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Grundlagen der Bewegungswissenschaft

Grundlagen der Bewegungswissenschaft. WS 2007. 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

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  1. Grundlagen der Bewegungswissenschaft WS 2007

  2. 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.)

  3. 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

  4. 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.)

  5. 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.)

  6. takt. Einmalige Messung t1. t2. t3. Mehrmalige Messung 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

  7. 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 später Retentions- test früher Retentions- test Aneignungs- versuche Vortest Versuchs- phase I Versuchsphase III Versuchs- phase II

  8. Informations- theoretischer Ansatz Handlungs- theoretischer Ansatz System- dynamischer Ansatz Motor Approach Programmansatz Repräsentationa- lismus --- Action Approach Ökolog. Ansatz Selbstorganisat.-/ Emergenztheorien - 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“) 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 Alternative Bezeich- nungen Grund- annahmen

  9. 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 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 Lernen

  10. - 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) 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 Ansätze, Theorien, Modelle (Autor, Publika- tionsjahr) Auswahl

  11. 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

  12. Verarbeitungszeit peripherer Informationen Deafferentionsstudien Die Verarbeitungszeit von Feedback (ca. 200msec) macht es unwahrscheinlich, dass extrem schnelle Bewe- gungen durch solche Infor- mationen kontrolliert werden Bewegungsausführungen sind zumindest in Grobform auch dann möglich, wenn sensorische Rückmeldungen aus der Körperperipherie vollständig fehlen Interferenz- und Trans- ferphänomene Invarianz von Bewegungsstrukturen Die positive/negative Beein- flussung von Lern- oder Übungsprozessen lässt sich am plausibelsten auf die Unterstützung/Störung von Informationsverarbeitungs- prozessen zurückführen Bewegungen einer bestimm- ten Bewegungsklasse unter unter variierenden Ausfüh- rungsbedingungen (z.B. un- terschiedliche Muskelgrup- pen) eine gewisse Invarianz 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 Reaktionszeit Mentales Training

  13. 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

  14. Extraktion bewegungsrelevanter Reize aus der Umwelt Auswahl einer Bewegungsantwort Realisierung der ausgewählten Bewegungsantwort 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 Diese Verarbeitungsstufen benötigen Zeit !

  15. 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“) 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

  16. Extraktion bewegungsrelevanter Reize aus der Umwelt Auswahl einer Bewegungsantwort Realisierung der ausgewählten Bewegungsantwort 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 Diese Verarbeitungsstufen benötigen Gedächtniskapazität („Aufmerksamkeit“) !

  17. Ausgangsbedingungen Bewegungsparameter Bewegungsergebnisse • Impuls-Timing-Muster • Reihenfolge • relative Dauer • relative Kraft Ausgangsbedingungen sensor. Konsequenzen Bewegungsergebnisse Recall-Schema GMP Recognition-Schema Variable Bewegungsparameter steuert Vergleich Bewertung Korrektur Bewegungs- klasse Spezifische Bewegungs- variante A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft GMP-Theorie 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)

  18. 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?

  19. Theoretisches Bewegungswissen Induktion/Deduktion Induktion/Deduktion Vergleich Interpretatives Bewegungswissen Präskriptives Bewegungswissen Reafferenzen/KR Aktivation 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 Wiemeyer (1994, 1997)

  20. 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)

  21. 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)

  22. 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)

  23. 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)

  24. Theoretisches Bewegungswissen Induktion/Deduktion Induktion/Deduktion Vergleich Interpretatives Bewegungswissen Präskriptives Bewegungswissen Reafferenzen/KR Aktivation 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 Wiemeyer (1994, 1997)

  25. 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

  26. 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

  27. 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 Zustand A x

  28. 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

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