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2. Lernen

Definition

Relativ permanente Veränderung

„Lernen bezeichnet eine relativ permanente Veränderung des Verhaltens als Folge von vorausgehender Erfahrungen.“ (Aktinson, 2000; Myers 1998)

Diese Definition trifft nicht auf alle Fälle zu. In einigen Fällen (z.B. in biologischen Reifeprozessen) kann eine „relativ permanente Veränderung aufgrund vorausgehender Erfahrungen“ unabhängig von Lernen sein.

Wahrscheinlichkeit bestimmter Verhaltensweisen

„Lernen bezeichnet eine Änderung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens bestimmter Verhaltensweisen in bestimmten Reizsituationen (oder des Verhaltenspotentials), wobei es sich um eine direkte Folge früherer Begegnungen mit dieser oder einer ähnlichen Reizsituation handelt.“

Reversibilität

Ein wichtiger Punkt des Lernens ist die Reversibilität. Gelernte Prozesse können wieder verlernt werden und sind damit reversibel. Dieser Definitionsaspekt unterscheidet Lernen von Prägung.

Verhaltenspotential

Gelerntes Verhalten muss nicht immer gezeigt werden, sondern kann auch in Form von Verhaltenspotential zur Verfügung stehen.

Geschichte

John Locke (1690)

Tabula Rasa“ → Er ging davon aus, dass alles Wissen allein durch den Kontakt mit der Umwelt erworben wird.

Edward Thorndike (1898)

Law of effect“ → Er postulierte, dass Verhalten, welches belohnt wird auch erneut gezeigt wird.

Ivan Pavlov (1900-1930)

Assoziationslernen“ → Glocke wird mit Futter verknüpft (später Klassische Konditionierung)

John B. Watson (1920er)

Behaviourismus“ → Nur beobachtbares Verhalten ist in der psychologischen Wissenschaftlich sinnvoll (→ Black Box).

Burrhus F. Skinner (1930-1960)

Operante Konditionierung“ → Verhalten wird über Verstärkung und Bestrafung kontrolliert.

Edward Tolman (1940-1950)

Kognitives Lernen“ → Lernen ist nicht nur Verhaltensänderung. Auch Aneignung von neuem Wissen spielt eine wichtige Rolle im Lernprozess.

Donald Hebb (1948)

Lernen durch synaptische Veränderungen“ → Lernen erfolgt durch physische Veränderungen im Gehirn. Synaptische Verbindungen werden gestärkt oder geschwächt (→ Konnektionismus).

Albert Bandura (1960)

Lernen am Modell“ → Lernen ist abhängig von der Beobachtung des Verhaltens anderer. Die Belohnung anderer für ein bestimmtes Verhalten fördert auch die Tendenz das Verhalten selbst zu zeigen.

Robert Rescoria & Allan Wagner (1972)

Erwartung und Lernen“ → Lernen ist abhängig von Erwartungen, die als Vorhersage dienen sollen.

Eric Kandel (1970-1990)

Neuronale Basis des Lernens“ → Lernen auf Basis zellulärer und molekularer Prozesse (z.B. LTD / LTP)

John Garcia (1960-1990)

Lernen als evolutionärer Prozess“ → Entstehung der Lernprozesse durch natürliche Selektion.

Netzwerkmodell des Lernens (1990 - jetzt)

Künstliche Netzwerke auf Basis von Computerberechnungen können Lernprozesse modellieren und helfen bei der Erklärung.

Klassische Konditionierung

Die klassische Konditionierung gründet sich auf Versuche von Ivan Pavlov (1848-1936). Es war zunächst nicht seine Absicht Konditionierungsprozesse zu untersuchen, er wollte eigentlich medizinische Aspekte des Speichelflusses untersuchen. Bei diesen Prozessen trat jedoch der Effekt der klassischen Konditionierung auf, welchen er dann anschließend ebenfalls untersuchte.

3 Phasen der klassischen Konitionierung

CS → Ursprünglich neutraler Reiz (conditioned stimulus)
UCS → Reaktionsauslösender Reize ohne Konditionierung (unconditioned stimulus)

1. Aneignung (Akquisition)

Durch wiederholtes gemeinsames präsentieren von CS (z.B. Glocke) und UCS (z.B. Futter) wird eine Assoziation zwischen diesen beiden Reizen geschaffen. Jede weitere Wiederholung (Reinforcement) verstärkt diese Verbindungen.

2. Löschung (Exktinktion)

Unter Löschung oder Abschwächung wird eine Schwächung der Verbindung verstanden. Dabei wird CS bei den Wiederholungen ohne UCS präsentiert.

3. Spontanerholung

Eine eigentlich gelöschte Reaktion kann zu einem späteren Zeitpunkt trotzdem wieder in der gleichen Intensität ausgelöst werden.

⇒ Eine einmal verbundene Reizkonstellation kann niemals vollständig neutralisiert werden.

Sensitivierung und Habituation

Sensitivierung

Eine Reaktion auf einen Reiz wird intensiviert, wenn auf den ersten Reiz ein weiterer unangenehmer Reiz folgt (Sensitivierung).

Habituation (Gewöhnung)

Wird ein Reiz mehrfach hintereinander präsentiert, so wird die Reaktion allmählich schwächer. Ist ein Reiz gut habituiert, so kann dieser Effekt über längere Zeiträume auftreten.

Reizgeneralisierung und -diskrimination

Reizgeneralisierung

Eine Reizgeneralisierung tritt ein, wenn ein Reiz nicht gut unterschieden werden kann. Wenn also auf einen bestimmten CS konditioniert wurde, die Reaktion aber auch in ähnlichen (nicht identischen) Situationen auftritt.

Versuch

In einem Versuch von Pavlov wurden Körperteile stimuliert, auf die eine Reaktion folgen sollte. Konditioniert wurde dabei der Oberschenkel. Eine Reaktion (wenn auch schwächer) konnte jedoch auch bei einer Reizung andere Körperteile festgestellt werden.

Reizdiskriminierung

Eine Reizdiskriminierung tritt ein, wenn ein Reiz gut unterschieden werden kann. Wenn also auf ähnliche Reize unterschiedliche Reaktionen folgen. Sie kann erreicht werden durch selektive Verstärkung und Extinktion.

Versuch

In einem Experiment wurde ein hoher Ton (CS1) präsentiert, auf den ein Elektroschock folgte. Es wurde außerdem ein tiefer Ton (CS2) präsentiert, auf den nichts weiter folgte.

⇒ Das generelle Spielen eines Tons wurde diskriminiert in hoher Ton und tiefer Ton.

Konditionierung höherer Ordnung

Wenn ein CS1 mit einem US verknüpft wird, so erfolgt eine bestimmte Reaktion (CR). Nun kann CS1 unabhängig von US ebenfalls mit CS2 verknüpft werden. Auch darauf folgt dann die Reaktion, obwohl CS2 nie in einen direkten Zusammenhang mit US gebracht wurde.

1. Ordnung
  • tex:CS1 + US \to CR
  • tex:CS1 \to CR
2. Ordnung
  • tex:CS2 + CS1 \to CR
  • tex:CS2 \to CR

Der kleine Albert

Am Anfang des 20. Jhd. ging man, vor allem durch Freud geprägt, davon aus, dass Angststörungen durch kindliche Vorerfahrugen (hauptsächlich sexuell) ausgelöst werden. Watson wollte nun zeigen, dass Angststörungen vor allem auch aufgrund von der Lerngeschichte. Dazu machte er ein Experiment mit „dem kleinen Albert“.

In diesem Versuch wurden einem kleinen Kind bestimmte Reizkombinationen präsentiert. Dabei wurden fellige Tiere/Gegenstände negativ konditioniert (z.B. mit einem lauten Geräusch präsentiert). Während der „kleine Albert“ zunächst neutral auf z.B. einen Hasen reagierte, reagierte er nach der Konditionierung ängstlich und ausweichend.

⇒ Damit war nachgewiesen, dass eine Angstreaktion auch aufgrund von Konditionierung auftreten kann.

Drogen

Zum Drogenkonsum machte Shepard Siegel (80er) Versuche bezüglich Abhängigkeit und Sucht unter der Perspektive der klassischen Konditionierung. Seine Beobachtung war zunächst, dass viele Soldaten, welche im Vietnamkrieg Drogen (vor allem Opiate) nahmen, nach einer Rückkehr in die USA keine Entzugssymptome zeigten.

Er machte daraufhin Versuche mit Mäusen, denen er in einer bestimmten Umwelt regelmäßig Drogen (z.B Heroin) verabreichte. Sobald er die Umwelt der Mäuse nach einer Weile änderte, waren die Entzugserscheinungen deutlich gesenkt.

⇒ Kopplung von Drogenkonsum und Umwelt (→ Entzugserscheinung auf Umweltreize)

Toleranzentwicklung

Es gibt auch eine Kopplung zwischen der Toleranz gegenüber der Drogenwirkung und der Umwelt. Werden an einem Ort Drogen konsumiert, an dem die Person auch sonst oft Drogen konsumiert, so erhöht dies die Toleranz gegenüber dem Wirkstoff.

Ungewollte Drogenwirkung

Problematisch kann die Kopplung auch im klinischen Bereich z.B. im Krankenhaus werden. Bekommt dort ein Drogenkonsument bestimmte Medikamente (z.B. Morphium), so kann dies eine ungewünschte Wirkung hervorrufen.

Beispiel Kokain

Ehemaligen Kokain-Abhängigen und Personen, die noch nie Kokain genommen hatten wurden Videos gezeigt. Dabei wurde ein Video gezeigt, welches eine Naturszene zeigte und ein Video mit einem Kokainkonsumenten. Die Probanden wurden dabei mit PET untersucht.

Bei den Personen, welche kein Kokain nahmen, war die Aktivierung für die Kokain-Videos sehr ähnlich mit den Naturvideos. Bei den ehemaligen Abhängigen war bei den Kokain-Videos zusätzlich die Amygdala (emotionale Verarbeitung) und die Anterior Cingulate (Verarbeitung von „Verlangen“) aktiviert.

Operante Konditionierung

Operante Konditionierung verändert die Wahrscheinlichkeit der operanten Reaktionen als Funktion ihrer Konsequenzen.

⇒ Durch die Konsequenz einer zufällig auftretende Reaktion erhöht oder verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass dieses Reaktion erneut gezeigt wird.

Thorndike

Versuch

Thorndike war der Begründer der operanten Konditionierung. Er führte eine Reihe von Versuchen dazu durch. In einem populären Versuch sperrte er Katzen in einen Käfig mit einem komplizierten Öffnungsmechanismus. Außerhalb des Käfigs befand sich Futter, weshalb die Katzen ein Motiv hatten aus dem Käfig zu kommen.Die Katzen betätigten den Öffnungsmechanismus nach viele Versuchen zufällig. Wenn dieser Versuch mit der selben Katze wiederholt wurde, so lernten die Katzen den Öffnungsmechanismus mit der Zeit aktiv einzusetzen, bis die Katzen ihn schließlich unmittelbar öffnen.

Lernen am Erfolg

Es wird nun nicht mehr eine Assoziation zwischen zwei Reizen hergestellt, sondern zwischen einem Reiz und einer Reaktion. Dieses Prinzip wird auch als Lernen am Erfolg bezeichnet, da sich die Konditionierung verstärkt, wenn Reiz und Reaktion erneut aufeinander passen.

Unterschiede

  • Klassische Konditionierung
    • Lebewesen ist passiv
    • respondentes Verhalten
    • Abwarten auf CS
  • Operante Konditionierung
    • Lebewesen ist aktiv
    • operantes Verhalten
    • Belohnung nach erfolgreicher Durchführung

Skinner

B. F. Skinner erfand die Skinner-Box, prägte den Begriff operante Konditionierung und schaffte eine Begrifflichkeit für die Verhaltensvorgänge.

1. Verstärkung/Bestrafung

  • Positive VerstärkungGeben eines angenehmen Reizes (klassische Belohnung)
  • Negative VerstärkungEntfernen eines unangenehmen Reizes
  • Direkte BestrafungGeben eines unangenehmen Reizes (klassische Bestrafung)
  • Indirekte BestrafungEntfernen eines angenehmen Reizes

2. Diskriminative Reize

a) Generalisation und Diskrimination
  • Generalisierung → Bestimmtes Verhalten wird in allen Situationen gezeigt.
  • Diskrimination → Bestimmtes Verhalten wird durch spezifische Verstärkung nur in ausgewählten Situationen gezeigt.

⇒ Das Verhalten steht unter Stimuluskontrolle

b) Konditionierter oder sekundärer Verstärker

Wird zu einem Verstärker für eine operante Konditionierung zusätzlich ein neutraler Stimulus präsentiert, so wirkt sich der neutrale Stimulus nach einer Weile auch als Verstärker (sekundärer Verstärker) aus. Wird die Konditionierung wieder gelöscht (Extinktion), so kann die verlernte Verhaltensweise nur durch den konditionierten Stimulus (ehemals neutraler Stimulus) wieder aktiviert werden.
(Ähnlich Konditionierung zweiter Ordnung)

Als generalisierter konditionierter Verstärker wird ein spezieller sekundärer Verstärker bezeichnet, der universell mehrere Verhaltensweisen verstärken kann (z.B. Geld oder Punkte).

Vorteile generalisierter Verstärker
  1. Schnell anwendbar
  2. Überall verfügbar
  3. Universell → In fast jeder Reizsituation verwendbar
  4. Keine Übersättigung
  5. Direkte Wirkung → Wirkung durch Wahrnehmung nicht biologisch wie bei Futter/Sättigung

3. Verhaltenskontingenz

⇒ Seminar!

Token Economies

Mit Token Economies („Münzverstärkungssystem“) ist ein Belohnungsplan, bei dem systematisch Anreize gegeben werden. Verwendet werden dabei generalisierte Verstärker. Es werden also keine konkreten Anreize gegeben, sondern Stellvertreter, welche gesammelt werden können in Form von z.B. Punkten.

Premack-Prinzip

Ein bevorzugtes (gerne getanes) Verhalten kann als Verstärker dienen. Wird eine eher unbeliebte Aktivität durchgeführt, so „gönnt“ man sich als Belohnung eine beliebte Aktivität (Premack-Prinzip). Die unbeliebte Aktivität wird damit verstärkt.

Gelernte Hilflosigkeit

Gelernte Hilflosigkeit wurde durch Martin Seligman (1975) postuliert. Er untersuchte die Kontrollfähigkeit bei operanter Konditionierung.

Versuch

→ Ausführliche Beschreibung des Experimentes zur erlernten Hilflosigkeit

Erste Phase

In der ersten Phase werden Hunde in 3 Gruppen konditioniert. Die Hunde werden dafür in eine Box gesetzt. 2 Gruppen (G) bekommen in der Box Elektroschocks, 1 Gruppe jedoch nicht (KG). Von den 2 Gruppen mit Elektroschocks bekommt eine Gruppe (G1) die Möglichkeit die Schocks per Hebeldruck zu vermeiden (Operante Konditionierung), die andere Gruppe ist den Schocks hilflos ausgesetzt (G2).

Zweite Phase

In der zweiten Phase werdem alle Hunde in eine Shuttle-Box gesetzt. Diese Box besteht aus zwei identischen Boxen, die mit einem Durchgang verbunden sind. Die Hunde bekamen nun alle einen Schock in einer der Boxen, der jedoch zuvor mit einem Ton angekündigt wurde. Die Hunde hatten also die Möglichkeit durch einen Wechsel der Box den Elektroschock noch vor dem wirklich Schock zu vermeiden, indem sie lernen konnten schon während des Tons die Box zu wechseln.

Ergebnisse
  • Die Hunde aus der Gruppe G1, welche zuvor lernten per Hebeldruck den Schock zu vermeiden, lernten sehr schnell auch in der Shuttle-Box den Raum zu wechseln.
  • Die Hunde aus der Kontrollgruppe KG lernten ebenfalls mit der Zeit den Raum zu wechseln, benötigten dafür jedoch etwas länger.
  • Die Hunde aus der Gruppe G2, welche während der Konditionierung den Schocks hilflos ausgeliefert waren, blieben in der Box sitzen und ließen den Schock winselnd über sich ergehen. Nur wenige lernten die Box zu wechseln und wenn dann nur sehr langsam.

Imitationslernen (Lernen am Modell)

„Wie sind in Wirklichkeit mehr als die Hälfte dessen, was wir sind, durch Imitation.“ Lord Chesterfield

Synonyme

Sozial-kognitive Lerntheorie, Beobachtungslernen, Modellernen, Lernen durch Nachahmung, Identifikationslernen, Rollenlernen, Stellvertretende operante Konditionierung

Versuch (Bandura)

Kinder beobachteten eine Person, die Gewalt auf eine Puppe anwendet (schlagen, treten, etc.). Die Kinder ahmen dieses Verhalten nach, ohne, dass die Kinder eine besonders ausgeprägte Agressivität haben. Sie zeigen dieses Verhalten allein durch Imitation.

Phasen des Modelllernens

1. Aquisitations- bzw. Aneignungsphase

In dieser Phase wird eine Situation betrachtetet und das Verhalten gespeichert. Es folgt noch keine Handlung.

2. Performanz- bzw. Ausführungsphase

In dieser Phase wird das gelernte Verhalten in eine Handlung umgesetzt. Ob es wirklich umgesetzt ist hängt jedoch von einigen Faktoren ab:

  1. Identifikation → Grad der Identifikation mit dem Modell
  2. Belohnung → Belohnung oder Bestrafung des Modells
  3. Erfolgserwartung → „Kann ich das auch?“
  4. Bewertung → Emotionale oder moralische Bewertung

Ein gelerntes Verhalten muss jedoch nicht unbedingt gezeigt werden. Es kann auch vorkommen, dass ein Verhalten gelernt und benannt wird, jedoch in einer entsprechenden Situation nicht angewendet wird.

Faktoren für Nachahmung

Folgende Faktoren fördern das Nachahmungsverhalten:

  • Identifikation mit Modell ermöglichen
  • Belohnung des Beobachters (direkt/stellvertretend)
  • Sozialer Status des Modells (möglichst hoch)
  • Eigene Intention sollte mit Modellverhalten übereinstimmen

Biologische Basis von Lernen

Eine biologische Basis lieferte Donald Hebb. Seiner Ansicht nach bilden sich Neuronennetzwerke aus, wenn diese zeitgleich Signale übertragen. Je häufiger also gemeinsam Signale übertragen werden, also gemeinsame Aktionspotenziale vorliegen, desto eher bilden sich die zugehörigen Synapsen aus.

„Cells that fire together, wire together.“

Hebb-Synapse und aktivitätsabhängige Bahnung

Die Hebb-Synapse ist eine Synapse, welche sich zusätzlich bildet und zusätzlich zu einer anderen Synapse direkt an den Zellkörper der folgenden Synapse angeschlossen ist.

Aktivitätsabhänge Bahnung liegt vor, wenn eine Synapse einer zusätzlichen Zelle an die Synapse einer ursprünglichen Zelle angeschlossen ist. Ist die zusätzliche Zelle aktiv, so löst dies nicht direkt ein Aktionspotential der nachfolgenden Zelle aus, sondern erleichtern das Auftreten eines Aktionspotentials durch die ursprüngliche Zelle.

Reverberatorische Neuronenkreise

Reverberatorische Neuronenkreise sind in einem Kreissystem verbunden. Die Informationen zirkulieren also für eine Weile in einem solchen System (z.B. im Kleinhirn).

Damit ist Lernen das Ausbilden solcher Neuronenkreise und der Gedächtnisabruf das Aufrufen dieser Kreise (nach Kandel).

Beispiele
  • Lidschlag / Ton (siehe Vorlesung)
  • Assoziatives Lernen (siehe Vorlesung)
 
uni-leipzig/psychologie/module/allgemeine/lernen.txt · Zuletzt geändert: 2012/03/18 15:28 von carlo
 
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