Allgemeine Psychologie I an der Universität Heidelberg | Karteikarten & Zusammenfassungen

Lernmaterialien für Allgemeine Psychologie I an der Universität Heidelberg

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TESTE DEIN WISSEN

Kernidee der SDT

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Signal, das vorhanden oder abwesend ist 

- Signal abstrakt gemeint: Ton, Name, Erinnerung, Testergebnis

Detektionsentscheidung: das Signal wird als vorhanden oder abwesend eingestuft

Rauschen: Störquellen, die eine perfekte Detektion verhindern („Rauschen“ ist statistisch gemeint, vgl. „Fehlervarianz“)

- externe Rauschquellen: schlechtes Licht, laute Hintergrundgeräusche, Stimulusgröße usw. 

- interne Rauschquellen: begrenztes Seh-/Hörvermögen, Gedächtnisfehler, „neuronales Rauschen“

→ SDT: Aufgrund des Rauschens keine perfekte Detektion möglich. Wie lassen sich die Fehler, Verzerrungen und Präzision im Detektionsprozess formal beschreiben?

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Grundbegriffe der SDT

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aus der Kombination von Signal (vorhanden/abwesend) und Detektionsentscheiden (vorhanden/abwesend) ergibt sich die Konfusionsmatrix 

korrekte Entscheidung: hit (auch: Treffer, true positive) oder correct rejecton (korrekte Zurückweisung, true negative) falsche Entscheidung: false alarm (falscher Alarm, false positive) oder miss (Auslasser, false negative)

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Diskriminationsleistung d‘

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-> durch eine extreme Verschiebung des Kriteriums kann die Sensitivität bzw. Spezifität auf der Kosten der jeweils anderen Variable auf 100% gesteigert werden 

das Maß der Diskriminationsleistung d‘ (d-prime, d-Strich) kombiniert die Hit-Rate und False-Alarm-Rate und kann nicht durch eine Kritierumsverschiebung optimiert werden -> Trennung von Wahrnehmungsleistung und Antworttendenz 

d‘ = z(p(hit)) – z(p(false alarm)) 

die Formel drückt der Abstand der beiden Verteilungen (Rauschen vs. Rauschen plus Signal) auf der z-Skala aus 

z-Skala = eine andere Möglichkeit eine Wahrscheinlichkeiten auszudrücken; jeder p-Wert hat einen entsprechenden z-Wert

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Berechnung Diskriminationsleistung d‘

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d‘ = z(p(Hit)) – z(p(False alarm)) = Differenz zwischen Hit-Rate und False-Alarm- Rate auf der z-Skala

Anwendung:

(1) Hit-Rate und False-Alarm-Rate als Wahrscheinlichkeit bestimmen: 

- mit Konfusionsmatrix, Wert zwischen 0 und 1 oder Prozentwert 

- p(Hit) = Anzahl Hits / (Anzahl Hits + Anzahl Misses) 

- p(False Alarm) = Anzahl False Alarms / (Anzahl False Alarms + Correct Rejections)

(2) Wahrscheinlichkeiten mit Konverter oder Tabelle in z-Wert transformieren -> z(p(Hit)), z(p(False Alarm))

(3) Subtraktion ausführen -> z(p(Hit)) – z(p(False Alarm))

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Berechnung Kriterium c

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die Lage des Kriteriums c kann ebenfalls auf Basis der Hit-Rate und False-Alarm- Raten bestimmt werden

c = - 0,5 * (z(p(Hit)) + z(p(False Alarm)))

-> mit zunehmendem c sinken (negatives Vorzeichen!) sowohl Hit- als auch False- Alarm-Rate, bei abnehmendem c umgekehrt (vgl. konservatives/liberales Kriterium) 

Anwendung: Wie für d‘, nur Addition statt Subtraktion und Ergebnis mit – 0,5 multiplizieren.

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Warum Signalentdeckungstheorie?

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in 1940ern als allgemeine Theorie entwickelt 

- z.B. Radar-Detektion 

- engl.: Signal Detection Theory (SDT) 

in 1960er auf Psychophysiologie übertragen 

- Swets & Green (1966) Signal Detection Theory and Psychophysics 

von der der Struktur sehr einfache Theorie mit erstaunlichem Erklärungs-/Vorhersagewert universelle Anwendungsmöglichkeiten 

- Wahrnehmung, Gedächtnis, soziale Urteile 

- Methodik: klinischen Diagnostik, Statistik (t-Test, Bayes) 

- Meta-Psychologie: „false positives“ in der Forschung

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Exkurs: Warum Zahlen und Formeln?

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moderne Psychologie ist ein quantitatives Fach 

- formale Definitionen statt unscharfer verbaler Beschreibungen 

- nuancierte Beschreibung auch komplexer Zusammenhänge statt binärer verbaler Kategorien 

Formeln/Statistik ≠ mysteriöser Zeichensalat sondern formale Sprache mit sinnvollen Aussagen

!Lernen Sie Formeln zunächst nicht auswendig, sondern versuchen Sie sie (mit Geduld) zu verstehen!

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Beispiel: Diagnostik einer Erkrankung

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„liberales“ Kriterium (nach links verschoben)

erhöht Sensitivität = Wahrscheinlichkeit, einen tatsächlich positiven Fall („Erkrankt“) korrekt zu identifizieren

Kosten: mehr False Alarms, geringere Misses

Achtung, Verwechslungsgefahr: Die Diskriminationsleistung d’ wird tlw. ebenfalls als Sensitivität beizeichnet!


„konservatives“ Kriterium (nach rechts verschoben)

erhöht Spezifität = Wahrscheinlichkeit, einen tatsächlich negativen Fall („Gesund“) korrekt zurückzuweisen

Kosten: mehr Misses, geringere False Alarms


Kriterium genau zwischen Verteilungen = Misses und False Alarms gleich (keine Bias)

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Selektive Aufmerksamkeit

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„Inattentional Blindness“

Simons & Chabris (1999): „The invisible gorilla“:

Mehrere junge Menschen werfen sich Basketbälle zu. Eine Hälfte der Spieler trägt weiße T-Shirts, die andere schwarze. Der Betrachter eines Videos von der Szene wird aufgefordert, die Anzahl der Ballwechsel bei einem der Teams zu erfassen. Was vielen Zuschauern in der Konzentration verloren geht: Während der Sequenz marschiert ein Mensch im Gorillakostüm langsam durchs Bild, bleibt in der Bildmitte stehen, klopft sich auf die Brust und verschwindet erst nach mehreren Sekunden wieder. Circa die Hälfte der Beobachter übersieht dies. Zudem: Der Vorhang ändert die Farbe, ein Spieler aus dem schwarzen Team verlässt das Spiel)

Fazit:

• Aufmerksamkeit ist begrenzt

• Aufmerksamkeit ist selektiv

• Aufmerksamkeit ist lenkbar (bestimmte Inhalte werden in den Fokus genommen, andere ausgeblendet)

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„Change Blindness“

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Simon and Levin (1997): „The door study“:

• Veränderungsblindheit: Selbst große Veränderungen im visuellen Feld werden nicht bemerkt, wenn die Aufmerksamkeit gerade nicht auf den Ort der Veränderung gerichtet ist

Von Simons stammt allerdings auch ein zweites Experiment, welches auf der Straße – mit willkürlich ausgesuchten Passanten – abgehalten wurde. Ein in das Experiment eingeweihter Passant gab sich als orientierungslos aus und fragte Vorbeikommende nach dem Weg. Während diese den Weg beschrieben, liefen zwischen dem ahnungslosen Passanten und dem Lockvogel zwei Männer hindurch und transportierten eine Tür. Der Blickkontakt wurde dadurch getrennt und während diesem kurzen Zeitpunkt, tauschten der scheinbar orientierungslose Tourist und einer der Türträger die Plätze. Nachdem die Tür wieder aus dem Sichtfeld verschwand, stand plötzlich eine völlig fremde Person vor den erklärenden Passanten. Dieser Umstand wurde, vom Großteil der unfreiwilligen Probanden, nicht bemerkt. Diese erklärten dem Türträger nun den Weg.

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Aufmerksamkeitssteuerung

Auf welcher Basis wird ausgewählt welcher Information Aufmerksamkeit geschenkt wird?

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Prozesse der Aufmerksamkeitssteuerung (Posner, 1980)


Top-down/ endogen (von den Menschen selbst gesteuert): wissensbasiert, erfahrungsgeleitet, instruiert

Eine effiziente top-down Steuerung setzt also voraus, dass ein gewisses Wissen über die Anforderungen der Aufgabe vorliegt, oder dass man bereits Vorerfahrung mit einer Aufgabe sammeln konnte 

• Steuerung der Aufmerksamkeit auf Grund der Anforderungen einer durchzuführenden Aufgabe

• Beispiel für eine wissensbasierte Aufmerksamkeitslenkung (nach Strube):

Situation: Fußballspiel: Libero spielt weiten Pass auf rechten Außenstürmer:

- Laie achtet auf den Ball (Attraktion der Aufmerksamkeit durch die Bewegung des Objekts) -> bottom-up

- Experte (z.B. Schiedsrichter) achtet auf gegnerischen Verteidiger, der möglicherweise gleich ein Foul begehen wird


Bottom-up/ exogen: reizgesteuert, das Steuerelement liegt nicht in der Person selbst, sondern in dem Reiz, der in der Umwelt vorliegt (z.B. Fußball), dieser Reiz lenkt unweigerlich die Aufmerksamkeit auf sich, je auffälliger der Reiz, desto höher die Wahrscheinlichkeit, dass er die Aufmerksamkeit auf sich zieht 

• Bsp. Orientierungsreaktion bei Bewegung (z.B. Polizeisirene)

Salienz: auffällige Merkmale ziehen die Aufmerksamkeit an (helle Farben, hohe Kontraste); wichtig für erste Fixationen

-> wie stark sticht der Reiz aus seiner Umgebung hervor 

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Auditive Wahrnehmung

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Begriffsklärung

Was ist ein Ton/Geräusch? 

• Und wie misst man das? 

Wenn ein Baum im Wald umfällt und niemand ist da um es zuhören, macht es ein Geräusch? 

• Physikalische Definition: Töne und Geräusche sind Druckveränderungen in der Luft oder einem anderen Medium 

• Ja! Druckveränderung = Geräusch 

• Wahrnehmungsdefinition: Ein Ton oder Geräusch ist die Erfahrung, die wir machen, wenn wir hören 

• Nein! Jemand muss das Geräusch wahrnehmen

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Q:

Kernidee der SDT

A:

Signal, das vorhanden oder abwesend ist 

- Signal abstrakt gemeint: Ton, Name, Erinnerung, Testergebnis

Detektionsentscheidung: das Signal wird als vorhanden oder abwesend eingestuft

Rauschen: Störquellen, die eine perfekte Detektion verhindern („Rauschen“ ist statistisch gemeint, vgl. „Fehlervarianz“)

- externe Rauschquellen: schlechtes Licht, laute Hintergrundgeräusche, Stimulusgröße usw. 

- interne Rauschquellen: begrenztes Seh-/Hörvermögen, Gedächtnisfehler, „neuronales Rauschen“

→ SDT: Aufgrund des Rauschens keine perfekte Detektion möglich. Wie lassen sich die Fehler, Verzerrungen und Präzision im Detektionsprozess formal beschreiben?

Q:

Grundbegriffe der SDT

A:

aus der Kombination von Signal (vorhanden/abwesend) und Detektionsentscheiden (vorhanden/abwesend) ergibt sich die Konfusionsmatrix 

korrekte Entscheidung: hit (auch: Treffer, true positive) oder correct rejecton (korrekte Zurückweisung, true negative) falsche Entscheidung: false alarm (falscher Alarm, false positive) oder miss (Auslasser, false negative)

Q:

Diskriminationsleistung d‘

A:

-> durch eine extreme Verschiebung des Kriteriums kann die Sensitivität bzw. Spezifität auf der Kosten der jeweils anderen Variable auf 100% gesteigert werden 

das Maß der Diskriminationsleistung d‘ (d-prime, d-Strich) kombiniert die Hit-Rate und False-Alarm-Rate und kann nicht durch eine Kritierumsverschiebung optimiert werden -> Trennung von Wahrnehmungsleistung und Antworttendenz 

d‘ = z(p(hit)) – z(p(false alarm)) 

die Formel drückt der Abstand der beiden Verteilungen (Rauschen vs. Rauschen plus Signal) auf der z-Skala aus 

z-Skala = eine andere Möglichkeit eine Wahrscheinlichkeiten auszudrücken; jeder p-Wert hat einen entsprechenden z-Wert

Q:

Berechnung Diskriminationsleistung d‘

A:

d‘ = z(p(Hit)) – z(p(False alarm)) = Differenz zwischen Hit-Rate und False-Alarm- Rate auf der z-Skala

Anwendung:

(1) Hit-Rate und False-Alarm-Rate als Wahrscheinlichkeit bestimmen: 

- mit Konfusionsmatrix, Wert zwischen 0 und 1 oder Prozentwert 

- p(Hit) = Anzahl Hits / (Anzahl Hits + Anzahl Misses) 

- p(False Alarm) = Anzahl False Alarms / (Anzahl False Alarms + Correct Rejections)

(2) Wahrscheinlichkeiten mit Konverter oder Tabelle in z-Wert transformieren -> z(p(Hit)), z(p(False Alarm))

(3) Subtraktion ausführen -> z(p(Hit)) – z(p(False Alarm))

Q:

Berechnung Kriterium c

A:

die Lage des Kriteriums c kann ebenfalls auf Basis der Hit-Rate und False-Alarm- Raten bestimmt werden

c = - 0,5 * (z(p(Hit)) + z(p(False Alarm)))

-> mit zunehmendem c sinken (negatives Vorzeichen!) sowohl Hit- als auch False- Alarm-Rate, bei abnehmendem c umgekehrt (vgl. konservatives/liberales Kriterium) 

Anwendung: Wie für d‘, nur Addition statt Subtraktion und Ergebnis mit – 0,5 multiplizieren.

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Q:

Warum Signalentdeckungstheorie?

A:

in 1940ern als allgemeine Theorie entwickelt 

- z.B. Radar-Detektion 

- engl.: Signal Detection Theory (SDT) 

in 1960er auf Psychophysiologie übertragen 

- Swets & Green (1966) Signal Detection Theory and Psychophysics 

von der der Struktur sehr einfache Theorie mit erstaunlichem Erklärungs-/Vorhersagewert universelle Anwendungsmöglichkeiten 

- Wahrnehmung, Gedächtnis, soziale Urteile 

- Methodik: klinischen Diagnostik, Statistik (t-Test, Bayes) 

- Meta-Psychologie: „false positives“ in der Forschung

Q:

Exkurs: Warum Zahlen und Formeln?

A:

moderne Psychologie ist ein quantitatives Fach 

- formale Definitionen statt unscharfer verbaler Beschreibungen 

- nuancierte Beschreibung auch komplexer Zusammenhänge statt binärer verbaler Kategorien 

Formeln/Statistik ≠ mysteriöser Zeichensalat sondern formale Sprache mit sinnvollen Aussagen

!Lernen Sie Formeln zunächst nicht auswendig, sondern versuchen Sie sie (mit Geduld) zu verstehen!

Q:

Beispiel: Diagnostik einer Erkrankung

A:

„liberales“ Kriterium (nach links verschoben)

erhöht Sensitivität = Wahrscheinlichkeit, einen tatsächlich positiven Fall („Erkrankt“) korrekt zu identifizieren

Kosten: mehr False Alarms, geringere Misses

Achtung, Verwechslungsgefahr: Die Diskriminationsleistung d’ wird tlw. ebenfalls als Sensitivität beizeichnet!


„konservatives“ Kriterium (nach rechts verschoben)

erhöht Spezifität = Wahrscheinlichkeit, einen tatsächlich negativen Fall („Gesund“) korrekt zurückzuweisen

Kosten: mehr Misses, geringere False Alarms


Kriterium genau zwischen Verteilungen = Misses und False Alarms gleich (keine Bias)

Q:

Selektive Aufmerksamkeit

A:

„Inattentional Blindness“

Simons & Chabris (1999): „The invisible gorilla“:

Mehrere junge Menschen werfen sich Basketbälle zu. Eine Hälfte der Spieler trägt weiße T-Shirts, die andere schwarze. Der Betrachter eines Videos von der Szene wird aufgefordert, die Anzahl der Ballwechsel bei einem der Teams zu erfassen. Was vielen Zuschauern in der Konzentration verloren geht: Während der Sequenz marschiert ein Mensch im Gorillakostüm langsam durchs Bild, bleibt in der Bildmitte stehen, klopft sich auf die Brust und verschwindet erst nach mehreren Sekunden wieder. Circa die Hälfte der Beobachter übersieht dies. Zudem: Der Vorhang ändert die Farbe, ein Spieler aus dem schwarzen Team verlässt das Spiel)

Fazit:

• Aufmerksamkeit ist begrenzt

• Aufmerksamkeit ist selektiv

• Aufmerksamkeit ist lenkbar (bestimmte Inhalte werden in den Fokus genommen, andere ausgeblendet)

Q:

„Change Blindness“

A:

Simon and Levin (1997): „The door study“:

• Veränderungsblindheit: Selbst große Veränderungen im visuellen Feld werden nicht bemerkt, wenn die Aufmerksamkeit gerade nicht auf den Ort der Veränderung gerichtet ist

Von Simons stammt allerdings auch ein zweites Experiment, welches auf der Straße – mit willkürlich ausgesuchten Passanten – abgehalten wurde. Ein in das Experiment eingeweihter Passant gab sich als orientierungslos aus und fragte Vorbeikommende nach dem Weg. Während diese den Weg beschrieben, liefen zwischen dem ahnungslosen Passanten und dem Lockvogel zwei Männer hindurch und transportierten eine Tür. Der Blickkontakt wurde dadurch getrennt und während diesem kurzen Zeitpunkt, tauschten der scheinbar orientierungslose Tourist und einer der Türträger die Plätze. Nachdem die Tür wieder aus dem Sichtfeld verschwand, stand plötzlich eine völlig fremde Person vor den erklärenden Passanten. Dieser Umstand wurde, vom Großteil der unfreiwilligen Probanden, nicht bemerkt. Diese erklärten dem Türträger nun den Weg.

Q:

Aufmerksamkeitssteuerung

Auf welcher Basis wird ausgewählt welcher Information Aufmerksamkeit geschenkt wird?

A:

Prozesse der Aufmerksamkeitssteuerung (Posner, 1980)


Top-down/ endogen (von den Menschen selbst gesteuert): wissensbasiert, erfahrungsgeleitet, instruiert

Eine effiziente top-down Steuerung setzt also voraus, dass ein gewisses Wissen über die Anforderungen der Aufgabe vorliegt, oder dass man bereits Vorerfahrung mit einer Aufgabe sammeln konnte 

• Steuerung der Aufmerksamkeit auf Grund der Anforderungen einer durchzuführenden Aufgabe

• Beispiel für eine wissensbasierte Aufmerksamkeitslenkung (nach Strube):

Situation: Fußballspiel: Libero spielt weiten Pass auf rechten Außenstürmer:

- Laie achtet auf den Ball (Attraktion der Aufmerksamkeit durch die Bewegung des Objekts) -> bottom-up

- Experte (z.B. Schiedsrichter) achtet auf gegnerischen Verteidiger, der möglicherweise gleich ein Foul begehen wird


Bottom-up/ exogen: reizgesteuert, das Steuerelement liegt nicht in der Person selbst, sondern in dem Reiz, der in der Umwelt vorliegt (z.B. Fußball), dieser Reiz lenkt unweigerlich die Aufmerksamkeit auf sich, je auffälliger der Reiz, desto höher die Wahrscheinlichkeit, dass er die Aufmerksamkeit auf sich zieht 

• Bsp. Orientierungsreaktion bei Bewegung (z.B. Polizeisirene)

Salienz: auffällige Merkmale ziehen die Aufmerksamkeit an (helle Farben, hohe Kontraste); wichtig für erste Fixationen

-> wie stark sticht der Reiz aus seiner Umgebung hervor 

Q:

Auditive Wahrnehmung

A:

Begriffsklärung

Was ist ein Ton/Geräusch? 

• Und wie misst man das? 

Wenn ein Baum im Wald umfällt und niemand ist da um es zuhören, macht es ein Geräusch? 

• Physikalische Definition: Töne und Geräusche sind Druckveränderungen in der Luft oder einem anderen Medium 

• Ja! Druckveränderung = Geräusch 

• Wahrnehmungsdefinition: Ein Ton oder Geräusch ist die Erfahrung, die wir machen, wenn wir hören 

• Nein! Jemand muss das Geräusch wahrnehmen

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