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Grundlagen derBewegungswissenschaft
SS 2007
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
Definition von Motorischem Lernen I
Bewegungslernen wird hier definiert als hypothetische(Gedächtnis-)Prozesse, die einer Person den Über-gang von fehlender bzw. mangelnder Bewegungs-kompetenz in den Zustand der Bewegungskompe-tenz ermöglichen. Diese Prozesse haben viele Per-spektiven, z.B. motorische, kognitive und emotionaleAspekte
(Wiemeyer, 1996, S. 93; Fettdr. i.O.)
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
Definition von Motorischem Lernen IA. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Definition von Motorischem Lernen II
Lernen wird im allgemeinen als relativ überdauerndeVerhaltensänderung definiert, die auf Übung und/oderErfahrung bzw. Umwelteinflüsse zurückzuführen ist.
Motorisches Lernen kann demnach als relativ über-dauernde Änderung im Bewegungsverhalten definiertwerden.
(vgl. Daugs & Blischke, 1984, 357; Unterstr. d.Verf.)
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Definition von Motorischem Lernen II
Lernen wird im allgemeinen als relativ überdauerndeVerhaltensänderung definiert, die auf Übung und/oderErfahrung bzw. Umwelteinflüsse zurückzuführen ist.
Motorisches Lernen kann demnach als relativ über-dauernde Änderung im Bewegungsverhalten definiertwerden.
(vgl. Daugs & Blischke, 1984, 357; Unterstr. d.Verf.)
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Leisten versus Lernen
LeistungAktuelles Niveau der (Bewegungs-)Kompetenz
Lernen(Positive) Veränderung der (Bewegungs-) Kompetenz
takt. Einmalige Messung
t1. t2.
Mehrmalige Messung
t3.
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Methodische Konsequenzen
Aneignungs-versuche
früherRetentions-
test
späterRetentions-
test
Transfertest
Lerntests
Vortest
Versuchs-phase I
Versuchs-phase II
Versuchsphase III
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Übersicht Erklärungsansätze I
Informations-theoretischer
Ansatz
Handlungs-theoretischer
Ansatz
System-dynamischer
Ansatz
AlternativeBezeich-nungen
Motor ApproachProgrammansatzRepräsentationa-lismus
--- Action ApproachÖkolog. AnsatzSelbstorganisat.-/Emergenztheorien
Grund-annahmen
- Bewegungsver-halten als Ergeb-nis von Informa-tionsverarbei-tungsprozessen
- Kontrolle durchzentrale Instan-zen und der Ver-arbeitung vonextrinsichen undintrinsischenRückmeldungen
- Bewegungsver-halten als zielge-richtetes undganzheitlichesGeschehen, indem sich dieAuseinanderset-zung einer Per-son mit ihrermaterialen undsozialen Umweltvollzieht
- Bewegungsver-halten als Ergeb-nis von Selbst-organisations-prozessen
- Kontrolle durchsituationsadäqu-ate Muskelkopp-lungen („koordi-native Struktu-ren“)
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Übersicht Erklärungsansätze II
Informations-theoretischer
Ansatz
Handlungs-theoretischer
Ansatz
System-dynamischer
Ansatz
Lernen
Aufbau/Stabili-sierung internerRepräsentatio-nen
Ausbildung vonRegeln, die dieAuswahl und Ab-folge von basalenHandlungseinhei-ten festlegen
Such-/Entdeck-ungsprozesse imWahrnehmungs-Bewegungsraum,Veränderung derAttraktor-Layouts
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Übersicht Erklärungsansätze III
Informations-theoretischer
Ansatz
Handlungs-theoretischer
Ansatz
System-dynamischer
Ansatz
Ansätze, Theorien,Modelle(Autor,
Publika-tionsjahr)
Auswahl
- open-loop-theo-ry (Keele, 1968)
- closed-loop-theory (Adams,(1971)
- VVR-Modell(Hacker, 1973)
- GMP-Theorie(Schmidt, 1975)
- Konzept der an-tizipativen Ver-haltenssteuerung(Hoffman, 1993)
- heuristisches Repräsentations-modell (Wie-meyer, 1994)
- „SowjetischerAnsatz“ (z.B:Rubinstein, 1946, 1971)
- TOTE-Modell(Miller, Galan-ter & Pribham,1960)
- Tätigkeitskon-zept nach Pöhl-mann (1977)
- Handlungstheo-rie nach Nitsch
(1975, 1982)- Motorikschema-
konzept (Mun-zert, 1989)
- ÖkologischeAktionstheorein(z.B. Reed, 1982Turvey, 1977;Turvey & Kug-ler, 1984)
- (Neo-)Konnek-tionismus (Rum-elhart & McCle-land, 1986; vgl.Künzell, 1996)
- Synergetik(Haken, 1990)
- Chaos-Theorie(vgl. Blaser,Witte & Stucke,1994)
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Informationstheoret. Ansatz: Grundannahmen
Bewegungslernen und Bewegungskontrolle sind das Ergebnis von Informationsverarbeitungsprozessen
Es werden Umwelt- und Körperinformationenverarbeitet (später ausführlicher)
Als organische Grundlage dieser Informationsverar-beitungsprozesse wird das Zentrale Nervensystem(„Gedächtnis“) angesehen
Dort sind die für das Bewegungslernen bzw. dieBewegungskontrolle relevanten Informationengespeichert (Bewegungsprogramme, -repräsen-tationen, -schemata).
Bewegungslernen ist die Präzisierung dieser Reprä-sentationen durch Integration/Synthese neuer Infor-mationen
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Ist die Annahme von Repräsentationen plausibel?
Deafferentionsstudien
Bewegungsausführungensind zumindest in Grobformauch dann möglich, wenn
sensorische Rückmeldungenaus der Körperperipherie
vollständig fehlen
Verarbeitungszeitperipherer Informationen
Die Verarbeitungszeit vonFeedback (ca. 200msec)
macht es unwahrscheinlich,dass extrem schnelle Bewe-gungen durch solche Infor-
mationen kontrolliert werden
Invarianz vonBewegungsstrukturen
Bewegungen einer bestimm-ten Bewegungsklasse unterunter variierenden Ausfüh-
rungsbedingungen (z.B. un-terschiedliche Muskelgrup-pen) eine gewisse Invarianz
Interferenz- und Trans-ferphänomene
Die positive/negative Beein-flussung von Lern- oder
Übungsprozessen lässt sicham plausibelsten auf die
Unterstützung/Störung vonInformationsverarbeitungs-
prozessen zurückführen
Reaktionszeit Mentales Training
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Invarianz von Bewegungsstrukturen
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Stufen der Informationsverarbeitung
ExtraktionbewegungsrelevanterReize aus der Umwelt
Reiz-identifikation
Reaktions-auswahl
Reaktions-programmierung
Auswahl einerBewegungsantwort
Realisierung derausgewählten
Bewegungsantwort
Diese Verarbeitungsstufen benötigen Zeit !
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Zeitbedarf der Verarbeitungsstufen
ExtraktionbewegungsrelevanterReize aus der Umwelt
Reiz-identifikation
Reaktions-auswahl
Reaktions-programmierung
Auswahl einerBewegungsantwort
Realisierung derausgewählten
Bewegungsantwort
Je geringer die Reiz-intensität oder jekomplexer das
Reizmuster, destogrösser derZeitbedarf !
(Rote Notschalter)
Je mehr Reaktions-alternativen zur
Wahl stehen, destogrösser derZeitbedarf !
(„Hick‘s Law“)
Je komplexer die zu„programmierende“
Reaktion, destogrösser derZeitbedarf !
(„Fitt‘s Law“)
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Kapazitätsbedarf der Verarbeitungsstufen
ExtraktionbewegungsrelevanterReize aus der Umwelt
Reiz-identifikation
Reaktions-auswahl
Reaktions-programmierung
Auswahl einerBewegungsantwort
Realisierung derausgewählten
Bewegungsantwort
Diese Verarbeitungsstufen benötigenGedächtniskapazität („Aufmerksamkeit“) !
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
GMP-Theorie
Recall-Schema
AusgangsbedingungenBewegungsparameterBewegungsergebnisse
VariableBewegungsparameter
Recognition-Schema
Ausgangsbedingungensensor. KonsequenzenBewegungsergebnisse
VergleichBewertungKorrektur
GMP
Impuls-Timing-Muster• Reihenfolge
• relative Dauer• relative Kraft
Bewegungs-klasse
SpezifischeBewegungs-
variante
steuert
Schmidt (1975, 1988)
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Gestaltkonstanz-Hypothese
gmp.exe
Welche Merkmale der Kraft-Zeit-Kurven verändern sich?Welche Merkmale der Kraft-Zeit-Kurven bleiben gleich?
Gestaltkonstanz-HypotheseMotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Heuristisches Repräsentationsmodell
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 Heuristi-sches Repräsen-tationsmodell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
Theoretisches Bewegungswissen
Theoretisches Wissen wird hier als die Gesamtheitimpliziter und expliziter Gedächtnisinhalte mit poten-tieller Erklärungs- bzw. Verstehensfunktion verstan-den, die keinen unmittelbaren Bezug zur konkretenVorbereitung, Ausführung und Bewertung der Eigen-bewegung haben.
Es bezieht sich vor allem darauf, wie Bewegungen aus der Außenperspektive kinematisch und kinetischbeschreibbar sind und wie sie auf verschiedenenEbenen (z.B. Biomechanik, Neurophysiologie, Psy-chologie) erklärbar sind.
(vgl. Wiemeyer, 1997, 9)
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Heuristisches Repräsentationsmodell
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 Heuristi-sches Repräsen-tationsmodell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
Exekutiv-prozedurales Bewegungswissen
Exekutiv-prozedurales Wissen wird hier als die Reprä-sentation definiert, die Bewegungen durch entsprech-ende Muskelkontrolle ermöglicht. Diese Repräsenta-tion entspricht also dem motorischen Anteil.
(vgl. Wiemeyer, 1997, 10)
Existierende Konzepte (Auswahl):• Motorisches Programm (Keele, 1968)• Generalisiertes Motorisches Programm (Schmidt,
1975, 1988)• Motorikschema (Munzert, 1988, 1989)• Äquilibriumpunkte (Feldman, 1986)• koordinative Strukturen (Turvey, 1977, 1980)
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Heuristisches Repräsentationsmodell
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 Heuristi-sches Repräsen-tationsmodell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
Präskriptives Bewegungswissen
Präskriptives Bewegungswissen beinhaltet konkretesund eigenbewegungsrelevantes Wissen über denindikationalen („Was?“) und den spezifikationalen („Wie?“) Aspekt der Bewegung.
Das Wissen liegt vor als zu produzierende senso-rische Effekte.
(vgl. Wiemeyer, 1997, 12)
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Heuristisches Repräsentationsmodell
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 Heuristi-sches Repräsen-tationsmodell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
Interpretatives Bewegungswissen
Interpretatives Bewegungswissen betrifft die Bewer-tung der Eigenbewegung.Die Bildung interpretativen Wissens vollzieht sich aufder Grundlage intrinsischer und extrinsischer Rück-meldungen.
(vgl. Wiemeyer, 1997, 12)
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Heuristisches Repräsentationsmodell
Wiemeyer (1994, 1997)
Exekutiv-prozedurales
Bewegungswissen
TheoretischesBewegungswissen
InterpretativesBewegungswissen
PräskriptivesBewegungswissen
Induktion/Deduktion
EfferenzkopieReafferenzen/KR
Induktion/Deduktion
TransformationAktivation
RegelbildungenBewertungen
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 Heuristi-sches Repräsen-tationsmodell2.3 Systemdynami-
scher Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Systemdynamischer Ansatz: Grundannahmen
Die menschliche Motorik ist ein dynamisches und komplexes, d.h. aus vielen Einzelkomponentenbestehendes System
Koordinierte Bewegungen sind selbstorganisierteOrdnungszustände des Motorik-Systems
Das Motorik-System kann in einem durch dieAufgaben-, Umwelt- und Personbedingungen(„constraints“) aufgespannten Wahrnehmungs-Bewegungsraum (Zustandsraum, Phasenraum)mehrere Ordnungszustände einnehmen
Bewegungslernen ist das Erforschen und Entdeckender im Zustandsraum gültigen dynamischen Gesetze
Diese Ordnungszustände wirken „anziehend“(Attraktoren), weil sie ein Minimum an Kraft-aufwand bedeuten („Gebirgstäler“)
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdyna-mischer Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Gibt es Selbstorganisation in der Motorik?
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdyna-mischer Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Hysterese und kritische Fluktuationen
y
x
Zustand B
KritischeFluktuationen
Zustand A
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdyna-mischer Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft
Hysterese bei der visuellen Wahrnehmung
MotorischesLernen und
Leisten
1. Einführung
2. Erklärungsansätze2.1 Übersicht2.2 Informations-theoret. Ansatz2.2.1 GMP-Theorie2.2.2 HeuristischesRepräsentations-modell2.3 Systemdyna-mischer Ansatz
A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft