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VL Bewegungswissenschaft 7. Motor Control: Neue Theorien

VL Bewegungswissenschaft 7. Motor Control: Neue Theorien. Programmpunkte. Paradigmenwechsel nach Kuhn Ökologische Ansätze Direct Perception Natural physical approach System Dynamics Die „motor-action“ – Kontroverse Praktische Konsequenzen. Paradigmen nach Kuhn.

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Presentation Transcript

  1. VL Bewegungswissenschaft7. Motor Control: Neue Theorien

  2. Programmpunkte • Paradigmenwechsel nach Kuhn • Ökologische Ansätze • Direct Perception • Natural physical approach • System Dynamics • Die „motor-action“ – Kontroverse • Praktische Konsequenzen

  3. Paradigmen nach Kuhn • T.S. Kuhn:„The Structure of Scientific Revolutions“, 1962 • Wissenschaft schreitet in Paradigmenwechseln voran! • Paradigma = Betrachtungsweise, Musterbeispiel • PW nicht rational erklärbar, sondern eher wissenschaftssoziologisch • Wissenschaft ist nicht die reine Suche nach der reinen Wahrheit!

  4. Phasen der Wissenschaft nach Kuhn • Pre-science: Feld wird eher orientierungslos erforscht; Paradigmen werden importiert • Normal science:Konsens über die Art, Probleme zu betrachten; breite empirische Aktivitäten • Paradigm crisis:Widersprüche werden entdeckt, mit ad-hoc Revisionen zunächst erklärt oder ignoriert • Revolutionary science:Etablierung eines alternativen Paradigmas in harter Auseinandersetzung mit normal science

  5. NormalScience RevolutionaryScience Phasen der Wissenschaft nach Kuhn Pre-Science adhoc Ign. Alt.

  6. Paradigmen in der Psychologie • „Seelenpsychologie“, Wundt, 19. Jhdt. • Tiefenpsychologie, Freud, Anfang 20. Jhdt. • Behaviorismus, Skinner, bis 2. WK • Kognitionspsychologie, bis 80er • Ökologische Psychologie • Komplexität, Dynamik, Systemansatz • Umwelteinbindung • Selbstorganisationsphänomene

  7. Paradigmen in der Motorik

  8. Zuordnung der Betrachtungsweisen Ganzheitliche Betrachtungsweisen Morphologie Systemdynamischer Ansatz Konnektionismus Bewegungs- Wissenschaftliche Betrachtungs- weisen Biomechanische Betrachtungsweise Fähigkeitsorientierte Betrachtungsweise Funktionale Betrachtungsweisen Informationsverarbeitungstheorien Funktionsanalysen Modularitätshypothese Außenaspekt Innenaspekt

  9. Ökologische Psychologie

  10. Überblick • Nach Summers (1998): • Direct perception • Natural physical approach • Systemdynamik

  11. Direct Perception

  12. Direct perception • Einheit von Bewegung und Umwelt • Flow-fields von Gibson • Affordances: Handlungsmöglichkeiten, die sich aus den Eigenschaften der Umwelt ergeben • Direct perception: keine symbolische Repräsentation, kein Gedächtnis/Wissen

  13. Natural physical approach

  14. Natural physical approach • Bewegungen werden durch ihre physikalischen Randbedingungen bestimmt • Constraints: Randbedingungen, Einschränkungen • Beispiel: Jonglieren • Verwandtschaft/Überlappung mit Direct Perception

  15. Systemdynamische Ansätze BegriffeDas HKB-Experiment Golfbeispiel

  16. Definition • Der systemdynamische Ansatz beschäftigt sich mit: • komplexen Systemen (Bewegungen), die sich dynamisch verhalten • System als ganzheitlicher Zusammenhang von Teilen • Im Blickpunkt stehen Aspekte des Verhaltens, die nur durch die dynamische Interaktion zwischen Systemkomponenten auftreten • Komplexe Leistung als Ganzes steht im Vordergrund

  17. Grundannahmen • Verhalten und seine zeitliche Veränderung als Resultat emergenter Prozesse • durch Interaktion der Systemkomponenten entsteht etwas • Selbstorganisierend

  18. Dynamische Systeme • Wissenschaftszweig zum Studium komplexer Systeme (Motorik) • Ursprung Physik, dann aber in Medizin, Biologie, Wirtschaft, Soziologie, Psychologie, Sport • System: abgrenzbare Elemente + deren Relationen untereinander • Dynamisch: Veränderung in der Zeit

  19. Begriffe • Zustandsraum:alle möglichen Zustände des Systems definiert durch die Zustände der Teilsysteme • Systemdynamik:Bewegung des Systems durch den Zustandsraum in der Zeit • Konvergenz:Stabiler Zustand, auf den sich die Systemdynamik hin bewegt • Attraktor: • Verschiedene Zustände, die ein System einnehmen kann

  20. AngetriebenesPendel GedämpftesPendel j j 0 0 0 0 v v Beispiel: Pendel

  21. Beispiel Tennis Zustandsraum und Systemdynamik zweier Tennisspielerinnen

  22. Beispiel: Fußball Start Attraktor 0-1 Attraktor 1-0 Instabilitätsregionen

  23. Selbstorganisation • Selbstorganisation:Einnahme eines Attraktors durch interne Wechselwirkungen im System • Ohne Antrieb:nicht etwa durch Steuerung von außen oder durch Kontrolle durch ein Zentrum • Bewegungen werden als Selbstorganisationsprozesse der Motorik interpretiert!!!

  24. Merkmale dynamischer Systeme • Kritische Fluktuationen • Hysterese • Kritisches Slowing-down

  25. Fluktuationen Ordnungs-zustände Hysterese Kontrollparameter Zustandsdynamik

  26. Das „Kelso-Experiment“

  27. Kelso Experiment Kelso‘s Fingerwackel-Experiment InPhase AntiPhase Transition

  28. Zustandsdynamik Kelso Stab. Koor. Muster 1 180° Relative Phase 0° Stab. Koor. Muster 2 Frequenz

  29. Beispiel Tennis

  30. Meter +4 0 B schlägt außen,A wartet in der Mitte A schlägt außen,B wartet in der Mitte Position A Position B -4 Zeit Zustandsdynamik Kelso Cross-Rallye Vorhand Relative Phase: Anti-Phase 180°

  31. Position A Position B +4 Meter Longline-Rallye 0 A schlägt RH außen,B wartet in der Mitte B schlägt VH außen,A wartet in der Mitte -4 Zeit Zustandsdynamik Kelso Relative Phase: In-Phase 0°

  32. Zustandsdynamik Kelso

  33. Beispiel Golf

  34. Zustandsdynamik Golf Drive Pitch Chip 55 100 5 30 Entfernung zur Fahne [m]

  35. Übergänge Chip Pitch VollerSchlag Attraktoren Fluktuationen 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Entfernung zur Fahne Kritische Fluktuationen OperationalisierungFluktuationen:Laufende Standard-abweichungen der Abschwungzeitvon vier aufeinanderfolgenden Schwüngen

  36. Perturbationen im Tennis

  37. Perturbationen Tennis • Potentiallandschaft „Ballwechsel im Rückschlagspiel“ • Perturbation: Kritische Störung des relativen Gleichgewichts in einem Ballwechsel Ballwechsel Punkt für B Punkt für A Relative Stabilität Instabilität Instabilität Stabilität Stabilität Finaler Attraktor Finaler Attraktor

  38. The motor-action-controversy

  39. Programm-Theorien • Ökologische Theorien • Grundannahme • Mensch-Maschine • Ökologische Einheit • Bewegungskontrolle • Top-Down Hierarchisch • Bottom-Up, heterarchisch • Bewegungsmuster • GMPs, zentral gespeichert • Koordinationsmuster, selbstorganisierend • Bewegungsverlauf • programmiert • Emergent • Rolle der Muskulatur • Befehlsempfänger • Bewegungsgestalter Motor-Action-Kontroverse

  40. Praktische Konsequenzen

  41. Programm-Theorien • Ökologische Theorien • Rolle des Lehrers • Programmierer • Arrangeur • Rolle des Schülers • passiv • autonom • Motorik • Variabilität • Computer • Dynamisches System • Fehler • Fluktuation • Umwelt • Störgröße • Auslöser, Interaktion Unterschiede

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