Cognitive Science

Interdisziplinäre Einführung in die Grundfragen der Kognitionswissenschaft
TU Wien

ao.Univ.Prof. Dr.DI Markus Peschl

site navigation: Home/Inhalte | Literatur | Kontakt/Lageplan |

Syllabus — Inhalte und Ziele

Inhalte

In dieser Vorlesung/Übung wird eine Einführung in die Cognitive Science (= Kognitionswissenschaften) gegeben. Anhand von Präsentationen und Texten werden die grundsätzlichen Ansätze und (methodischen) Probleme, die im Bereich der Cognitive Science und der Modellierung kognitiver Systeme auftreten, diskutiert.

Der Begriff der Wissensrepräsentation steht dabei im Mittelpunkt des Interesses – dieser wird nicht nur aus informatischer, sondern auch aus philosophischer Sichtweise untersucht. Ziel dieser Vorlesung ist es, die erkenntnistheoretisch naive Sicht, dass Wissen adäquat in Symbolsystemen repräsentiert werden kann, zu hinterfragen und wissenschaftstheoretisch zu prüfen. Wir werden diese Auffassung durch Konzepte, die aus dem Konstruktivismus, der empirischen Neurowissenschaft, der computational neuroscience (Konnektionismus, Computermodelle neuronaler Systeme, etc.) und dem Artificial Life kommen, zu ersetzen versuchen: Konstruktion, Adaptivität, Systemrelativität, trial-&-error Prozesse, neuronale Plastizität, Repräsentation/Verkörperung im neuronalen Substrat, etc. spielen in diesem Kontext eine zentrale Rolle.

Ob der Komplexität des Phänomens der Kognition, ist eine interdisziplinäre Perspektive die einzige adäquate Herangehensweise – die Forderung, über die Grenzen der eigenen Disziplin hinauszugehen ist einerseits faszinierend und andererseits auch die Herausforderung dieser LVA.

Diese LVA ist forschungsorientiert und erfordert eigenständiges und interdisziplinäres Arbeiten.

Lernziele &
Fertigkeiten

• Verständnis der grundlegenden Konzepte der Cognitive Science
  • Kognition
  • Zusammenang Wissen – Kognition
  • Zusammenhang zwischen Kognition und Informationsverarbeitung
  • Möglichkeiten und Ansätze der Repräsentation von Wissen
  • die wichtigsten Ansätze und Modelle der Cognitive Science
• Anwendung der erlernten Konzepte auf die eigene Arbeit und in der eigenen Disziplin
• Durch das Studium der angebotenen Inhalte erlangt der/die Studierende eine Kompetenz in der eigenständigen Beurteilung wissenschaftlicher Theorien, Modelle, Texte, Methoden und Vorgangsweisen.
• kompetenter Umgang mit der Literatur aus dem eigenen und fachfremden Fach (eigenständige Bewertung, etc.)
• Kompetenz im interdisziplinären Diskurs
• kompetente Einschätzung von (empirischen) Ergebnissen in Bezug auf ihre Aussagekraft, Erklärungswert, etc.
• eigenständiges Verständnis der epistemologischen Voraussetzungen, auf denen Theorien basieren
• kritisches Anwenden und Hinterfragen von Methoden
• Schärfung des eigenen Denkens, Urteilsvermögens, wissenschaftlichen Arbeitsstiles und Argumentierens
• Reflexionskompetenz
• Praktische Fertigkeiten
  • Umgang mit dem Internet für die wissenschaftliche Arbeit (Stärken und Schwächen)
  • Diskussion über e-mail Listen/elektronische Diskussionsforen
  • Erlernen von Präsentationstechniken

Methoden und Durchführungs-
modus

Die Teilnehmer/innen teilen sich in Arbeitsgruppen auf, welche jeweils einen Themenblock/unit übernehmen. Jedes Team ist eigenverantwortlich für:

1. eine Präsentation, in welcher nicht nur der vorgegebene Text wiedergegeben wird;
2. diese Präsentation soll so aufbereitet werden, dass der Inhalt für die anderen Teilnehmer/innen nicht nur nachvollziehbar ist, sondern auch in einer "pädagogisch ansprechenden Weise" vermittelt wird (i.e., Einsatz von Medien, Overhead, Video, Simulation, etc.).
3. eigenständiges Weitersuchen und vertiefte Rechereche nach Literatur und nach passenden Konzepten aus der jeweils eigenen Disziplin;
4. eigenverantwortliche Gestaltung und Strukturierung der LVA-Einheit/unit (Vortrag, Diskussion, Einbeziehung der anderen Teilnehmer/innen, etc.);
5. Diese LVA ist forschungs- und projektorientiert und erfordert eigenständiges und interdisziplinäres Arbeiten.
6. Verfassen einer schriftlichen Arbeit (siehe hier für Details; im wissenschaftlichen Stil), in der nicht vordergründig eine inhaltliche Übersicht über die verwendete Literatur gegeben wird, sondern vor allem eine Auseinandersetzung und Reflexion mit den gewählten Themen und Konzepten in Bezug auf die eigene Disziplin stattfinden soll. Darüber hinaus soll das erarbeitete Präsentationsmaterial so aufbereitet werden, dass es veröffentlicht werden kann (im WWW).

Zielgruppe/n

Diese LVA richtet sich an Hörer/innen aller Studienfächer. Es werden u.a. Probleme der Informatik, Psychologie, Sprachwissenschaften, Philosophie und Pädagogik und naturwissenschaftlicher Fragestellungen berücksichtigt. Der interdisziplinäre Charakter dieser LVA deckt ein breites Spektrum an Inhaltsbereichen ab.

Diese LVA ist für Studierende ab dem Ende des ersten Studienabschnittes/4.Semester (oder später) konzipiert.

Hinweis für Studierende von der Universität Wien: falls Sie ein Zeugnis für diese LVA benötigen, müssen Sie an der TU-Wien "mitbelegen". Dies können Sie in der Studienabteilung der TU-Wien erledigen (Tel. der TU-Wien: 01 / 58801-0). Bitte beachten Sie die Fristen des Mitbelegens (meist bis ca. Mitte März/Oktober).

Voraus-
setzungen

Die Teilnehmer/innen sollten die Bereitschaft zum Reflektieren und Hinterfragen und den Willen zum interdisziplinären, konzeptionellen und selbständigen Arbeiten im Team mitbringen. Aktive Mitarbeit, echtes Interesse der Studenten/innen und Diskussion sind ein zentrales Element und daher Voraussetzung für diese LVA.

Computer- und Internetkenntnisse und der Besitz oder Zugang zu einem Computer sind von Vorteil.

Diskusionsforum

Themen, Termine & Orte

unit

Termin

Thema

1

Vorbesprechung, Einführung, Vorstellung der LVA-Inhalte, Themenvergabe & Gruppeneinteilung

2

findet im HS 3F (Univ. Wien, NIG, Universitätstsrasse 7, 3.Stock statt) (siehe Lageplan)

Präsentationstechniken

findet im SE-Raum des Inst.f. Wissenschaftstheorie statt! (siehe Lageplan)

• Einführung in Präsentationstechniken
• theoretische & praktische Grundlagen des Präsentierens

Literatur:

• Hierhold, E. (2000). Sicher präsentieren -- wirksamer vortragen. Tips und Tricks für den überzeugenden Auftritt. Wien / Frankfurt: Wirtschaftsverlag Ueberreuter.

3

Einführung in die Cognitive Science

Darstellung des geschichtlichen Hintergrundes und der großen Theorienstränge und der wichtigsten Ansätze der Cognitive science.

• Was ist Kognition?
• Wie hängen Kognition und Informationsverarbeitung zusammen?
• Welche Disziplinen sind auf welche Weise in der Cognitive Science involviert?
• Welche Ansätze und Methoden gibt es in der Cognitive Science?

Literatur:

• Bechtel, W., A. Abrahamsen, and G. Graham (1998). The life of cognitive science. In W. Bechtel and G. Graham (Eds.), A companion to cognitive science, pp. 1–104. Oxford: Blackwell Publishers.
• Münch, D. (1992). Computermodelle des Geistes. In D. Münch (Ed.), Kognitionswissenschaft. Grundlagen, Probleme, Perspektiven, pp. 7–53. Frankfurt/M.: Suhrkamp.
• Simon, H.A. and C.A. Kaplan (1989). Foundations of cognitive science. In M.I. Posner (Ed.), Foundations of cognitive science, pp. 1–47. Cambridge, MA: MIT Press.
• Thagard, P. (1996). Mind. Introduction to cognitive science. Cambridge, MA: MIT Press. (chapter 1)

4

Formen der Repräsentation von Wissen in der Cognitive Science

Die Frage der Repräsentation von Wissen in kognitiven Systemen steht im Mittelpunkt des Interesses der Cognitive Science. In dieser Einheit werden die wichtigsten Ansätze der Wissensrepräsentation in der Cognitive Science erarbeitet. Dabei stehen nicht so sehr die technischen Fragen im Vordergrund, sondern die konzeptuellen und erkenntnistheoretischen Hintergründe und Probleme. Folgende Ansätze werden untersucht: der propositionale/symbolverarbeitende Ansatz, der Ansatz der mantal images und neuronale Formen der Repräsentation von Wissen.

Themen und Literatur:

Symbolverarbeitende/propositionale Ansätze:

• Searle, J.R. (1984). Geist, Hirn und Wissenschaft. Frankfurt/M.: Suhrkamp.
• Searle, J.R. (1990). Is the brain's mind a computer program?. Scientific American 262(1), 26–31.
• Clark, A. (2001). Mindware. An introduction to the philosophy of cognitive science. New York: Oxford University Press (chapter (1 &) 2, pp (7-27)/28–42).

Mental Imagery:

• Kosslyn, S.M. (1990). Mental imagery. In D.N. Osherson and H. Lasnik (Eds.), An Invitation to cognitive science, pp. 73–97. Cambridge, MA: MIT Press.
• Kosslyn, S.M. and J.R. Pomerantz (1992). Bildliche Vorstellungen, Propositionen und die Form interner Repräsentationen. In D. Münch (Ed.), Kognitionswissenschaft. Grundlagen, Probleme, Perspektiven, pp. 253–289. Frankfurt/M.: Suhrkamp.

Neuronale Ansätze:

• Clark, A. (2001). Mindware. An introduction to the philosophy of cognitive science. New York: Oxford University Press (chapter 4, pp 62–81).
• Rumelhart, D.E. (1986). The architecture of mind: a connectionist approach. In M.I. Posner (Ed.), Foundations of cognitive science, pp. 133–159. Cambridge, MA: MIT Press.
• Churchland, P.M. (1990). Cognitive activity in artificial neural networks. In D.N. Osherson and H. Lasnik (Eds.), An Invitation to cognitive science, pp. 199-227. Cambridge, MA: MIT Press.
• Bechtel, W. and A. Abrahamsen (2002). Connectionism and the mind. Parallel processing, dynamics, and evolution in networks (second ed.). Malden, MA; Oxford, UK: Blackwell Publishers.
• McLeod, P.M. and K.Plunkett and E.T. Rolls (1998). Introduction to connectionist modelling of cognitive processes. Oxford, New York: Oxford University Press.

5

Alternative Formen der Wissensrepräsentation

Abgesehen von den klassichen Formen der Wissensrepräsentaton haben sich in den letzten Jahren alternative Formen etabliert, welche vor allem aus den Defiziten und ungelösten Prtoblemen hervorgegangen sind. Bei der Entwicklung dieser Ansätze spielen philosophische Überlegungen eine ebenso wichtige Rolle, wie technische Fragen: die Frage der Verkörperung von Wissen (embodiment), situatedness, Repräsentation von Wissen in dynamischen Systemen, etc.

Themen und Literatur:

Überblick

• Varela, F.J. (1990). Kognitionswissenschaft -- Kognitionstechnik. Eine Skizze aktueller Perspektiven. Frankfurt/M.: Suhrkamp.
• Harnad, S. (1990). The symbol grounding problem. Physica D 42, 335–346.

Dynamical Systems Approach to Cognition

• Clark, A. (2001). Mindware. An introduction to the philosophy of cognitive science. New York: Oxford University Press; (chapter 7, pp 120–139).
• Gelder, T.v. (1997). Dynamics and cognition (second ed.). In J. Haugeland (Ed.), Mind design 2: Philosophy, psychology, artificial intelligence., pp. 421–450. Cambridge, MA: MIT Press.
• Gelder, T.J.v. and R. Port (1995). It's about time: an overview of the dynamical approach to cognition. In R. Port and T.v. Gelder (Eds.), Mind as motion: explorations in the dynamics of cognition Cambridge, MA: MIT Press. (optional)
• Thelen, E. and L.B. Smith (1994). A dynamic systems approach to the development of cognition and action. Cambridge, MA: MIT Press. (optional)

Artificial Life

• Pfeifer, R. and C. Scheier (1999). Understanding intelligence. Cambridge, MA: MIT Press (chapters 6-9, pp179–296).
• Braitenberg, V. (1986). Künstliche Wesen: Verhalten kybernetischer Vehikel. Braunschweig/Wiesbaden: Vieweg.
• Steels, L. (2003). Evolving grounded communication for robots. Trends in Cognitive Sciences 7(7), 308–312.

6

Overspill & Abschlussdiskussion

spätester Abgabetermin der schriftlichen Arbeiten:

10 Tage vor Semesterende (= Ende der Vorlesungszeit des aktuellen Semesters)

Anmeldung

Leistungsbeurteilung/-feststellung & Zeugnismodalitäten

Kontaktadressen

ao.Univ.Prof.Dr. Markus Peschl

siehe Lageplan