Denken : Informationsverarbeitung, mathematische Modelle und Computersimulation

Mit der vorliegenden Schri ft werden mindestens drei verschiedene liele verfolgt. lunachst soll eine EinfUhrung in wesentliche Aspekte der derzeitigen Denkpsychologie gegeben werden. Seit der kognitiven Neube sinnung der Psychologie gegen Mitte der 5Der Jahre, hat auf einigen Gebieten dieser Wissenschaft eine sehr rapide Entwicklung eingesetzt, die unvermindert anhalt. Dabei w-urden teilweise Anregungen aufgenom men, oder auch wieder entdeckt, die schon vor Jahrzehnten (z. B. Selz, 1913,1922) oder gar einem Jahrhundert (Donders, 1968/9) fo.rmuliert worden waren. Dank der enormen Wei terentwi ckl ung der Formalwissen schaften, Mathematik, Statistik, Informatik, urn nur einige zu nennen, konnten einige der alten und viele neue Konzepte auf ganz anderem Niveau entwickelt werden. Es wurde ein nie gekanntes Ausma(3 an Prazi sion und Formalisierung erreicht. Diese Entwicklung i t keineswegs abgeschlossen, ja, sie hat soeben erst richtig begonnen! Dies in Um rissen darzulegen ist das erste liel: Dabei werden nicht nur verschie dene Ansatze dargestellt, sondern auch deren phi losophischer und er kenntnistheoretischer Hintergrund umrissen. Die Darstellung strebt keine Ausgewogenheit oder gar Vollstandigkeit an, vielmehr werden deu deutli ch Schwerpunkte gesetzt. Neben dieser unverblilmt theoretischen Ausrichtung gibt es eine wei tere lielsetzung, die man als learning-by-doing kennzeichnen konnte. Es werden zahlreiche Denkprobleme angegeben, die der Leser selbst liisen sollte, bevor er die Ergebnisse entsprechender Untersuchungen rezi pi ert. Di ese ei gene Denkarbei t kann zwei erlei bewi rken. t: rstens kann man dabei seine eigenen Denkanstrengungen verfolgen (z. B. indem man sich Notizen macht und so erste Verhaltensdaten gewinnt)."

I - Grundlagen.- 1: Einführung.- 1.1. Begriffsbestimmung, Gegenstand und Methoden der Denkpsychologie.- 1.1.1. Definition von „Denken“.- 1.1.2. Gegenstand der Denkpsychologie.- 1.1.3. Methoden der Denkpsychologie.- 1.2. Zur Geschichte der Denkpsychologie.- 1.2.1. Die Würzburger Schule.- 1.2.2. Die Gestaltpsychologie.- 1.2.3. Der Behaviorismus.- 1.3. Weitere Lektüre.- 2: Kognitive Psychologie und Informationsverarbeitung.- 2.1. Begriffsbestimmung.- 2.2. Zur Geschichte der kognitiven Psychologie.- 2.3. Kognitive Psychologie, Informationsverarbeitung und der Computer.- 2.4. Elemente eines Informationsverarbeitungs-Systems.- 2.5. Zusammenhang zwischen Informationsverarbeitung und Gedächtnis: Ein Beispiel für die Arbeitsweise eines IPS.- 2.6. Formale Darstellung von Informationsverarbeitungs-Systemen (IPS).- 2.6.1. Definition eines IPS.- 2.6.2. Symbole und Symbolstrukturen.- 2.7. Wei tere Lektüre.- II - Denken Als Problemlösen.- 3: Einführung in die Problemlösung.- 3.1. Grundbegriffe.- 3.2. Problemzustände und Zustand-Handlungsbäume.- 3.3. Formale Kennzeichnung von Problemen und Problemlösungen.- 3.4. Weitere Lektüre.- 4: Anordnungsproblerne.- 4.1. Anordnungsprobleme am Beispiel „Geheimalgebra“.- 4.1.1. Ein verbales Protokoll zu DONALD + GERALD.- 4.1.2. Analyse des verbalen Protokolls.- 4.1.3. Analyse des verbalen Protokolls: Der Problemlöse-Graph.- 4.1.4. Lösung des DONALD + GERALD Problems.- 4.1.5. Augenbewegungsprotokoll als Ergänzung zum verbalen Protokoll.- 4.1.6. Simulation des ProblemlÖse-Verhaltens.- 4.1.7. Validierung des Problemlöse-Graphen und des Simulationsmode11s.- 4.1.8. Allgemeine Kennzeichnung des Informationsverarbeitungs-Ansatzes von Newell, Simon u.a..- 4.1.9. Kritische Anmerkungen.- 4.2. Einige Prinzipien beim Lösen von Anordnungsprob1emen.- 4.3. Weitere Lektüre.- 5: Transformationsprobleme.- 5.1. Das Wasserglas-Problem.- 5.2. Der Turm von Hanoi.- 5.3. Das Hobbits-und-Orcs, bzw. Missionare-und-Kanniba1en Problem.- 5.3.1. Formale Darstellung des Hobbits-und-Orcs Problem: Der Suchgraph.- 5.3.2. Experimentelles Vorgehen in der Untersuchung von Thomas.- 5.3.3. Einige Ergebnisse der Untersuchung von Thomas.- 5.3.4. Überlegungen zu den psychischen Zuständen.- 5.4. Einige psychische Voraussetzungen beim Lösen von Transformationsproblemen.- 5.5. Weitere Lektüre.- Anhang 5.1.: Ableitung der Anzahl kognitiver Zustände aus Reaktionszeiten.- Anhang 5.2.: Zur Exponentialvertei1ung.- 6: Induktion: Analoges Denken.- 6.1. Analoges Denken und der Analogieschluß.- 6.2. Ein Ähnlichkeitsmodell analogen Denkens.- 6.3. Geometrische Analogien.- 6.4. Eine Komponenten-Theorie analogen Denkens.- 6.5. Funktionales Denken - Analogien in der Alltagssprache.- 6.6. Wei tere Lektüre.- Anhang 6.1.: Ähnlichkeit, Distanz und räumliche Darstellung.- 7: Am Beispiel Lohhausen: über das Verhalten in komplexen Problembereichen.- 7.1. Lohhausen: Das Scenario.- 7.2. Lohhausen: Fragestellungen.- 7.3. Lohhausen: Einige Ergebnisse.- 7.3.1. Güte der Problemlösungen.- 7.3.2. Denkprozesse.- 7.3.3. Prob1emlösekompetenz, Intelligenz und Personlichkeitsmerkmale.- 7.4. Weitere Lektüre.- III - Das Lernen Von Begriffen.- 8: Grundlagen des Begrifflernens.- 8. 1. Einführung.- 8.2. Begriffsbilden versus Begrifflernen.- 8.3. Experimentelle Vorgehensweise bei der Stimulusvorgabe.- 8.4. Formale Kennzeichnung der Stimuli.- 8.5. Begriffsregeln.- 8.6. Informationsverarbeitungs-Prozesse beim Konzepterwerb.- 8.7. Wei tere Lektüre.- 9: Strategien beim Begrifferwerb.- 9.1. Zum Strategiebegriff.- 9.2. Strategieformen.- 9.2.1. Strategien beim Seiektions verfahren.- 9.2.2. Strategien beim Rezeptions verfahren.- 9.3. Strategien als Entscheidungsbäume.- 9.4. Weitere Lektüre.- 10: Determinanten der Schwierigkeit von Begriffen.- 10. 1. Komplexität.- 10.2. Salience.- 10.3. Cognitive Strain.- 10.4. Problemisomorphismen.- 10.5. Art der Kontingenz.- 10.6. Ein Modell für die Vorhersage der Schwierigkeit binärer Begriffsregel.- 10.7. Weitere Lektüre.- 11: Theorien und Modelle des Begrifflernens.- 11.1. Begrifflernen: Inkrementell oder Alles-oder-Nichts?.- 11.2. Zur Geschichte der Theoriebildung und Versuchen, zwischen den rivalisierenden Ansätzen zu trennen.- 11.2.1. Anfänge einer H-Theorie.- 11.2.2. Die Reaktion des Behaviorismus.- 11.2.3. Mathematische Modellbi1dung im Rahmen der behavioristisehen Konditionierungstheorie.- 11.2.4. Neubeginn der H-Theorie.- 11.2.5. Mathematische,Modellbi1dung im Rahmen der kognitiven oder H-Theorie.- 11.3. Analyse eindimensionaler Konzepte aus der Sicht der H-Theorie.- 11.4. Ein Markoff-Modell für eindimensionale Konzepte.- 11.5. Ein Informationsverarbeitungs-Analogon zum stochastischen Modell.- 11.6. Weitere Lektüre.- 12: Einige neuere Tendenzen beim Begriffslernen.- 12.1. Natürliche versus artifizielle Begriffe.- 12.2. Welcher Natur sind natürliche Begriffe oder Kategorien?.- 12.3. Sind einige Begriffe grundlegender als andere?.- 12.4. Sind Begriffe holistische Entitäten, oder können sie in Elemente dekomponiert werden?.- 12.5. über die Natur der Attribute.- 12.6. Schlußbemerkung.- 12.7. Weitere Lektüre.- IV - Theoretischer Teil.- 13: Prinzipien und Strategien beim Problemlösen.- 13.1. Methoden: Algorithmen und Heuristiken.- 13.1.1. Algorithmen.- 13.1.2. Heuristiken.- 13.2. Heuristische Strategien bei Denkprozessen.- 13.2.1. Backward Search.- 13.2.2. Dekomponieren in Teilziele.- 13.3. Einige allgemeine Heuristiken.- 13.3.1. Generi ere-und-Teste.- 13.3.2. Hypothsize-and-Match..- 13.4. Weitere Lektüre.- Anhang 13.1.: Die Generi ere-und-Teste Heuristik.- 14: Elemente einer In formationsverarbeitungs-Theorie des Denkens.- 14.1. Das Informationsverarbeitungs-System (IPS).- 14.1.1. Das Langzeit-Gedächtnis.- 14.1.2. Das Kurzzeit-Gedächtnis.- 14.1.3. Elementare Prozesse.- 14.1.4. Externe Gedächtnisse.- 14.1.5. Art und Aufbau der Programme.- 14.1.6. Ziel-ähnlieher Charakter des Programms.- 14.2. Aufgabenwelt und Problemraum.- 14.3. Entstehung des Prob1emraumes.- 14.4. Programme und Simulation.- 14.4.1. Warum Simulation?.- 14.4.2. Informationsquellen zum Erstellen eines Programms.- 14.4.3. Anmerkungen zur Interpretation von Protokolldaten.- 14.5. Mögliche Erweiterungen der Newell-Si mon-Theorie.- 14.6. Weitere Lektüre..- 15: Vergleich einiger Ansätze zu einer Theoriedes Denkens.- 15.1. Formale Theorien über Denkprozesse.- 15.2. Vergleich der theoretischen Ansätze.- 15.2.1. Einfachheit und Sparsamkeit versus Komplexität und Vollständigkeit.- 15.2.2. Falsifizierbarkeit.- 15.2.3. Bewertung von Denkmodellen auf diesen Kriterien.- 15.2.4. Weitere Kriterien.- 15.2.5. Phi1osophische Grundhaltung.- 15.3. Anmerkungen zu formalen Modelllen im allgemeinen.- 15.4. Kritikan der akademischen Denkforschung.- 15.5. Weitere Lektüre.- Anhänge.- Anhang 1: Anmerkungen zur Denkentwicklung.- Anhang 2: Anmerkungen zur Kreativität.- Anhang 3: Künstliche Intelligenz.- Register.- Autorenregister.