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Grundlagen der Bewegungswissenschaft WS 2007 Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret.

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2 Grundlagen der Bewegungswissenschaft WS 2007

3 Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Definition von Motorischem Lernen I Bewegungslernen wird hier definiert als hypothetische (Gedächtnis-)Prozesse, die einer Person den Über- gang von fehlender bzw. mangelnder Bewegungs- kompetenz in den Zustand der Bewegungskompe- tenz ermöglichen. Diese Prozesse haben viele Per- spektiven, z.B. motorische, kognitive und emotionale Aspekte (Wiemeyer, 1996, S. 93; Fettdr. i.O.) A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

4 Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Definition von Motorischem Lernen I A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

5 Definition von Motorischem Lernen II Lernen wird im allgemeinen als relativ überdauernde Verhaltensänderung definiert, die auf Übung und/oder Erfahrung bzw. Umwelteinflüsse zurückzuführen ist. Motorisches Lernen kann demnach als relativ über- dauernde Änderung im Bewegungsverhalten definiert werden. (vgl. Daugs & Blischke, 1984, 357; Unterstr. d.Verf.) Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

6 Definition von Motorischem Lernen II Lernen wird im allgemeinen als relativ überdauernde Verhaltensänderung definiert, die auf Übung und/oder Erfahrung bzw. Umwelteinflüsse zurückzuführen ist. Motorisches Lernen kann demnach als relativ über- dauernde Änderung im Bewegungsverhalten definiert werden. (vgl. Daugs & Blischke, 1984, 357; Unterstr. d.Verf.) Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

7 Leisten versus Lernen Leistung Aktuelles Niveau der (Bewegungs-)Kompetenz Lernen (Positive) Veränderung der (Bewegungs-) Kompetenz t akt. Einmalige Messung t1.t1. t2.t2. Mehrmalige Messung t3.t3. Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

8 Methodische Konsequenzen Aneignungs- versuche früher Retentions- test später Retentions- test Transfertest Lerntests Vortest Versuchs- phase I Versuchs- phase II Versuchsphase III Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

9 Übersicht Erklärungsansätze I Informations- theoretischer Ansatz Handlungs- theoretischer Ansatz System- dynamischer Ansatz Alternative Bezeich- nungen Motor Approach Programmansatz Repräsentationa- lismus ---Action Approach Ökolog. Ansatz Selbstorganisat.-/ Emergenztheorien Grund- annahmen - Bewegungsver- halten als Ergeb- nis von Informa- tionsverarbei- tungsprozessen - Kontrolle durch zentrale Instan- zen und der Ver- arbeitung von extrinsichen und intrinsischen Rückmeldungen - Bewegungsver- halten als zielge- richtetes und ganzheitliches Geschehen, in dem sich die Auseinanderset- zung einer Per- son mit ihrer materialen und sozialen Umwelt vollzieht - Bewegungsver- halten als Ergeb- nis von Selbst- organisations- prozessen - Kontrolle durch situationsadäqu- ate Muskelkopp- lungen (koordi- native Struktu- ren) Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

10 Übersicht Erklärungsansätze II Informations- theoretischer Ansatz Handlungs- theoretischer Ansatz System- dynamischer Ansatz Lernen Aufbau/Stabili- sierung interner Repräsentatio- nen Ausbildung von Regeln, die die Auswahl und Ab- folge von basalen Handlungseinhei- ten festlegen Such-/Entdeck- ungsprozesse im Wahrnehmungs- Bewegungsraum, Veränderung der Attraktor-Layouts Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

11 Übersicht Erklärungsansätze III Informations- theoretischer Ansatz Handlungs- theoretischer Ansatz System- dynamischer Ansatz Ansätze, Theorien, Modelle (Autor, Publika- tionsjahr) Auswahl - open-loop-theo- ry (Keele, 1968) - closed-loop- theory (Adams, (1971) - VVR-Modell (Hacker, 1973) - GMP-Theorie (Schmidt, 1975) - Konzept der an- tizipativen Ver- haltenssteuerung (Hoffman, 1993) - heuristisches Repräsentations- modell (Wie- meyer, 1994) - Sowjetischer Ansatz (z.B: Rubinstein, 1946, 1971) - TOTE-Modell (Miller, Galan- ter & Pribham, 1960) - Tätigkeitskon- zept nach Pöhl- mann (1977) - Handlungstheo- rie nach Nitsch (1975, 1982) - Motorikschema- konzept (Mun- zert, 1989) - Ökologische Aktionstheorein (z.B. Reed, 1982 Turvey, 1977; Turvey & Kug- ler, 1984) - (Neo-)Konnek- tionismus (Rum- elhart & McCle- land, 1986; vgl. Künzell, 1996) - Synergetik (Haken, 1990) - Chaos-Theorie (vgl. Blaser, Witte & Stucke, 1994) Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

12 Informationstheoret. Ansatz: Grundannahmen Bewegungslernen und Bewegungskontrolle sind das Ergebnis von Informationsverarbeitungsprozessen Es werden Umwelt- und Körperinformationen verarbeitet (später ausführlicher) Als organische Grundlage dieser Informationsverar- beitungsprozesse wird das Zentrale Nervensystem (Gedächtnis) angesehen Dort sind die für das Bewegungslernen bzw. die Bewegungskontrolle relevanten Informationen gespeichert (Bewegungsprogramme, -repräsen- tationen, -schemata). Bewegungslernen ist die Präzisierung dieser Reprä- sentationen durch Integration/Synthese neuer Infor- mationen Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

13 Ist die Annahme von Repräsentationen plausibel? Deafferentionsstudien Bewegungsausführungen sind zumindest in Grobform auch dann möglich, wenn sensorische Rückmeldungen aus der Körperperipherie vollständig fehlen Verarbeitungszeit peripherer Informationen Die Verarbeitungszeit von Feedback (ca. 200msec) macht es unwahrscheinlich, dass extrem schnelle Bewe- gungen durch solche Infor- mationen kontrolliert werden Invarianz von Bewegungsstrukturen Bewegungen einer bestimm- ten Bewegungsklasse unter unter variierenden Ausfüh- rungsbedingungen (z.B. un- terschiedliche Muskelgrup- pen) eine gewisse Invarianz Interferenz- und Trans- ferphänomene Die positive/negative Beein- flussung von Lern- oder Übungsprozessen lässt sich am plausibelsten auf die Unterstützung/Störung von Informationsverarbeitungs- prozessen zurückführen ReaktionszeitMentales Training Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

14 Invarianz von Bewegungsstrukturen Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

15 Stufen der Informationsverarbeitung Extraktion bewegungsrelevanter Reize aus der Umwelt Reiz- identifikation Reaktions- auswahl Reaktions- programmierung Auswahl einer Bewegungsantwort Realisierung der ausgewählten Bewegungsantwort Diese Verarbeitungsstufen benötigen Zeit ! Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

16 Zeitbedarf der Verarbeitungsstufen Extraktion bewegungsrelevanter Reize aus der Umwelt Reiz- identifikation Reaktions- auswahl Reaktions- programmierung Auswahl einer Bewegungsantwort Realisierung der ausgewählten Bewegungsantwort Je geringer die Reiz- intensität oder je komplexer das Reizmuster, desto grösser der Zeitbedarf ! (Rote Notschalter) Je mehr Reaktions- alternativen zur Wahl stehen, desto grösser der Zeitbedarf ! (Hicks Law) Je komplexer die zu programmierende Reaktion, desto grösser der Zeitbedarf ! (Fitts Law) Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

17 Kapazitätsbedarf der Verarbeitungsstufen Extraktion bewegungsrelevanter Reize aus der Umwelt Reiz- identifikation Reaktions- auswahl Reaktions- programmierung Auswahl einer Bewegungsantwort Realisierung der ausgewählten Bewegungsantwort Diese Verarbeitungsstufen benötigen Gedächtniskapazität (Aufmerksamkeit) ! Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

18 GMP-Theorie Recall-Schema Ausgangsbedingungen Bewegungsparameter Bewegungsergebnisse Variable Bewegungsparameter Recognition- Schema Ausgangsbedingungen sensor. Konsequenzen Bewegungsergebnisse Vergleich Bewertung Korrektur GMP Impuls-Timing-Muster Reihenfolge relative Dauer relative Kraft Bewegungs- klasse Spezifische Bewegungs- variante steuert Schmidt (1975, 1988) Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

19 Gestaltkonstanz-Hypothese Welche Merkmale der Kraft-Zeit-Kurven verändern sich? Welche Merkmale der Kraft-Zeit-Kurven bleiben gleich? Gestaltkonstanz-Hypothese Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

20 Heuristisches Repräsentationsmodell Wiemeyer (1994, 1997) Exekutiv- prozedurales Bewegungswissen Theoretisches Bewegungswissen Interpretatives Bewegungswissen Präskriptives Bewegungswissen Induktion/Deduktion Reafferenzen/KR Induktion/Deduktion Aktivation Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristi- sches Repräsen- tationsmodell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Vergleich

21 Heuristisches Repräsentationsmodell Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristi- sches Repräsen- tationsmodell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Theoretisches Bewegungswissen Theoretisches Wissen wird hier als die Gesamtheit impliziter und expliziter Gedächtnisinhalte mit poten- tieller Erklärungs- bzw. Verstehensfunktion verstan- den, die keinen unmittelbaren Bezug zur konkreten Vorbereitung, Ausführung und Bewertung der Eigen- bewegung haben. Es bezieht sich vor allem darauf, wie Bewegungen aus der Außenperspektive kinematisch und kinetisch beschreibbar sind und wie sie auf verschiedenen Ebenen (z.B. Biomechanik, Neurophysiologie, Psy- chologie) erklärbar sind. (vgl. Wiemeyer, 1997, 9) A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

22 Heuristisches Repräsentationsmodell Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristi- sches Repräsen- tationsmodell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Exekutiv-prozedurales Bewegungswissen Exekutiv-prozedurales Wissen wird hier als die Reprä- sentation definiert, die Bewegungen durch entsprech- ende Muskelkontrolle ermöglicht. Diese Repräsenta- tion entspricht also dem motorischen Anteil. (vgl. Wiemeyer, 1997, 10) Existierende Konzepte (Auswahl): Motorisches Programm (Keele, 1968) Generalisiertes Motorisches Programm (Schmidt, 1975, 1988) Motorikschema (Munzert, 1988, 1989) Äquilibriumpunkte (Feldman, 1986) koordinative Strukturen (Turvey, 1977, 1980) A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

23 Heuristisches Repräsentationsmodell Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristi- sches Repräsen- tationsmodell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Präskriptives Bewegungswissen Präskriptives Bewegungswissen beinhaltet konkretes und eigenbewegungsrelevantes Wissen über den indikationalen (Was?) und den spezifikationalen (Wie?) Aspekt der Bewegung. Das Wissen liegt vor als zu produzierende senso- rische Effekte. (vgl. Wiemeyer, 1997, 12) A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

24 Heuristisches Repräsentationsmodell Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristi- sches Repräsen- tationsmodell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Interpretatives Bewegungswissen Interpretatives Bewegungswissen betrifft die Bewer- tung der Eigenbewegung. Die Bildung interpretativen Wissens vollzieht sich auf der Grundlage intrinsischer und extrinsischer Rück- meldungen. (vgl. Wiemeyer, 1997, 12) A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

25 Heuristisches Repräsentationsmodell Wiemeyer (1994, 1997) Exekutiv- prozedurales Bewegungswissen Theoretisches Bewegungswissen Interpretatives Bewegungswissen Präskriptives Bewegungswissen Induktion/Deduktion Reafferenzen/KR Induktion/Deduktion Aktivation Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristi- sches Repräsen- tationsmodell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Vergleich

26 Systemdynamischer Ansatz: Grundannahmen Die menschliche Motorik ist ein dynamisches und komplexes, d.h. aus vielen Einzelkomponenten bestehendes System Koordinierte Bewegungen sind selbstorganisierte Ordnungszustände des Motorik-Systems Das Motorik-System kann in einem durch die Aufgaben-, Umwelt- und Personbedingungen (constraints) aufgespannten Wahrnehmungs- Bewegungsraum (Zustandsraum, Phasenraum) mehrere Ordnungszustände einnehmen Bewegungslernen ist das Erforschen und Entdecken der im Zustandsraum gültigen dynamischen Gesetze Diese Ordnungszustände wirken anziehend (Attraktoren), weil sie ein Minimum an Kraft- aufwand bedeuten (Gebirgstäler) Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdyna- mischer Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

27 Gibt es Selbstorganisation in der Motorik? Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdyna- mischer Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

28 Hysterese und kritische Fluktuationen y x Zustand B Kritische Fluktuationen Zustand A Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdyna- mischer Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

29 Hysterese bei der visuellen Wahrnehmung Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz GMP-Theorie Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdyna- mischer Ansatz A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft


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