ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Μάθηση σε νέα τεχνολογικά περιβάλλοντα Ενότητα 9: Θεωρία Επεξεργασίας Πληροφοριών Βασιλική Μητροπούλου-Μούρκα
Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2
Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3
ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Θεωρία Επεξεργασίας Πληροφοριών Μελέτη του ανθρώπινου νου ως υπολογιστή
Περιεχόμενα ενότητας (1/4) 1. Σχετικά με τη Θεωρία Επεξεργασίας Πληροφοριών. 2. Βασικές αρχές. 3. Μοντέλο Διαδικασίας της Πληροφορίας. 4. Δύο τάσεις (μοντέλα νοητικής λειτουργίας). 5. Η θεωρία αποθήκευσης των πληροφοριών. 6. Η θεωρία ποιοτικής επεξεργασίας των πληροφοριών. 5
Περιεχόμενα ενότητας (2/4) 7. Γνωστικές διεργασίες. 8. Οι γνώσεις ως δομές σταθεροποιημένες στη «μακροπρόθεσμη μνήμη». 9. Mνήμη = Κωδικοποίηση. 10.Αισθητηριακή Μνήμη. 11.Μνήμη Εργασίας. 12.Μακρά Μνήμη. 6
Περιεχόμενα ενότητας (3/4) 13.Είδη Μακράς Μνήμης. 14.Βάζοντας υλικό μέσα και έξω 15.Τεχνικές/Στρατηγικές Απομνημόνευσης. 16.Παραδείγματα. 17.Μηχανική Απομνημόνευση. 18.Λήθη. 7
Περιεχόμενα ενότητας (4/4) 19.Στη διδασκαλία. 20.Συμβολή στο σχεδιασμό μαθησιακών περιβαλλόντων. 21.Εφαρμογή στο σχεδιασμό υπολογιστικών περιβαλλόντων μάθησης. 22.Συμβολή της θεωρίας στο σχεδιασμό μαθησιακών περιβαλλόντων. 8
Σχετικά με τη Θεωρία Επεξεργασίας Πληροφοριών Άρχισε να γίνεται γνωστή μετά τη δεκαετία του 1960 λόγω της επίδρασης των γνωστικών μοντέλων επεξεργασίας των πληροφοριών μέσα από τον Η/Υ και την έρευνα για την τεχνητή νοημοσύνη. Προσφέρει κάτι που λείπει από τη θεωρία του Piaget: μια σαφή περιγραφή των γνωστικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στο νοητικό σύστημα. 9
Βασικές αρχές (1/3) Εστίαση στην αναπαράσταση της ροής και επεξεργασίας της πληροφορίας από το γνωστικό σύστημα. Η επεξεργασία της πληροφορίας νοείται ως χειρισμός συμβόλων. Η θεωρία εκλαμβάνει τη σκέψη του υποκειμένου ως μέσο επεξεργασίας της πληροφορίας (αναλογικό παράδειγμα του ανθρώπου που λειτουργεί όπως ο Η/Υ). 10
Βασικές αρχές (2/3) Θεωρεί το νου ως ένα περίπλοκο σύστημα που χειρίζεται σύμβολα και μέσα από το οποίο ρέει η πληροφορία όπως περίπου στον Η/Υ Οι πληροφορίες: εισέρχονται κωδικοποιημένες, προσλαμβάνονται από το σύστημα και συγκρατούνται σε συμβολική μορφή υφίστανται επεξεργασία, εγγράφονται και μετατρέπονται σε αποτελεσματική αναπαράσταση. Αποκωδικοποιούνται μετά την ολοκλήρωση των παραπάνω εξέρχονται ως αποτελέσματα (απαντήσεις). 11
Βασικές αρχές (3/3) Δοκιμή Πληροφορίες από το Αισθητηριακή Μεταφορά Βραχυ- Μεταφορά Μακροεξωτερικό μνήμη πρόθεσμη πρόθεσμη περιβάλλον Μνήμη Ανάκληση Μνήμη Λήθη Λήθη 12
Μοντέλο Διαδικασίας της Πληροφορίας (1/2) Εμπειρίες Πολυμέσων Σύνθετη εργασία Ανώτερη σκέψη Πληροφορίες από το Αισθητηριακή Μεταφορά Βραχυ- Ανάκληση Μακροεξωτερικό μνήμη πρόθεσμη πρόθεσμη περιβάλλον Μνήμη Μεταφορά μνήμη Λήθη Ανάπτυξη Σχήματος Λήθη 13
Μοντέλο Διαδικασίας της Πληροφορίας (1/2) Είσοδος Ποντίκι Πλητρολόγιο Σαρωτής Χειριστής Κάμερα CPU RAM Σκληρός Δίσκος Δισκέτα CD Συσκευή αποθήκευσης Οθόνη Εκτυπωτής Ηχεία Εξοδος
Μοντέλο Διαδικασίας της Πληροφορίας (3/3) Μοντέλο ΙΡ Μοντέλο Υπολογιστή Αισθητηριακή Βραχυπρόσθεσμη Μακροπρόθεσμη Εγγραφή Μνήμη Μνήμη Συσκευές Κεντρική Εξωτερικός Εισαγωγής Μονάδα Σκληρός Λειτουργίας (CPU) Δίσκος 15
Δύο τάσεις (μοντέλα νοητικής λειτουργίας) Η θεωρία αποθήκευσης των πληροφοριών. Η θεωρία ποιοτικής επεξεργασίας των πληροφοριών. 16
Η θεωρία αποθήκευσης των πληροφοριών (1/2) Μοιάζει με τη λειτουργία του Η/Υ. Οι πληροφορίες αποθηκεύονται σε τρία στάδια ή «αποθήκες» του συστήματος. αισθητηριακής ανίχνευσης και εγγραφής («αισθητηριακή μνήμη»). βραχυπρόθεσμης μνήμης («μνήμη εργασίας»). μακροπρόθεσμης μνήμης (το «hardware» του νοητικού συστήματος). 17
Η θεωρία αποθήκευσης των πληροφοριών (2/2) α. Τα δύο πρώτα έχουν περιορισμένες δυνατότητες αποθήκευσης. β. Υπάρχει το «λογισμικό» μέρος του γνωστικού συστήματος με το οποίο πραγματοποιείται ο έλεγχος της ροής των πληροφοριών και η ανάπτυξη νοητικών στρατηγικών. γ. Ο χώρος αποθήκευσης της μακροπρόθεσμης μνήμης είναι σχεδόν απεριόριστος. Δημιουργούνται προβλήματα ανάκλησης της πληροφορίας. Λύση οι μηχανισμοί και στρατηγικές ανάκλησης (ίδιοι με της αποθήκευσης). 18
Η θεωρία ποιοτικής επεξεργασίας Δίνουν έμφαση στο επίπεδο της επεξεργασίας των πληροφοριών (δεδομένου ότι η συγκράτηση τους εξαρτάται κυρίως από το βάθος και την ποιότητα της επεξεργασίας). Κωδικοποίηση πληροφορίας. των πληροφοριών Επιφανειακή (βάσει εξωτερικών στοιχείων). Φωνητική (δυνατή ανάγνωση). Βαθύτερη (μετάφραση έννοιας και συσχετισμός της με άλλη προϋπάρχουσα γνώση δηλ. να αποκτήσει σημασία) [αυτή η πληροφορία συγκρατείται για μεγάλο χρονικό διάστημα]. Η ανάκληση των πληροφοριών δεν είναι ζήτημα περιορισμένης χωρητικότητας της αισθητηριακής και βραχυπρόθεσμης μνήμης. Εξαρτάται από το βαθμό και το είδος των παρατηρητικών μας δυνατοτήτων. 19
Γνωστικές διεργασίες Οι γνωστικές διεργασίες συνιστούν επεξεργασίες τα αποτελέσματα των οποίων αποτελούν εισόδους για άλλες επεξεργασίες και συνίστανται από αναπαραστάσεις και από επεξεργασίες. Οι αναπαραστάσεις διαφοροποιούνται των γνώσεων γιατί είναι αυτόματα ενεργές ενώ μια γνώση πρέπει να δραστηριοποιηθεί ώστε να είναι διαθέσιμη. Στο πλαίσιο αυτό, δύο είναι οι βασικές κατηγορίες γνώσεων: 1. Οι δηλωτικές γνώσεις που αφορούν το τι 2. Οι διαδικασιακές γνώσεις που σχετίζονται με το πώς. 20
Οι γνώσεις ως δομές σταθεροποιημένες στη «μακροπρόθεσμη μνήμη» 1. Ο διαρκής χαρακτήρας τους διακρίνει από τις αναπαραστάσεις (οι οποίες είναι περιστασιακές δομές που δημιουργήθηκαν σε μια συγκεκριμένη κατάσταση και βρίσκονται αποθηκευμένες στη «βραχυπρόθεσμη μνήμη» ή μνήμη εργασίας). 2. Στο σημείο αυτό είναι εμφανής η συσχέτιση της μακροπρόθεσμης μνήμης με τη μόνιμη μνήμη του Η/Υ και της βραχυπρόθεσμης μνήμης με την προσωρινή μνήμη (μνήμη RAM). 21
Mνήμη = Κωδικοποίηση (1/2) 1. Προσέχω. 2. Επαναλαμβάνω. 3. επεξεργασία σε Βαθύ Επίπεδο. i. Ρηχό. ii. Βαθύ. iii. Βαθύτατο. 4. Επεξεργάζομαι. 5. Δομώ εικόνες. 6. Οργανώνω. 22
Mνήμη = Κωδικοποίηση (2/2) Ποντίκι Πληκτρολόγιο Σαρωτής Joystick WebCam Είσοδος CPU RAM Σκληρός Δίσκος Δισκέτα CD Memory stick ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΕΚΤΕΛΕΣΗ Οθόνη Εκτυπωτής Ηχεία Έξοδος Αισθητηριακή Μνήμη Προσοχή Μνήμη Εργασίας Μάθηση Ανάκτηση Μακρά Μνήμη
Αισθητηριακή Μνήμη Αισθητηριακή Μνήμη Προσοχή Πρέπει να υπάρχει προσοχή. Κατευθύνεται από τη μνήμη εργασίας. 24
Μνήμη Εργασίας (1/3) Μνήμη Εργασίας Μάθηση Κεντρική εκτέλεση. Φωνολογική. Οπτική-Χωρική. Δοκιμή. Διατήρηση. Επεξεργασία. 25
Μνήμη Εργασίας (2/3) Μνήμη Εργασίας Ανάκτηση Επηρεάζεται από: Προηγούμενη γνώση. Συναισθήματα. Αισθήσεις. 26
Μνήμη Εργασίας (3/3) Μνήμη Εργασίας Φωνολογική Είσοδος Αισθητήρες Κεντρική διοίκηση Μακρά Οπτική- Χωρική Μάθηση και Ανάκτηση
Μακρά Μνήμη Ικανότητα. Διάρκεια. Περιεχόμενο. 28
Είδη Μακράς Μνήμης Αυτό που έχεις ζήσει ως εμπειρία στη ζωή σου. Μακρά Μνήμη Αυτά που έμαθες μη σχετικά στη ζωή σου. Δηλωτική Διαδικαστική Διαδικασίες Υποθέσεις Έναυσμα Ικανότητες/ δεξιότητες. 29
Βάζοντας υλικό μέσα και έξω Μάθηση Ανάκτηση Μεταγνώση. Σημασία. Τεχνικές Απομνημόνευσης. Απομνημόνευση (Μηχανική). 30
Τεχνικές/Στρατηγικές Απομνημόνευσης 1. Σειρά λέξεων. 2. Σχηματική ιδιομορφία λέξης. 3. Συσχετισμός λέξεων με αξιολογική ή συναισθηματική σημασία. 4. ή ομαδοποίηση ως τόποι, ακροστιχίδα, τραγούδια, κλπ. 31
Παραδείγματα Ερμής. Αφροδίτη. Γη. Άρης. Δίας. Κρόνος. Ουρανός. Ποσειδών. Πλούτων. RAMIBMRADARSONAR. RAM IBM RADAR SONAR. 18002784636. 1-800-278-4636. 1-800-ART-INFO. 32
Μηχανική Απομνημόνευση απομνημόνευση είναι αυτό στο οποίο καταφεύγουμε όταν αυτό που μαθαίνουμε δεν έχει νόημα. 33
Λήθη Εξασθένιση. Παρέμβαση. ΞΕΧΝΑΜΕ 34
Στη διδασκαλία 1. Ελκύουμε την προσοχή! 2. Διδάσκουμε τα παιδιά να οργανώνουν την πληροφορία για να την θυμούνται. α. Εικόνες. β. Ιστορίες. γ. Τεχνικές μνήμης. 3. Δίνουμε πλαίσιο στήριξης και σημασία. 35
Συμβολή στο σχεδιασμό μαθησιακών περιβαλλόντων Προωθεί τις διαδικασίες μέσω επίλυσης προβλημάτων. Η λύση προβλήματος απαιτεί τον κατάλληλο χειρισμό εκ μέρους του υποκειμένου των δηλωτικών και διαδικαστικών γνώσεων που διαθέτει και τη χρήση της μεταγνώσης. Απαιτεί την αναζήτηση τεχνικών και την ανάπτυξη στρατηγικών. Σημαντική η έννοια της εννοιολογικής αλλαγής που προκύπτει από την ποιοτική αλλαγή του συστήματος αναπαραστάσεων, σχημάτων και των νοητικών μοντέλων των υποκειμένων που μαθαίνουν. 36
Εφαρμογή στο σχεδιασμό υπολογιστικών περιβαλλόντων μάθησης Εκπαιδευτικές εφαρμογές της τεχνητής νοημοσύνης που ονομάζονται έμπειρα διδακτικά συστήματα. 37
Συμβολή της θεωρίας στο σχεδιασμό μαθησιακών περιβαλλόντων 1. Προώθηση διαδικασιών μέσω επίλυσης προβλημάτων (problem solving) που απαιτεί: i. κατάλληλο χειρισμό (εκ μέρους του υποκειμένου) των δηλωτικών & διαδικαστικών γνώσεων. ii. iii. iv. τη χρήση μεταγνώσης. αναζήτηση ευρετικών τεχνικών. ανάπτυξη στρατηγικών. 2. Εννοιολογική αλλαγή (conceptual change) που προκύπτει από την ποιοτική αλλαγή : i. του συστήματος αναπαραστάσεων. ii. iii. των σχημάτων. των νοητικών μοντέλων (των υποκειμένων που μαθαίνουν). 38
Σημείωμα Αναφοράς Copyright, Βασιλική Μητροπούλου- Μούρκα. «. Ενότητα 9: Θεωρία Επεξεργασίας Πληροφοριών». Έκδοση: 1.0. Θεσσαλονίκη 2014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:http://eclass.auth.gr/courses/ocrs171/
Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά - Παρόμοια Διανομή [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. [1] http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Τέλος ενότητας Επεξεργασία: Παναγιωτόπουλος Πέτρος Θεσσαλονίκη, Χειμερινό εξάμηνο 2013-2014
ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Σημειώματα
Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.