitkäkestoinen työmuisti Taituruus ja muistaminen shakipelaajat l muita esimerkkejä l Numeromuistiekspertti (Chase & Ericsson) Ericsson ja Kintsch (1995) merkityksellinen koodaus l nopeusperiaate l

Pitkäkestoinen työmuisti (2) Palautusrakenteet Semanttiset koodit ja mallit Aktiivinen alue pitkäkestoisen muistin keskellä Taitavat mielikuvat ja pitkäkestoinen työmuisti

Pitkäkestoinen muisti Semanttinen muisti propositionaaliset rakenteet l käsitteet ja suhteet l Käsitteet attribuuttien kombinaatiot l prototyyppiteoria ja klassinen teoria l virittyminen ja semanttiset verkot

Pitkäkestoinen muisti (2) Muita tietorakenteita skeema l skritpti l kehys l Neuraaliverkot representaatioina

Unohtaminen Interferenssi proaktiivinen interferenssi (aiemmin opittu) l retroaktiivinen interferenssi (oppimisen jälkeen tapahtuva uusioppiminen) l Muistijäljen rappeutuminen ikääntymiseen liittyvät muistivaikeudet l neuraaliset amnesiat l

Taituruus l. eksperttiys Ekspertti on määrätyllä alueella muita taitavampi yksilö Eksperttiys ei synny myötäsyntyisestä lahjakkuudesta vaan oppimisesta Kymmenen vuoden sääntö Huippukaudet de Groot, Chase and Simon

Taituruus (2) Erityisaloja shakki: recognition-based selectivity l nopeami reaktioaika l lääketiede: ekspertit ja diagnoosi l fysiikka l bridge ja kalibrointi l tarjoilijat l

Taituruus (3) LT-WM teoria Eksperttiyden kolme ulottuvuutta mieltämisyksiköiden koko l määrä l relevanssi l

Apperseptio (1) Tarkkaavaisuus on stimulukseen sidottu prosessi, mutta meillä on stimuluksesta riippumattomia mielensisältöjä Havaittavia ja havainnon ulkopuolelle jääviä mielensisältöjä elektroni, huominen, mahdollinen, valtiojärjestys l luottamus, varkaus etc. l

Apperseptio (2) Miksi näitä ei tutkita? l Ne jäävät postulattien ulkopuplelle kapasiteetti ja formaatti. Pitää siirtyä sisältöön Sisältöspesifi kognitiivinen psykologia Mitä on shakinpelaajan tai lääkärin ‘näkeminen’ Toisen kertaluvun näkeminen

Apperseptio (3) Mentaalinen representaatio Todellisuus ja sen sisäinen malli Newell & Simon representaatio l Johnson-Laird l Paivio & Kosslyn l Objektiivinen toiminta-avaruus ja subjektiivinen etsintäavaruus ja mentaalinen avaruus

Apperseptio (4) Protokolla analyysi sisällön tutkimus ja puhe l ääneenajattelu, kvalitatiivinen tulkinta l Episodinen rakenne Mentaalisen avaruuden siirtojen looginen konsistenssi ja mielekkyys Mikä on mentaalisen avaruuden siirtojen mielekäs yhteys?

Apperseptio (5) Miljoonia vaihtoehtoja ja muutamia oikeita. Miten muutamat oikeat valitaan? Puolustuksen siirrot polku l mielekkäät siirrot: vaihto, tukinta, pako l Hyökkääjän siirrot: avain- ja polkuruudut l mielekyysperiaatteet l

Apperseptio (6) Mielekkyyssännöt virittävät mentaaliset avaruudet Mielekkyysperiaate: kaikista representaation osista on kyettävä sanomaan, miksi ne kuuluvat kyseiseen representaatioon; ja kaikista representaatioon kuuluvista mutta tiedonalaan liittyvistä osista on kyettävä sanomaan, miksi ne eivät kuulu siihen

Apperseptio (7) Mielekkyys säätelee apperseption toimintaa Ihmiset rakentavat mielekkäitä representaatioita Ne voivat olla tarkoituksenmukaisia tai epätarkoituksenmukaisia, mutta ne ovat aina mielekkäitä Mielekkyys on käsitteellinen postulaatti

Apperseptio (8) Mitä shakista voidaan yleistää? Kakkuavaruuden hahmottaminen l aliavaruuksia: kahvikakut, koristekakut Mielekkäät toimepiteet Päämääräarvot: hyvä maku, ravitsevuus etc. Toimenpiteet: aineiden lisääminen, sekottaminen, paistaminen jne.

Apperseptio (9) Mielekkyysperiaatteet ohjaavat sisällön kosntruointia Konstruktiokäsitteen tulkinta Apperseptio ja toimintasuunnitelmat (Plan) Ihminen oppii kokemuksen pohjalta toimintasuunnitelmia ja liittää näitä yhteen suuremmiksi kokonaisuuksiksi

Apperseptio (10) Eräitä toimintasuunnitelmien konstruktiotyyppejä ketjutus l sisällyttäminen l Modifiointi Shakin spatiaalinen logiikka l simulointi

Apperseptio (11) Mitkä ovat apperseption perusominaisuudet: l l l 1) sisältö ei riipu läsnäolevasta ärsykkeestä 2) abstraktio 3) mielekäs rakenne Eksplikointi psykologian yleisenä metodina Mielekkyysprinsiippi ja eksplikointi Konstruktivismi ja apperseptio

Restrukturointi (1) Subjektiivinen ongelma-avaruus Miten ja miksi siirrytään yhdestä mentaalisesta avaruudesta toiseen? Mentaalisen avaruuden kokoamine on apperseptiivinen prosessi; Subjektiivinen etsintäavaruus edellyttää uuden käsitteen ottamista mukaan. Tämä käsite on restrukturointi

Restrukturointi (2) Historiaa: hahmopsykologien kokeet Moderneja teoreetikkoja: Keane, Olson Apperseptio ja restrukturointi: käsitelogiikka Oivallus ja restrukturointi Edistyvä syventäminen ja restrukturointi l vaihdetaan mentaalinen avaruus toiseksi

Restrukturointi (3) Hypoteesin generointi ja testaaminen l Newell ja Simon Mentaalisen avaruuden sulkeminen logiikka ja persuoletusten seuraukset l mitä ovat yleiset tiedot ja intuitiot l nimettömät säännöt l alitajuiset hahmot l eksplikointi jälleen l

Restrukturointi (4) Tehtävävälttämättömät päätökset l l vaihdetaanko mentaalista avaruutta lopetetaanko koko etsintäprosessi Restrukturoinnin logiikka: l l l 1) jos voin sulkea avaruuden ja lopputulos on hyvä, ´hyväksyn ratkaisun 2) jos en, restrukturoin 3) lopetan kun suhteellisesti tyydyttävin mentaalinen avaruus on löytynyt

Apperseptiiviset virheet Fiksaatio ja perusteeton olettamus l vaikeus ei ole syynä erehdykseen vaan jokin perusteeton ja tosiasioiden vastainen oletus vääristää mentaalisen avaruuden tulkintaa Hahmopsykologien kokeet Logiikka oikein, mutta ydinlähtökohdat väärin Datojen teoriapitoisuus

Ajattelu (1) Ajattelututkimuksen perustehtävätyypit kategoriointi l käsitteenmuodostus l päätös l päättely l ongelmanratkaisu l Ajattelututkimus ei esiinny yhtenäisenä vaan tehtävätyyppien kautta

Ajattelu (2) Määritelmä: Ajattelu toiminta syntyy siitä, että pyritään saavuttamaan jotakin, mutta ei kyetä tekemään sitä tunnettujen keinojen avulla Kategoriointi ja Rosch Päätöksenteko: Tilanteen rakenne Miten vaihtoehdot valitaan?

Ajattelu (3) Ongelmanratkaisu Newellin ja Simon malli Konkreettisuusefektit l Wason, Johnson-Laird

Ajatteluvirheet (1) Inhimilliset virheet muodostavat jatkumon l l virhe = toiminnan uskottua päämäärää ei saavuteta päädytään odotettua huonompaan lopputulokseen motoriset lipsahdukset ja ajatteluvirheet kaikki palautuu ajatteluu, koska sen avulla voidaan muiden virheiden edellytyksiä poistaa

Ajatteluvirheet (2) Tarkkaavaisuus: l l l informaatio tarkkaavaisuuden keskiön ulkopuolella stimuluksen ja responssin inkompatilibiteetti diskriminaation vaikeaa paniikki automatisoitumisen puute ja ylikapasiteetti keskusyksikkö

Ajatteluvirheet (3) Muistin kapasiteettin on ajatteluvirheiden kognitiivinen perusselitys l Johnson-Laird ja logiikka l Anderson ja tietokoneohjelmointi l Baddley, Saariluoma ja sekundääritehtävät l Tietoa manipuloidaan vain LTWM: ssä l Pinnallinen koodaus l

Ajatteluvirheet (4) Apperseptiiviset virheet l l virheet syntyvät vääristä premisseistä eivätkä prosessoinnin vähäisestä kapasiteetista virheelliset käsitteet ja käsitystavat Päätösilluusiot l erottuvuus, tuttuus, ankkuroituminen etc. Ongelmanratkaisuvirheet l fiksaatio, viritystila, väärät vihjeet

Ajatteluvirheet (4) Emotionaaliset ja patologiset virheet depression ja depressiivinen sykli l psykoottiset kohtaukset l foobiset ajatukset ja vainoharhat l aggressiiviset tilat l automatisoituneet ajatukset l valikoivat abstrahointi l ylitulkinnat l

Ajattelu, kapasiteetti ja sisältö Ajattelu ja informaation valinta l l l behaviorismi ja assosiatiivinen valinta hahmopsykologia ja perkeptuaalinen valinta Vygotski ja kulttuurihistoriallinen valinta Kognitiivisen psykologia: Kapsiteetti vai sisältö l l kapasiteetti luo staattiset rajat sisältö luo dynaamiset rajat

Konstruktivismi (1) Oppiminen on mielensisältöjen konstruktioprosessi Opittavien asioiden informaatiosisältö on olennaista, ja sitä on mahdotonta ymmärtää neuraalisen analyysin pohjalta Representaatioiden konstruktio noudattaa omia lakejaan

Konstruktivismi (2) Thales ja prinsiippi Pythagoras ja matemaattisen ajattelun traditio Herakleitos ja ymmärtämättömän ymmärrys Parmenides ja Zenonon paradoksit Alkmaeon ja ajattelu näkemisenä Platonin käsiteanalyysi ja Aristoteleen tarkkaavaisuusteoria

Konstruktivismi (3) Empirismi ja rationalismi Hobbes ja Descartes l Locke vs. Leibniz l Kant Myöhempiä vaikuttajia pragmatismi: Peirce, Dewey l Bartlettm, Vygotski ja Piaget l Hahmopsykologia l

Konstruktivismi (4) Tiedon luominen perustuu aiemman ja uuden tiedon integraatioon Sosiaalinen konstruktivismi: Berger & Luckmann Kognitiivinen konstruktivismi: Resnick ja Mandl Kognitiivis-emotionaalinen konstruktivismi