Wykład 3

30/11/2015
Czym jest myślenie?
Myślenie
i rozwiązywanie problemów
- wykład 7
Czym jest myślenie?
• Myślenie to mniej lub bardziej uporządkowana sekwencja
operacji poznawczych, dokonywana na przedmiotach,
zdarzeniach, procesach bezpośrednio postrzeganych lub na
ich reprezentacjach wyobrażeniowo-pojęciowych.
•
Treścią tych operacji jest ujmowanie różnego rodzaju
stosunków (związków, zależności) o charakterze
strukturalnym i funkcjonalnym„
• Myślenie to mniej lub bardziej uporządkowana sekwencja
operacji poznawczych, dokonywana na przedmiotach,
zdarzeniach, procesach bezpośrednio postrzeganych lub na
ich reprezentacjach wyobrażeniowo-pojęciowych.
• Treścią tych operacji jest ujmowanie różnego rodzaju
stosunków (związków, zależności) o charakterze strukturalnym
i funkcjonalnym„
• "Czynność myślenia jest łańcuchem operacji umysłowych, za
pomocą których przetwarzamy informacje zakodowane w
spostrzeżeniach, wyobrażeniach i pojęciach. Dzięki myśleniu
człowiek lepiej poznaje rzeczywistość, tworzy plany i projekty,
dokonuje odkryć, formułuje oceny i wnioski”
Cechy myślenia
Mimo różnorodności form myślenia proces ten posiada pewne
cechy ogólne [Reber, 2005:
• Myślenie wiąże się z procesami symbolicznymi, a nie np.
percepcyjnymi.
• Myślenie jest niedostępne bezpośredniej obserwacji. Można o nim
wnioskować na podstawie wypowiedzi lub zachowania osób
myślących. Obecnie jednak można zaobserwować myślenie np. na
encefalografie.
• Myślenie polega na operowaniu pewnymi elementami, które można
wyodrębnić teoretycznie, np.: słowa lub składniki języka (Whorf),
idee (Locke), wyobrażenia (Titchener), sądy (Anderson), operacje i
pojęcia (Piaget), skrypty (Schank).
• Myślenie jest ukierunkowane na rozwiązywanie problemów. Warto
również zaznaczyć, Że myślenie umożliwia generowanie problemów.
Funkcje myślenia
• Zastępowanie jawnego zachowania
–
–
–
–
Działanie na niby, zachowanie symboliczne
Bezpieczne, bez konsekwencji
Sprawdzanie różnych wariantów
Eksperyment myślowy
• Myślenie jako internalizacja zachowania jawnego
Pożytki z myślenia
• Zdolność do rozwiązywania WSZELKICH problemów
– realnych, możliwych, hipotetycznych
– konkretnych i abstrakcyjnych
– absurdalnych
np. co jest czym czego?
dlaczego ogórek nie śpiewa?
1
30/11/2015
Myślenie u ludzi i u zwierząt
• U ludzi
– Niezależne od działania
– Niezależne od kontekstu
Złudzenie
• Myślenie jest procesem świadomym
i całkowicie kontrolowanym
• W rzeczywistości:
• U zwierząt
– Tylko w działaniu
– Zawsze w kontekście (np. w naturalnych
warunkach życia gatunku)
– Pies “myślący” na polowaniu przestaje myśleć w
supermarkecie
Struktura myślenia
• Materiał - rodzaj informacji przetwarzanych w procesie
myślenia
– Świadomi jesteśmy skutków
– Niektórych operacji (nie zawsze)
– Myśli niekontrolowane (intruzywne): efekt białych
niedźwiedzi
Myślenie a rozumowanie
• Myślenie – proces łączenia reprezentacji poznawczych w
dłuższe ciągi. Ciąg zastępuje realnie obserwowane zachowanie
– Np. werbalny, obrazowy
• Operacje - przekształcenia dokonywane na operacjach
umysłowych
• Rozumowanie – proces formułowanie wniosku na podstawie
przesłanek oraz poprzednio nabytej wiedzy.
– Przekształcenia, np. kojarzenie, negacja
• Reguły - sposoby porządkowania łańcucha operacji
umysłowych, składających się na proces myślenia
– Ograniczenia nakładane na operacje (np. zakaz dzielenia przez zero)
Rozumowanie
Wyciąganie wniosków z przesłanek
Przesłanka: Koty mają cztery łapy
Przesłanka: Moje zwierzę ma cztery łapy
Wniosek: Więc…
Z przesłanek może NIC nie wynikać
Rodzaje rozumowania
• Dedukcja to rodzaj rozumowania logicznego od ogółu do szczegółu,
mającego na celu dojście do określonego wniosku na podstawie
założonego wcześniej zbioru przesłanek.
• cechy danej kategorii przypisuje się obiektom, należącym do tej
kategorii (np. "wszyscy studenci zdają egzaminy." – "Anna jest
studentką." – "Anna zdaje egzaminy.").
– Cała wiedza zawarta w przesłankach
– Wiedza niejawna  wiedza jawna
• Indukcja - wnioskowanie od szczegółu do ogółu, tj. wnioskowanie z
prawdziwości racji (wniosków w szerokim znaczeniu tego słowa) o
prawdziwości następstw (przesłanek w szerokim znaczeniu tego
słowa) np. "Anna jest studentką." – "Anna zdaje egzaminy." –
"wszyscy studenci zdają egzaminy").
– Kumulacja wiedzy
– Obserwacja szczegółowe  sąd ogólny
2
30/11/2015
Rodzaje rozumowań
• Dedukcja w odróżnieniu od rozumowania indukcyjnego jest w
całości zawarte wewnątrz swoich założeń, to znaczy nie
wymaga tworzenia nowych twierdzeń czy pojęć, lecz jest tylko
prostym wyciąganiem wniosków.
Zalety i wady rozumowań
Dedukcja
Niezawodne
Lecz często trywialne
Indukcja i abdukcja
• Abdukcja jest procesem rozumowania, który dla pewnego
zbioru faktów tworzy ich najbardziej prawdopodobne
wyjaśnienia.
– Wnioskowanie o przyczynach na podstawie skutków
– (śledztwo, diagnoza lekarska, badanie naukowe)
Zawodne
Ale płodne
INDUKCJA PODSTAWĄ SUKCESU NOWOŻYTNEJ NAUKI
Operacje umysłowe w procesie
myślenia
Błędy w rozumowaniu
• Skąd wynikają?
•
•
•
•
Brak kompetencji
Tendencyjność
Wpływ treści i kontekstu
Co jest pośrodku Wisły?
• Analiza - wyodrębnianie komponentów całości (np. szukanie
wątków utworu literackiego),
• Synteza to łączenie komponentów w całość (np. stawianie
hipotezy na bazie obserwacji empirycznych).
Prócz operacji podstawowych wyróżniamy 3 operacje pochodne:
•
•
•
Tendencyjność w rozumowaniu
abstrahowanie – wyodrębnianie pewnych cech obiektu z pominięciem
innych;
uogólnianie – łączenie cech wspólnych dla klasy obiektów;
porównywanie – szukanie podobieństw i różnic pomiędzy obiektami.
Jak dobrze sobie radzimy z konfliktem
miedzy logiką a zdrowym rozsądkiem?
• Systematyczne błędy
1. wniosek logiczny i prawdziwy (92%)
– Uniwersalne
– Typowe dla wiekszości ludzi
– Pojawiają się w charakterystycznych momentach
procesu myślenia
2. wniosek logiczny i absurdalny (46%)
3. wniosek nielogiczny, ale prawdziwy (92%)
4. wniosek nielogiczny, i absurdalny (8%)
Evans, Barston i Pollard (1983)
3
30/11/2015
Rodzaje myślenia:
Myślenie krytyczne
• Autystyczne – nie nastawione na żaden cel, podtrzymywanie
aktywności mózgu
• rodzaj myślenia realistycznego, ukierunkowanego na
ewaluację.
• Myślenie realistyczne – nastawione na cel, uwzględnia
ograniczenia nakładane przez rzeczywistość:
• Zawiera elementy myślenia produktywnego i
reproduktywnego.
– Reproduktywne – odtwarzanie przeszłego doświadczenia.
Ciąg wypróbowanych, już raz wykonywanych czynności
umysłowych.
• Produktywne – tworzące nowe treści intelektualne.
Ciąg reakcji jeszcze nie wypróbowanych.
– Odtwórcze vs twórcze
Myślenie a inne złożone procesy
poznawcze:
• Proces metapoznawczy – proces zajmujący się innymi
procesami poznawczymi.
• Myślenie krytyczne prowadzi do uzyskania celu pożądanego, a
myślenie twórcze do nowego. Krytycyzm utrudnia stworzenie
wniosku nowego, zapobiega powstaniu wniosku
bezużytecznego.
Fazy procesu rozwiązywania problemów
• Dostrzeżenie problemu – podmiot spostrzega sytuację i
zauważa tkwiący w niej problem
• Analiza sytuacji problemowej – odbiór i wstępne
wyodrębnienie informacji problemowych
• Wytwarzanie pomysłów i rozwiązań
• Weryfikacja pomysłów – ocena możliwych rozwiązań
• Wdrażanie rozwiązań
Rodzaje problemów
1.Poblemy orientacyjne - gdy musimy wytworzyć lub odnaleźć
dana informację
Podział problemów ze względu na ich
cechy i strukturę
Cechy problemów
2.Poblemy decyzyjne - celem jest podjecie odpowiedniej decyzji,
czyli wyboru danego sposobu postępowania ze zbioru
alternatywnych sposobów.
• Dobrze v. źle określone
3.Problemy wykonawcze- zmuszają nas do zmiany ciągu
myślowego
• Otwarte v. Zamknięte
• Konwergencyjne vs dywergencyjne
• Proste v. Złożone
• Bogate v. ubogie semantycznie
4
30/11/2015
Problem dobrze vs źle określony
Kiedy problem zawiera wszelkie informacje niezbędne do
rozwiązania, czyli
• cel, kryteria oceny jego osiągnięcia
• dane początkowe oraz
• dopuszczalne reguły ich przekształcania,
jest dobrze określony (Reitman, 1965)
Aby rozwiązanie problemu źle zdefiniowanego w ogóle było
możliwe, trzeba go przekształcić w problem dobrze określony,
„kawałkując” złożony problem na mniejsze dobrze określone
pod-problemy Simon (1973).
Problemy konwergencyjne vs dywergencyjne
(Guilford, 1959)
(jedno rozwiązanie) vs ( wiele rozwiązań)
• Masz 3 pudełka. W każdym z nich umieszczono po 2 mniejsze
pudełka, a w nich jeszcze po 4 całkiem małe pudełka. Ile
pudełek w sumie posiadasz? (Whimbey, Lochhead, 1999).
a) 12,
b) 21,
c) 24,
d) 33
• Co zrobić, aby zwiększyć bezpieczeństwo na drogach?
Problemy otwarte vs zamknięte
(Kozielecki, 1968)
Problemy proste vs złożone
łatwe vs trudne
• Problemy zamknięte polegają więc na wyborze jednego z
możliwych alternatywnych rozwiązań, co oznacza, że są to
zadania dobrze określone i zbieżne.
Klasyfikacja oparte na poziomie dostępnej wiedzy
• Np. Nowicjusze wymagają długiego czas aby uchwycić aktualną
sytuację na szachownicy, mistrzowi szachowemu starczy kilka
spojrzeń (Chase i Simon, 1973 a i b)
• Problemy otwarte mają wiele rozwiązań (Guilford, 1959).
• U doświadczonych pilotów, aktywacja ośrodków percepcyjnomotorycznych jest niższa niż u nowicjuszy, wyższa natomiast
aktywność czołowych i przed-czołowych ośrodków korowych
biorących udział w planowaniu czynności i podejmowaniu decyzji
(Peres i in., 2000)
• Problemy otwarte charakteryzują się
» niejasnym celem i
» słabo zdefiniowanymi kryteriami jego osiągnięcia.
» niewielką ilością danych początkowych (o rozwiązaniach,
hipotezach i wariantach).
• Problemy otwarte są zatem źle określone i rozbieżne;
Problemy bogate vs ubogie semantycznie
• Bogate, kiedy posiadamy doświadczenie w ich rozwiązywaniu,
mimo że konkretny problem w swoim sformułowaniu może
być dla nas nowy.
np. łamigłowki
• Ubogie, kiedy nie mogą być odniesione do uprzednich
doświadczeń
np. zadanie typu Połącz 9 kropek za pomocą czterech kresek,
nie odrywając ołówka od kartki.
Klasyfikacja oparte na poziomie posiadanej wiedzy
• Zadanie trudne angażuje większe zasoby poznawcze do znalezienia
rozwiązania.
• Zadanie łatwe jest rozwiązywane bez wysiłku poznawczego, przy
niewielkim zaangażowaniu procesów myślenia
Podział problemów ze względu na
wymagania poznawcze
• Problemy
• Specyficzne v. ogólne
•
•
•
•
Permutacyjne ( porządkowanie)
Indukcyjne (ekstrapolacja)
Transformacyjne
Analogiczne
Sieć semantyczna pojęć związanych z bogatym semantycznie
problemem (liczba węzłów i połączeń między nimi) jest
rozbudowana.
5
30/11/2015
Problemy specyficzne v. ogólne
• Jak zbudować wieżowiec na podmokłym terenie?
• Problem wymaga wiedzy specyficznej dla budownictwa
Klasyfikacja Jamesa Greeno
Greeno (1978) wyróżnia problemy polegające na
• porządkowaniu (permutacji) elementów:
• C J I E P Y Z R A L; Przestawiając litery utwórz sensowne słowo
• Problemy specyficzne wymagają specyficznej wiedzy z
określonej dziedziny
• Problemy ogólne są niezależne od jakiejkolwiek specyficznej
dziedziny
• Indukcji (ekstrapolacji):
• 1 2 8 3 4 6 5 7; Uzupełnij ten ciąg kolejną wartością
• transformacji:
• Wieża z Hanoi
• Cześć problemów transformacyjnych daje się rozwiązać i
pomocą algorytmu, czyli ścisłego i jednoznacznego przepisu
działania zawierającego sekwencje operacji, jakie należy
wykonać, aby osiągnąć określony cel.
Analogie
• Zadanie polega na wykryciu analogii, czyli podobieństwa,
łączącego dwie pary słów. Czwarte słowo należy wybrać
spośród dostarczonych opcji.
1.
Szewc - but: księgowa - ?
a) trzewik, b) pantofel, c) podatki, d) zeznanie podatkowe.
2.
Artysta - rzeźba : jabłoń - ?
a) gałęzie, b) owoc, c) korzenie, d) bulwa.
Teorie rozwiązywania problemów
Teoria Newella i Simona (1971, 1972)
• Teoria Newella i Simona, podobnie jak cały paradygmat,
opierała się na założeniu, że
• umysł jest systemem przetwarzania informacji i
• przekształcania reprezentacji poznawczych
• opartym na procedurach (programach) (Nosal, 1990)
• ujmowanych w języku instrukcji dla komputera (Newell,
Simon, 1971)
• Symulacja komputerowa jest sposobem dotarcia do ukrytych
procesów poznawczych, składających się na proces
rozwiązywania problemów,
Proces rozwiązywania problemów
• Dostrzeżenie problemu – w tej fazie człowiek dostrzega
trudność, uświadamia sobie, że zasób posiadanej wiedzy nie
wystarcza do osiągnięcia celu. Celem końcowym tej fazy określanej
także mianem fazy genezy problemu jest sformułowanie problemu w
postaci dogodnej do rozwiązania.
• Analiza sytuacji problemowej – w tej fazie człowiek dokonuje
analizy informacji zawartych w sytuacji problemowej i charakterze
celu, który ma osiągnąć. Określa rodzaje rozbieżności i luk między
tym, co jest dane a tym, co jest pożądane.
• Generowania pomysłów rozwiązania – w tej fazie człowiek
wytwarza nowe informacje. Generowanie pomysłów przebiega
skutecznie jeśli otrzymujemy liczne zbiory pomysłów, odpowiadające
różnym kierunkom poszukiwania rozwiązań. Rezultaty tej fazy
oceniane są z punktu widzenia trzech kryteriów: płynności, giętkości i
oryginalności myślenia.
• Weryfikacja pomysłów – w fazie tej następuje ocena pomysłów,
sprawdzanie ich wartości i wybranie jednego lub kilku z nich do
realizacji. Końcowy rezultat tej fazy zależy od trafności i kompletności
36
stosowanych kryteriów oceny.
6
30/11/2015
Metody rozwiązywania problemów
• Metody algorytmiczne – są to niezawodne przepisy na
rozwiązanie problemów danej klasy. Termin „niezawodność”
oznacza, że prawidłowe ich zastosowanie do właściwych
danych daje stuprocentową gwarancję rozwiązania problemu.
Typowymi znanymi regułami algorytmicznymi są przepisy
dodawania, odejmowania, mnożenia oraz przepisy kulinarne.
Reguły algorytmiczne często stosowane automatyzują się
nabierając właściwości złożonych nawyków.
Metody rozwiązywania problemów
• Metody heurystyczne – są to przepisy ogólne i zawodne, ale
za to umożliwiające rozwiązanie większej klasy problemów.
Reguły jest np. instrukcja nauczyciela dotycząca pisania
wypracowań, dodatkowe wskazówki dotyczące rozwiązywania
trudniejszych zadań matematycznych czy ogólne zasady
prowadzenia dyskusji.
• Metody heurystyczne i algorytmiczne noszą wspólna nazwę
strategii myślenia. Zwykle strategia myślenia jest system
złożony z reguł heurystycznych i algorytmicznych.
Stymulatory i inhibitory rozwiązywania
problemów
• Fiksacja funkcjonalna - skłonność do postrzegania
przedmiotów tylko pod względem ich typowych zastosowań.
• Sztywność myślenia – tendencja do rozwiązywania
problemów w sposób, który w przeszłości okazał się trafny.
• Wiedza
• Transfer negatywny
• Transfer pozytywny
7