Viele von uns sind mit der Überzeugung vertraut, dass Analogie eine wichtige Rolle im Kreativitätsprozess spielt. Aber die anhaltende Debatte über die Existenz von mentalen Bildern hat einige von uns unbehaglich in Bezug auf die mentalen Bilder – die Visionen und Simulationen – die wir während der Schöpfungsakte sehen und benutzen. Einige von uns brauchen vielleicht einfach die Gewissheit der "Experten", die uns vermutlich sagen können, ob das, was wir sehen, eine Art "Epiphänomen" ist oder nicht. Einige von uns hoffen, dass der Pragmatiker in uns, der oft mentale Bilder nutzt, unseren inneren murrenden Realisten irgendwie davon überzeugt, dass das, was nützlich ist, tatsächlich real sein könnte .
Ein Großteil unseres (Un) Trostes und Grummelns könnte dadurch gelöst werden, dass wir John Clements hervorragende Analyse der Problemlösungs- und Modellbauaktivitäten von Wissenschaftlern und Studenten lesen. Clements Analyse legt nahe, dass mentale Bilder – die selbst in Form einer Analogie entstehen können – oft sehr nützlich und möglicherweise sogar real sind. In der Tat, eine genaue Lektüre von John Clements wundervollem Buch, Creative Model Construction in Scientists and Students: Die Rolle von Bildern, Analogie und mentaler Simulation , könnte einigen von uns erlauben, endlich zuzugeben, ja, auch wir haben dynamische Visionen – wir Auch können wir Analogien erzeugen, Probleme neu strukturieren und Simulationen in unseren Köpfen durchführen.
Die Realität ist, dass viele der Probleme, denen Wissenschaftler und Studenten gegenüberstehen, neuartige Probleme sind, die neuartige Lösungen und iteratives, anfragendes Lernen erfordern. Clement nutzt in seiner Forschung neuartige physikalische Probleme. Er verwendet dann die Protokolle von Wissenschaftlern und Studenten, die auf diese Probleme reagieren, als Grundlage für seine Analyse der nonformalen und formalen Argumentationsprozesse, die die Leute bei einem neuartigen Problem anwenden.
Wichtig ist, dass Clements Analyse auf eine weitgehend unteranalysierte und teilweise verborgene Welt von qualitativen und nonformalen, aber mächtigen Denkprozessen verweist, die auf Bildern und konkreten, rennbaren, wahrnehmbaren Motorschemata basieren, die von Wissenschaftlern und Studenten sehr häufig bei neuartigen Problemen eingesetzt werden. Dies steht im Gegensatz zu der Ansicht von Wissenschaftlern als abstrakten Denkern, die nur formale Logik und Mathematik verwenden, um Probleme zu lösen. Eine weitere Erkenntnis aus Clements Analyse ist, dass diese nicht-formalen, konkreten und bildbasierten Problemlösungsprozesse häufig eher formalen, abstrakten, mathematischen Prozessen vorausgehen oder darin arbeiten.
Zum Beispiel in einer faszinierenden Analyse, wie Studenten und Wissenschaftler ein neues physikalisches Problem mit Federn lösen (dh welche von zwei Federn, eine schmale oder eine breite Feder, würde sich mehr dehnen, wenn eine identische Kraft auf sie ausgeübt wird), Clement detailliert fünf Phasen und mehrere geistige und körperliche Handlungen, die den Aufbau eines Modells hinsichtlich der Funktionsweise von Federn erleichterten. Einige Wissenschaftler begannen mit dem Versuch, mathematische Funktionen auf der Grundlage bekannter Formeln zu beschreiben, die es letztlich versäumten, insbesondere die spezifischen Funktionen von engen und breiten Quellen zu unterscheiden. Dies veranlasste viele dazu, Analogien und mentale Bilder zu konstruieren, die ihnen halfen, das Problem besser zu verstehen (z. B. Vergleich der Dehnung in einer schmalen und breiten Feder mit der Biegung in einem kurzen und einem langen Drahtstück).
Während viele dieser Analogien und mentalen Bilder Fehler aufwiesen (zB hilft die Biegedrahtanalogie nicht, die Einsicht zu erhalten, dass Federn durch Torsion wirken), war der Konflikt, der durch gescheiterte Gedankenexperimente oder gescheiterte mentale Simulationen entstand oft Katalysatoren für die Entwicklung weiterer, raffinierterer Analogien und mentaler Bilder, die einigen Wissenschaftlern und Studenten dabei halfen, von einfachen qualitativen Beschreibungen (Stufe 1) zu versuchsweisen Erklärungsmodellen (Stufe 2) und von hier zu vollständig bebilderbaren und raumzeitlich integrierten Modellen überzugehen Einbeziehung von Torsionseffekten (Stufe 3).
Für den seltenen Denker, der seine Zeit und Energie und Intelligenz weiter investierte – Clement selbst verbrachte Monate mit dem Problem – konnten diese integrierten, darstellbaren Modelle der Stufe 3 in Modelle mit zunehmend geometrischer Präzision übersetzt werden (Stufe 4). Letztendlich arbeiteten einige Wissenschaftler (in diesem Fall Clement selbst) durch einen iterativen Prozess der generativen Entführung, Modellbewertung, Schemaausrichtung und Mathematisierung daran, ein quantitatives Modell des Frühlingsproblems zu entwickeln, das auf zunehmend adäquaten qualitativen Modellen aufbaute (Stufe 5). .
In Übereinstimmung mit den Überlegungen von Shepard (Shepard, 1984) und Kosslyn (Kosslyn, 1994, Kosslyn et al., 2006) betrachtet Clement die Bildsprache als einen natürlichen Weg, Wahrnehmungseigenschaften wie Form, relative Position, Oberflächentextur, geometrische Struktur, Bewegung darzustellen Trajektorien und bestimmte Arten von kausalen Beziehungen (z. B. raumzeitliche Beschränkungen für jedes System von Objekten). Bemerkenswert ist, Schema-getriebene imagistische Simulation ist von zentraler Bedeutung für Clements Theorie des bildbasierten kreativen und konstruktiven Denkens in der Wissenschaft. Schemagesteuerte imagistische Simulation kann an Denkoperationen und Gedankenexperimenten teilnehmen, die Schemata oft auf Fälle außerhalb ihres normalen Anwendungsbereichs erweitern und implizites Wissen im Schema anzapfen (z. B. raumzeitliches Wissen, das im Kontext der imaginären Simulation entsteht).
Die flexible perzeptuelle Aktivierung perzeptueller / motorischer Schemata kann ebenfalls zur flexiblen Analogiegenerierung oder zum Zugang zu neuen Ideen durch Assoziation beitragen; und abweichende Ideen können auch durch imaginäre Transformationen moduliert werden. Doppelsimulationen können gleichzeitig ausgeführt werden, um Modelle zu vergleichen und zu kontrastieren, und Bilder können verwendet werden, um mehrere Modellbeschränkungen effizient darzustellen. Ähnlich wie die von Watson (1968) in Bezug auf seine Entdeckung der Doppelhelix beschriebenen Prozesse, denkt Clement darüber nach, wie sich ein Chemiker beim Versuch, sich vorzustellen, welches Ion mit einer bestimmten Kristalloberfläche reagieren könnte, zuerst die Konfigurationen von Atomen vorstellen könnte die Oberfläche des Substrats; dann stelle dir die Größe eines Ions vor, das damit reagieren könnte; dann wähle ein Kandidatenmolekül bekannter Form; Drehen Sie dann das Bild des Moleküls in verschiedene Richtungen, um zu prüfen, ob das Molekül in die Form des Substrats passen könnte.
Laut Clement ist die imaginäre Simulation ein mächtiges Werkzeug, das Wissenschaftler und Studenten gut nutzen können: Es kann verwendet werden, um Modelle sehr flexibel und effizient zu generieren, zu bewerten und zu modifizieren. Obwohl oft angenommen wird, dass Wissenschaftler und Studenten bei der Lösung von Problemen unterschiedlich denken und handeln, können tiefere Einblicke in die Art und Weise, in der Bildgebung, Analogie und mentale Simulation von Wissenschaftlern und Schülern genutzt werden, Lehrer über das Gemeinsame informieren Grundlagen und die gemeinsamen Werkzeuge, die Kreativität, Argumentation und Erklärungsmodellbau bei Wissenschaftlern und Studenten gleichermaßen unterstützen.
Diese Erkenntnisse können sich auch auf die Unterrichtspraxis auswirken. Wenn zum Beispiel die Wissenschaft im Klassenzimmer unterrichtet wird, anstatt nur auf die Studenten zu zielen, statische symbolische Strukturen zu erwerben, könnte das Ziel der Unterweisung die Entwicklung dynamisch lauffähiger mentaler Modelle beobachtbarer Phänomene und Mechanismen sein, die unterhalb der beobachteten Phänomene arbeiten . Auch weil viele der Wissenschaftler und Studenten in Clements Forschung Handbewegungen benutzten, während sie berichteten, dass sie imaginäre Simulationen abliefen, könnte es sein, dass abbildende Handbewegungen als ein Indikator für mentale Simulationsprozesse ein wichtiges unterschätztes Kommunikationsmittel sind, das dazu beitragen kann sowohl auf die inhaltlichen als auch auf die prozessualen Ziele von Lehrern. In ähnlicher Weise bemerkt Clement, dass Zeichnungen, ein offensichtliches Kommunikationsmittel, das die Verwendung von Bildern durch die Schüler verbessern kann, im Unterricht zu wenig genutzt werden. Insgesamt ist Clement der Ansicht, dass Techniken zur Verbesserung der Bilddarstellung ein leistungsfähiges Lehrinstrument sein können, aber er erkennt auch die Notwendigkeit weiterer Forschung in diesem Bereich.
Clement erkennt auch die Grenzen seiner Analysemethode und ist sich bewusst, dass er bestimmte Bildprozesse von seinen Protokollen ableitet, die immer noch spekulativ und offen für kritische Reanalysen sind. Er hebt viele Prozesse hervor, die noch immer wenig verstanden sind, einschließlich der detaillierten Natur von Bilddarstellungen, Bildsimulationen und -transformationen und wie diese mit den Navigations- und Hand-Augen-Manipulationssystemen verbunden sind; wie verschiedene Arten von Analogien, Bildern und mentalen Simulationen sequenziert, koordiniert und kontrolliert werden durch Geist und Gehirn; wie diese mentalen Operationen mit dem Entwurf und der Durchführung von realen Experimenten koordiniert werden (zB wie Gedankenexperimente reale Experimente beeinflussen und umgekehrt); wie diese Prozesse durch soziale Interaktionen und externe Repräsentationen unterstützt, behindert oder ergänzt werden können; wie Emotionen den kreativen Prozess unterstützen oder beeinflussen können; etc.
Obwohl Clement argumentiert, dass ein gewisses Maß an Volatilität auf der Ebene von elementaren Simulationen und Transformationen nach oben sickern und kreativere nonformale Argumentation, Modellkonstruktion und Modellanwendungsprozesse unterstützen kann, ist experimentelle Arbeit erforderlich, um zu klären und zu erklären, wie dieser Prozess funktionieren könnte. Clements qualitative Analyse von Protokollen war sicher generativ – er erzeugte eine große Menge kognitiver Kandidatenprozesse, die für unser Verständnis kreativer Modellkonstruktionen entscheidend sein könnten – und er leistet hervorragende Arbeit bei der Arbeit mit dieser großen Menge kognitiver Prozesse, um Hypothesen und a Vorläufige Theorie über die Funktionsweise von Bildsprache, Analogie und mentaler Simulation im kreativen Prozess. Er erkennt jedoch auch an, dass weitere experimentelle Arbeiten notwendig sind, um einzelne Hypothesen zu vertiefen. Ein wirklich wundervolles Buch – ein wundervoller Akt der Schöpfung.
Verweise
KOSSLYN, SM 1994. Bild und Gehirn: die Auflösung der Bilddebatte, Cambridge, Mass; London, MIT Presse.
KOSSLYN, SM, THOMPSON, WL & GANIS, G. 2006. Der Fall für mentale Bilder, Oxford; New York, Oxford Universitätspresse.
SHEPARD, RN 1984. Ökologische Einschränkungen der inneren Repräsentation – Resonative Kinematik des Wahrnehmens, Imaginierens, Denkens und Träumens. Psychologische Überprüfung, 91, 417-447.
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