Assunti teorici di base - unich.it › sites › st09 › files › lezione_4... · 2016-10-21 · Lezione 4 Il cognitivismo classico Argomenti • La nascita dell’HIP • Assunti

Lezione 4

Il cognitivismo classico

Argomenti

• La nascita dell’HIP

• Assunti teorici di base

– Metafora del computer

– Approccio funzionale

– Metodologie d’indagine

• Risposte alle questioni

evolutive

• Lo studio delle competenze

percettive e cognitive nella

prima infanzia

Lezione 1 – Cognitivismo

Concetti 1

• Metafora del computer

– Input e output

– Memoria ed elaborazione di informazioni

• RAM (Random Access Memory) o memoria volatile

• ROM (Read Only Memory) o memoria di sola lettura

• CPU Unità centrale di elaborazione

• Registri – memorie ausiliarie e temporanea ad altissima velocità

• Buffer – memoria tampone – zona della memoria usata

temporaneamente per condividere informazioni tra diversi programmi

– Hardware e software

• Memoria

– Procedurale e dichiarativa

• Ovvero implicita ed esplicita

– Semantica ed episodica


Concetti 2

• Metodi

– Analisi del compito

• Tempi di reazione

– Cronometria mentale

» Metodo sottrattivo (Donders)

• Analisi degli errori

– Simulazione al computer

• Soluzione di problemi

– Uso di regole

• Capacità di elaborazione

• Formato rappresentazionale

• Rappresentazioni

– Basate su categorie (concetti)

– Basate su eventi (script)


Concetti 2

• Strategie analitiche e globali

• Strategie di memorizzazione

– Reiterazione

– Organizzazione

– Uso di immagini mentali

• Metacognizione

– Conoscenza metacognitiva

– Monitoraggio e controllo metacognitivo

• Alla base del cambiamento– Meccanismi di autoregolazione

– Uso del feedback negativo

La metafora del computer

Notice how natural it is to say things like

With him it's a software problem

Put that thought in your database

After leaving those cult people, the kids had

to be reprogrammed

The fear of fire is hard-wired into all of us

The ol' chip isn't working as well these days

Atkinson & Shiffrin, 1968

Baddeley

1. La nascita dell’HIP

• L’approccio HIP raccoglie i

contributi di discipline diverse

– teoria delle comunicazioni

– teoria delle computazioni

– intelligenza artificiale

– linguistica.

• L’approccio dell’elaborazione delle informazioni

(Human Information Processing, HIP)

rappresenta un quadro di riferimento teorico

che accomuna ricercatori che condividono una

serie di assunti teorici e di metodi di indagine,

pur impiegando modelli e micromodelli differenti.

La teoria delle comunicazioni

• La teoria delle

comunicazioni

(Shannon)

– come le informazioni

possono essere

trasmesse attraverso

un canale di

comunicazione.

• Metafora: il sistema

cognitivo umano

– insieme di canali nei

quali le informazioni

viaggiano

– magazzini nei quali le

informazioni possono

essere depositate.

• Broadbent: teoria del

filtro

La teoria delle computazioni

• Sviluppata da Turing

• Mostra come può

funzionare un sistema

che elabora informazioni

• La dimostrazione di come

problemi complessi

possono essere risolto da

una macchina dotata di

un esiguo numero di

proprietà funzionali

• Ne deriva che anche i

processi alla base del

pensiero umano possono

essere riprodotti

attraverso una procedura

meccanica

Gli studi di intelligenza artificiale

• Gli studi condotti nell’ambito

dell’intelligenza artificiale (Newell,

Shaw e Simon) hanno suggerito che

anche gli esseri umani possano essere

considerati dei sistemi che manipolano

simboli.

La linguistica

• Un contributo allo

sviluppo

dell’approccio HIP è

venuto anche dalla

linguistica e in

particolare dal lavoro

di Chomsky

• Secondo Chomsky l’acquisizione del linguaggio

• Non consiste in un insieme di associazioni condizionate

• bensì in un insieme complesso di regole astratte che devono essere inferite a partire dalle relazioni esistenti tra l’input e l’output linguistico.

L’HIP come approccio allo studio della

cognizione adulta

• L’approccio HIP nasce

all’interno della

psicologia

sperimentale che

studia cognizione

adulta

• Solo successivamente

è stato applicato allo

sviluppo

• I modelli del

funzionamento

dell’attività cognitiva

che si ispirano a

questo approccio

– una nuova prospettiva

– nuovi strumenti di

indagine

Assunti teorici di base

• Il sistema cognitivo

– un insieme di magazzini ai

quali sono associati dei

processi elementari che

trasformano le informazioni

• L’unità di base del

sistema cognitivo è

costituita da processi

elementari e tutti i

comportamenti sono il

risultato della

combinazione di processi

elementari

• I processi sono composti da operazioni, le quali corrispondono a computazioni. Le computazioni consistono nella trasformazioni delle informazioni da una forma in un’altra.

– Ad esempio, la codifica di un elemento del problema o la rievocazione di informazioni già acquisite.

• Sternberg (1982) usa il termini “componente” per riferirsi ai processi elementari e, inoltre, distingue tra metacomponenti e componenti esecutive

Assunto 1


• Il computer può essere usato come modello per

lo studio della mente in quanto entrambi sono

sistemi che manipolano simboli

– trasformano le informazioni in base a regole e

procedure

– immagazzinano i risultati di queste operazioni sotto

forma di rappresentazioni simboliche

Assunto 1


• All’interno del sistema cognitivo l’informazione viene rappresentata sotto forma di simboli.

• I simboli– elementi rappresentazionali di base

– manipolati dal sistema durante l’elaborazione delle informazioni

Assunto 2

L’approccio funzionale

• L’HIP tenta di fornire spiegazioni puramente strutturali e funzionali dell’attività cognitiva

• L’obiettivo dei modelli HIP è quello di specificare i processi tramite i quali la mente seleziona, elabora, immagazzina e recupera informazioni

• Queste operazioni vengono specificate in termini funzionali per mezzo di regole e rappresentate tramite diagrammi di flusso

Assunto 2

L’approccio funzionale

• Il sistema cognitivo viene inteso come

l’organizzazione funzionale del cervello

inferita dall’output comportamentale

• Questa descrizione è slegata dal riferimento ai

correlati neurali delle rappresentazioni

mentali.

Assunto 3

La mente umana come insieme di magazzini

• La struttura del sistema cognitivo (hardware)

– Registri sensoriali

– Memoria a breve termine (MBT)

– Memoria a lungo termine (MLT)

• Baddeley (1990): memoria di lavoro

– Esecutivo centrale

– Circuito fono-articolatorio

– Taccuino visuospaziale

– (poi) buffer episodico (Baddeley, 2000)

Assunto 3

La mente umana come insieme di magazzini

• Tulving (1972)

– Memoria episodica

– Memoria semantica

• Due sistemi di memoria

– Dichiarativa (esplicita)

– Procedurale (implicita)

Assunto 4

Le metodologie d’indagine:

a) cronometria mentale (1)

• L’attività cognitiva umana è costituita da un

insieme di operazioni mentali

– (in origine) eseguite in sequenza

– (successivamente) anche in parallelo

• L’obiettivo del ricercatore è quello di isolare le

singole operazioni e individuare come si

combinano in serie per produrre la prestazione di

un dato individuo

• Questo obiettivo può essere raggiunto tramite lo

studio dei tempi di reazione (cronometria

mentale)

Assunto 4



• L’assuntodella cronometria mentale– quanto più lungo è il tempo che intercorre tra

l’informazione in entrata e la produzione della risposta tanto più numerose le operazioni che possiamo ipotizzare che siano state compiute

• Metodo sottrattivo di Donders– se due compiti sono identici tranne per un’operazine

aggiuntiva richiesta da uno solo di essi, allora la differenza dei tempi impiegati fornisce una misura del tempo impiegato a compiere l’operazione aggiuntiva

Assunto 4



• Donders: tre tipi di

tempi di reazione:

A. TR semplici: compiti di

detezione semplice

• Nessuna operazione

B. TR di scelta: compiti di

discriminazione (molti

stimoli e risposte

differenziali)

• Selezione risposta e

discriminazione

C. TR go-no-go: compiti

con molti stimoli e una

sola risposta possibile

• Solo discriminazione

• C meno A

– Tempo per l’operazione

di discriminazione tra

stimoli

• B meno C

– Durata del processo di

selezione della risposta

Cronometria mentale:

esempio

• La ricerca di Simion, Benelli e Tarantini (1984)impiega un compito di giudizio “uguale/diverso” basato sul confronto di coppie di lettere, con bambini di 6 e 10 anni– Premere un tasto se le due lettere sono uguali

(nome) e un altro tasto se diverse

• Le due lettere potevano essere: – uguali per dimensione e forma: AA

– uguali per forma ma non per dimensione: AA

– corrispondenti allo stesso fonema: Aa


esempio

Due codici rappresentazionali: visivo e uditivo

• uguali per dimensione e forma: AA– Codice visivo: Sovrapposizione di sagome

• uguali per forma ma non per dimensione: AA– Codice visivo: Normalizzazione

• corrispondenti allo stesso fonema: Aa– Codice uditivo


esempio

• I risultati mostrano– un incremento di tempo tra la prima e la terza

condizione

– più accentuato per i bambini di 6 anni.


esempio

• Secondo Posner (1978) la presentazione visiva di una coppia di lettere attiva simultaneamente due codici rappresentazionali, uno visivo e l’altro fonetico (modello “a corsa di cavallo”, horse race model). – Poiché entrambi i codici si attivano simultaneamente,

vince la corsa, producendo una risposta, il codice più veloce

Assunto 4


b) analisi degli errori

• E’ possibile impiegare l’analisi del numero e della tipologia degli errori per individuare la regola che il bambino sta applicando per risolvere il compito

• Anche Piaget si è basato sull’analisi degli errori per fare inferenze sulle abilità logiche dei bambini ma non in modo così sistematico come per gli studiosi dell’HIP.

Assunto 4


b) analisi degli errori

• L’analisi degli errori è stata alla base dell’analisi del compito.

• L’analisi del compito consente di indagare in modo formalmente preciso i processi coinvolti nella soluzione di un compito

• Diviene possibile tradurre i processi di elaborazione in sequenze di istruzioni, che possono essere usate per simulare al computer i processi di ragionamento

Assunto 4


c) simulazione al computer

• Sulla base dei modelli di elaborazione

sviluppati per spiegare la prestazione a un

dato compito è possibile sviluppare

programmi al computer che simulano il

modo in cui bambino esegue un compito

cognitivo

L’approccio HIP allo sviluppo cognitivo e la

teoria piagetiana: i neopiagetiani

• I neopiagetiani

– Arricchiscono la teoria di Piaget con concetti HIP

• Compiti usati da Piaget

– non forniscono misure «pure» dei processi di

ragionamento sottostanti

– Coinvolgono una molteplicità di abilità (analisi del

compito)

• L’inferenza transitiva e l’interpretazione

strutturalista di Piaget

– L’inferenza transitiva secondo la prospettiva HIP: gli

esperimenti di Bryant e Trabasso

• Ruolo della memoria

L’approccio HIP allo sviluppo cognitivo:

il problema della bilancia

• Il problema della bilancia di Siegler, per lo

studio del ragionamento basato su regole

• Le quattro regole per la soluzione del compito

della bilancia

L’approccio HIP allo sviluppo cognitivo:

il problema della bilancia

• Il problema della

bilancia di Siegler, per

lo studio del

ragionamento basato

su regole

• Le quattro regole per

la soluzione del

compito della bilancia

• Gli studi di Siegler come

estensione dei compiti di

Piaget

• I bambini più grandi

hanno sempre prestazioni

migliori dei bambini più

piccoli?

• I pregi dell’approccio

dell’analisi del compito

rispetto all’approccio

piagetiano

Compito della bilancia di Siegler

La bilancia ha una serie di pioli su entrambi i bracci, ai quali possono essere attaccati dei pesi. Si chiede al bambino di

prevedere da quale lato la bilancia si abbasserà a seconda del numero e della collocazione dei pesi

B

4

A

5

Compito della bilancia di Siegler (2)

1. Su ciascun braccio della bilancia sporgono

quattro pioli, posti a eguale distanza l’uno

dall’altro, sui quali si possono mettere dei pesi

2. Compito del bambino è prevedere il braccio

che si abbasserà

3. Due sono le informazioni rilevanti

Numero dei pesi

Distanza dei pesi dal fulcro


Siegler ha individuato quattro regole:

I. Solo il numero dei pesi

II. Solo il numero dei pesi

Ma anche la distanza se il numero di pesi è uguale

III. Sia il numero dei pesi che la distanza

Ma non sa fare previsioni se le due informazioni

sono in contrasto e quindi risponde a caso

IV. Sa misurare l’esatto contributo dato da

entrambi i fattori


Siegler ha impiegato sei tipi di problemi:

1. Equilibrio

2. Peso

3. Distanza

4. Conflitto peso

5. Conflitto distanza

6. Conflitto equilibrio


1. Problemi equilibrio

– stessa configurazione di pesi sui due bracci della

bilancia

2 2

3 3

Regola 1 Regola 2 Regole 3 Regola 4

% risposte corrette previste


1. Problemi equilibrio

– stessa configurazione di pesi sui due bracci della

bilancia

2 2

3 3


100 100 100 100



• Problemi peso

– Diversi pesi sui due bracci della bilancia

equidistanti dal fulcro

2 4

3 2




• Problemi peso

– Diversi pesi sui due bracci della bilancia

equidistanti dal fulcro

2 4

3 2


100 100 100 100



• Problemi distanza

– Eguali pesi sui due bracci a diversa distanza dal

fulcro

2 2

3 3




• Problemi distanza

– Eguali pesi sui due bracci a diversa distanza dal

fulcro

2 2

3 3


0 100 100 100



• Problemi conflitto-peso

– Da un lato sono maggiori i pesi e dall’altro maggiore

la distanza disposti in modo che si abbassa il

braccio con più pesi

2 4

5 3




• Problemi conflitto-peso



braccio con più pesi

2 4

5 3


100 100 33 100



• Problemi conflitto-distanza



braccio con più distanza dei pesi dal fulcro

3 4

5 4




• Problemi conflitto-distanza



braccio con più distanza dei pesi dal fulcro

3 4

5 4


0 0 33 100



• Problemi conflitto-equilibrio


la distanza disposti in modo che si abbassa la

bilancia rimane in equilibrio

3 2

2 4




• Problemi conflitto-equilibrio


la distanza disposti in modo che si abbassa la

bilancia rimane in equilibrio

3 2

2 4


0 0 33 100


Cosa si sviluppa?

1. aumento della capacità di elaborazione

– Incremento dello span di memoria in funzione dell’età

– Capacità/efficienza

Cosa si sviluppa?

2. Cambiamento del codice rappresentazionale

– La rappresentazione esecutiva (0-2 anni)

– rappresentazione iconica (dal I anno)

– rappresentazione simbolica (6-7 anni)

Cosa si sviluppa?

3. incremento della conoscenza di base

– L’accumulo di conoscenza come acquisizione di expertise: differenze esperti/non esperti

Cosa si sviluppa?

4. Modificazione delle strategie

– Esempio: studio delle regole nella soluzione di problemi, studio delle strategie di memoria.

– Come studiare lo sviluppo delle strategie

– Uso spontaneo delle strategie: carenza di produzione

Cosa si sviluppa?

5. Sviluppo della metacognizione

– Conoscenza metacognitiva: relativa a persone, compiti, strategie

– Monitoraggio e regolazione metacognitivi

– Basi neurali dei processi di controllo metacognitivi

Come si sviluppa?

• Meccanismi di autoregolazione

interni basati sull’uso del feedback

Dominio-generale o dominio-specifico?

• Lo sviluppo cognitivo come processo

dominio-specifico

Fattori biologici ed esperienza

• Il neonato come attivo elaboratore di

informazioni

• Esistenza fin dalla nascita di alcuni

processi o meccanismi cognitivi elementari

Fattori biologici ed esperienza

CAPACITA’ INNATE

1. Induzione

• individuare regole a partire da regolarità osservate

nell’ambiente (es ipercorrettismo)

2. Categorizzazione

• cogliere l’equivalenza tra stimoli percettivamente

diversi es ipercorrettismo

Continuo o discontinuo?

Lo sviluppo come processo

continuo e quantitativo

Lo studio delle competenze percettive e

cognitive nella prima infanzia

• Rivalutazione delle

competenze

cognitive infantili

• Dall’azione ai

processi che

mediano l’azione

• Lo studio delle

competenze

percettive infantili

• Paradigmi

sperimentali

– Preferenza visiva

– Abituazione

Concetti della teoria dell’elaborazione delle

informazioni

• Metafora del computer

• Analisi funzionale

– Processi elementari

• Analisi del compito

• Risorse limitate

• Processi automatici e

controllati

• Processi bottom-up e

top-down

• Organizzazione

gerarchica


informazioni: metodologie d’indagine

• Cronometria mentale

– metodo sottrattivo

• Tre tipi di tempi di

reazione– Detezione semplice

– Discriminazione

– Selezione della risposta


informazioni: metodologie

• Registri sensoriali

• Memoria a breve e

lungo termine

• Memoria di lavoro

• Memoria a lungo

termine

– Episodica e semantica

– Dichiarativa e

procedurale


informazioni: compito della bilancia di

Siegler

• Problema della bilancia

di Siegler

– Quattro regole

– Diversi problemi


informazioni: cosa si modifica durante lo sviluppo?

• Capacità di elaborazione

• Formato

rappresentazionale

• Conoscenza di base

• Modificazione delle

strategie

• Sviluppo della

metacognizione

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