Hajautetun kognition perusteet

Esitys aiheesta: "Hajautetun kognition perusteet"— Esityksen transkriptio:

1 Hajautetun kognition perusteet 25.11.08
Sami Paavola Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus Psykologian laitos, Helsingin yliopisto sami.paavola at helsinki.fi © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

2 Kognitiivisen evoluution teorioita
Merlin Donaldin evolutiivinen teoria ihmisen kognition kehittymisestä Michael Tomasello: jaettu intentionaalisuus ihmisen lajityypillisenä ominaisuutena Artifacts "are not 'in the mind' as mental entities", but are externally embodied in socially shared practices, social organizations, and culturally shared ideas. © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

3 Modernin kognition alkuperä
(Donald 1991, 2001) Evolutiivinen teoria siitä, miten ihmisen kognitio, kulttuuri (ja aivot) kehittyneet Vetoaa nimenomaan kognition kehittymiseen ja siihen, että kognitiotieteessä pitäisi olla kiinnostuneempi tästä (evolutiivisesta) historiasta Keskeinen väite: moderni ihmisen mieli syntyi kädellisten adaptaation myötä, jossa keskeistä oli uudenlaisten representaatiojärjestelmien kehittyminen (erityisesti liittyen muistiin) Modernille ihmiselle ominaista: nopea kulttuurinen muutos ja jatkuvat innovaatiot (biologiset perusteet tälle monin tavoin ei-biologiselle kehittymiselle) Artifacts "are not 'in the mind' as mental entities", but are externally embodied in socially shared practices, social organizations, and culturally shared ideas. © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

4 Ihmisen kognition ja kulttuurin evoluutio (Donald, 2001, s. 260)
Vaihe Laji/periodi Uudet muodot Päämuutos Hallinta Jaksottainen (’episodic’) kulttuuri Kädelliset Tilannekohtaiset tapahtumahavainnot Itsetietoisuus ja tapahtumaherkkyys Tilannekohtainen ja reaktiivinen Jäljittelevä (’mimetic’) (ensimmäinen siirtymä) Varhaiset ihmiset (homo erectus) 2M-0.4M Toimintavertausku-vat Taito, ele, jäljittely, matkiminen Jäljittelytyylit ja arkkityypit Myyttinen (toinen siirtymä) Ihmiset (homo sapiens sapiens) 0.5M- esihistoria kieli, symboliset representaatiot Oraaliset perinteet jäljittelyrituaalit, tarinallinen ajattelu Myyttiset viitekehykset ja hallinta Teoreettinen (kolmas siirtymä) Moderni kulttuuri (alkoi vuotta sitten) Ulkoinen symbolinen universumi Formalismi, suuret teoreettiset artefaktit, massiiviset ulkoiset symboliset taltiot Institutionalisoidut paradigmaattiset ajatukset ja keksinnöt © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

5 Eri evoluutiovaiheiden piirteitä (Donald 1991, 2001)
Jäljittelevä: tietoiset, representationaaliset teot, jotka intentionaalisia, mutta eivät kielellisiä; yhteisöllisyys jo mukana: rituaalit ja leikit; mutta yhteisö muuttuu hitaasti Myyttinen: kieli ja puhe, mutta takana myös perustavammat muutokset; semanttinen ja propositionaalinen muisti, keskustelun ymmärtäminen, analyyttinen ajattelu, induktio jne.; symbolien kehittäminen (ei vain käyttö); narratiivit; kielen avulla kokonaan uusi tapa esittää todellisuutta Teoreettinen: ero puhuttuun kieleen ja narratiiveihin; graafinen esitys, ulkoinen muisti (ei vain biologinen muisti), teorioiden konstruointi Uusi vaihe ei ole hylännyt aiempia vaan tulee aina lisänä © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

6 Tiedoedustusten evoluutio (Donald, 2001, s. 321)
Tapahtumapohjainen tietoedustus Jäljittelypohjainen tietoedustus Kielellinen tietoedustus - Ulkoinen tietoedustus © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

7 Ulkoinen symbolinen taltiojärjestelmä (External Symbolic Storage System, Donald, 1991)
Ulkoisten muistivälineiden kehittyminen evoluution näkökulmasta olennainen teknisen hardwaren muutos Toimiessaan vuorovaikutuksessa ulkoisen symbolisen varaston kanssa ihmisen mieli muodostuu osaksi verkostoa Lukutaitoiset ihmiset kuin verkkoon kytkettyjä tietokoneita; ihminen ilman lukutaitoa on kuin tietokone, jota ei ole kytketty verkkoon Toimijoiden suorituskykyä määräävät paitsi biologiset myös verkoston ominaisuudet Verkosto muodostaa sisäisestä ja ulkoisesta muistikentästä muodostuvan korkeamman tasoisen järjestelmän. © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

8 Biologinen muisti – ulkoinen muisti
Monimutkaisten asioiden ajatteleminen ei onnistu ihmisen mielen sisäisessä epävakaassa ja rajallisessa työmuistissa. Biologisen muistin uudelleen organisoituminen ulkoisen symbolisen taltion välityksellä Vaikka biologinen työmuisti ohjaa prosessia ja kantaa vastuun hakustrategioista vaativa ajattelu olisi mahdoton ilman ulkoista muistikenttää. Muodollinen koulutuksen tehtävänä tukea ulkoisen symbolisen taltiojärjestelmän hyödyntämistä. Ulkoinen muistikenttä mahdollistaa tiedon väliaikaisen taltioinnin ja iteratiivisen visuaalis-symbolisen tiedonkäsittelyn (ulkoinen iteratiivinen silmukka) © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

9 Engrammi ja exogrammi (Donald, 1991, s. 315)
Sisäinen muistitaltio Kiinteä fysikaalinen media Rajoitettu muoto Katoava (ei pysyvä) Suuri mutta rajoitettu kapasiteetti Rajoitettu elementtien koko Ei ole helposti kehitettävissä Hakureitit rajoitettuja Rajoitettu kuuloon perustuva saavutettavuus, ei visuaalista Ulkoinen muistitaltio Rajattoman moninaiset mediat Rajoittamaton ja muovattavissa Saattaa olla pysyvä Käytännöllisesti rajoittamaton Rajoittamaton iteratiivinen kehittely Rajoittamattomat hakureitit Rajoittamaton havaintoon perustuva saavutettavuus (näkeminen, avaruudellinen rakenne) Engrammi = muistitaltio biologisessa muistijärjestelmässä Exogrammi = ulkoinen muistitaltio, symbolinen innovaatio © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

10 Ulkoinen symbolinen taltio
Ulkoinen symbolinen taltiointi muistijärjestelmänä (Donald, 1991, s. 314) Jaettu muisti resurssi - Mielet ”monadeja” Ulkoinen symbolinen taltio © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

11 Lukutaidottoman mielen tietoisuus (Donald 2001, s. 310)
Pitkäkestoinen muisti Tason 3 työmuisti Kirkas tietoisuuden ydin © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

12 Lukutaitoisen mielen tietoisuus (Donald 2001, s. 311)
Pitkäkestoinen muisti Biologisen muistin arkkitehtuurin heijastaminen symboliseen ympäristöön ja peilikuvan heijastaminen takaisin mieleen Vuorovaikutus sisäisen ja ulkoisen muistisilmukan välillä Tason 3 työmuisti Kirkas tietoisuuden ydin Ulkoinen muistikenttä UMK= kollektiivinen ideoiden kehittämistä tukeva areena Pysyvä ulkoinen symbolitaltio © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

13 Risteytynyt mieli Metakielelliset taidot tai käsitteellinen ajattelu eivät olisi voineet kehittyä ilman ulkoista symbolista taltiota. Ihmisen mieli on risteytynyt: se perustuu ainutlaatuiseen kognitiiviseen symbioosiin ulkoisen symbolisen taltion kanssa Ihmisen älykkyyden perustana on kognitiivinen arkkitehtuuri, joka sisältää äärettömästi laajennettavissa ja kehitettävissä olevan ulkoisen muistisilmukan Kaikki ihmisen älykkään toiminnan selitystavat, jotka eivät ota huomioon sisäisen ja ulkoisen muistin vuorovaikutusta ovat epätyydyttäviä. © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

14 Taso I: Tapahtumapohjainen tietoedustus (kädelliset)
T = tapahtumapohjainen tietoedustus © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

15 Taso II. Jäljittelypohjainen tietoedustus (Homo Erectus)
T = tapahtumapohjainen tietoedustus J = Jäljittelyyn perustuva kontrollointi (2 million eaa) © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

16 Taso III: Kielellinen tietoedustus (Esihistoriallinen ihminen)
J L T = tapahtumapohjainen tietoedustus J = Jäljittelyyn perustuva kontrollointi L= kielellinen kontrollointi Ihmisen tietoedustusjärjestelmän syntyminen ( eaa) Uudemmat järjestelmät käsittelevät varhaisempien tuotoksia © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

17 Taso IVa: Esittävä kuvallis-symbolinen kanava
J L K/S Kuvat Kieli (Paleoliittisen kauden pysyvät visuaaliset tietoedustukset Kuvallis-symboliset koodit kuvien prosessoimiseksi, huomaa epäsuora yhteys kieleen) © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

18 Taso IVb: Kuvallis-analoginen k/s kanava (jäljittelypohjaisten representaatioiden muuntaminen kielelliseen muotoon varhaisimmissa kirjoitusjärjestelmissä) T J (Epäsuora yhteys kielen ja ulkoisen tietoedustuksen välillä) Kuvat Kieli K/S T = tapahtumapohjainen tietoedustus J = jäljittelypohjainen kontrolloija L = Kielellinen kontrolloija K/S = Kuvallis-symbolinen kanava F = Fonologinen kanava F Ulkoinen muisti- kenttä L © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

19 taltiointijärjestelmä
Taso IVc: Fonologinen kuvallis-symbolinen kanava (mahdollisti tietoedustusten suoran siirtämisen muodosta toiseen) T J Kuvat Kieli K/S T = tapahtumapohjainen tietoedustus J = jäljittelypohjainen kontrolloija L = Kielellinen kontrolloija V/S = Kuvallis-symbolinen kanava F = Fonologinen kanava F Ulkoinen muisti- kenttä L Ulkoinen symbolinen taltiointijärjestelmä © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

20 Teoreettisen kulttuurin muodostuminen
Graafinen keksiminen: auditiivisesta visuaaliseen tiedon esittämiseen. Visuaalisista symboleista hallitseva symbolien laji Ulkoinen muisti: Ulkoisen symbolisen taltioinnin muodostuminen hallitsevaksi ja vastaava kognitiivisen arkkitehtuurin muutos (vrt. tietokoneen kytkeminen verkkoon) Teorian muodostus: tarinallisesta teoreettiseen maailman hahmottamiseen, ennustamista ja selittämistä palvelevat ajattelujärjestelmät. © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

21 Tiedoedustusten moderni arkkitehtuuri
J Kuvat Kieli K/S Dynaamiset tietoedustukset Hakuprosessien ulkoistaminen T = tapahtumapohjainen tietoedustus J = jäljittelypohjainen kontrollointi L = Kielellinen kontrollointi K/S = Kuvallis-symbolinen kanava F = Fonologinen kanava F Ulkoinen muisti- kenttä L Globaali sähköinen informaatio- ympäristö Ulkoinen symbolinen taltiointijärjestelmä © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

22 Jaettu intentionaalisuus kulttuurisen kognition perustana (Tomasello et al. 2005)
Jaettu intentionaalisuus ihmisen kulttuurisen kognition ja evoluution erityispiirteenä Muut kädelliset kuin ihminen kykenevät intentionaaliseen toimintaan, mutta eivät jaettuun intentionaalisuuteen Ihmisellä kehittyy 14 ensimmäisen kuukauden aikana Intentioiden ymmärtäminen ja kulttuurinen vuorovaikutus läheisesti yhdessä Ihmiset siis biologisesti adaptoituneet osallistumaan yhteisölliseen toimintaan jossa jaetut päämäärät ja asioiden koordinointi Intentionaalisuus edellyttää: päämäärän, kyvyn toimia, havaintoon perustuvaa tilanteen seurantaa © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

23 Intentionaalinen toiminta (Tomasello et al 2005)
knowledge, skills, Model of current reality © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

24 Jaettu päämäärä ja yhteinen intentio (Tomasello et al 2005)
© Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (

25 Viitteitä Donald, M. (1991). Origins of the modern mind: Three stages in the evolution of culture and cognition. Cambridge, MA: Harvard University Press. Donald. M. (2001). A mind so rare: The evolution of human consciousness. New York: Norton. Tomasello, Michael (1999). The Cultural Origins of Human Cognition. Cambridge, Massachusetts; London, England: Harvard University Press Tomasello, Michael, Malinda Carpenter, Josep Call, Tanya Behne, and Henrike Moll (2005). Understanding and Sharing Intentions: The Origins of Cultural Cognition. Behavioral and Brain Sciences 28.4: © Verkko-oppimisen ja tiedonrakentelun tutkimuskeskus (