Lernziele Vorlesung 2 PDF

Lernziele Vorlesung 2 Lernziele der 2. Vorlesung im Modul -0001 ü Open- und Closed-Loop Modelle ü Wichtige Hirnareale für die Planung/ Ausführung von Bewegungen ü Klassisches/ Operante Konditionierung...

Lernziele Vorlesung 2 Lernziele der 2. Vorlesung im Modul -0001 ü Open- und Closed-Loop Modelle ü Wichtige Hirnareale für die Planung/ Ausführung von Bewegungen ü Klassisches/ Operante Konditionierung ü Motorisches Lernen vs. Motorische Adaptation ü Phasenmodelle zum motorischen Lernen ü Konsolidierung vs. Retention im motorischen Lernprozess Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Fachbegriffe der Sportmotorik Motorische Kontrolle „Die motorische Kontrolle betrifft die internen Steuerungs- und Regulationsmechanismen, die äußerlich sichtbarem Bewegungsverhalten zugrunde liegen“ Aus Güllich & Krüger Sport- Das Lehrbuch für das Sportstudium 2013 ↳ damit ich mich bewegen kann , mus irgendwas im Kopper passieren Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Motorische Kontrolle: Etablierte Theorien Wie werden Bewegungen gesteuert und kontrolliert? Open-loop Modell der Bewegung ↳ inmal nicht mehr veränderbar Bewegung ausgeführt b 1z. B. Speerwurf) Bei sehr kurzen Bewegungen Steuerungszentrum (bis ca. 200 ms), z.B. Würfe, Schläge, Sprünge Aktions- Bewegungskommandos potenzial Effektoren (primär Zilmuskeln) Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Motorische Kontrolle: Etablierte Theorien Wie werden Bewegungen gesteuert und kontrolliert? Closed-loop Modell der Bewegung ↳ Bewegungen kommen Korrigiert werden Steuerungszentrum Feedback (Re-Afferenzen) Also mit peripheren Rückmeldungsprozessen! Bewegungskommandos Effektoren Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Vergleich zwischen open- und closed-loop Modellen Closed-loop Modell § Berücksichtigt eher „langsame“, komplexe Bewegungen (Feedback) >200ms § Änderung von Bewegungsabläufen möglich Open-loop Modell § Berücksichtigt eher schnelle, vorprogrammierte Bewegungen - im Tiefschnee anders auf der Piste Intentionales Lernen Inzidentelles Lernen (explizit) (implizit,d.h. zufällig) z.B. durch neue Situationen sich dazu entscheiden - sich nicht bewusst ist Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Modellhafte Beschreibungen von (Bewegungs-) Lernen: Klassische Ansätze (Bewegungs-) Lernen kann durch kontinuierliche Verstärkung (reward) optimiert/ gefestigt werden! B.F. Skinner Operante Konditionierung S → R → Konsequenz (C) Skinner, B. F. (1951). How to teach animals. Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Modellhafte Beschreibungen von (Bewegungs-) Lernen: Klassische Ansätze Klassische Konditionierung „Lernen“ als passive Lernform Ivan Pavlov Abb. aus https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d7/Pavlov's_dog.svg/440px- Pavlov's_dog.svg.png Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig  Motorisches Lernen….. Ø Kennzeichnet den Erwerb von Bewegungsfertigkeiten Ø Ist das direkte Ergebnis von Übung und Erfahrung Ø Ist (meist) nicht beobachtbar; es ist ein hypothetisches Konstrukt Ø Muss sich in einer relativ dauerhaften Veränderung des motorischen Verhaltens manifestieren Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig  Motorisches Lernen….. Ø Kann bewusst (explizit) oder unbewusst (implizit) ablaufen Ø Verläuft in Phasen (z.B. Phasenmodell Meinel-Schnabel) Ø Ist durch Automatisierung charakterisiert ↳ läuft unbewusst ab (gegen Ende des Lernprozesses) Ø Verändert das Gehirn (Funktion und Struktur)! neu Nervenzellen... Ø Optimiert Bewegungsabläufe (êFehler, é Präzision, éGeschwindigkeit, etc.) Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Fertigkeitslernen vs. Adaptation Motorisches Lernen Motorische Fertigkeitslernen Adaptation ↳ feine Bewegungen müssen bsp : ohne Hände Fahrrad erst erlent werden Zufahren -moterr Programm gibt motr Program schon > -. mus. angelegt werden ↳ nur jetzt gibt eine es spezif. Bedignung -muss angepasst werden Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Fertigkeitslernen vs. Adaptation Motorische Fertigkeitslernen Adaptation R Beginn Wiederherstellung eines Erweitert das sensomotorische System ursprünglichen Zustands der durch durch einen neuen motorischen Plan eine „Störung“ verursacht wird =keine neue Fertigkeit! Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig  Fertigkeitslernen („motor skill learning“) Becherstapeln =„relativ dauerhafte Veränderung des Bewegungsverhaltens“ Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig  Motorische Adaptation = Modifikationen von (gelernten) Bewegungsabläufen um auf wechselnde Umwelt- einflüsse reagieren zu können (eher kurzfristiger/ reversibler Prozess) dam - wir können alle Autofahren -- Trappi Jahren ist motor. Adaptation an veränderte Umwelt Anpassung - Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Motorisches Lernen – Wie lernt man sportbezogene Fertigkeiten?! Hohe Aufmerksamkeit Aneignung Neulernen bzw. Erwerb Überlernen = etwas ausgelernt und dann noch weiter Optimierung Geringe Aufmerksamkeit z.B. Stabilisierung bzw. Variation/ Anpassung an Automatisierung sich verändernde Umweltbedingungen Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Motorisches Lernen – Aneignungsphase bei komplexen motorischen Aufgaben Motorisches Lernen und Lehrkonzepte (A) Analytisch-Synthetische Methode: Seilummethode) Lernen einer komplexen Bewegung durch Vereinfachungsprinzipien Lange dam anlauf Zerschneiden" der Bewegung Weitsprung : nur bsp : :. Ø Verkürzung der „Programmlänge“ weil Bewegung zu „lang“ d.h. zu viele Teilbewegungen nacheinander Ø Verringerung der „Programmbreite“ aufgrund zahlreicher, gleichzeitig auszuführender Bewegungsteile Beispiel: Speerwurf Kraft Verkürzung der Programmlänge: z.B. Speerwurf aus Stand nach Roth 1990, S.13 Zeit Beispiel: Schwimmen Verkürzung der Programmbreite: z.B. isoliertes Erlernen von Arm- Beinbewegungen Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig  Motorisches Lernen und Lehrkonzepte (B) Ganzheitliche Methode (eher bei „einfachen“ Bewegungsabläufen): Ganzheitliches Lernen einer komplexen Bewegung, d.h. Gesamtbewegung wird nicht auf- oder zergliedert Weitere Differenzierungen Golfspielen eher Induktive Methode Deduktive Methode ↳ ich bezogen durch i Methode des eigenständigen Lernen mit Bewegungs- Übens anweisungen und –vorschriften Gefahr: Falsche Bewegungsmuster Vorteil: in kurzer Zeit optimales Ergebnis werden verfestigt/ erlernt! Nachteil: wenig Platz für Eigenständigkeit Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Verläufe von motorischem Lernen Lernverläufe/ Kurven sind individuell unterschiedlich (und hängen von der Komplexität der Aufgabe ab!) ideal ~ Typisch Leistung - Zeit/ Versuche Linearer Lernverlauf Positiv beschleunigter Negativ beschleunigter Lernverlauf Lernverlauf Komplexe Prof. Patrick Ragert, PhD Bewegungen BNW, Uni Leipzig Motorische Lernkurve mit Phaseneinteilung Phasen des motorischen Lernens nach Pöhlmann, 2005 5 Phasenmodell Schnelle Langsame Lernphase Lernphase (Minuten, Stunden) (Wochen, Monate) Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Modelle zum motorischen Lernen wissen 1 MausurTheoretische Modelle zum motorischen Lernen (nur einige Beispiele!!) Drei-Phasen-Modell nach MEINEL/SCHNABEL Entwicklung der Grobkoordination Entwicklung der Feinkoordination Stabilisierung der Feinkoordination u. variable Verfügbarkeit Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Motorisches Lernen – Die wichtigsten Lernphasen Drei-Phasen-Modell nach MEINEL/SCHNABEL: 1. Lernphase: Entwicklung der Grobkoordination Ein spezifisches Bewegungsgefühl existiert noch nicht Bewegung beinhaltet viele überflüssige Mitbewegungen (aufgrund von Korrekturmechanismen) meist fehlerhafte Gliederung des räumlich-zeitlichen Bewegungsablaufs ↳> beim Tischtennis ball nicht treffen , zu sehr Hoher Energieaufwand (Krafteinsatz) Hoher Konzentrationsaufwand Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Motorisches Lernen – Die wichtigsten Lernphasen Drei-Phasen-Modell nach MEINEL/SCHNABEL: 2. Lernphase: Entwicklung der Feinkoordination Entstehung von Bewegungsteilentwürfen Verbesserung des Bewegungsgefühls besseres Zusammenspiel von Kräften und Teilbewegungen Geringerer Konzentrationsaufwand Geringere Störanfälligkeit durch äußere Faktoren (jedoch immer noch geringe Präzision, fehlende Konstanz) Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Motorisches Lernen – Die wichtigsten Lernphasen Drei-Phasen-Modell nach MEINEL/SCHNABEL: 3. Lernphase: Stabilisierung der Feinkoordination und variable Verfügbarkeit Bewegung kann auch unter schwierigen/ ungewohnten Bedingungen sicher ausgeführt werden Aufmerksamkeit auf die Bewegung kann stark reduziert werden Daher mehr Aufmerksamkeit für: Taktik, Antizipation, Störeinflüsse ABER: eine absolute variable Verfügbarkeit der Bewegung wird nie erreicht! Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Motorisches Lernen – Alternatives Erklärungsmodell (biomechanisch) Drei-Phasen-Modell nach BERNSTEIN (Hierarchisches Modell) 1. Freezing =Einfrieren möglichst vieler Freiheitsgrade mit dem Ziel erster korrekter Ausführung (hier: hoher Grad an Anstrengung, hohe Fehleranfälligkeit) 2. Releasing =Sukzessives Freisetzen von Freiheitsgraden mit dem Ziel einer flüssigen und in der Regel fehlerfreien Ausführung (hier: Bewegung flüssiger, gelöster, lockerer) 3. Exploiting =Ausbeutung geeigneter Freiheitsgrade mit dem Ziel eines dynamischen Optimums der Bewegung (Beispiel Tennis: individuelle, extrem kurze Ausholbewegung, „gepeitschte Vorhand“) Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Motorisches Lernen – Konsolidierung und Retention Da Konsolidierung=Verfestigung Hausur gelerntes wollen wir behalten Phase nach Trainingsende Verfestigung von erlerntem innerhalb einer kurzen Lernphase Wichtiger Schritt zwischen schneller und langsamer Lernphase Schlaf spielt eine wichtige Rolle! 3 lernt ob- man Kann zu offline learning führen! (Hängt jedoch von der Komplexität wohl man nicht der motorischen Aufgabe ab) Wichtiger Hirnbereich: primärer Motorkortex (M1) aktiv trainiert nat Retention langeristige Beibehal motor Lemprozen ist abgeschlossen..B z. FahrradZugfahren Prozess nach erfolgreichem Lernen und Konsolidierung Leistungsverbesserung während/nach Training kann lange Zeit aufrecht erhalten werden (Wochen, Monate, Jahre), Beispiel: Fahrrad fahren etc. Retentionsrate kann gesteigert werden durch: A) Belohnung, B) Reihung, C) Pausengestaltung der Übung, etc. Wichtiger Hirnbereich: Hippokampus Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig  Einfluss von Schlaf auf motorisches Lernen (Konsolidierung) bessere Lernzwächset Debas et al. PNAS 2010 Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig Motorisches Lernen –Retention Beispiel: „Tracking task“ Retentions effekt guter Behaltenstest Retention: Leistungsverbesserung kann lange Zeit aufrecht erhalten werden! E Hängt aber von der Komplexität der Aufgabe und der Übedauer ab!! Fleishman und Parker J Exp Psychology 1962 Prof. Patrick Ragert, PhD BNW, Uni Leipzig