Kognitív pszichológia, 4. tétel, pszichológia távoktatás
Garda Ildikó által, az internetről
EYSENCK: KOGNITÍV PSZICHOLÓGIA 11. FEJEZET /383-435 OLDAL/
A TUDÁS HASZNOSÍTÁSA A PROBLÉMAMEGOLDÁSBAN
bevezetés
A gondolkodás általános természete
1. A gondolatok tudatosak, de tudatunkban a gondolkodás terméke jelenik meg és nem maguk a gondolkodási folyamatok.
2. A gondolkodási feladatok aszerint különböznek, hogy milyen mértékben irányítottak.
Irányítatlan szabad→ meditálni a nap történéseiről
Erősen célirányos→ összeadás
3. A gondolkodás során felhasznált ismeretek mennyisége és jellege is nagyon változatos lehet.
Tudásszegény szituáció→ olyan helyzetek, melyek kevés ismeretet igényelnek
Tudásintenzív szituáció→ olyan helyzetek, melyek széles körű tudást követelnek meg
A legtöbb kutatás konkrét célokra irányuló, tudásszegény helyzeteket vizsgál.
korai kutatások: gestalt iskola
A problémamegoldás Gestalt-kutatása állatoknál
Thorndike
Problémamegoldás = próba-szerencse alapú tanulás
Behaviorista pszichológia
Problémamegoldás = a korábban megtanult válaszok reprodukálásának a terméke
↕
Köhler
A gondolkodás produkív összetevőket tartalmaz. Az emberek képesek átlátni a problémák szerkezetét és a megoldás érdekében újrastruktúrálni azokat.
Gestalt-elmélet
↓
1. A problémamegoldó viselkedés egyaránt produktív és reproduktív.
Reproduktív problémamegoldás→ korábbi tapasztalatok újrahasznosítása (ez gyakran hátráltatja a sikeres problémamegoldást)
Produktív problémamegoldás→ a probléma szerkezetének belátása + a probléma újrarendezése
2. A belátás gyakran hirtelen történik, és aha élmény kíséri
Köhler
Emberszabású majmok problémamegoldó képességei. (majom a ketrecben, kívül botok + banán)
1.próba-szerencse magatartás
2.belátás
Mai kifejezéssel élve→ belátás = az állat célirányosan cselekedett.
↕
Brich
A korábban vadon élő majom múltbeli tapasztalatai nem ismertek. Kevés bizonyítékot talált, az ilyen belátásos problémamegoldásra fogságban nevelt majmoknál.
Újrastruktúrálás, belátás, funkcionális rögzítettség és beállítódás
Újrastruktúrálás és belátás
Maier
Két zsinór vagy inga probléma.
Vizsgálati helyzet: a mennyezetről két zsinór + botok, fogók, hosszabbítók lógtak le
Feladat: kössék össze a mennyezetről lelógó két zsinórt. (ha az egyik zsinórt megfogták, akkor a másikat nem érték el)
Belátásos megoldás: (legkevésbé gyakori megoldás volt) az ingaváltozat = fogót kötöttek az egyik zsinór végéhez. Meglendítették a másik irányába és így össze tudták kötözni azokat.
Maier
Hagyta, hogy a k.sz.-ek elakadjanak, majd (mintha csak véletlenül) meglökte az egyik zsinórt.
Ez a finom célzás a probléma újraszervezését eredményezte, és egy teljesen új megoldás lehetősége bukkant elő.
Funkcionális rögzítettség és állandóság
Duncker
Gyertyaprobléma.
Rendelkezésre álló eszközök: 1 db gyertya, 1 db teli szögesdoboz, gyufa
Feladat: fel kell erősíteni a falra a gyertyát, úgy, hogy a viasz ne tudjon lecsöpögni a földre.
Belátásos megoldás: (legkevésbé gyakori megoldás volt) a szögesdoboz belsejét használják gyertyatartónak, és azt szögelik fel a falra.
A k.sz-ek a doboz normális használatára rögzültek→ nem tudták újra konceptualizálni a dobozt.
(Az is funkcionális rögzítettségnek tekinthető, amikor a k.sz.-eknek nem jut eszükbe az ingamegoldás.)
Scheerer
Kilencpontprobléma
Feladat: minden pontot összekötni, de csak négy vonalat lehet húzni és nem lehet
felemelni a ceruzát a lapról.
A legtöbb ember nem tudja megoldani a problémát, mert azt feltételezik, hogy a pontok által formált négyzeten belül kell maradniuk.→ A k.sz.-ek rögzültek a pontok alakjára.
[ad code=1 align=center]
Problémamegoldási beállítódás
Luchins és Luchins
Problémamegoldási beállítódás igazolása
Vizeskancsó-probléma
Feladat: Elképzelniük, hogy van egy 8 literes teli kancsó (8-8), meg egy 5 literes üres (5-0), illetve 3 liter szintén üres kancsó (3-0). Cél: úgy öntögessük a vizet az egyik kancsóból a másikba, hogy végül a 8 literes kancsóban is meg az 5 literesben is 4 liter víz legyen. (8-4, 5-4, 3-0)
Cél a legrövidebb lépéssorozatú megoldás megtalálása.
Beállítódási csoport→ a beállítódási feltételben, olyan feladatsorozatokat kapott, amelyeket ugyanolyan módon lehet megoldani
Kontrolcsoport→ a beállítódási feltételben, feladataikat más és más módszerek felhasználásával lehetett csak megoldani
Mindkét csop. kapott egy tesztproblémát, melyet meg lehetett oldani egyszerűen és bonyolultan (a beállítódási csop. eddig ezen a módon oldotta meg a problémákat) is.
A kontrolcsoport az egyszerű módszert választotta.
A beállítódási csoport tagjai nem is látták az egyszerűbb módszert, a bonyolultabb módszerre rögzültek.
A problémamegoldás Gestaltelméletének és hagyatékának értékelése
A problémamegoldás több, mint a tanult válaszok puszta reprodukálása, és szerepet játszik benne a belátás és az újrarendezés.
A múltbeli tapasztalatok közvetlen alkalmazása siker helyett gyakran kudarchoz vezet a problémamegoldásban. (funkcionális rögzítettség, beállítódás)
↕
Belátás, újrastruktúrálás radikálisan alulspecifikáltak. Azok a feltételek, melyek mellett bekövetkezhet a belátás vagy az újrarendezés, homályosak. Az elmélet arról sem mond sokat, hogy miből is áll pontosan a belátás
A gondolkodás célvezérelt és antiasszociacionista megközelítése, nagyban hozzájárult az információfeldolgozási modellek kialakulásához.
Newell és Simon információfeldolgozási elmélete
Problématér-elmélet
Problémamegoldás során a megoldáshoz számos különböző úton juthatunk el, különböző stratégiákat alkalmazva. (A stratégiák csökkenthetik az alternatív utak számát.)
Newell és Simon
Problémák absztrakt szerkezete
↓
Egy probléma objektív szerkezetét állapotsorozatok formájában jellemezhetjük. Bármely adott állapotban több különböző operátor (segítségével egyik állapotból a másikba jutunk) alkalmazására van lehetőség és ezek alternatív állapotokat hoznak létre. Az operátorok által generált állapotok összessége adja az alapvető problémateret.
Amikor problémákat oldunk meg, akkor a fejünkben korrelatív tudásállapotokon megyünk végig.→ Egy kezdeti tudásállapotból kiindulva végigkutatjuk az alternatív állapotok terét, amíg el nem érjük a célállapotot.
Mentális operátorok segítségével jutunk el az egyik állapotból a másikba. (Az operátorok legális megtehető lépéseket kódolnak + olyan megszorításokat, melyek adott feltételek mellett explicit módon kizárnak bizonyos lépéseket)
Stratégiákat (heurisztikus módszereket) használunk, annak érdekében, hogy lerövidítsük az alternatív útvonalak számát, és így gyorsabban érjük el a célállapotot. Tehát törekszünk arra, hogy megtaláljuk a kiinduló állapot és a célállapot közötti legrövidebb utat.
Az ilyen folyamat az adott kognitív rendszer korlátain belül játszódik le.
A Hanoi torony rejtvény
Vizsgálati helyzet: Korongok növekvő sorrendben az első rúdon + még két rúd áll rendelkezésre.
Feladat: A korongokat ugyanilyen helyzetben elhelyezni az utolsó rúdon.
Szabályok: Egyszerre csak egy korongot lehet elmozdítani + egy nagyobb korong sohasem kerülhet egy kisebb fölé.
Általános Problémamegoldó (Newell és Simon első modellje)
↓
Kiinduló tudásállapot→ A probléma megfogalmazásában leírt állapot.
Célállapot→ Amikor mindegyik korong az utolsó rúdon van.
Mentális operátorok→ A korongok mozgatásakor alkalmazzák, azzal a megszorítással, hogy nem kerülhet nagyobb korong egy kisebbre.
↓
Ez minden szakaszban különböző alternatív állapotokat eredményez. Minden ilyen közbeeső állapot további alternatívákat nyit meg.
Stratégiák (heurisztikák)→ Használják, hogy lecsökkentsék a lehetséges állapotok számát, melyeken végig kell menniük, hogy eljussanak a célhoz.
Algoritmus→ Olyan módszer vagy szabály, mely mindenképpen megoldja a problémát
Pl: elindulunk a kiinduló állapotban a Hanoi probléma esetén, és szisztematikusan ellenőrzünk minden lehetséges állapotot, amíg el nem érjük a célt.
Heurisztikus módszerek→ Gyakorlati szabályokat alkalmaznak, melyek nem garantálják a probléma megoldását, de csökkentik a figyelembe veendő alternatív állapotok számát.
↓
Eszköz-cél-elemzés
1. Jegyezzük meg a jelenlegi és a célállapot közötti különbségeket.
2. Alkossunk egy alcélt, mely csökkenti ezt a különbséget.
3. Válasszunk egy operátort, melynek segítségével elérhetjük ezt az alcélt.
Cél/alcél-szerkezetek a problémamegoldásban
Ha a k.sz megfelelő alcélokba tudja rendezni a problémát, akkor a problémamegoldási teljesítmény javul.
Az alcélok megfogalmazásának egyik lehetséges forrása a hasonló problémák megoldása során szerzett múltbeli tapasztalat lehet.
Egan és Greeno
Hanoi torony problémája 5 ás 6 korongot alkalmazó változata
Kísérleti csoport→ Előzetes gyakorlat, a Hanoi torony 3 és 4 korongos változatával
A bonyolult problémát több egyszerűbb alproblémára bontották, és ezeket oldották meg egymás után
↓
Bizonyos előnyöket élveztek (feltehetően a kialakított célstruktúrák eredményeképpen) a kontrollcsoporthoz képest a bonyolultabb probléma megoldásában
Hibázási mintázat→ A minimálisan szükséges megoldási útvonaltól való eltérés.
↓
A k.sz.-ek teljesítménye jobb volt, amikor valamilyen fontos célhoz vagy alcélhoz közelítettek, de amikor messze jártak valamilyen fontos céltól, nehezen tudtak csak haladni.
A különböző stratégiák megtanulása
Anzai és Simon
Hanoi torony 5 korongos változata. A k.sz. 4 különböző alkalommal próbálta megoldani.
Mind a 4 kísérletben más és más stratégiát alkalmazott és egyre hatékonyabban oldotta meg a problémát.
Kezdetben inkább bizonyos állapotok elkerülése volt megfigyelhető, mint határozott célok vagy alcélok irányába való törekvés.
↓
Általános, tartományfüggetlen stratégiák alkalmazása.
Hurokkerülő stratégia→ Annak elkerülése, hogy már korábban bejárt állapotokba visszatérjen
↓
Ezeknek az általános stratégiáknak a segítségével a k. sz. megtanulta a hatékonyabb lépéssorozatokat, amelyeket azután fel tudott használni a feladat későbbi megoldási kísérleteiben.
Izomorfikus problémák megértése
Bár a problémaállapot-elemzés felfogásában két probléma izomorfikus (szerkezetük ugyanaz) lehet a megjelenésükben mutatkozó apró különbségek jelentősen befolyásolják a k.sz.-ek problémamegoldó képességét.
Mi az a k.sz.-ek problémaértelmezésében, ami kiváltja ezeket a hatásokat.
A Hanoi torony különböző változatai.
Mozgatásos feladatok
Simon és Hayes
3 rúd=3 ember
3 korong=3 rituális szertartás
3 méret=3 féle szertartás
vagy
szörnyek (kicsi, közepes, nagy) + golyók (kicsi, közepes, nagy)
Cél: Mindegyik szörny a méretének megfelelő golyót tartsa.
↕
A probléma változó verziója.
szörnyek + golyók
Feladat: Összenyomni, illetve megnövelni a szörnyeknél lévő golyókat.
Szabályalkalmazó hipotézis→ A szörny-golyó probléma mozgatásos változatának
(Simon és Hayes) nehezebbnek kell lennie, mint a változásos verziónak, mert az utóbbiban alkalmazandó szabályokat nehezebb alkalmazni.
↕
A mozgatásos változat kétszer könnyebb volt, mint a változásos feladat.
Szabálytanuló hipotézis→ Bizonyos szabályok könnyebben megtanulhatók, mint mások, és (Kotovsky, Hayes és Simon) ez hozzájárul a probléma megoldásának nehézségéhez.
(A k.sz.-eknek tovább tartott a mozgatási szabályokat megtanulniuk, mint a változtatási szabályokat.)
A szabályok megtanulásának általános könnyűségét befolyásolja
1. A szabályok mennyire felelnek meg a valódi világról szóló tudásnak
2. Mekkora a memóriaterhelés a feladatban
3. A szabályokat könnyen lehet-e téri alapon rendezni vagy el lehet-e őket könnyen képzelni.
A misszionáriusok és kannibálok rejtvényének megoldása
Feladat: 3 misszionárius és 3 kannibál átvitele egy folyón egy csónakban
Szabályok: Csónak/2 ember, nem lehet több kannibál, mint misszionárius egyik parton sem.
Thomas
A problémamegoldásban tapasztalható nehézségek kognitív forrásai.
Nagyon sok alternatív lehetőség, melyek közül csak egy segít a cél felé.
A célponttól el kell távolodni, ahhoz, hogy közelebb kerüljenek a végső célhoz.
Simon és Reed
5 misszionárius, 5 kannibál
A probléma a legális lépések számában összetettebb, de 11 lépésben megoldható
Kiegyenlítő stratégia→ Arra törekedtek, hogy egyenlő számú misszionárius és kannibál legyen a folyó két partján. Probléma: zsákutcákba vezet.
Eszköz-cél stratégia→ Egyre több embert visznek át a másik partra.
Elkerülő heurisztika→ Ne kelljen visszafordítani az éppen megtett lépést.
A probléma hatékony megoldásának a kulcsa a stratégiaváltás.
Bármilyen manipuláció, mely növeli a stratégiaváltás valószínűségét, jobb teljesítményhez vezet.
A vizeskancsó-problémák problématér modelljei
Atwood és Polsont
A k.sz.-ek viselkedését magyarázták a vizeskancsó-problémák megoldásához szükséges lépések számában.
Meghatározták a k.sz.-ek által alkalmazott heurisztikus módszereket + az emberi info.feldolgozás korlátaival (munkamemória korlátai) kapcsolatban fogalmaztak meg feltételezéseket.
1. A lépések tervezésekor a k.sz.-ek csak egy lépés mélységben néznek előre.
2. A lépéseket eszköz-cél-elemzés alapján értékelik.
3. Általában a hurokkerülő heurisztikát is alkalmazzák.
4. Korlátozva van az, hogy a munkamemóriában egyszerre hány alternatív lépés tárolható.
5. Ez a korlátozás némileg enyhíthető, ha az info. Egy része átkerül a LTM-be.
Atwood, Masson és Polson
A memóriaterhelés bármely mértékű csökkenésének azzal kell járnia, hogy a problémamegoldó szabad erőforrást nyer a hosszú távú tervezéshez.
Minden egyes állapotban tájékoztatták a k.sz.-eket va lehetséges lépésekről + megmutatták milyen állapotokban jártak korábban.
↓
Javulást a tervezésben nem tudtak kimutatni.→ A k.sz.-ek az extra kapacitást nem az előretervezésre fordítják, hanem hatékonyabban próbálják elkerülni az olyan lépéseket, melyek visszaviszik őket az előző állapotokhoz.
Értékelés: Jól és rosszul meghatározott problémák
A problématér-elmélet rosszul meghatározott problémákkal szemben jól meghatározott problémákkal foglalkozott.
A jól meghatározott problémák esetében az operátorok, a kiinduló állapot és a célállapot jó1 meghatározottak, és a kísérleti személyeknek rendszerint kevés specifikus ismeretük van a problémáról. (Rejtvényszerű problémák)
A releváns tudás ebben az esetben általános célú vagy tartományfüggetlen heurisztikus tudás.
Az eszköz-cél-elemzési heurisztikát például nagyon sokféle szituációban és tartományban alkalmazhatjuk. Ezek a heurisztikus módszerek általában alkalmazhatók, de nem mindig hatékonyak. Ezért a mesterséges intelligenciában univerzális, gyenge módszereknek nevezik őket.
↕
A rosszul meghatározott problémák sokféle szempontból alulspecifikáltak és tekintélyes mennyiségű tartományspecifikus ismeretet igényelnek.
A rosszul meghatározott problémák kiinduló állapota gyakran bizonytalan; nem világos a helyzetből, hogy mi része és mi nem á kiinduló állapotnak. (Mindennapi problémák)
Megfelelő operátorokat kell ilyenkor keresnünk a memóriában (pl: hogyan lehetne kinyitni az autót egy ruhaakasztóval)
Végezetül a célállapotot is meg kell határozni.
Összefoglalva, a megközelítés ereje prediktív sikerében rejlik, gyengéje pedig abban, hogy a problémák csak nagyon szűk körére alkalmazták.
Szakértők és kezdők. Tudásintenzív problémamegoldás
A sakkbajnokok készségei
A sakkozás az elsők között volt, amit a kezdő-szakértő megkülönböztetés kapcsán részletesen vizsgáltak.
Kombinatorikus robbanás a sakkban
A sakkjáték kiinduló állapota azt jelenti, hogy a táblán az összes bábu a kiinduló helyzetben van.
A célállapot→ az, hogy az ellenfelet matthelyzetbe hozzuk.
A különböző alternatív lépéseket bármely állapotban meg tudjuk határozni.
Minden egyes lépésre az ellenfél sokféle válaszlépést adhat, és mindegyik válaszlépésnél megint csak nagyon nagy számú lépésre van lehetőség és így tovább. Komputációs kifejezéssel, a lehetőségek „kombinatorikus robbanásával” van dolgunk. Azaz a lehetőségek száma exponenciálisan növekszik!
Newell és Simon
MANIAC nevű program (1950-es években fejlesztettek ki). Minden alkalommal közel 1 000 000 lépést értékelt. Ez arra volt elég, hogy négy lépés mélységben vizsgálja előre a lehetséges alternatívákat. Nem tudott jó1 sakkozni, és néha nagyon komoly hibákat vétett. Mi húzódik meg a sakkmesterek szaktudása mögött?
DeGroot sakkjátékvizsgálatai
Öt sakk-nagymester és öt jó játékos sakktudását hasonlította össze, amikor egy adott állásbó1 megtervezték a következő lépést. Arra kérte a kísérleti személyeket, hogy gondolkozzanak hangosan.
A sakkmesterek nem számítottak ki előre több lépést, mint a jó játékosok, de kevesebb időbe került a lépés megtétele nekik. + Független szakértők szerint a nagymesterek lépései jobbak voltak.
[ad code=1 align=center]
Wagner és Scurrah
Fokozatosan mélyülő stratégia→ Kezdetben néhány alternatív lépést ellenőriztek. Ez után ismét visszatértek ezekhez, és minden alkalommal mélyebben elemezték őket.
De Groot
A nagymesterek és a jó játékosok közötti tudáskülönbség az, hogy mennyi info.-t tárolnak a különböző állásokról az LTM-ben.
A korábbi állásokkal kapcs. info.-k felhasználása szükségtelenné teszi, a sok irreleváns alternatíva figyelembevételét.
↓
Valós játszmákból vett állásokat exponált (5 mp).
Feladat: Az állást felállítani.
Eredmények: A nagymesterek nagy pontossággal (91%-ban) tudták újra felállítani az állást, míg a jó játékosok teljesítménye 41%-os volt.
Tömbösítés a sakkban
Chase és Simon
A játékosok a memo.feladatban „tömbösítik” a táblaállást.
Az alapvető különbség a mesterek és más játékosok között a tömbök méretében mutatkozott meg. A mesterek hét tömbje sokkal több információt kódolt.
Feladat: Rekonstruáljanak egy állást egy második táblán, miközben az első tábla még látható volt. Ezután minden alkalommal, amikor a kísérleti személyek pillantást vetettek a második táblára, lejegyezték az elhelyezett bábuk típusát és számát.
Mindhárom vizsgált játékos esetében azt találták, hogy az egy ránézés után elhelyezett bábuk átlagos száma kicsi (kb. három) és tartalmilag hasonló volt.
A jobb játékosok azonban gyorsabbak voltak a kódolásban, amit az jelzett, hogy jelentősen rövidebb ideig néztek a második táblára.
↓
Szisztematikus különbségek vannak a tömbökben kódolt bábuk számában, mely a szakértelemtől függ.
A szakértő játékosok gyorsabban tudják felismerni az állásokban rejlő tömböket és több információt tudnak kódolni ezekben a tömbökben, mint a kezdők.
Simon és Gilmartin
Memóriával Támogatott Mintázatfelismerő (MTMF) komputációs modell.
Cél: A fenti hatások vizsgálata.
A program nagy számú állást tartalmazott, és egy „bemutatott” állást úgy kódolt a rövid távú munkamemóriában, hogy a teljes állások különböző tömbjeit ismerte fel.
Az egyik változatában több mintázatot (1114) használt, mint egy másikban (894).
Feladat: Különböző állásokat rekonstruáljanak.
↓
A kevesebb mintázatot tartalmazó változat teljesítménye rosszabb volt.
Az eredmények és a modell, valamint a kísérleti személyek teljesítménye közti összefüggés alapján azt a becslést kockáztatták meg, hogy a mesterszintű teljesítmény 10 000 és 100 000 mintázat tárolásával érhető el.
Vajon csak különböző állások ismeretéről van-e szó a sakktudás esetében?
A teljesítménybeli különbségek a láthatóan a játékosok által ismert állások számát tükrözik (pl: MTMF), bizonyos adatok arra utalnak, hogy a sakktudás esetében ennél többről van szó. A játékosok problémaspecifikus, heurisztikus ismereteket is felhasználnak a lépések és lépéssorozatok értékelésében.
Holding és Reynolds
Nyolc másodpercig véletlenszerű állásokat mutattak a kísérleti személyeknek.
Feladat: Az állásokat fel kellett idézniük.
↓
Tekintet nélkül képességére mindegyik játékos gyengén teljesített a feladatban.
↕
Amikor a kísérleti személyeknek az állás erősségét kellett megítélniük, és ki kellett választaniuk a következő, legjobbnak tartott lépést
akkor az erősebb játékosok sokkal jobb lépéseket választottak.
Bár a játékosoknak nem voltak specifikus sémáik ezekre az állásokra, valamilyen más tudás alapján meg tudták találni a potenciálisan jó lépéseket ezekből az állásokból is.
Fizikus szakértelem
A szakértő és a kezdő közötti különbség az, hogy (csakúgy, mint a sakkjáték esetében) a kezdőknél hiányzik a releváns sémák repertoárja a problémák megoldásához.
Bizonyítékok a kezdő-szakértő-különbségekre a fizikában
A fizikai problémák megoldásakor a szakértők nagyobb tudásuk alapján teljesebb reprezentációkat hoznak létre, mint a kezdők.
Chi, Feltovich és Glaser
A kezdők álta1ában olyan problémákat csoportosítanak egy osztályba, melyeknek ugyanazok a felszíni jellemzői.
A szakértők viszont mélyszerkezetük alapján osztályozták a problémákat.
+
Bár a szakértők négyszer gyorsabban oldották meg a problémákat, több időt töltöttek el a problémák elemzésével és értelmezésével, mint a kezdők, akik azonnal egyenleteket alkalmazva estek neki a problémáknak.
A szakértők részletesen kidolgozták a problémák reprezentációját, és feltérképezték az adott helyzetben haszná1ható releváns elveket és törvényeket.
A szakértők rendszerint előre, egy megoldás felé dolgoztak (előre haladó munkastratégia), míg a kezdők á1ta1ában hátrafelé. (A célt tekintik kiindulópontnak)
A fizikai készségek komputációs modelljei
Lambert
Hibrid modell
A szimbolikus (stratégiai aspektus kezelése) és a konnekcionista (memo. kezelése) elképzeléseket vegyíti.
A hosszú távú emlékezet elosztott memóriából áll, mely korábbi problémákra vonatkozó információkat tárol.
A memória bemeneti egységei három fő típusra oszthatók: adategységekre, végcél-egységekre és alcél-egységekre.
Adategységek→ Különböző szimbólumokat kódolnak a probléma megfoga1mazásában.
Végcél-egységek→ A problémában keresett mennyiséget kódolják.
A probléma többszöri megoldása után az elosztott memória által létrehozott tudás abban áll, hogy asszociáció alakul ki a probléma adott megfogalmazása (beleértve célját is) és a hasznosnak bizonyuló alcélok között.
Amikor egy problémát futtatunk rajta, a modell négy szakaszon megy keresztül.
1. A megoldandó problémát kódolja az elosztott memóriában és a produkciós rendszerben. A probléma megfoga1mazását aktivációk formájában kódolja a megfelelő adat-és végcél-egységeken (fontos észrevenni, hogy az alcélokat nem kódolja). A produkciós rendszer munkamemóriájában strukturált reprezentáció formájában kódolja a problémát.
2. A kódolt problémát feldolgozza az elosztott memo., míg stabil állapotba nem jut. Amikor is az alcél egységek közül néhánynak az aktivációs szintje egy meghatározott küszöb fölé kerü1.
3. Belép a produkciós rendszer és alkalmazza inferencia szabályait a probléma reprezentációjára, valamint az elosztott memória által létrehozott alcélokra. Ezeket a következtetési szabályokat tehát a rendszer előre mutató következtetések formájában arra használja, hogy elérje a kívánt célt, a probléma megoldását. Ha az előre vivő inferenciák kudarcot vallanak, akkor a rendszer elkezd hátrafelé irányuló inferenciákat használni.
4. Ha a harmadik szakaszban megvan a megoldás, akkor azokat az alcélokat, melyek hasznosnak bizonyultak, a probléma megfogalmazásával és céljáva1 együtt a rendszer arra haszná1ja fel, hogy egy ciklikusan lezajló tanulási folyamat során asszociációkat alakítson ki a három összetevő között.
Így ha a jövőben ugyanazza1 vagy valami hasonló problémával talá1kozik, a hálózat létre tudja hozni a megfelelő alcélokat.
A rendszer, tanulás után, olyan megoldásokat tud produká1ni, melyek nagyon hasonlóak a emberi szakértők által megtalált megoldásokhoz.
Számítógépes programozási készségek
Milyen jellemzők teszik a programozási nyelveket kognitív értelemben nehezen használhatóvá?
Tervek a programozásban
Soloway
A szakértő programozók forgatókönyvszerű terveket alakítanak ki, melyek sztereotipikus kódtömbökből állnak. Amikor a programozók programokat írnak, absztrakt szinten megtervezik, hogy ezeket a tömböket hogyan lehet koordinálni, és sorozatba rendezni a programban, hogy a program elvégezze a kívánt feladatot. A terveket „természetesnek” fogják fel abban az értelemben, hogy ezek már megvannak a programozókban, mielőtt a programozást megtanulják.
↓
Ha egy szakértő programozónak mutatnak egy olyan programot, melyben bizonyos állítások hiányoznak, könnyedén ki tudják tölteni a hiányzó tervrészleteket.
↕
A kezdő programozók korántsem képesek olyan jól kitölteni ezeket az üres helyeket.
Ez azt jelzi, hogy a gyakorlott programozók a megfelelő terveket választják ki a memóriából, és a konkrét programozási feladat követelményeihez igazítják őket.
Bower
A programozók terveit a mindennapi életből származó tervek és ismeretek is befolyásolják.
Amikor a történetek megsértették a forgatókönyv szerkezete által diktált sztereotipikus sorozatokat, a k.sz-ek a felidézésben újrarendezték a tartalmakat.
Soloway, Bonar és Erlich
A programozók általában olyan sorrendben fogalmazzák meg a program állításait, amelyet mindennapi tudásuk diktál, még akkor is, ha ez programhibákat eredményez.
↕
Gilmore és Green
Szakértő programozókkal, akik két nyelvben is, a Pascalban és a BASIC-ben nagy gyakorlattal rendelkeztek, olyan feladatokat végeztettek el, melyek tervhez kapcsolódtak, és olyanokat is, melyek nem. Az eredmények azt mutatják, hogy a programozási tervek tartalma nem általánosítható minden nyelvre, bár elismerték, hogy a BASIC programozók esetleg más terveket használnak. A tervek bizonyos értelemben az adott programozási nyelv notációs jellemzőiből bukkannak elő.
Davies
Lehet, hogy léteznek természetes tervek, de ezeket a terveket talán nehezebb az egyik nyelven kifejezni, mint egy másikon. Egy tényező, mely hatással lehet a természetes tervek különböző nyelveken történő alkalmazására, az lehet, hogy a kezdő programoz6k milyen képzést kapnak
a programtervezésben.
Háromféle összetevőt kell figyelembe vennünk a programozási szakértelem jellemzésében:
- a problémában megmutatkozó szerkezeteket (azaz a természetes terveket)
- az adott programozási nyelv szerkezeteit (melyek a nyelv jelölési eszközeivel kapcsolatosak)
- és a két komplexum közötti összefüggést.
A programtervezési képzés a két összetevő közötti kapcsolat megalapozásának tekinthető.
A szakértővé válás folyamata: a szakértelem megszerzése
A készségek elsajátítása abból áll, hogy kevés tartományfüggetlen tudásból sok tartományfüggő tudás lesz.
Anderson készségelsajátítás-elmélete
A GAV-nak (Gondolkodás Adaptív Vezérlése) három fő feldolgozási összetevője van:
1. Deklaratív memória, ami különböző aktivációs szintekkel rendelkező összekapcsolt fogalmak szemantikai hálózata.
2. Tartalmaz egy procedurális memóriát, vagyis lényegében egy produkciós rendszert.
3. Van benne egy munkamemória, mely az éppen aktív információt tárolja.( A munkamemória valójában nem is különálló összetevő, hanem inkább az állandó vagy időleges része a deklaratív memóriának, mely aktív állapotban van.)
A kódolási folyamatok eredményeképpen az információ bekerül a munkamemóriába, és a végrehajtási folyamatok a munkamemória parancsait viselkedéssé alakítják át. Az információt a deklaratív memóriából többféle módon lehet tárolni és előhívni. Amikor a produkciós memóriában lévő szabályok vagy produkciók megfelelnek a munkamemória tanalmának, akkor ezek a szabályok tüzelnek, vagyis végrehajtódnak.
A produkciós memória azonban az alkalmazási folyamatokon keresztül saját magára is a1kalmazható. Vagyis meglévő produkciók elemzésével új produkciókat lehet megtanulni.
A deklaratív tudás rendszerint olyan tudás, melyről be tudunk számolni, és nem kötődik ahhoz a szituációhoz, melyben alkalmazzuk. A procedurális tudást automatikusan alkalmazzuk, sokszor nem tudjuk leírni, és specifikus helyzetekhez igazítjuk. Anderson úgy tekinti a készségek elsajátítását, mint átmenetet a deklaratív tudás használatából a procedurális tudásba.
A készségek tanulásakor tehát három szakaszon megyünk át, egy deklaratív , egy procedurális és egy beállítási szakaszon.
1. A kezdeti, deklaratív szakaszban az új terület tanulója a rendelkezésre álló deklaratív tudásra támaszkodik, és ezt a tudást tartományfüggetlen, gyenge módszerek alkalmazásával együtt használja fel a probléma megoldására.
2. A procedurális szakasz már egyetlen, deklaratív tudás alapján megoldott feladat után is megkezdődhet; ebben a szakaszban a gyenge módszerek alkalmazásával, deklaratív tudás alapján nyert sikeres cselekvések tartományspecifikus produkciókba fordítódnak le.
↓
Az így szerzett ismeretek lefordítása két különböző formában történik: gyakorlati proceduralizáció és szerkesztés révén.
3. A proceduralizáció akkor történik meg, amikor va1amilyen deklaratív ismeretet többször is felhasználunk egy adott alszabály kontextusában; ennek eredményeképpen egy új produkciós szabály jön létre, mely a deklaratív információt mint mintázatot (a szabály HA része), a végrehajtott cselekvést pedig mint cselekvést (a szabály AKKOR része) tartalmazza.
4. A szerkesztés olyan tanulási mechanizmus, mely kivágja a szükségtelen produkciókat a produkciók sorozatából.
5. A beállítási szakaszban a meglévő procedurális tudást megerősítjük, általánosítjuk vagy megkülönböztetjük.
6. A produkciók minden alkalommal megerősödnek aktivációs szintjükben, amikor, sikeresen alkalmazzuk őket, és minél erősebb egy produkció, annál valószínübb, hogy tüzelni fog, amikor más produkciókkal versenyez.
Ismét az analógiákról, modellekről és belátásról
Kreativitás és analogikus problémamegoldás
Wallas
A kreatív folyamat általános szakaszai
1. Előkészület, amikor megfogalmazzuk az adott problémát és kezdeti lépéseket teszünk a megoldásra.
2. Inkubáció, amikor a problémát egy időre magára hagyjuk és más feladatokkal foglalkozunk.
3. Illumináció, amikor hirtelen belátás alapján a problémamegoldó rájön a probléma megoldására.
4. Verifikáció, amikor a problémamegoldó ellenőrzi, hogy a megoldás valóban működik.
Nagyon keveset mond a kreatív cselekvés mögött meghúzódó kognitív folyamatokról.
Koestler
Olyan, korábbi tapasztalatokat használunk fel a problémamegoldásban, melyek nem közvetlenül, hanem analógiás alapon, indirekt módon alkalmazhatók. A kreativitás gyakran két nagyon különböző elképzeléshalmaz egymás mellé helyezéséből származik. Gyakran nagyon mély analógiák alkotják az ismeretlen problémák megoldásának alapját. Analogikus leképezésnek nevezik az alaptartományró1 (pl. a Naprendszer) egy céltartományra (az atom szerkezete). Az analogikus leképezést a következőképpen jellemezhetjük:
1. Az alaptartomány és a céltartomány bizonyos aspektusait megfeleltetjük egymásnak.
2. Az alaptartomány bizonyos aspektusait (rendszerint viszonyokat mint pl. kering valami körül) átvisszük a céltartományba.
3. Amikor az ismeretek az egyik tartományból a másikba átkerülnek, általában koherens, integrált, és nem töredékes ismeretek kerülnek átvitelre.
4. Néha azért kerül a tudás átvitelre, mert pragmatikus szempontból vagy valamilyen cél szempontjából fontosnak látszik.
Gick és Holyoak
Olyan történeteket adtak a kísérleti személyeknek, melyek analógok voltak Duncker „sugárzási problémájával”. (Az orvos megpróbál sugárzással eltüntetni egy rosszindulatú daganatot. Nagy intenzitású sugarakat kell használnia, hogy kiirtsa a tumort, ám ezek a sugarak a daganat körüli egészséges szöveteket is megölhetik. Megoldás: Több különböző irányból alacsony intenzitású sugarakat kell küldeni, hogy ezek konvergáljanak a daganaton, és nagy intenzitású sugárrá összeadódva elpusztíthassák azt. Ezt csak 10% választotta. Egy tábornokról szóló történtet adtak a k.sz.-eknek, aki egy erődöt támadott meg. A tábornok nem tudta egész hadseregét felhasználni az erőd bevételére, mert aláaknázták az oda vezető utakat, és ha nagy embercsoportok mentek át az úton, az aknák felrobbantak. Ezért a tábornok kis csoportokra osztotta embereit és különböző utakon küldte őket az erődhöz, hogy ott egyesüljenek. Amikor később megkérdezték őket, hogy fel tudnák-e használni a történetet a sugárzási probléma megoldásában, akkor a konvergáló megoldások aránya 89%-ra ugrott.
Tehát az emberek a probléma kiinduló helyzetét megfeleltetik, az analóg történet megfelelő helyzetének + átviszik a másik tartományba az ismeretet. A k.sz.-ek néha nem veszik észre az analógiát a történetben. Amikor explicit módon nem hívták fel őket a történet felhasználására, gyakran nem vették észre, hogy a történet a probléma szempontjából releváns.
Keane
A k.sz-eknek szemantikailag közeli analóg történetet (a sebészről, aki sugárzással pusztítja el a rákos daganatot), vagy pedig szemantikailag távoli analóg történetet (a tábornok történetét) adtak. Hetenkénti előadáson hallották a történeteket, és néhány nappal később problémamegoldó kísérletben vettek részt. A közeli analógiát sok kísérleti személy spontán módon előhívta (88%), de a távoli analógiát csak nagyon kevesen (12%). Egy olyan történet, amely valahol félúton volt a két szélsőség között (egy tábornok. Aki sugarakkal akart ellenséges rakétákat elpusztítani), közepes előhívási arányokat eredményezett.
Schank
A távoli analógiákon alapuló kreatív tevékenységek azért ritkák, mert az emberek nehezen tudják előhívni a potenciálisan releváns tapasztalatokat a memóriából. Az analógiával foglalkozó kísérletek nagy részét komputációs alapon is modellálták, vagy hagyományos szimbolikus programokkal vagy pedig konnekcionista modellekkel.
A legtöbb jelenlegi elmélet a megfeleltetést az átvitelek megvalósításának fontos előfutáraként fogja fel, a kutatások ugyanakkor azt jelzik, hogy a sikeres transzfer megfeleltetés nélkül is megtörténhet.
A belátásos problémák újraértelmezése
A múltbeli dolgok újrafogalmazása az újabb problémamegoldási kutatások egyik fontos témájává vált, amikor az információfeldolgozási elmélet követői megpróbálták újraértelmezni a korai Gestalt-elméletet.
A kilencpont-probléma újabb vizsgálatai
Weisberg és Alba
Arra céloztak a k.sz-eknek, hogy a négyzeten kívül is rajzolhatják a vonalakat.
Ám még ezzel a segítséggel is csak 20%-uk oldotta meg a feladatot.
↓
A rögzülés a négyzetre csak egy tényező volt a sok közül, mely felelős lehetett a sikertelenségért.
További kísérletekben a probléma egy egyszerűbb változatát használták (négypontos probléma), és konkrét utalások hatását vizsgálták (pl. előre megrajzoltak néhány vonalat, melyek a megoldás felé vezettek). A feladat megoldásához erősen problémaspecifikus tudásra van szükség. Szerintük az eredmény aláásta a „belátás” és a „rögzülés” Gestalt-elképzeléseit.
↕
Többen azonban ellentmondtak ennek a nézetnek (pl: Dominowski, 1981; Ellen, 1982; Lung és Dorninowski, 1985).
A belátás és az újrastrukturálás problématér-felfogása
Ohlsson
A belátást→ úgy tekinti, mint „a probléma megoldásának megértését”, mint ami központi Újrastrukturálás→ olyan folyamat, mely „megváltoztatja az adott helyzetben az inherens cselekvés lehetőségét. A probléma-tér elmélet alapvető elképzelése, hogy az emberek korlátozott kapacitással rendelkező feldolgozók. A probléma megoldásának megtervezésekor ezért van egy korlát, amit „mentális előretekintésnek” neveztek el. Belátás akkor következik be, ha problémamegoldó olyan tudásállapotot ért el, melyből nyilvánvaló a célállapotba vivő lépések terve.
Újrastrukturálást úgy magyarázza, hogy az egy adott tudásállapot újbóli leírása a kísérleti személy reprezentációjában. Ez az újbó1i leírás lehetővé teszi, hogy más operátorokat is használni lehessen (megváltoztatja az adott helyzetben inherens cselekvés lehetőségét), mert egy operátor potenciális alkalmazhatósága a jelen tudásállapot tartalmátó1 függ.
Minden tudásállapothoz tartozik egy „leírási tér”, mely annak az egyetlen tudásállapotnak az összes lehetséges leírását tartalmazza, melyet ismereteink alapján létrehozhatunk.
Tudásállapotot a következő módon írhatjuk újra:
Új tudásállapot
Van valami, ami zajos.
Ez a valami kanári.
Ez a valami madár.
Az ember célja, hogy béke és nyugalom legyen.→ elhessegetés operátor
Keane
Funkcionális rögzítettség jelensége a kétzsinór-problémában. A rögzülés lényege az, hogy a kísérleti személy nem tudja úgy újra leírni a problémahelyzetet, hogy ezeknek a tárgyaknak más tulajdonságaik vannak, olyanok, melyek megoldják a problémát.
A belátás különböző típusai
Sternberg
A belátásnak legalább három különböző formája van.
1. Bizonyos feladatokban a belátás döntően a szelektív kódolástól függ. A probléma megértésekor különbséget kell tennünk a releváns és az irreleváns vonatkozások között. A probléma sikeresen megoldható, ha már kiválasztottuk a kulcsfontosságú információkat.
2. A belátás a szelektív kombinációtól is függhet; vagyis egymással össze nem függő információk leleményes összekapcsolásától valami koherens egészbe.
3. A belátás alapulhat szelektív összevetésen is amikor a „trükk” az, hogy az aktuális információt a múltban szerzett más információkka1 kapcsoljuk össze. Ebben szerepet játszhat az analógia is.
Alapvető bírálat az, hogy a belátás három kategóriája pusztán magas szintű újrafogalmazása azoknak a folyamatoknak, melyeket más kutatásokban már vizsgáltak.
A világ mentális modelljei
A kutatások középpontjában olyan helyzeteket is állítanak, melyekben az emberek saját „naiv elméleteiket” vagy „mentális modelljeiket” használták a világ megértésében.
A mentális modellek→ elméleti konstrukciók, melyeket a viselkedés sokféle aspektusának magyarázatára használtak újszerű problémamegoldási helyzetekben.
1. A mentális modelleket az egyén fizikai rendszerekre vonatkozó elképzelései alkotják, és a rendszer viselkedésének megértésére és az arra vonatkozó előrejelzések megfogalmazására használják.
2. A mentális modellek hiányosak, bizonytalanok, részben még ad hoc jellegűek is lehetnek.
3. A modellek futtathatók, abban az értelemben, hogy szimulálni tudják a fizikai rendszer viselkedését, és vizuális képzelet kísérheti őket.
4. A modellek nem tudományosak; az emberek „babonás” viselkedési mintázatokat mutatnak, még akkor is, ha tudják, hogy ezek szükségtelenek, mert nagyon kevés fizikai erőfeszítésbe kerü1nek, és jelentős mentális erőfeszítést takarítanak meg.
Az otthon fűtésének mentális modelljei
Kempton
Amikor az emberek beállítják az otthonuk fűtését szabá1yozó termosztátot, á1ta1ában két modell közül választanak arra vonatkozóan, hogy a fűtésrendszer hogyan működik: a ” visszacsatolásos modell” vagy a „szelepmodell” közül.
A visszacsatolásos modell
alapján a, termosztát a szoba hőmérsékletének megfelelően kapcsolja ki vagy be a kazánt. Így amikor a szoba tú1 hideg, a termosztát bekapcsolja a kazánt, és amikor már eléggé meleg van, kikapcsolja.
A szelepmodell
alapján a termosztát azt szabá1yozza, hogy a kazán milyen ütemben termel hőt, és nem visszacsatolás alapján működik.
Ak ét modell, eltérő előrejelzéseket kíná1 arró1, hogy a fűtésrendszer hogyan működik, és hogy az energiát hogyan lehet otthonunkban megtakarítani. Technikailag egyikük sem pontos.
Az otthonok fűtésével kapcsolatos példa jól illusztrálja a mentális modellek néhány tulajdonságát.
1. Megmutatják, hogy a fizikai rendszerek milyen sokféle módon működnek.
2. Oly módon futtathatók, amit könnyű elképzelni.
3. Az emberek többszörös modelleket is alkalmazhatnak ugyanazon fizikai rendszer különböző aspektusaira. Kempton két modellt állapított meg, de elismerte, hogy sok ember a kettő valamilyen keverékét használja.
4. A mentális modellek gyakran inherens módon tudománytalanok, abban az értelemben, hogy használóik nem ellenőrzik őket gondosan és nem is vizsgálják felül.
5. A többszörös modellek használata csak az egyik lehetséges módja annak, hogy a viselkedés mentális modelleken alapuló elemzése bonyolultabbá válik. A modellek hirtelen változásokon mehetnek keresztül, attól függően, hogy milyen tudás alapján jöttek létre, és az egyén hogyan fogja fel a konkrét helyzetet. Azzal a lehetóséggel is számolni kell, hogy az emberek ad hoc racionalizációkat is belevihetnek a modellekbe, hogy cselekedeteikre magyarázatot adjanak.
A mozgás naiv modelljei
Ezek a modellek eléggé konzisztensek a különböző egyéneknél és sokféle helyzetben alkalmazhatók, meglepő azonban, hogy mennyire nem konzisztensek a klasszikus fizika alaptörvényeivel. A diagramon egy repülőgép állandó sebességgel repül. A gép magassága is állandó. Egy nagy fémgolyót dobnak ki belőle. A gép tovább folytatja útját, ugyanazzal a sebességgel, ugyanazon a magasságon és ugyanabban az irányban.
Feladat: Rajzolja meg, hogy a golyó milyen utat követ a kidobástó1kezdve a földetérésig. Hagyja figyelmen kívül a szelet és a légellenállást.
Csak a k.sz.-ek 40%-a rajzolt parabolikus pályát, és nem mindegyikük helyezte a becsapódást a repülőgép alá. A maradék 60% az ábrán mutatott különböző megoldásokat választotta.
McCloskey szerint a válaszokat a mozgás egy olyan egyszerű modellje eredményezi, amit ő lendületelméletnek nevez. A lendületelmélet azt mondja, hogy: (1) amikor egy tárgyat mozgásba hozunk belső erőt vagy „lendületet” adunk a tárgynak, mely a mozgást fenntartja; (2) amozgó tárgy lendülete fokozatosan eltűnik. Ez az a modell, mely a mindennapi életben hasznosnak bizonyult a tárgyak mozgásának hozzávetőleges előrejelzésére. Ám az elmélet nem igaz, és sok helyzetben értelmetlen előrejelzésekhez vezet.
A mentális modellekkel, mint sémákkal kapcsolatos elméleti kérdések
Brewer
A sémák (egy sajátos tartomány elvont tudásszerkezetei) konkrét szituáci6kban valósulnak meg. A sémák és a megvalósult sémák, különböznek a mentális modellektől.
Vannak olyan új szituációk, melyekre nincsenek tartományspecifikus sémáink, mégis meg tudjuk érteni őket, mert vannak viszont általános sémáink az entitások közötti téri, kauzális és intencionális érintkezésről. Vagyis vannak olyan sémáink, melyekről korábban nem tudtuk, hogy kauzália kapcsolat van közöttük.
Ezekben az esetekben sajátos tudásreprezentációkat, mentális modelleket alkotunk.
A problémamegoldás kutatásának értékelése
Produktív vagy reproduktív-e a problémamegoldás?
Gestallt-pszichológusok szerint az emberi problémamegoldás produktív és dinamikus.
Newell és Simon
Azokat az általános problémamegoldási stratégiákat próbálták megtalálni, melyeket az emberek specifikus ismeretek hiányában alkalmaznak egy problémára.
A sakkozáshoz kapcsolódó szakértelem vizsgálataiban ellentétekkel ta1álkoztunk a produktív, értékelő tudás és az álta1ános mintázatok reproduktív emlékezete között.
Az emberi problémamegoldás egyaránt produktív és reproduktív.
Bár az univerzális, gyenge módszerek (mint az eszköz-cél-elemzés) érdekesek és produktívak, az emberi problémamegoldás lényegileg specifikus, a konkrét szituációra vonatkozó heurisztikus ismeretekre támaszkodik.
Szoros értelemben „reproduktív tudás” is, mégsem „pusztán reprodukált tudás” mert hihetetlenül sokféle lehet, és nagyon összetettek azok a mechanizmusok, melyek révén elsajátítjuk ezt a tudást, és nagyon rugalmas módon tudjuk alkalmazni.
A különböző pszichológiai folyamatok, például az analógia, különleges hatással lehetnek a múltbeli tapasztalatok alkalmazására. Ezek a folyamatok azt jelzik, hogy a múltbeli tapasztalatokat nem szükségszerűen valamilyen unalmas, reproduktív módon alkalmazzuk.
↕
Képesek vagyunk szelektív módon megváltoztatni, alakítani múltbeli élményeinket, tisztán fogalmi alapon is, hogy új helyzetekre is alkalmazhatók legyenek.
Ökológiai szempontból érvényes-e a problémamegoldás kutatása?
A problémamegoldási kutatások ökológiai szempontból nem érvényesek, mert csak jól meghatározott, rejtvényszerű problémákat vizsgálnak.
Sokan tettek kísérletet a helyzet kiegyensúlyozására.
Pl: Kezdő- szakértő probléma vizsgálata
Ezek a kutatások kivitték a kognitív pszichológiát a valóságos világba, és hatásukra néhányan úgy érveltek, hogy a mindennapi élet az a kontextus, melyben a kognitív elméleteket ellenőrizni kell.
A mentális modellek kutatása szintén mindennapi helyzetekre irányult.
Problémák:
Tudnunk kell, hogy azok a területek, melyeken a problémamegoldási vizsgálatokat végezték, csak nagyon kis részét alkotják az élet összes olyan területének, melyben az emberek problémákat oldanak meg. A mintául választott területek némileg részlehajláson alapulnak.
Ohlsson
Problémamegoldás kutatásának legnagyobb része az általa technikai tudástartományoknak nevezett területekre koncentrált (pl. a fizikára, a sakkozásra) és nem természetes tudástartományokra.
A tudás-e a kulcs?
A problémamegoldási módszereket aszerint csoportosíthatjuk, hogy mennyi és mennyire specifikus a módszerekben alkalmazott tudás.
1. Az ismeretszegény szituációkban, amikor nagyon kevés a múltbeli tapasztalatunk, az egyetlen használható eljárás az univerzális, gyenge módszerek (pl.az eszköz-cél-elemzés) alkalmazása.
2. Lehet, hogy a probléma viszonylag ismeretlen, de az is lehet, hogy nincsenek specifikus ismereteink a probléma megoldására; az ilyen esetekben általános terveket alkalmazhatunk. Ezek a tervek kisebb alproblémákra bontják le a fő problémát, valamilyen oszd-meg és uralkodj módon.
3. Olyan problémák esetében, melyeket jobban ismerünk specifikus tervekkel, sémákkal rendelkezünk arról, hogy milyen módon kell megoldanunk őket. Ilyenkor megvalósítjuk ezeket a terveket és megoldjuk az összes alproblémát, melyek más megmutatkozó sémákban felbukkannak.
4. Ha a problémamegoldónak nincs specifikus vagy általános terve, akkor specifikus múltbeli tapasztalatokat választ ki és ezek segítségével analogikus alapon oldja meg a problémát.
Túlságosan erőteljesek-e a problémamegoldás elméletei?
A pszichológiai magyarázatnak olyan előrejelzéseket kell tennie, melyek ellenőrizhetők, és ami még fontosabb, cáfolhatók. Ha egy elmélet bármilyen feladatot modellálni tud, még olyanokat is, amelyeket az emberek nyilvánvalóan nem képesek elvégezni, akkor bármilyen bizonyítékot meg is tud magyarázni (sajnos gyakran csak ad hoc módon).
Ez az aggodalom főként azokka1 az elméletekkel kapcsolatban fogalmazható meg, amelyek nagymértékben támaszkodnak a produkciós rendszerekre.
A HA-AKKOR szabályok és a produkciósrendszer-modellek nagyon erőteljes technikák a kognitív folyamatok jellemzésére. Ha szabadon, korlátozás nélkül alkalmazzák őket mindig lehetőség van olyan produkciók létrehozására, melyek bármilyen kognitív feladatot végrehajtanak.
A kognitív architektúrák tulajdonképpen kísérletet jelentenek egy egyesített elmélet megfogalmazására; vagyis ezek az elméletek természetes módon a megismerés sokféle aspektusára vonatkozóan foga1maznak meg előrejelzéseket (a nyelvtől kezdve a problémamegoldáson át egészen az észlelésig).
Bár a jelenleg alka1mazott architektúrák közül sok még messze van ettől a céltó1, és néhányan úgy vélik, hogy az egész vállalkozás kétséges (l. Garner, 1985; Holyoak, 1983), a kutatás általános iránya valóban korlátozza a problémamegoldás elméleteit.
A bajok ellenszere, vélik többen is, a konnekcionista modellekben rejlik, melyek tanulás révén szerzik meg „tudásukat”, és nem az elméletet létrehozó szakember explicit megfogalmazása alapján.
Bizonyos távolságból ez a megoldás vonzónak tűnik, ám a konnekcionista kutatók olyan feltételezéseket fogalmaznak meg a bemeneti és a kimeneti egységek és a hálózat szerkezetének természetéről, melyek azt sugallják, hogy még ez sem a legjobb gyógyír minden bajra.
Azonkívü1, amint Anderson kutatásaiban és Newell SOAR-architektúrájában (1989; Laird, 1987; Rosenbloom és Newell, 1986) láthattuk, az adaptív produkciós rendszerek is képesek a tanulásra.