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Ge/Kü
Konzept zum individualisierten Lernen
Sj. 2011/12
Unterrichtsvorhaben
Kann ich nur Informationen nachvollziehen oder habe ich sie
begriffen?
Motivation
Wie fühlt sich richtiges Begreifen an?
Lernziel
Unterschied zwischen „Verstehen“ im Sinne von Gehört haben (bzw. es nachvollziehen können)
und echtem Begreifen erfahren.
Vorgehen
Wie geht richtiges Begreifen:
2. Text dazu lesen (eventuell mehrere)
3. Unterstreichen wichtiger Informationen
3. Begriffe im Text alle klären (ev. Auch einfache Worte)
------------------------------------------------------------------------------------------------------------4. Zusammenhänge in eigenen Worten wiedergeben
5. eine Skizze (das Konzept dazu ) zeichnen
6. einfache Aufgaben dazu lösen
7. Ich kann das Erlernte auf andere Themenbereiche anwenden
(Transfer möglich)
Thema heute:
KI – künstliche Intelligenz
Aufgaben:
Wenn man Intelligenz künstlich „nachbauen“ möchte, sollte man sich zunächst im Klaren
darüber sein, wie „Lernen“ überhaupt geht, wie man dadurch „Verstehen“ erreicht und
somit dann auch „Intelligenz“.
Diese Begriffe oder Konzepte gilt es also zunächst zu begreifen, bevor man selbst beurteilen
kann, ob künstliche Intelligenz überhaupt möglich ist.
Ge/Kü
Konzept zum individualisierten Lernen
Sj. 2011/12
Das Thema selbst beinhaltet den ersten Begriff:
1. Wie geht „lernen“? Wie lernt ein Mensch eigentlich? Was ist der Unterschied
zwischen „Informationen aufnehmen“ und „lernen“?
Dazu einige Definitionen und Informationen:
Kurs zum „Lernen wie man lernt“: lernen-kurs
Info 0: (Lernen – wie-man-lernt)
Gut strukturierter Lernstoff wird viel leichter behalten als
unstrukturierter.
Info 1: (Lernen – wie-man-lernt)
Eine alltägliche Situation am Strand. Kinder beobachten die Wellen. Sie versuchen
einzuschätzen, wie hoch die Wellen an den Strand schlagen werden und wie nahe sie
an diese Wasserlinie heran können ohne nass zu werden.
Sie beraten sich ….. sie denken … Jeder Eindruck hinterlässt eine Spur im Gehirn …
Das Gehirn ist das Resultat seiner Benutzung.
Eine weitere Voraussetzung für die Entstehung von Verbindungen zwischen den
Nervenzellen und damit für erfolgreiches Lernen sind bestimmte Emotionen. Im
Gehirn gibt es Stoffe, Neurotransmitter und Hormone, die für Aufmerksamkeit,
Motivation, Glück und Wohlbefinden zuständig sind. Nur wenn diese Stoffe
ausreichend vorhanden sind, wenn also eine Situation interessant ist, Neugierde
weckt und das Ergebnis zufrieden macht, kann Lernen stattfinden. Wichtig ist in
diesem Zusammenhang auch, dass Lernen ein möglichst aktiver Prozess sein muss.
Nur das eigene Handeln und Entdecken führt zu den neurobiologischen Zuständen
wie Glück, Erfolgsgefühl, Neugier, und Lust, die für ein gelingendes Lernen notwendig
sind.
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Konzept zum individualisierten Lernen
Info 2: (Lernen – wie-man-lernt)
……wir lernen, wenn wir uns dazugehörig fühlen und uns
freuen … Der Erinnerungsteil unseres Gehirns arbeitet
direkt mit Emotionen …….
Also….. Damit Informationen wirksam gelernt werden, im
Langzeitgedächtnis gespeichert und wieder abgerufen
werden können, müssen sie emotional beladen sein -> aus
Erfahrungen lernen.
Info 3: (www.pohlw.de)
Ein Teil des Gehirns (der Hippocampus) etwa
„entscheidet“ darüber, was wir an Informationen
wahrnehmen (das Gehirn nimmt alle auf uns
einströmenden Informationen auf, aber nicht alle
werden verarbeitet, so dass wir uns bewusst sind,
das wir sie erhalten haben. Gehst du z.B. eine
Straße entlang, so nimmst du alles auf, was du
siehst. Wenn man dich hinterher fragt, was du
gesehen hast, dann kannst du aber nur einen
winzigen Bruchteil dessen, was deine Augen
gesehen haben auch wiedergeben – nur das, was
der Hippocampus entschieden hat, dass du es
bewusst wahrnimmst)
… und was weitere Teile des Gehirns (Cortex und
Neocortex) verarbeiten. Diese Teile (Cortex und
Neocortex) wieder arbeiten weitgehend
unabhängig das auf, was sie schon kennen, stellen
Verbindungen zu bereits bekannten Sachverhalten
her und speichern es in diversen
Gedächtnisstrukturen ab. Es ist also wichtig neue
Inhalte möglichst viel an bereits bekannte Dinge
anknüpfen zu können, da sie anschließend so
leichter abgerufen werden können.
Eine weitere Gehirnregion (das Limbische System)
– eine evolutionsgeschichtlich sehr alte Hirnregionist das Zentrum für Emotionen und Gefühle, für
entschlossenen Handeln, für Motivationen. Es
steuert unser Verhalten, unsere
Handlungskonzepte, kontrolliert und zensiert
Außenreize nach dem Motto:
„So wenig wie möglich so viel wie notwendig!“
Von allen Außenreizen und Informationen werden
am Ende etwa nur ein Prozent in unseren
Gedächtnissen gespeichert.
Sj. 2011/12
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Konzept zum individualisierten Lernen
Sj. 2011/12
Auch wie wir etwas verarbeiten (expanding,
tuning, re-organising), geschieht weitgehend nach
gehirnintern festgelegten neuronalen Strategien
(also „lernen!!!!!“.
Die neuronale Selbstorganisiertheit unseres
Gehirns verweist darauf, dass „Wissen“ nicht
einfach von den Lehrenden in die Köpfe ihrer
Schülerinnen und Schüler transferiert werden
kann. Das Diktum von der „Nutzlosigkeit von
Belehrungen und Bekehrungen“ findet seine
Begründung darin, dass Lernen ein
konstruierender, selbstständiger Prozess ist, der
von den bereits vorhandenen Lernerfahrungen,
Verarbeitungs- und Verstehensmustern abhängt.
Info 4: (www.pohlw.de)
Mit jedem Wahrnehmungs- und
Verarbeitungsvorgang entstehen in
den jeweils beteiligten neuronalen
Strukturen Ladungsprozesse. Gleiche
Inputs und Verarbeitungsprozesse
führen dazu, dass auch gleiche
Zellverbände angesprochen und
entwickelt werden.
Die Nervenzellen stellen sich sozusagen immer besser auf bestimmte Inputsignale
ein - sie „lernen“. Unser Gehirn wäre nun aber völlig überfordert, wenn es alles
verarbeiten und speichern würde, was über die Sinne an „Inputs“ entsteht. Um nicht
„im Chaos der Sinne“ unterzugehen, hat sich das Gehirn im Laufe der Evolution so
organisiert, dass alles, was wahrgenommen wird, mit den jeweils schon bestehenden,
bearbeiteten und gespeicherten Wahrnehmungen abgeglichen wird. Das bedeutet,
dass dort eher etwas verarbeitet wird, wo es schon ähnliche Strukturen gibt. Auf
diese Weise entstehen allmählich immer stabilere Muster und Verbindungen.
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Info 5: (www.pohlw.de)
+
=
Die Leistungsfähigkeit unserer neuronalen Potenziale und Verbindungen hängt also u.
a. davon ab, wie häufig wir sie benutzen und wie positiv die damit verbundenen
Nutzungserfahrungen sind. Auf gut deutsch: Je häufiger ich eine Erinnerung benutze
(Wiederholungen!!) und je besser ich dabei drauf bin, desto schlauer bin ich!
Info 6: (www.pohlw.de)
Weil sich kognitive, emotionale und fachspezifische Muster nur langsam entwickeln,
d. h. gangbar, tragfähig, funktional werden, müssen sie häufig in Gebrauch
genommen und genutzt werden. Sie sollten dazu z. B. begrifflich benannt und ggf.
sogar symbolisch gekennzeichnet werden, damit sie als wichtige
„Verarbeitungsroutinen“ bewusst gemacht werden können (also abrufbar sind).
Auf gut deutsch: Diese „Muster“, die das
Lernen ausmachen, entstehen nur langsam.
Um sie benutzen zu können (also dass man
sie abrufen kann bzw. sich erinnern kann),
sollten sie mit einem Begriff benannt werden
und am besten dazu auch mit einem Symbol,
um sie als wichtiges Muster kenntlich zu
machen, was dann einfacher wieder
abgerufen werden kann.
Unser Gehirn verarbeitet aber nicht alle
Sinnesreize zu Mustern. Es gewichtet sie und
wählt die aus, die sich z. B. als bedeutsam,
wichtig, neu oder sinnvoll identifizieren lassen;
es sorgt so für den Aufbau „sinnvoller“
Wahrnehmungs- und Erinnerungsstrukturen,
die zur Bewältigung von Lebenssituationen
notwendig sind.
Es ist also wichtig, bestimmte Informationen
auch als „wichtig“ zu kennzeichnen, um sie
besser abrufbar zu machen. Nicht alle
Eindrücke sind gleich wichtig!
+
=
Begriff + Symbol = Merken
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Info 6: (www.pohlw.de)
Wenn der Hippocampus eine Sache als neu, als interessant, als bedeutsam und
wichtig identifiziert und entsprechend gewichtet hat, bildet er „neuronale
Repräsentationen“ aus, d. h. er macht sich daran, diese Zusammenhänge zu
speichern.
Der Hippocampus sorgt darüber hinaus dafür, dass wichtige Ereignisse, Neuigkeiten
und Zusammenhänge in langfristigere Speicherstrukturen überführt werden. Diese
letztgenannte Funktion vor allem macht ihn zum Dreh- und Angelpunkt unserer
Speicher- und Erinnerungsprozesse. Im Gegensatz zu unserem Kortex, der
Großhirnrinde, arbeitet und „lernt“ der Hippocampus nämlich zwar schnell, aber er
verfügt nur über eine relativ geringe Speicherkapazität. Unsere Großhirnrinde hat
dagegen eine schier unbegrenzte Speicherkapazität, aber sie „lernt“ nur sehr langsam
und eigentlich erst dadurch, dass bestimmte Informationen und Muster immer
wieder, auch in neuen Zusammenhängen und unterschiedlichen Kontexten
angeboten und verarbeitet werden. Genau diese Prozesse setzt der Hippocampus in
Gang. Er leitet das an die deutlich größere Speichereinheit Kortex weiter, was er
selbst als bedeutsam gewichtet und gespeichert hat. Hippocampus und
Großhirnrinde arbeiten dabei gleichzeitig arbeitsteilig und synchron. Der
Hippocampus fungiert gewissermaßen als „Trainer des Kortex“. „ Immer dann, wenn
der Hippocampus etwas (vorläufig) gelernt hat, wird nachfolgend „off-line“ das
Gelernte zum Kortex übertragen und dort weiter verarbeitet. Dies geschieht übrigens
auch z. B. im Schlaf. Auf diese Weise speichert der prinzipiell sehr langsam lernende
Kortex im Laufe der Zeit alles Wichtige, was zuvor eben im Hippocampus gespeichert
worden war.“ (Spitzer 2002: S. 22 ff, S. 125)
Auf deutsch: Wenn du etwas als interessant oder wichtig ansiehst, so werden die
Informationen zumindest erst mal kurzfristig abgespeichert. Wenn du diese
Informationen dann an bereits bekannte Informationen anknüpfen kannst (je mehr
desto besser sind sie anschließend abrufbar – erinnern!!!) und das am besten dann
auch noch öfter mal wiederholst – ja dann hast du die neue Information dauerhaft
gelernt!
Aber: wenn du die Informationen nicht an bekannte Strukturen anknüpfen kannst, sie
also nicht im Langzeitgedächtnis verankern kannst, dann vergisst du sie wieder –
denn sie werden nur in der Gehirnregion gespeichert, die man Kurzzeitgedächtnis
nennt – also nach der Arbeit ist wieder alles weg!
+
Wiederholung
=
Spaß und Interesse
Merken
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Info 7: (www.pohlw.de)
Regeln und Ordnungsstrukturen etwa werden nicht dadurch gelernt, dass man sie
einmal auf- oder abschreibt oder sie auswendig lernt, sondern dadurch, dass sie sich
in vielen ähnlichen Situationen als nützlich und hilfreich erweisen.
Info 8: (www.pohlw.de)
Der Gedächtnispalast:
Kann man sich so tatsächlich alles merken? Ja, man kann! Und der erste bekannte
Fall von geistigem Hauseigentum geht auf den Jesuitenpriester Matteo Ricci zurück
(16. JH).
Ein Gedächtnispalast ist eigentlich nichts anderes als eine enorme Eselsbrücke, in die
massenhaft viele, unterschiedliche Fakten eingebaut werden.
Ein Gedächtnispalast ist Wissen, dass in vorstellbare Dinge umgewandelt und in
einer Struktur organisiert ist.
=>
So organisierte Informationen lassen sich leichter merken und einfacher wieder
abrufen, als herkömmlich gemerkte Informationen (denn in den meisten Fällen
wissen wir gar nicht, wie und warum wir etwas im Kopf behalten).
Ein anderer Grund, sich für den geistigen Hausbau zu entscheiden: Diese Art,
Informationen im Kopf zu speichern, ist völlig untypisch für die Arbeitsweise des
Gehirns. Während unser Kopf Wissen eigentlich unmerklich und unbewusst
organisiert, wird man durch das Benutzen eines Gedächtnispalasts zum Herrn über
die eigenen Gehirnwindungen. Sie bestimmen, wie Informationen in ihren Kopf
eingebaut werden. Sie haben quasi die Kontrolle – und damit gleichzeitig mehr Erfolg
beim Lernen.
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2. Was heißt eigentlich „denken“?
Einige Definitionen dazu:
Info 0: (Wikipedia Lexikon)
Denken ist eine psychologische Grundfunktion und
bedeutet geistige Modelle bilden oder zueinander in
Beziehung setzen.
Info 1: (Wikipedia Lexikon)
Denken heißt vor allen Dingen: Verknüpfung von
Information zu höherwertigen intelligenteren
Informationen.
Info 2: (Duden)
Das Wort geht auf die indogermanische Wurzel „teng“ – empfinden, denken zurück
und ist verwandt mit lateinisch „tongere“ = kennen, wissen.
So ist es auch: Denken entsteht aus Wissen.
Anmerkung: Wenn ich in einem Bereich nichts „gelernt“ oder mir „gemerkt“ habe,
kann ich in dem Bereich auch keine Dinge in Zusammenhang bringen, kann also nicht
denken in dem Bereich und somit auch nicht verstehen.
Info 3:
Die Fähigkeit Nachrichten assoziativ zu klassifizieren, sie damit vergleichend zu analysieren,
und daraus Schlussfolgerungen zu ziehen, die ihrerseits wieder auf ihre Richtigkeit
vergleichend analysiert werden.
Info 4:
Die innere Aktivität besteht aus dem Verknüpfen (Assoziation) oder bewusstem Entkoppeln
der Gedankeninhalte, der Ideen, sowie deren Umformungen. Oft basiert das Denken auf
einem Einfall, oder wird spontan durch Gefühle bzw. Situationen, aber auch durch
Sinneseindrücke oder Personen ausgelöst.
Zusammenfassung:
Erst kommt das „Lernen“ von Daten in einem bestimmten Bereich, dann kann man
anfangen mit den gelernten Daten zu denken, also sie zu verknüpfen.
->
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3. Wie erreicht man durch „lernen“ „verstehen“? Was genau bedeutet „verstehen“
oder „begreifen“ im Gegensatz zur reinen „Informationsaufnahme“? Was bedeutet
„verstehen“ in Bezug auf „lernen“?
Dazu einige Definitionen und Informationen:
Info 1: (Wikipedia Lexikon)
Verstehen (engl. meist "understand") ist das inhaltliche Begreifen eines Sachverhalts, das
nicht in der bloßen Kenntnisnahme besteht, sondern in der Erfassung des Zusammenhangs.
In Bezug auf „lernen“ bedeutet das, dass die eingehenden Informationen nicht nur bewusst
aufgenommen und gemerkt werden, sondern auch mit bereits vorhandenen Informationen
in Beziehung gesetzt und so interpretiert werden.
Neu wahrgenommen:
Bereits gemerkt/gelernt:
Verstanden:
Apfel
Verstehen geht also über das Lernen im Sinne von merken hinaus, denn es beinhaltet
immer das bewusste interpretieren und kategorisieren von Informationen.
Beispiel (A. Kück)
1. „Mensch“ hat einen runden Gegenstand mit den Augen bewusst
wahrgenommen. Der Gegenstand wird mit in der Vergangenheit bereits
gespeicherten Gegenständen („gelernten“ Gegenständen) verglichen und
einer ähnlichen Form zugeordnet (kategorisiert) und somit z.B. als Apfel
erkannt – ich habe mir die Form des Apfels vorher gemerkt ( „gelernt“), und
kann nun die neu gesehenen Form richtig zuordnen („verstehen“).
2. „Mensch“ liest ein Gedicht und lernt die einzelnen Wörter in ihrer Reihenfolge
auswendig, versteht aber dessen Inhalt nicht. Das Gedicht wird auswendig
„gelernt“ im Sinne von gemerkt. Der zweite Teil, das Verknüpfen des
Gemerkten mit bereits vorhandenen Informationen findet nicht statt – also
kein Verstehen. Es ist also möglich, sich etwas zu merken („lernen“) ohne es
zu verstehen.
Erst wenn „Mensch“ die Wörter des Gedichtes sich nicht nur merkt, sondern
sich auch eine Vorstellung des Inhalts (bildlich, gedanklich, bewusst)
verschafft, indem er Zusammenhänge mit bereits „gelernten“ Dingen
verknüpft und so eine für sich bewusste Vorstellung (gedanklich) entwickelt,
versteht der das Gedicht.
Schlussfolgerung:
Man kann lernen ohne zu verstehen – auch dauerhaft kann man sich Dinge merken
durch die unter „Lernen“ beschriebenen Hilfsmittel – trotzdem hat man eventuell
nichts verstanden/begriffen.
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Verstehen findet in 3 Schritten statt: lernen – denken - verstehen
->
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4. Wie hängt „verstehen“ mit „Intelligenz“ zusammen?
Dazu einige Definitionen und Informationen:
(der Begriff Intelligenz ist sehr umstritten und es gibt keine einheitliche einfache
Definition. Also lass dich nicht verwirren, bilde dir selbst ein Konzept dazu)
Info 1: (Binet & Simon, 1905)
Die Art der Bewältigung einer aktuellen Situation: gut urteilen, gut verstehen, gut denken, das
sind die wesentlichen Bereiche der Intelligenz".
Info 2: (Duden)
Intelligenz (von lat. intellegere 'verstehen', wörtlich 'wählen zwischen...' von inter 'zwischen'
und legere 'lesen, wählen') ist in der Psychologie ein Sammelbegriff für die Leistungsfähigkeit
des Menschen in Bezug auf das Denken.
Info 3:
Fähigkeiten, zu lernen (sich Dinge zu merken – s.o.), zu verstehen (eine (bildliche) Vorstellung
zu entwickeln; Gemerktes mit Bekanntem zu verknüpfen und zu vergleichen – s.o.) und diese
in (neuen) Situationen erfolgreich anzuwenden / einzusetzen.
Anmerkung: Intelligenz beinhaltet also lernen, denken und verstehen und neu
hinzu kommt das erfolgreiche Anwenden.
->
->
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5. Was bedeutet Bewusstsein?
(der Begriff ist sehr umstritten und es gibt keine einheitliche einfache Definition. Also
lass dich nicht verwirren, bilde dir selbst ein Konzept dazu)
Einige Definitionen dazu:
Info1: (Lexikon für Psychologie)
Seit der Antike denkt man den Ort des Bewusstseins und über das Denken nach, wobei man
in der Regel in eigenartige, quälenden Spiralen kommt. Gedächtnis, Intelligenz, Moral,
Bewusstsein, das alles geschieht irgendwie im Gehirn des Menschen. Nach Jahrhunderten
der Bemühung von Neurowissenschaftlern, Psychologen und Philosophen bleibt zur Frage,
wie das Gehirn uns Bewusstsein verleiht, wie es Empfindungen, Gefühle und Subjektivität
entstehen lässt, nur eines weiterhin gewiss: Wir haben keine Ahnung.
Das Bewusstsein ist nicht etwas, das an einem konkreten Ort nämlich im Gehirn “ist”,
sondern das Bewusstsein ist etwas, das Menschen durch ihre Tätigkeit ständig neu schaffen,
sodass das menschliche Denken nicht auf einen neuronalen Vorgang reduziert werden kann.
Menschen stecken nicht in ihrem Kopf, sondern sie sind in der Welt zu Hause.
Der psychologische Begriff Bewusstsein umschreibt, dass ein Mensch sowohl wach als auch
orientiert ist, was impliziert, in Raum und Zeit orientiert zu sein, sodass sich die Person in
diesen Kontext einordnen kann. Bewusstsein (consciousness) ist somit die Gesamtheit der
unmittelbaren Erfahrung, die sich aus der Wahrnehmung von Menschen selbst und ihrer
Umgebung, ihren Kognitionen, Vorstellungen und Gefühlen zusammensetzt.
Info 2: (Philipp Kirchmayr)
Das Phänomen des Bewusstseins zählt zu den umstrittensten Gebieten der
Philosophie und der Forschung. Es gibt keine wirklich exakte (anerkannte)
Definition des Begriffes. Zahlreiche Debatten ob philosophische, psychologische
oder technische werden zu diesem Thema geführt. Es scheint als wäre
das Bewusstsein ein Rätsel dessen Geheimnis die Wissenschaft nie lüften wird
können.
Zurzeit werden vor allem zwei gegensätzliche Standpunkte vertreten:
a) Das Bewusstsein lässt sich nicht algorithmisch erfassen, somit ist es nicht
möglich Bewusstsein beim Ablauf eines Algorithmus auf Hardware entstehen
zu lassen. Sondern es bedarf einer weiteren Komponente, wie etwa einer
Seele die ein materielles Objekt bewusst werden lässt.
b) Das Bewusstsein ist lediglich eine passive Begleiterscheinung die auftritt
wenn ein genügend komplexer Algorithmus auf einer Hardware abläuft. Anhänger dieses Standpunktes werden als Vertreter der starken KI bezeichnet.
Demnach wäre das Bewusstsein nicht im Stande, aktiv in das Geschehen
einzureifen.
Info 3: (www.matheboard.de/lexikon/Bewusstsein,definition.htm)
Bewusstsein ist die Fähigkeit zu erleben, im engeren Sinne zu erkennen und
damit auch sich selbst zu erkennen, sich als Individuum zu verstehen und die
Umwelt in Beziehung zu sich selbst zu setzen. Es ist ferner die Instanz, in
der mentale Zustände wie beispielsweise Schmerz, Wut und Farbempfindung
repräsentiert werden.“
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6. Was genau sind Emotionen?
Einige Definitionen dazu:
Info 1: (nach Kleinginna& Kleinginna, 1981)
Eine Emotion ist ein komplexes Muster von Veränderungen. Die Veränderungen
betreffen die physiologische Erregung, Gefühle, kognitive Prozesse und
Verhaltensweisen. Sie treten als Reaktion auf eine Situation auf, die ein Individuum
als persönlich bedeutsam wahrgenommen hat.
Info 2: (Wirtschaftslexikon Gabler)
Affekt, Gefühl, psychische Erregung; innere Empfindung, die angenehm oder
unangenehm empfunden und mehr oder weniger bewusst erlebt wird, z.B. Freude,
Angst, Kummer, Überraschung. Die Emotion ist ein komplexes Muster aus
physiologischen Reaktionen (z.B. Steigerung des Blutdrucks), Gefühlen (z.B. Liebe,
Wut), kognitiven Prozessen (Interpretation, Erinnerung und Erwartung einer Person)
sowie Verhaltensreaktionen (z.B. lachen, weinen).
Du kannst dir natürlich auch eigene Texte heraussuchen dazu!
Abschlussaufgabe:
Nun gehe nochmal zurück zur ursprünglichen Fragestellung und beantworte die Fragen dort
erneut
Zusätzlich nimm Stellung zu der Frage:
1. „Ist künstliche Intelligenz wirklich möglich?“ Was unterscheidet Mensch und
Maschine?
2. Kann man Intelligenz verändern – oder ist es wirklich nur angeboren?