Myślenie i rozwiązywanie problemów

- wykład

Czym jest myślenie?• Proces łączenia elementów poznawczej reprezentacji

świata (obrazów, pojęć lub sądów) w dłuższe ciągi

• Reprezentacje poznawcze mogą być trwałe (pojęcia, sądy) lub nietrwałe (spostrzeżenia, wyobrażenia), ale zawsze są strukturami poznawczymi, a nie procesami

• Jeśli struktury poznawcze podlegają dalszemu przetwarzaniu, mamy do czynienia z procesem myślenia

• Myślenie – proces łączenia reprezentacji poznawczych w dłuższe ciągi. Ciąg zastępuje realnie obserwowane zachowanie

• Rozumowanie – proces formułowania wniosku na

podstawie przesłanek oraz poprzednio nabytej wiedzy.

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 z czego?dlaczego ogórek nie śpiewa?

Myślenie u ludzi i u zwierząt

• U ludzi– Niezależne od działania– Niezależne od kontekstu

• U zwierząt– Tylko w działaniu– Zawsze w kontekście (np. w naturalnych

warunkach życia gatunku)– Pies “myślący” na polowaniu przestaje myśleć w

supermarkecie

Złudzenie

• Myślenie jest procesem świadomym i całkowicie kontrolowanym

• W rzeczywistości:– Świadomi jesteśmy skutków– Niektórych operacji (nie zawsze)

Struktura myślenia

• Materiał– Np. werbalny, obrazowy

• Operacje– Przekształcenia, np. kojarzenie, negacja, analiza, synteza,

transformowanie

• Reguły– sposoby porządkowania łańcucha operacji umysłowych,

składających się na proces myślenia – Ograniczenia nakładane na operacje (np. zakaz dzielenia przez

zero)

Operacje umysłowe:

• Synteza – łączenie części w całość (łączenie informacji w teorie)

• Analiza – rozbicie całości na elementy składowe w poszukiwaniu składników elementarnych

• Strategie myślenia – rodzaj i układ operacji prowadzących do realizacji zadania

Rozumowanie

Wyciąganie wniosków z przesłanek

Koty mają cztery łapyMoje zwierzę ma cztery łapyWięc…

Z przesłanek może NIC nie wynikać

Rodzaje rozumowań• Dedukcja to rodzaj rozumowania logicznego od ogółu do

szczegółu, mającego na celu dojście do określonego wniosku na podstawie założonego wcześniej zbioru przesłanek. – 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)– Kumulacja wiedzy– Obserwacja szczegółowe sąd ogólny

Rodzaje rozumowań• Rozumowanie dedukcyjne 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.

• 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)

Zalety i wady rozumowańDedukcja

NiezawodneLecz często trywialne

Indukcja i abdukcjaZawodneAle płodne

INDUKCJA PODSTAWĄ SUKCESU NOWOŻYTNEJ NAUKI

Rodzaje dedukcji

• Sylogizmy– Relacje kategorialne (kwantyfikatory: wszyscy,

nikt, niektórzy)– Relacje nierówności (wyższy, mądrzejszy)

• Rozumowanie warunkowe– Funktory rachunku zdań (np. implikacja,

koniunkcja, dysjunkcja, negacja, równoważność)– Jeśli … to …

Przykłady sylogizmów

• Niektóre zwierzęta są ssakami• Każdy ssak oddycha płucami• Zatem niektóre zwierzęta oddychają płucami

• Adam jest wyższy od Bartka• Bartek jest niższy od Cezarego• Więc Bartek jest z całej trójki najniższy

Błędy w rozumowaniu

• Skąd wynikają?

• Brak kompetencji• Tendencyjność• Wpływ treści i kontekstu

Tendencyjność w rozumowaniu

Systematyczne błędy

UniwersalneTypowe dla wiekszości ludziPojawiają się w charakterystycznych momentach

procesu myślenia

Przykłady tendencyjności

Efekt konwersji przesłanek• Wszystkie A są B• Więc wszystkie B są A

• Wszystkie psy są kudłate• Wszystkie kudłacze są

psami?

Efekt atmosfery• Wszystkie A są B• Wszystkie C są B• Więc wszystkie A są C

• Wszystkie wróble są ptakami

• Wszystkie sikorki są ptakami

• Więc wszystkie wróble są sikorkami

Dlaczego tak łatwo się pomylić?

• Wszyscy uczeni są dobrze wykształceni• Wszyscy eksperci są dobrze wykształceni• Więc wszyscy uczeni są ekspertami

• Wniosek prawdziwy „sam w sobie” sprawia wrażenie, jak gdyby był poprawny logicznie

Efekt treści i kontekstu

• (1) Żadne papierosy nie są tanie• Niektóre używki są tanie • Zatem, niektóre używki nie są papierosami

• (2) Żadne używki nie są tanie• Niektóre papierosy są tanie• Zatem, niektóre papierosy nie są używkami•

• (3) Żadne używki nie są tanie• Niektóre papierosy są tanie• Zatem, niektóre używki nie są papierosami

• (4) Żadne papierosy nie są tanie• Niektóre używki są tanie• Zatem, niektóre papierosy nie są używkami

Jak dobrze sobie radzimy z konfliktem miedzy logiką a zdrowym

rozsądkiem?

1. wniosek logiczny i prawdziwy (92%)2. wniosek logiczny i absurdalny (46%)3. wniosek nielogiczny, ale prawdziwy (92%)4. wniosek nielogiczny, i absurdalny (8%)

Evans, Barston i Pollard (1983)

Rodzaje myślenia:

• Autystyczne – nie nastawione na żaden cel, podtrzymywanie aktywności mózgu

• Myślenie realistyczne – nastawione na cel, uwzględnia ograniczenia nakładane przez rzeczywistość:– Produktywne – tworzące nowe treści intelektualne. Ciąg

reakcji jeszcze nie wypróbowanych.– Reproduktywne – odtwarzanie przeszłego doświadczenia.

Ciąg wypróbowanych, już raz wykonywanych czynności umysłowych.

Myślenie produktywne dzieli się na

• Twórcze – odtwórcze.• Oceny - sądy w sensie społecznym a nie

psychologicznym. Różnice są w stosunku efektu myślenia do już posiadanej wiedzy.

Myślenie krytyczne

• rodzaj myślenia realistycznego, ukierunkowanego na ewaluację. Zawiera elementy myślenia produktywnego i reproduktywnego.

• 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.

Reguły w myśleniu

W myśleniu autystycznym:– Prawo kojarzenia – prawo podobieństwa– Prawo kontrastu – Prawo mediacji

W myśleniu celowym:– Algorytm (niezawodny, żmudny) -skończona sekwencja operacji, jaka

należy wykonać aby osiągnąć cel– Heurystyka (szybka, zawodna) – nieformalna, spekulatywna i

uproszczona metoda rozwiązywania problemu. Stosowana gdy mało czasu, niska waga problemu lub zadanie nie jest jasno określone.

Myślenie a inne złożone procesy poznawcze:

28

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 stosowanych kryteriów oceny.

Problem - definicja

• Problem jest rodzajem trudności poznawczej, której człowiek nie może przezwyciężyć za pomocą swoich wiadomości, umiejętności i nawyków. W naszym życiu spotykamy się z ogromną różnorodnością problemów.

Rodzaje problemów:

1.Poblemy orientacyjne - gdy musimy wytworzyć lub odnaleźć dana informację

2.Poblemy decyzyjne- celem jest podjęcie odpowiedniej decyzji, czyli wyboru danego sposobu postępowania ze zbioru alternatywnych sposobów.

3.Problemy wykonawcze- zmuszają nas do zmiany ciągu myślowego

31

Rodzaje problemów• Biorąc pod uwagę poziom informacji zawarty w sytuacji

problemowej wyróżnia się dwie klasy problemów:– Problemy otwarte – w których poziom informacji jest bardzo

niski, człowiek nie ma danych o możliwych rozwiązaniach, hipotezach i wariantach wchodzących w grę.

– Problemy zamknięte – dany jest w nich możliwy zbiór rozwiązań. A zadanie rozwiązującego polega na wyborze jednego z nich.

• Ze względu na sposób sformułowania celu wyróżnia się problemy dywergencyjne i konwergencyjne.– Problemy dywengercyjne – charakter celu dopuszcza wiele

poprawnych rozwiązań.– Problemy konwergencyjne – posiadają jedno rozwiązanie i małą

swobodę w zakresie kierunków poszukiwań.

Rodzaje problemów

Proste lub złożoneJak złożona musi być reprezentacja problemu

Dobrze lub źle określoneJak dokładnie są określone parametry stanu

wyjsciowego i docelowegonp.jak zwiększyć bezpieczeństwo ruchu drogowego?

Problem czterech kropek:prosty, ale trudny

Problem 4 kropek: prosty, ale źle określony

38

Całościowy model mózgu wg Herrmanna (1990)

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 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

Metody rozwiązywania problemów