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Ge/Kü Konzept zum individualisierten LernenSj. 2011/12

Unterrichtsvorhaben

Kann ich nur Informationen nachvollziehen oder habe ich sie begriffen?

Motivation

Wie fühlt sich richtiges Begreifen an?

Lernziel

Unterschied zwischen „Verstehen“ im Sinne von Gehört haben (bzw. es nachvollziehen können) und echtem Begreifen erfahren.

Vorgehen

Wie geht richtiges Begreifen:2. Text dazu lesen (eventuell mehrere)3. Unterstreichen wichtiger Informationen3. Begriffe im Text alle klären (ev. Auch einfache Worte)

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4. Zusammenhänge in eigenen Worten wiedergeben5. eine Skizze (das Konzept dazu ) zeichnen6. einfache Aufgaben dazu lösen7. Ich kann das Erlernte auf andere Themenbereiche anwenden

(Transfer möglich)

Thema heute:

KI – künstliche Intelligenz

Aufgaben:

Wenn man Intelligenz künstlich „nachbauen“ möchte, sollte man sich zunächst im Klaren darüber sein, wie „Lernen“ überhaupt geht, wie man dadurch „Verstehen“ erreicht und somit dann auch „Intelligenz“. Diese Begriffe oder Konzepte gilt es also zunächst zu begreifen, bevor man selbst beurteilen kann, ob künstliche Intelligenz überhaupt möglich ist.


Das Thema selbst beinhaltet den ersten Begriff:1. Wie geht „lernen“? Wie lernt ein Mensch eigentlich? Was ist der Unterschied

zwischen „Informationen aufnehmen“ und „lernen“?Dazu einige Definitionen und Informationen:Kurs zum „Lernen wie man lernt“: lernen-kurs

Info 0: (Lernen – wie-man-lernt)Gut strukturierter Lernstoff wird viel leichter behalten als unstrukturierter.

Info 1: (Lernen – wie-man-lernt)

Eine alltägliche Situation am Strand. Kinder beobachten die Wellen. Sie versuchen einzuschätzen, wie hoch die Wellen an den Strand schlagen werden und wie nahe sie an diese Wasserlinie heran können ohne nass zu werden.Sie beraten sich ….. sie denken … Jeder Eindruck hinterlässt eine Spur im Gehirn … Das Gehirn ist das Resultat seiner Benutzung.Eine weitere Voraussetzung für die Entstehung von Verbindungen zwischen denNervenzellen und damit für erfolgreiches Lernen sind bestimmte Emotionen. ImGehirn gibt es Stoffe, Neurotransmitter und Hormone, die für Aufmerksamkeit,Motivation, Glück und Wohlbefinden zuständig sind. Nur wenn diese Stoffeausreichend vorhanden sind, wenn also eine Situation interessant ist, Neugierdeweckt und das Ergebnis zufrieden macht, kann Lernen stattfinden. Wichtig ist indiesem Zusammenhang auch, dass Lernen ein möglichst aktiver Prozess sein muss.Nur das eigene Handeln und Entdecken führt zu den neurobiologischen Zuständen wie Glück, Erfolgsgefühl, Neugier, und Lust, die für ein gelingendes Lernen notwendig sind.


Info 2: (Lernen – wie-man-lernt)……wir lernen, wenn wir uns dazugehörig fühlen und uns freuen … Der Erinnerungsteil unseres Gehirns arbeitet direkt mit Emotionen …….Also….. Damit Informationen wirksam gelernt werden, im Langzeitgedächtnis gespeichert und wieder abgerufen werden können, müssen sie emotional beladen sein -> aus Erfahrungen lernen.

Info 3: (www.pohlw.de)Ein Teil des Gehirns (der Hippocampus) etwa „entscheidet“ darüber, was wir an Informationen wahrnehmen (das Gehirn nimmt alle auf uns einströmenden Informationen auf, aber nicht alle werden verarbeitet, so dass wir uns bewusst sind, das wir sie erhalten haben. Gehst du z.B. eine Straße entlang, so nimmst du alles auf, was du siehst. Wenn man dich hinterher fragt, was du gesehen hast, dann kannst du aber nur einen winzigen Bruchteil dessen, was deine Augen gesehen haben auch wiedergeben – nur das, was der Hippocampus entschieden hat, dass du es bewusst wahrnimmst)… und was weitere Teile des Gehirns (Cortex und Neocortex) verarbeiten. Diese Teile (Cortex und Neocortex) wieder arbeiten weitgehend unabhängig das auf, was sie schon kennen, stellen Verbindungen zu bereits bekannten Sachverhalten her und speichern es in diversen Gedächtnisstrukturen ab. Es ist also wichtig neue Inhalte möglichst viel an bereits bekannte Dinge anknüpfen zu können, da sie anschließend so leichter abgerufen werden können. Eine weitere Gehirnregion (das Limbische System) – eine evolutionsgeschichtlich sehr alte Hirnregion- ist das Zentrum für Emotionen und Gefühle, für entschlossenen Handeln, für Motivationen. Es steuert unser Verhalten, unsere Handlungskonzepte, kontrolliert und zensiert Außenreize nach dem Motto:„So wenig wie möglich so viel wie notwendig!“ Von allen Außenreizen und Informationen werden am Ende etwa nur ein Prozent in unseren Gedächtnissen gespeichert.


Auch wie wir etwas verarbeiten (expanding, tuning, re-organising), geschieht weitgehend nach gehirnintern festgelegten neuronalen Strategien (also „lernen!!!!!“.Die neuronale Selbstorganisiertheit unseres Gehirns verweist darauf, dass „Wissen“ nicht einfach von den Lehrenden in die Köpfe ihrer Schülerinnen und Schüler transferiert werden kann. Das Diktum von der „Nutzlosigkeit von Belehrungen und Bekehrungen“ findet seine Begründung darin, dass Lernen ein konstruierender, selbstständiger Prozess ist, der von den bereits vorhandenen Lernerfahrungen, Verarbeitungs- und Verstehensmustern abhängt.

Info 4: (www.pohlw.de)Mit jedem Wahrnehmungs- und Verarbeitungsvorgang entstehen in den jeweils beteiligten neuronalen Strukturen Ladungsprozesse. Gleiche Inputs und Verarbeitungsprozesse führen dazu, dass auch gleiche Zellverbände angesprochen und entwickelt werden.

Die Nervenzellen stellen sich sozusagen immer besser auf bestimmte Inputsignale ein - sie „lernen“. Unser Gehirn wäre nun aber völlig überfordert, wenn es alles verarbeiten und speichern würde, was über die Sinne an „Inputs“ entsteht. Um nicht „im Chaos der Sinne“ unterzugehen, hat sich das Gehirn im Laufe der Evolution so organisiert, dass alles, was wahrgenommen wird, mit den jeweils schon bestehenden, bearbeiteten und gespeicherten Wahrnehmungen abgeglichen wird. Das bedeutet, dass dort eher etwas verarbeitet wird, wo es schon ähnliche Strukturen gibt. Auf diese Weise entstehen allmählich immer stabilere Muster und Verbindungen.


Info 5: (www.pohlw.de)

+ =

Die Leistungsfähigkeit unserer neuronalen Potenziale und Verbindungen hängt also u. a. davon ab, wie häufig wir sie benutzen und wie positiv die damit verbundenen Nutzungserfahrungen sind. Auf gut deutsch: Je häufiger ich eine Erinnerung benutze (Wiederholungen!!) und je besser ich dabei drauf bin, desto schlauer bin ich!

Info 6: (www.pohlw.de)Weil sich kognitive, emotionale und fachspezifische Muster nur langsam entwickeln, d. h. gangbar, tragfähig, funktional werden, müssen sie häufig in Gebrauch genommen und genutzt werden. Sie sollten dazu z. B. begrifflich benannt und ggf. sogar symbolisch gekennzeichnet werden, damit sie als wichtige „Verarbeitungsroutinen“ bewusst gemacht werden können (also abrufbar sind).

Auf gut deutsch: Diese „Muster“, die das Lernen ausmachen, entstehen nur langsam. Um sie benutzen zu können (also dass man sie abrufen kann bzw. sich erinnern kann), sollten sie mit einem Begriff benannt werden und am besten dazu auch mit einem Symbol, um sie als wichtiges Muster kenntlich zu machen, was dann einfacher wieder abgerufen werden kann.Unser Gehirn verarbeitet aber nicht alle Sinnesreize zu Mustern. Es gewichtet sie und wählt die aus, die sich z. B. als bedeutsam, wichtig, neu oder sinnvoll identifizieren lassen; es sorgt so für den Aufbau „sinnvoller“ Wahrnehmungs- und Erinnerungsstrukturen, die zur Bewältigung von Lebenssituationen notwendig sind.Es ist also wichtig, bestimmte Informationen auch als „wichtig“ zu kennzeichnen, um sie besser abrufbar zu machen. Nicht alle Eindrücke sind gleich wichtig!

+

=

Begriff + Symbol = Merken


Info 6: (www.pohlw.de)Wenn der Hippocampus eine Sache als neu, als interessant, als bedeutsam und wichtig identifiziert und entsprechend gewichtet hat, bildet er „neuronale Repräsentationen“ aus, d. h. er macht sich daran, diese Zusammenhänge zu speichern.Der Hippocampus sorgt darüber hinaus dafür, dass wichtige Ereignisse, Neuigkeiten und Zusammenhänge in langfristigere Speicherstrukturen überführt werden. Diese letztgenannte Funktion vor allem macht ihn zum Dreh- und Angelpunkt unserer Speicher- und Erinnerungsprozesse. Im Gegensatz zu unserem Kortex, der Großhirnrinde, arbeitet und „lernt“ der Hippocampus nämlich zwar schnell, aber er verfügt nur über eine relativ geringe Speicherkapazität. Unsere Großhirnrinde hat dagegen eine schier unbegrenzte Speicherkapazität, aber sie „lernt“ nur sehr langsamund eigentlich erst dadurch, dass bestimmte Informationen und Muster immer wieder, auch in neuen Zusammenhängen und unterschiedlichen Kontexten angeboten und verarbeitet werden. Genau diese Prozesse setzt der Hippocampus in Gang. Er leitet das an die deutlich größere Speichereinheit Kortex weiter, was er selbst als bedeutsam gewichtet und gespeichert hat. Hippocampus und Großhirnrinde arbeiten dabei gleichzeitig arbeitsteilig und synchron. Der Hippocampus fungiert gewissermaßen als „Trainer des Kortex“. „ Immer dann, wenn der Hippocampus etwas (vorläufig) gelernt hat, wird nachfolgend „off-line“ das Gelernte zum Kortex übertragen und dort weiter verarbeitet. Dies geschieht übrigens auch z. B. im Schlaf. Auf diese Weise speichert der prinzipiell sehr langsam lernende Kortex im Laufe der Zeit alles Wichtige, was zuvor eben im Hippocampus gespeichert worden war.“ (Spitzer 2002: S. 22 ff, S. 125)Auf deutsch: Wenn du etwas als interessant oder wichtig ansiehst, so werden die Informationen zumindest erst mal kurzfristig abgespeichert. Wenn du diese Informationen dann an bereits bekannte Informationen anknüpfen kannst (je mehr desto besser sind sie anschließend abrufbar – erinnern!!!) und das am besten dann auch noch öfter mal wiederholst – ja dann hast du die neue Information dauerhaft gelernt!Aber: wenn du die Informationen nicht an bekannte Strukturen anknüpfen kannst, sie also nicht im Langzeitgedächtnis verankern kannst, dann vergisst du sie wieder – denn sie werden nur in der Gehirnregion gespeichert, die man Kurzzeitgedächtnis nennt – also nach der Arbeit ist wieder alles weg!

+ =


Wiederholung Spaß und Interesse Merken

Info 7: (www.pohlw.de)Regeln und Ordnungsstrukturen etwa werden nicht dadurch gelernt, dass man sie einmal auf- oder abschreibt oder sie auswendig lernt, sondern dadurch, dass sie sich in vielen ähnlichen Situationen als nützlich und hilfreich erweisen.

Info 8: (www.pohlw.de)Der Gedächtnispalast:Kann man sich so tatsächlich alles merken? Ja, man kann! Und der erste bekannte Fall von geistigem Hauseigentum geht auf den Jesuitenpriester Matteo Ricci zurück (16. JH).

Ein Gedächtnispalast ist eigentlich nichts anderes als eine enorme Eselsbrücke, in die massenhaft viele, unterschiedliche Fakten eingebaut werden.

Ein Gedächtnispalast ist Wissen, dass in vorstellbare Dinge umgewandelt und in einer Struktur organisiert ist.

=>

So organisierte Informationen lassen sich leichter merken und einfacher wieder abrufen, als herkömmlich gemerkte Informationen (denn in den meisten Fällen wissen wir gar nicht, wie und warum wir etwas im Kopf behalten).

Ein anderer Grund, sich für den geistigen Hausbau zu entscheiden: Diese Art, Informationen im Kopf zu speichern, ist völlig untypisch für die Arbeitsweise des Gehirns. Während unser Kopf Wissen eigentlich unmerklich und unbewusst organisiert, wird man durch das Benutzen eines Gedächtnispalasts zum Herrn über die eigenen Gehirnwindungen. Sie bestimmen, wie Informationen in ihren Kopf eingebaut werden. Sie haben quasi die Kontrolle – und damit gleichzeitig mehr Erfolg beim Lernen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Matteo_Ricci


2. Was heißt eigentlich „denken“?Einige Definitionen dazu:

Info 0: (Wikipedia Lexikon)Denken ist eine psychologische Grundfunktion und bedeutet geistige Modelle bilden oder zueinander in Beziehung setzen.

Info 1: (Wikipedia Lexikon)Denken heißt vor allen Dingen: Verknüpfung von Information zu höherwertigen intelligenteren Informationen.

Info 2: (Duden)Das Wort geht auf die indogermanische Wurzel „teng“ – empfinden, denken zurück und ist verwandt mit lateinisch „tongere“ = kennen, wissen.So ist es auch: Denken entsteht aus Wissen.Anmerkung: Wenn ich in einem Bereich nichts „gelernt“ oder mir „gemerkt“ habe, kann ich in dem Bereich auch keine Dinge in Zusammenhang bringen, kann also nicht denken in dem Bereich und somit auch nicht verstehen.

Info 3:Die Fähigkeit Nachrichten assoziativ zu klassifizieren, sie damit vergleichend zu analysieren, und daraus Schlussfolgerungen zu ziehen, die ihrerseits wieder auf ihre Richtigkeit vergleichend analysiert werden.

Info 4:Die innere Aktivität besteht aus dem Verknüpfen (Assoziation) oder bewusstem Entkoppeln der Gedankeninhalte, der Ideen, sowie deren Umformungen. Oft basiert das Denken auf einem Einfall, oder wird spontan durch Gefühle bzw. Situationen, aber auch durch Sinneseindrücke oder Personen ausgelöst.

Zusammenfassung:Erst kommt das „Lernen“ von Daten in einem bestimmten Bereich, dann kann man anfangen mit den gelernten Daten zu denken, also sie zu verknüpfen.


->

3. Wie erreicht man durch „lernen“ „verstehen“? Was genau bedeutet „verstehen“ oder „begreifen“ im Gegensatz zur reinen „Informationsaufnahme“? Was bedeutet „verstehen“ in Bezug auf „lernen“?Dazu einige Definitionen und Informationen:

Info 1: (Wikipedia Lexikon)Verstehen (engl. meist "understand") ist das inhaltliche Begreifen eines Sachverhalts, das nicht in der bloßen Kenntnisnahme besteht, sondern in der Erfassung des Zusammenhangs.In Bezug auf „lernen“ bedeutet das, dass die eingehenden Informationen nicht nur bewusst aufgenommen und gemerkt werden, sondern auch mit bereits vorhandenen Informationen in Beziehung gesetzt und so interpretiert werden.

Neu wahrgenommen: Bereits gemerkt/gelernt: Verstanden:

Apfel

Verstehen geht also über das Lernen im Sinne von merken hinaus, denn es beinhaltet immer das bewusste interpretieren und kategorisieren von Informationen.Beispiel (A. Kück)

1. „Mensch“ hat einen runden Gegenstand mit den Augen bewusst wahrgenommen. Der Gegenstand wird mit in der Vergangenheit bereits gespeicherten Gegenständen („gelernten“ Gegenständen) verglichen und einer ähnlichen Form zugeordnet (kategorisiert) und somit z.B. als Apfel erkannt – ich habe mir die Form des Apfels vorher gemerkt ( „gelernt“), und kann nun die neu gesehenen Form richtig zuordnen („verstehen“).

2. „Mensch“ liest ein Gedicht und lernt die einzelnen Wörter in ihrer Reihenfolge auswendig, versteht aber dessen Inhalt nicht. Das Gedicht wird


auswendig „gelernt“ im Sinne von gemerkt. Der zweite Teil, das Verknüpfen des Gemerkten mit bereits vorhandenen Informationen findet nicht statt – also kein Verstehen. Es ist also möglich, sich etwas zu merken („lernen“) ohne es zu verstehen.Erst wenn „Mensch“ die Wörter des Gedichtes sich nicht nur merkt, sondern sich auch eine Vorstellung des Inhalts (bildlich, gedanklich, bewusst) verschafft, indem er Zusammenhänge mit bereits „gelernten“ Dingen verknüpft und so eine für sich bewusste Vorstellung (gedanklich) entwickelt, versteht der das Gedicht.

Schlussfolgerung: Man kann lernen ohne zu verstehen – auch dauerhaft kann man sich Dinge merken durch die unter „Lernen“ beschriebenen Hilfsmittel – trotzdem hat man eventuell nichts verstanden/begriffen.

Verstehen findet in 3 Schritten statt: lernen – denken - verstehen

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4. Wie hängt „verstehen“ mit „Intelligenz“ zusammen?Dazu einige Definitionen und Informationen: (der Begriff Intelligenz ist sehr umstritten und es gibt keine einheitliche einfache Definition. Also lass dich nicht verwirren, bilde dir selbst ein Konzept dazu)

Info 1: (Binet & Simon, 1905)Die Art der Bewältigung einer aktuellen Situation: gut urteilen, gut verstehen, gut denken, das sind die wesentlichen Bereiche der Intelligenz".

Info 2: (Duden)Intelligenz (von lat. intellegere 'verstehen', wörtlich 'wählen zwischen...' von inter 'zwischen' und legere 'lesen, wählen') ist in der Psychologie ein Sammelbegriff für die Leistungsfähigkeit des Menschen in Bezug auf das Denken.

Info 3:Fähigkeiten, zu lernen (sich Dinge zu merken – s.o.), zu verstehen (eine (bildliche) Vorstellung zu entwickeln; Gemerktes mit Bekanntem zu verknüpfen und zu vergleichen – s.o.) und diese in (neuen) Situationen erfolgreich anzuwenden / einzusetzen.

Anmerkung: Intelligenz beinhaltet also lernen, denken und verstehen und neu hinzu kommt das erfolgreiche Anwenden.

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5. Was bedeutet Bewusstsein?(der Begriff ist sehr umstritten und es gibt keine einheitliche einfache Definition. Also lass dich nicht verwirren, bilde dir selbst ein Konzept dazu)

Einige Definitionen dazu:Info1: (Lexikon für Psychologie)Seit der Antike denkt man den Ort des Bewusstseins und über das Denken nach, wobei man in der Regel in eigenartige, quälenden Spiralen kommt. Gedächtnis, Intelligenz, Moral, Bewusstsein, das alles geschieht irgendwie im Gehirn des Menschen. Nach Jahrhunderten der Bemühung von Neurowissenschaftlern, Psychologen und Philosophen bleibt zur Frage, wie das Gehirn uns Bewusstsein verleiht, wie es Empfindungen, Gefühle und Subjektivität entstehen lässt, nur eines weiterhin gewiss: Wir haben keine Ahnung. Das Bewusstsein ist nicht etwas, das an einem konkreten Ort nämlich im Gehirn “ist”, sondern das Bewusstsein ist etwas, das Menschen durch ihre Tätigkeit ständig neu schaffen, sodass das menschliche Denken nicht auf einen neuronalen Vorgang reduziert werden kann. Menschen stecken nicht in ihrem Kopf, sondern sie sind in der Welt zu Hause.Der psychologische Begriff Bewusstsein umschreibt, dass ein Mensch sowohl wach als auch orientiert ist, was impliziert, in Raum und Zeit orientiert zu sein, sodass sich die Person in diesen Kontext einordnen kann. Bewusstsein (consciousness) ist somit die Gesamtheit der unmittelbaren Erfahrung, die sich aus der Wahrnehmung von Menschen selbst und ihrer Umgebung, ihren Kognitionen, Vorstellungen und Gefühlen zusammensetzt.

Info 2: (Philipp Kirchmayr)Das Phänomen des Bewusstseins zählt zu den umstrittensten Gebieten derPhilosophie und der Forschung. Es gibt keine wirklich exakte (anerkannte)Definition des Begriffes. Zahlreiche Debatten ob philosophische, psychologischeoder technische werden zu diesem Thema geführt. Es scheint als wäredas Bewusstsein ein Rätsel dessen Geheimnis die Wissenschaft nie lüften wirdkönnen.Zurzeit werden vor allem zwei gegensätzliche Standpunkte vertreten:

a) Das Bewusstsein lässt sich nicht algorithmisch erfassen, somit ist es nichtmöglich Bewusstsein beim Ablauf eines Algorithmus auf Hardware entstehenzu lassen. Sondern es bedarf einer weiteren Komponente, wie etwa einerSeele die ein materielles Objekt bewusst werden lässt.

b) Das Bewusstsein ist lediglich eine passive Begleiterscheinung die auftrittwenn ein genügend komplexer Algorithmus auf einer Hardware abläuft. An-hänger dieses Standpunktes werden als Vertreter der starken KI bezeichnet.Demnach wäre das Bewusstsein nicht im Stande, aktiv in das Gescheheneinzureifen.

Info 3: (www.matheboard.de/lexikon/Bewusstsein,definition.htm)Bewusstsein ist die Fähigkeit zu erleben, im engeren Sinne zu erkennen unddamit auch sich selbst zu erkennen, sich als Individuum zu verstehen und dieUmwelt in Beziehung zu sich selbst zu setzen. Es ist ferner die Instanz, in

http://www.stangl-taller.at/ARBEITSBLAETTER/MORALISCHEENTWICKLUNG/default.shtml

http://www.stangl-taller.at/TESTEXPERIMENT/testintelligenzwasistdas.html

http://arbeitsblaetter.stangl-taller.at/GEDAECHTNIS/


der mentale Zustände wie beispielsweise Schmerz, Wut und Farbempfindungrepräsentiert werden.“

6. Was genau sind Emotionen?Einige Definitionen dazu:Info 1: (nach Kleinginna& Kleinginna, 1981)Eine Emotion ist ein komplexes Muster von Veränderungen. Die Veränderungen betreffen die physiologische Erregung, Gefühle, kognitive Prozesse und Verhaltensweisen. Sie treten als Reaktion auf eine Situation auf, die ein Individuum als persönlich bedeutsam wahrgenommen hat.

Info 2: (Wirtschaftslexikon Gabler)Affekt, Gefühl, psychische Erregung; innere Empfindung, die angenehm oder unangenehm empfunden und mehr oder weniger bewusst erlebt wird, z.B. Freude, Angst, Kummer, Überraschung. Die Emotion ist ein komplexes Muster aus physiologischen Reaktionen (z.B. Steigerung des Blutdrucks), Gefühlen (z.B. Liebe, Wut), kognitiven Prozessen (Interpretation, Erinnerung und Erwartung einer Person) sowie Verhaltensreaktionen (z.B. lachen, weinen).

Du kannst dir natürlich auch eigene Texte heraussuchen dazu!

Abschlussaufgabe:Nun gehe nochmal zurück zur ursprünglichen Fragestellung und beantworte die Fragen dort erneutZusätzlich nimm Stellung zu der Frage:

1. „Ist künstliche Intelligenz wirklich möglich?“ Was unterscheidet Mensch und Maschine?

2. Kann man Intelligenz verändern – oder ist es wirklich nur angeboren?

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