Mental modell

En mental modell er et forsøk på å forklare et individs tankeprosess om hvordan noe fungerer i den virkelige verden. Det er en representasjon av verden slik individet forstår den, relasjonen mellom dens forskjellige deler og individets egne intuitive persepsjoner av sine handlinger og konsekvensene av disse. Mentale modeller kan være med på å forme atferd og sette en tilnærming til problemløsning (lignende en personlig algoritme) og til utførelsen av oppgaver.

En mental modell er et slags indre symbol eller representasjon av den ytre virkeligheten som er antatt å spille en viktig rolle i kognisjon, resonnement og beslutningstaking. Kenneth Craik postulerte i 1943 at sinnet konstruerer “småskalamodeller” av virkeligheten som det bruker til å forutse hendelser.  

Jay Wright Forrester definerte generelle mentale modeller som:

«Bildet av verden rundt oss som vi bærer med oss i vårt hode, det er kun en modell. Ingen kan forestille seg hele verden, regjeringen eller landet sitt i sitt hode. Han har noen valgte begreper og relasjonene mellom dem, og bruker så disse til å representere det virkelige systemet (Forrester, 1971).»

Begrepet «mentale modeller» brukes som regel for å referere til mentale representasjoner i psykologien eller til en mental simulering generelt. Kognitive skjema (psykologi) og konseptuelle modeller er kognitivt nærliggende begreper. Andre ganger kan begrepet brukes for å referere til mentale modeller og resonnering eller til den mentale modellteorien om resonnement som ble utviklet av Philip Johnson-Laird og Ruth M.J. Byrne.

Historie

Selve begrepet mental modell antas å ha sin opprinnelse i fra Kenneth Craik sin bok The Nature of Explanation som ble utgitt i 1943. Georges-Henri Luquet argumenterte for at barn kontruerte sine egne interne modeller av virkeligheten i boken Le dessin enfantin (Barnetegninger) som ble utgitt i 1927 Av Alcan, Paris, et synspunkt som senere skulle påvirke arbeidet til flere andre psykologer inkludert barnepsykologen Jean Piaget i hans arbeid med barn.

Philip Johnson-Laird publiserte Mental Models: Towards a Cognitive Science of Language, Inference and Consciousness i 1983. Det samme året begynte Dedre Gentner og Albert Stevens arbeidet med å redigere en del kapitler fra boken med den samme tittelen Mentale Modeller. Den første linjen i boken deres forklarer ideen videre: "En funksjon av dette kapitlet er å utdype det åpenbare; et individs syn på verden, og på seg selv og sine egne evner, og på de oppgavene de blir bedt om å utføre eller på de emnene de blir bedt om å lære vil avhenge av konseptualiseringen de tar med seg til oppgaven."(se boken Mental Models).

Siden den gang har ideen blitt diskutert og brukt innen områder som menneske-datamaskin-interaksjon og brukervennlighet av forskere som Donald Norman og Steve Krug (i sin bok Don't Make Me Think). I 1983 tok Walter Kintsch og Teun A. van Dijk i bruk begrepet situasjonsmodell (i boken Strategies of Discourse Comprehension, 1983) og brukte begrepet til å vise relevansen av mentale modeller i produksjonen og forståelsen av diskurs.    

Charlie Munger populariserte bruken av tverrfaglige mentale modeller for å ta forretnings-og investeringsbeslutninger.

Mentale modeller og resonnering

En tilnærming til menneskelig resonnering legger frem argumentet om at resonnering er avhengig av mentale modeller som individet har konstruert av virkeligheten. I denne tilnærmingen benytter individet seg av mentale modeller som er konstruert fra individets egne persepsjoner, forestillinger eller fra forståelsen av diskurs (Johnson-Laird, 1983). Slike mentale modeller ligner på modellene som en arkitekt ville ha tegnet av et hus eller fysikernes tegning av diagrammer i den forstand at strukturen deres er analog med strukturen i situasjonen som de representerer. I motsetning til de formelle regelbaserte teoriene om resonnering så vil ikke de mentale modellene følge strukturen til den logiske formen. I den forbindelse er mentale modeller mer som bildene i bildeteorien om språk som ble postulert i 1922 av filosofen Ludwig Wittgenstein. Philip Johnson-Laird og Ruth M.J. Byrne utviklet sin mentael modellteori om resonnering på antagelsen om at resonnering er avhengig av mentale modeller og ikke på antagelsen om at resonnering trenger en logisk form (Johnson-Laird and Byrne, 1991).  

Prinsipper for mentale modeller

Mentale modeller skiller seg fra de andre representasjonene for resonnering i psykologien ved at de er basert på ett lite sett med aksiomer (Byrne and Johnson-Laird, 2009). Således vil hver mentale modell representerer en mulighet. En mental modell beskriver én mulighet og inneholder det som er felles for alle de forskjellige måtene som en mulighet kan oppstå på i den modellen (Johnson-Laird and Byrne, 2002). Mentale modeller er ikoniske i den forstand at hver del av modellen svarer til hver del av det den representerer (Johnson-Laird, 2006). Mentale modeller er basert på prinsippet om sannhet (sannhetsprinsippet) dvs. de representerer vanligvis kun de situasjonene som er mulige og hver av modellene representerer kun det som er sant i den muligheten da i henhold til proposisjonen, men de mentale modellene kan også representere det som er usant eller midlertidig antatt å være sant som ved kontrafaktiske betingelser og kontrafaktisk tenkning. (Byrne, 2005)

Resonnering med mentale modeller

Et individ vil anta at en konklusjon er gyldig hvis den inneholder alle mulighetene i en modell. Prosedyrene for å resonnere med mentale modeller er avhengig av at det finnes noen form for mot-eksempler som kan avkrefte de ugyldige slutningene i modellen. Disse mot-eksemplene vil etablere en form for gyldighet til modellen ved å forsikre dem om at konklusjonen holder over alle premissene i modellen. «Reasoners» fokuserer som regel kun på et lite antall av modeller som de har tilgjengelig når de skal løse problemer som involverer flere modeller, og som oftest kun på en enkelt modell. Det er flere faktorer som påvirker hvor raskt eller lett et individ utfører deduksjoner blant annet alder og arbeidshukommelse (Barrouillet, et al., 2000). «Reasoners» forkaster konklusjonen hvis de finner et mot-eksempel dvs. en mulighet der premisset holder (er sann), men konklusjonen ikke gjør det (Schroyens, et al. 2003; Verschueren, et al., 2005).

Kritikk

Den vitenskapelige debatten om hvorvidt menneskelig resonnering er basert på mentale modeller kontra formelle regler for slutninger (f. Eks. O ' Brien, 2009), domenespesifikke regler for slutninger (f. Eks. Cheng & Holyoak, 2008; Cosmides, 2005), eller sannsynligheter (f.Eks. Oaksford and Chater, 2007) fortsetter enda. Flere empiriske sammenligninger har blitt utført med de forskjellige teoriene (F. Eks. Oberauer, 2006).

Mentale modeller av dynamiske systemer: mentale modeller i systemdynamikk

Karakteristikker

En mental modell er generelt:

• basert på ikke-kvantifiserbare, uangripelige, obskure eller ufullstendige fakta;

• fleksibel - betydelig variabel i positiv forstand så vel som i negativ forstand;
• et informasjonsfilter som resulterer i selektiv persepsjon, dvs. persepsjon som er basert på en begrenset del av informasjonen som er tilgjengelig i omgivelsene;
• svært begrenset, sammenlignet med kompleksiteten i verden, og selv når en vitenskapelig modell er omfattende og i samsvar med en viss virkelighet i utledningen av de logiske konsekvensene av den så må det tas hensyn til slike begrensninger som arbeidsminne; dvs. regler for maksimalt antall elementer som folk er i stand til å huske på et gitt tidspunkt, gestaltismer eller svikt i prinsippene for logikk, osv.;
• avhengig av informasjonskilder som man ikke finner noen andre steder og som er tilgjengelige når som helst for individet som bruker dem og som kan brukes av individet.

Mentale modeller er en grunnleggende måte å forstå organisatorisk læring på. I populærvitenskapelig språkbruk har mentale modeller blitt beskrevet som "dypt holdte bilder av tenkning og handling". Mentale modeller er så grunnleggende for å forstå verden at folk knapt er bevisste på dem.

Uttrykk for mentale modeller i dynamiske systemer

S. N. Groesser og M. Schaffernicht (2012) beskriver tre grunnleggende metoder som vanligvis brukes:

• Årsakssløyfediagrammer - viser tendensen og retningen til informasjonstilkoblingene, og de resulterende årsaks-og tilbakemeldingsløkkene
• Systemstrukturdiagrammer – en annen måte å uttrykke strukturen til et kvalitativt dynamisk system
• Lager - og flytdiagrammer - en måte å kvantifisere strukturen til et dynamisk system

Disse metodene tillater å vise en mental modell av et dynamisk system som en eksplisitt, skriftlig modell om et bestemt system basert på en indre overbevisning. Arbeidet med å analysere de grafiske representasjonene fra modellene har gitt en økning i forskning på tvers av de mange områdene innenfor det samfunnsvitenskapelige feltet . I tillegg til dette har det blitt utviklet programvare verktøy som har prøvd å fange opp og analysere de strukturelle og funksjonelle egenskapene hos de individuelle mentale modellene slik som Mental Modeler, "et deltakende modelleringsverktøy basert i fuzzy-logic cognitive mapping", som har blitt utviklet og brukt for å samle inn/sammenligne/kombinere representasjoner av mentale modeller fra ulike individer for bruk i samfunnsvitenskapelig forskning, samarbeidende beslutningstaking og naturressursplanlegging.

Mentale modeller i systemdynamikk og systemisk tenkning

I forenklingen av virkeligheten kan det å lage en mental modell skape en følelse av en virkelighet som søker å overvinne systemisk tenkning og systemdynamikk.

De to disiplinene kan bidra med å konstruere en bedre koordinering av virkeligheten ved bruk av mentale modeller og simulere den mer nøyaktig. De kan videre øke sannsynligheten for at konsekvensene for hvordan man tar avgjørelser og handler er i samsvar med hvordan man planlegger.

• Systemdynamikk - utvidelse av mentale modeller gjennom å lage eksplisitte modeller som er klare, lett kommuniserbare og som kan sammenlignes med hverandre.
• Systemisk tenkning - søker midler til å forbedre de mentale modellene og derved å forbedre kvaliteten på dynamiske beslutninger som er basert på mentale modeller.

Eksperimentelle studier utført i vektløshet og på jorden ved hjelp av neuroimaging viste at mennesker er utstyrt med en mental modell for effekten av tyngdekraften på objektbevegelse.

Enkel -og dobbeltsløyfelæring

Etter å ha analysert de grunnleggende egenskapene i modellen så kommer prosessen med å endre de mentale modellene hos individet dvs. læringsprosessen til et individ. Læring er en tilbakekoblingsprosess, og tilbakekoblingssløyfer kan illustreres som: enkeltsløyfelæring eller dobbeltsløyfelæring.

Enkelsløyfelæring

Mentale modeller påvirker måten som et individ vil jobbe med informasjonen på og hvordan de tar den endelige avgjørelsen. Selve avgjørelsen endres i prosessen, men de mentale modellene forblir de samme. Det er den dominerende læringsmetoden fordi den er veldig praktisk.

Dobbeltsløyfelæring

Dobbeltsløyfelæring (se diagram nedenfor) brukes når det er nødvendig å endre den mentale modellen som en beslutning avhenger av. I motsetning til enkeltsløyfer inkluderer denne modellen et skifte i forståelsen hos individet, fra enkel og statisk til en bredere og mer dynamisk, for eksempel ved å ta hensyn til endringene i omgivelsene og behovet for uttrykksendringer i mentale modeller.

Læringsprosessen
Tilbakekoblingsprosess	Enkelsløyfelæring	Dobbelsløyfelæring

Se også

• Kognitiv psykologi
• Pedagogisk psykologi
• Nevrolingvistisk programmering
• Nevroplastisitet
• Systemdynamikk

Kilder

• Barrouillet, P. et al. (2000). Conditional reasoning by mental models: chronometric and developmental evidence. Cognit. 75, 237-266.
• Byrne, R. M. J. (2005). The Rational Imagination: How People Create Alternatives to Reality. Cambridge MA: MIT Press.
• Byrne, R. M. J. & Johnson-Laird, P. N. (2009). 'If' and the problems of conditional reasoning. I: Trends in Cognitive Sciences. 13, 282-287
• Cheng, P. C. Og Holyoak, K. J. (2008) Pragmatic reasoning schemas. I: Reasoning: studies of human inference and its foundations (Adler, J. E. Og Rips, L. J., red.), pp. 827-842, Cambridge University Press
• Cosmides, L. et al. (2005) Detecting cheaters. Trends in Cognitive Sciences. 9,505–506
• Forrester, J. W. (1971) Counterintuitive behavior of social systems. I: Technology Review.
• Oberauer K. (2006) Reasoning with conditionals: A test of formal models of four theories. Cognit. Psychol. 53:238–283.
• O ' Brien, D. (2009). Human reasoning includes a mental logic. I: Behav. Brain Sci. 32, 96–97
• Oaksford, M. og Chater, N. (2007) Bayesian Rationality. Oxford University Press
• Johnson-Laird, P. N. (1983). Mental Models: Towards a Cognitive Science of Language, Inference, and Consciousness. Oslo: Universitetsforlaget.
• Johnson-Laird, P. N. (2006) How We Reason. Oxford University Press
• Johnson-Laird, P. N. Og Byrne, R. M. J. (2002) Conditionals: a theory of meaning, inference, and pragmatics. Psychol. Rev. 109, 646–678
• Schroyens, W. et al. (2003). In search of counterexamples: Deductive rationality in human reasoning. Quart. J. Exp. Psychol. 56 (A), 1129-1145.
• Verchueren, N. et al. (2005). Everyday conditional reasoning: A working memory-dependent tradeoff between counterexample and likelihood use. Mem. Cognit 33, 107-119.

Videre lesning

• Georges-Henri Luquet (2001). Children's Drawings. Free Association Books. ISBN 1-85343-516-3
• Chater, N. et al. (2006) Probabilistic Models of Cognition: Conceptual Foundations. Trends Cogn Sci 10(7):287-91. doi:10.1016/j.tics.2006.05.007.
• Gentner, Dedre; Stevens, Albert L., red. (1983). Mental Models. Hillsdale: Erlbaum 1983.
• Groesser, S. N. (2012). Mental model of dynamic systems Arkivert 6. mars 2023 hos Wayback Machine.. I: N. M. Seel (Red.). The encyclopedia of the sciences of learning, bind 5, pp. 2195–2200). New York: Springer.
• Groesser, S. N. & Schaffernicht, M. (2012). Mental Models of Dynamic Systems: Taking Stock and Looking Ahead. System Dynamics Review, 28 (1): 46-68, Wiley.
• Johnson-Laird, P. N. 2005. The History of Mental Models
• Jones, N. a. et al. (2011). "Mental Models: an interdisciplinary synthesis of theory and methods" I: Ecology and Society.16 (1): 46.
• Jones, N. a. et al. (2014). "Eliciting mental models: a comparison of interview procedures in the context of natural resource management" Ecology and Society.19 (1): 13.
• Prediger, S. (2008). "Discontinuities for mental models - a source for difficulties with the multiplication of fractions Arkivert 6. mars 2023 hos Wayback Machine." Proceedings of ICME-11, Topic Study Group 10, Research and Development of Number Systems and Arithmetic. (Se også Predigers henvisning til Fischbein 1985 og Fischbein 1989, "Tacit models and mathematical reasoning".)
• Robles-De-La-Torre, G. & Sekuler, R. (2004). "Numerically Estimating Internal Models of Dynamic Virtual ObjectsArkivert 17. mai 2008 hos Wayback Machine. {{Wayback|url=http://www.roblesdelatorre.com/gabriel/GR-RS-Estimating-Internal-Models.pdf |date=20080517084201 [https://web.archive.org/web/20080517084201/http://www.roblesdelatorre.com/gabriel/GR-RS-Estimating-Internal-Models.pdf Arkivert 17. mai 2008 hos Wayback Machine. Arkivert] 2008-05-17 hos Wayback Machine". I: ACM Transactions on Applied Perception 1(2), ss. 102–117.
• Sterman, John D. A Skeptic’s Guide to Computer Models, Massachusetts Institute of Technology

Eksterne lenker

• Hjemmesiden til forskningsgruppen Mental Models and Reasoning Laboratory Besøkt 24. februar 2023.
• Hjemmesiden til Systems Analysis, Modelling and Prediction Group, University of Oxford (Arkivert)
• Hjemmesiden til System Dynamics Society Besøkt 24. februar 2023.