Bewegungswissenschaft Grundlagen der Bewegungswissenschaft WS 2007

Definition von Motorischem Lernen I A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Definition von Motorischem Lernen I Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz 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.)

Definition von Motorischem Lernen I A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Definition von Motorischem Lernen I Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz

Definition von Motorischem Lernen II A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Definition von Motorischem Lernen II Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz 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.)

Definition von Motorischem Lernen II A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Definition von Motorischem Lernen II Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz 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.)

Bewegungswissenschaft A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Leisten versus Lernen Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Leistung Aktuelles Niveau der (Bewegungs-)Kompetenz Lernen (Positive) Veränderung der (Bewegungs-) Kompetenz takt. Einmalige Messung t1. t2. Mehrmalige Messung t3.

Methodische Konsequenzen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Methodische Konsequenzen Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Lerntests Transfertest früher Retentions- test später Retentions- test Aneignungs- versuche Vortest Versuchs- phase I Versuchs- phase II Versuchsphase III

Übersicht Erklärungsansätze I A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Übersicht Erklärungsansätze I Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Informations- theoretischer Ansatz Handlungs- System- dynamischer Motor Approach Programmansatz Repräsentationa- lismus --- Action Approach Ökolog. Ansatz Selbstorganisat.-/ Emergenztheorien Alternative Bezeich- nungen - Bewegungsver- halten als Ergeb- nis von Informa- tionsverarbei- tungsprozessen - Kontrolle durch zentrale Instan- zen und der Ver- arbeitung von extrinsichen und intrinsischen Rückmeldungen halten als zielge- richtetes und ganzheitliches Geschehen, in dem sich die Auseinanderset- zung einer Per- son mit ihrer materialen und sozialen Umwelt vollzieht nis von Selbst- organisations- prozessen situationsadäqu- ate Muskelkopp- lungen („koordi- native Struktu- ren“) Grund- annahmen

Übersicht Erklärungsansätze II A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Übersicht Erklärungsansätze II Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Informations- theoretischer Ansatz Handlungs- theoretischer Ansatz System- dynamischer Ansatz 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 Lernen

Übersicht Erklärungsansätze III A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Übersicht Erklärungsansätze III Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Informations- theoretischer Ansatz Handlungs- theoretischer Ansatz System- dynamischer Ansatz - 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) Ansätze, Theorien, Modelle (Autor, Publika- tionsjahr) Auswahl

Informationstheoret. Ansatz: Grundannahmen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Informationstheoret. Ansatz: Grundannahmen  Bewegungslernen und Bewegungskontrolle sind das Ergebnis von Informationsverarbeitungsprozessen Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz  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

Ist die Annahme von Repräsentationen plausibel? A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Ist die Annahme von Repräsentationen plausibel? Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Verarbeitungszeit peripherer Informationen Die Verarbeitungszeit von Feedback (ca. 200msec) macht es unwahrscheinlich, dass extrem schnelle Bewe- gungen durch solche Infor- mationen kontrolliert werden Deafferentionsstudien Bewegungsausführungen sind zumindest in Grobform auch dann möglich, wenn sensorische Rückmeldungen aus der Körperperipherie vollständig fehlen Reaktionszeit Mentales Training 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

Invarianz von Bewegungsstrukturen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Invarianz von Bewegungsstrukturen Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz

Stufen der Informationsverarbeitung A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Stufen der Informationsverarbeitung Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Reiz- identifikation Reaktions- auswahl Reaktions- programmierung Extraktion bewegungsrelevanter Reize aus der Umwelt Auswahl einer Bewegungsantwort Realisierung der ausgewählten Bewegungsantwort Diese Verarbeitungsstufen benötigen Zeit !

Zeitbedarf der Verarbeitungsstufen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Zeitbedarf der Verarbeitungsstufen Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Reiz- identifikation Reaktions- auswahl Reaktions- programmierung Extraktion bewegungsrelevanter Reize aus der Umwelt 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 ! („Hick‘s Law“) Je komplexer die zu „programmierende“ Reaktion, desto grösser der Zeitbedarf ! („Fitt‘s Law“)

Kapazitätsbedarf der Verarbeitungsstufen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Kapazitätsbedarf der Verarbeitungsstufen Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Reiz- identifikation Reaktions- auswahl Reaktions- programmierung Extraktion bewegungsrelevanter Reize aus der Umwelt Auswahl einer Bewegungsantwort Realisierung der ausgewählten Bewegungsantwort Diese Verarbeitungsstufen benötigen Gedächtniskapazität („Aufmerksamkeit“) !

GMP-Theorie Motorisches Lernen und Leisten Recall-Schema A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft GMP-Theorie Recall-Schema Ausgangsbedingungen Bewegungsparameter Bewegungsergebnisse Variable GMP Impuls-Timing-Muster Reihenfolge relative Dauer relative Kraft Bewegungs- klasse Spezifische variante steuert Recognition-Schema Ausgangsbedingungen sensor. Konsequenzen Bewegungsergebnisse Vergleich Bewertung Korrektur Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Schmidt (1975, 1988)

Gestaltkonstanz-Hypothese A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Gestaltkonstanz-Hypothese Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Gestaltkonstanz-Hypothese Welche Merkmale der Kraft-Zeit-Kurven verändern sich? Welche Merkmale der Kraft-Zeit-Kurven bleiben gleich?

Exekutiv-prozedurales A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Heuristisches Repräsentationsmodell Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristi- sches Repräsen- tationsmodell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Theoretisches Bewegungswissen Induktion/Deduktion Induktion/Deduktion Interpretatives Bewegungswissen Vergleich Präskriptives Bewegungswissen Reafferenzen/KR Aktivation Exekutiv-prozedurales Bewegungswissen Wiemeyer (1994, 1997)

Theoretisches Bewegungswissen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Heuristisches Repräsentationsmodell Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 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)

Exekutiv-prozedurales Bewegungswissen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Heuristisches Repräsentationsmodell Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 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)

Präskriptives Bewegungswissen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Heuristisches Repräsentationsmodell Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 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)

Interpretatives Bewegungswissen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Heuristisches Repräsentationsmodell Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 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)

Exekutiv-prozedurales A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Heuristisches Repräsentationsmodell Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristi- sches Repräsen- tationsmodell 2.3 Systemdynami- scher Ansatz Theoretisches Bewegungswissen Induktion/Deduktion Induktion/Deduktion Interpretatives Bewegungswissen Vergleich Präskriptives Bewegungswissen Reafferenzen/KR Aktivation Exekutiv-prozedurales Bewegungswissen Wiemeyer (1994, 1997)

Systemdynamischer Ansatz: Grundannahmen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Systemdynamischer Ansatz: Grundannahmen  Die menschliche Motorik ist ein dynamisches und komplexes, d.h. aus vielen Einzelkomponenten bestehendes System Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdyna- mischer Ansatz  Koordinierte Bewegungen sind selbstorganisierte Ordnungszustände des Motorik-Systems  Diese Ordnungszustände wirken „anziehend“ (Attraktoren), weil sie ein Minimum an Kraft- aufwand bedeuten („Gebirgstäler“)  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

Gibt es Selbstorganisation in der Motorik? A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Gibt es Selbstorganisation in der Motorik? Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdyna- mischer Ansatz

Hysterese und kritische Fluktuationen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Hysterese und kritische Fluktuationen Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdyna- mischer Ansatz y Zustand B Kritische Fluktuationen Zustand A x

Hysterese bei der visuellen Wahrnehmung A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Hysterese bei der visuellen Wahrnehmung Motorisches Lernen und Leisten 1. Einführung 2. Erklärungsansätze 2.1 Übersicht 2.2 Informations- theoret. Ansatz 2.2.1 GMP-Theorie 2.2.2 Heuristisches Repräsentations- modell 2.3 Systemdyna- mischer Ansatz