Когнитивне вештине и когнитивни туторски системи

[Juanito]

Као што је мама АлександраВ показала, све ово за шта сам питао шта видите само по себи не значи ништа. Гомила фотона се одбије од екрана, падне на мрежњачу и на крају се у мозгу формира одређена слика. Значење те слике зависи од конкретног знања које поседујемо. Мала деца праве прве примитивне асоцијације у којима је читава слика само један симбол за одређени физички објекат - нпр. А је симбол љуљашке. Нема хијерархије и нема апстракције. Временом ови симболи добијају астрактније значање и постају део комплексних хијерархија. Дете које почиње да учи да чита и пише додељује слици А назив слово које је део алфабета (азбуке, абецеде). Речи су подскуп алфабета. ”Ау” је реч српског језика чије значење је узвик чуђења или бола. Онда у једном тренутку дође математика, па слово А постаје математички симбол који је део математичког израза. Једна врста математичких израза је збир, чији је конкретан симбол +. А кад науче да симбол + означава сабирање две ствари (у неку руку, два броја постају један), инспирисана тиме деца почињу да стварају своје вештачке језике у којима А + Б значи Ана и Богдан (то су срца два). А онда дође хемија. Ту научимо да постоје хемијски елементи који имају своја имена (речи српског језика) и који имају симболе (увек једно велико слово и за многе симболе још и додатно мало слово латичничног алфабета). Такође научимо да је H₂ + O₂ -> H₂0 хемијска једначина за реакцију настанка воде. Ми који смо ушли дубље у воде хемије, научили смо да хемијска једначина не мора да буде конкретна, већ да реактанти и производи могу да буду апстрактни симболи. На пример, A + B -> C је хемијска реакција у којој два реактанта дају један производ и то сам лично имао на уму када сам поставио питање. Већина форумаша није видела овакву апстрактну реакцију, али зна за логички израз импликације =>, па им је ->, било најближе томе (можда зато што се у интернет контексту -> ћешће користи него =>). Неки други форумаши су проширили онај дечији језик за заљубљене, те је A + B -> C добило значење Ане и Богдана који су срца два, па им је рода донела девојчицу Цецу. Ево упрошћене и непотпуне (не само да многи симболи фале, већ су у стварности далеко генералнији него овде - нпр. нема само српски језик речи) хијерархије силбола за само део одговора на прва два питања:

 

Ово је пасивно знање, знање чињеница. Назива се још и декларативним знањем. Друга врста знања је знање вештина - процедурално знање. У наредним постовима, како време дозвољава, најпре ћу објаснити природу и одлике декларативног знања и начине на које стичемо и утврђујемо и користимо то знање. После тога ћу прећи на прoцедурално, које је занимљивији део. Такође ћу написати зашто имамо разлога да верујемо да заиста постоје декларативно и процедурално знање као физичка реалност у нашем мозгу (ма како заиста та два знања била остварена на нивоу неурона), а не само као психолошка класификација.

Постоји више нивоа на којима можемо да говоримо о знању. Најнижи ниво је физика, потом хемија и биологија, па онда неуронауке као комбинација физике, хемије и биологије и на крају психологија. Све споменуто (укључујући и чисту психолоију) може да користи користи математику као језик изражавања. Психологија користи знања нижих нивоа, али нуди апстрактна објашњења на нивоу симбола. Има многих који заступају став да су симболи промашени приступ. ”Мозак су неурони, симболи су неуспела комјутерска метафора!”, веле они. Не слажем се. Симболи су неопходни. Највиша когниција је де факто симболичка. Људи разумеју свет кроз симболе (имплицитно или експлицитно). Али симболе, наравно, треба схватити условно. Знање представљено мрежом на претходној слици не значи да у мозгу заиста постоји баш таква мрежа. Као што H₂ + O₂ -> H₂0 не значи да су водоник, кисеоник и вода слова и бројеви и као што они модели молекула из школе не значи да заиста постоје штапићи и куглице. Прецизан и фундаментални физички опис настанка воде даје нам квантна механика. Али сама квантна механика је интуитивно јако тешко разумљива. Било би бесмислено да користимо директно Шредигнерову једначину када желимо да одговоримо на питање ”колико килограма воде настаје у реакцији 350 грама кисеоника са вишком водоника”. Исто тако би било бесмислено да користимо директно неурални ниво да дизајнирамо инструкције за софтвер за учење линеарних једначина. Првобитна симболичка истрживања у когнитивној психологији су игнорисала мозак и посматрала само симболе. Таквом приступу се с правом може приговорити. Новији приступ је да се симболи посматрају као апстракција нечега што је на конкретан начин имплментирано у људском мозгу. Ако игноришемо мозак, не можемо да одговоримо на питања као што су: зашто су неки форумаши написали збир, а неки љубав за А + B иако вероватно и једни и други знају за обе варијанте, а можда и још неке; зашто неко (ако је било таквих случајева) зна да је Au нешто везано за хемију, неки симбол, али ипак није могао тачно да се сети ког елемента, да ли злата, сребра, или чега већ. Када говоримо о учењу, решавању проблема и технологијама које помажу у тим доменима (што је тема овог подфорума), морамо дакле да користимо и симболички ниво и да истовремено водимо рачуна о неуралној имплементацији, али не морамо да улазимо у детаље неуралне имплементације. Довољно је да те детаље укључимо у модел на неки апстрактнији начин.

Даље, начин на кога представљамо симболе такође није фундаменталан, у питању је технички детаљ. Један начин је да буквално користимо мрежу (граф), као на претходној слици. Лично ми је блиско да знање посматрам као формалне језике и један од форумашких одговора илсутрује зашто је то корисно. Сличан је приступ је по први пут описао и формализовао Ноам Чомски, који сматра да људи мозгу поседују ”универзалну граматику”. Ово је доста критиковано и одбацивано, па се онда поајве радови који укажу да можда ту и има нечег и тако у круг. Не бих да улазим у детаље свега тога и распредам да ли је  и колико Чомски у праву, написаћу само свој лични поглед на ствари. Прво, шта у овом контексту значи граматика? То је хијерархијска структура која формално и прецизно описује дати језик. На пример, реченица у српском језику је ”именица глагол прилог” (наравно да су природни језици далеко компликованији, нарочито ако је дозољен скоро било који ред речи, као што је у српском, ово је само илустрација). Граматике могу да буду рекурзивне. Ово значи да граматичке структуре могу да садрже подструктуре истог тог типа (нпр. дата сложена реченица је реченица која садржу реченицу и реченицу). Математички изрази су такође језици и то најчешће рекурзивни. На пример, математички агебарски израз је ”израз оператор израз" где је израз или број или променљива или други израз, а оператор може бити *, +, – или /. Једна од ствари које указују на то да у идеји Чомског има нечег, иако вероватно није у праву у многим детаљима, је чињеница да ми заиста препознајемо асптрактне граматике, а не само конретне језичке објекте. На пример, објекат ”Клиса кломпензује траминално.” препознајемо као инстанцу граматике ”именица глагол прилог” иако конкретне речи немају значење, нити смо их икада раније видели. Тако је неко/a од форумаша/ица написао/ла сјајан одговор за A + B -> C на фору ”ово је математичка једнакост, али ме збуњује ->, треба да буде =”. Та особа је из неког разлога препознала инстанцу граматике ”израз = израз” (где је израз дефинисан рекурзивно као што сам написао пар реченица раније) и онда је стрелицу протумачила као синтаксичку грешку. Елем, због свега тога и још којечега мислим да је оправдано да декларативно знање формално посматрамо као формалне језике са одговарајућим (апстрактним и конкретним) граматикама. Али зашто је то корисно? Зато што постоји богата теоријска и практична традиција у рачунарским наукама о синтакси и семантици формалних језика која се може искористити за писање софтвера за учење. Ако знање посматрамо као језик, тада је писање софтверског туторског система слично дефинисању формалног наменског језика (Domain Specific Language) и интерпретера за тај језик.

[АлександраВ]

Сјајно!

Једва чекам даље да те читам.

[ivona]

ono kad padaš u iskušenje da li da se uopšte upustiš u dalju priču...

 

[-Владимир-]

Добро, ок  је све то. Али ко је победио ?

[АлександраВ]

28 minutes ago, ☺︎ Juan ☺︎ рече

нпр. А је симбол љуљашке

Мени је ово интересантно - када си поставио питање како би дете описало шта види, ја сам на парчету папира написала велико А и отишла код своје деце, Срђана (19,5) и Милице (5,5 год) и поставила им питање - шта овде видите? Милица, која сада интензивно усваја слова и почиње да пише и чита, и на сваком цртежу пише МАМА, је као из топа рекла - слово А, док ме је Срђан гледао и по њему сам видела да размишља у чему је сада трик са овим питањем Онда сам ја рекла Милици - јесте, слово А, али на шта ти личи, шта још може да буде? Она је била упорна да је слово А, док је онда Срђан почео да набраја - љуљашка, кров,... Милица се мрштила и говорила - пааа, личи, али то је Срђане слово А.

Е онда сам написала Q које она још увек не зна. Њен одговор је био - Које је то слово, мама? Ја сам рекла - неко тамо, то је латиница, то још не учимо, него шта би ти рекла, шта је ово? Она је онда рекла - балон узела фломастер, доцртала латице уз коментар - а може да буде и цвет

Овако некако

Ето...

[Ronald]

Juan

Samo pisi kad imas vremena, jedva cekam sta ces sledece napisati. Vidio sam da je Johnu Andersonu uza specijalnost u okviru cognitive psychology, mathematics education. Otisao sam na njegovu stranicu i ima mnogo naucnih radova, a moracu da pogledam i ovo po cemu je poznat.

[Џуманџи]

46 minutes ago, АлександраВ рече

Милица се мрштила и говорила - пааа, личи, али то је Срђане слово А.

___________________________________________________________________

Е онда сам написала Q које она још увек не зна. Њен одговор је био - Које је то слово, мама? Ја сам рекла - неко тамо, то је латиница, то још не учимо, него шта би ти рекла, шта је ово? Она је онда рекла - балон узела фломастер, доцртала латице уз коментар - а може да буде и цвет

Да ли ово говори да нам понекад баш усвојено знање отежава да мислимо ван паттерн-а? 

[Grizzly Adams]

4 minutes ago, Џуманџи рече

Да ли ово говори да нам понекад баш усвојено знање отежава да мислимо ван паттерн-а? 

Не, ако учиш са намером да све оповргнеш... -> ->

[Џуманџи]

15 minutes ago, Grizzly Adams рече

ако учиш са намером да све оповргнеш...

Баш сам нешто читуцкала око улоге емоција у учењу, ово је супер што си приметио.

Рецимо, у Александрином примеру, за слово А није било "места" да буде нешто друго осим А, хтела је да покаже да зна (боље од бате) и да је управу. А за непознато Q  јој је стало да открије шта то може да буде и била је скроз креативна.  

Измењено Октобар 14, 2016 од Џуманџи

[Juanito]

28 minutes ago, Џуманџи рече

Да ли ово говори да нам понекад баш усвојено знање отежава да мислимо ван паттерн-а? 

Рекао бих да отежава. Доћи ћу и до тога после, али ево укратко. Ми не учимо у вакууму, него у интеракцији са светом око нас. Нове симболичке структуре и нове вештине учимо да бисмо решили конкретне проблеме, било оне које сама природа пред нас ставља од тренутка кад се родимо (можда и пре тога, док смо још у стомаку), било оне вештачке до којих смо као људи дошли. Имплицитна последица онога што сам горе написао је да постоји бесконачно много начина да се неко знање симболички представи. ”Преживљавају” они симболи и оне вештине који омогућавају обављање дате когнитивне функције што екфикасније (уз што мање ресурса). Уколико се одређена структура знања у комбинацији са когнитивним вештинама покаже корисном за решавање датог проблема, бива ”ојачана”. И што је више вежбамо и понављамо, све се више ”ојачава”. У једном тренутку је толико јака да постаје аутоматска реакција на дати стимулус, што је јако ефикасно, не захтева никакво улагање енергије. То објашњава зашто нам сваки проблем изгледа као закуцавање ексера, ако превише користимо чекић (метафорички наравно). Проблем је у томе што аутоматски одговор стоји на путу скупљим когнитивним механизмима неопходним за сагледавање ствари из другачије перспективе који захтевају формирање нових симболичких структура и учење нових вештина, уместо коришћења већ постојећих ”ојачаних”.

[Grizzly Adams]

7 minutes ago, Џуманџи рече

Баш сам нешто читуцкала око улоге емоција у учењу, ово је супер што си приметио.

Рецимо, у Александрином примеру, за слово А није било "места" да буде нешто друго осим А, хтела је да покаже да зна (боље од бате) и да је управу. А за непознато Q  јој је стало да открије шта то може да буде и била је скроз креативна.  

Када се учи веома је важно увек ићи корак даље од конкретног, генерализовати. На пример, када дете учи слова, треба му некако "отворити ум" да схвати да је то само једна људска конструкција, једна од безброј могућих. Да може без проблема да направи своју "азбуку". Јер ову коју имамо исто је неко сео и измислио. Није пала с` неба. Тако са сваким знањем. Онда неће бити проблема са "патернима". Мислим да је то и права сврха учења. Иначе се своди на "бубање" и механичко понављање, то је више "дресирање" него учење.

[Juanito]

25 minutes ago, Grizzly Adams рече

Када се учи веома је важно увек ићи корак даље од конкретног, генерализовати. На пример, када дете учи слова, треба му некако "отворити ум" да схвати да је то само једна људска конструкција, једна од безброј могућих. Да може без проблема да направи своју "азбуку". Јер ову коју имамо исто је неко сео и измислио. Није пала с` неба. Тако са сваким знањем. Онда неће бити проблема са "патернима". Мислим да је то и права сврха учења. Иначе се своди на "бубање" и механичко понављање, то је више "дресирање" него учење.

Постоји суптилна разлика између онога што је Џуми питала и онога што си ти одговорио. Ти си одговорио како треба да учимо да би нам било лакше да усвајамо нова знања и генерализујемо постојећа, а она је питала о размишљању ван онога што знамо. Ово друго је увек зезнуто, ма шта радили.

[Кратос]

Kroz taj simbol bi se recimo videlo da tu uopšte nikakva kognicija ne radi,nema nikakave veštine,već jedna predrasuda o drevnom simbolu.Al nebitno neka si ukloni ako je problem.

[Grizzly Adams]

@Kratos

Твој пример наводи на размишљање, али да испоштујемо аутора теме.

[Кратос]

Nema ništa protiv.Tema je njegova.