Nils Kr. Rossing Vitensenteret/Skolelaboratoriet ved NTNU

Presentasjon om: "Nils Kr. Rossing Vitensenteret/Skolelaboratoriet ved NTNU"— Utskrift av presentasjonen:

1 Nils Kr. Rossing Vitensenteret/Skolelaboratoriet ved NTNU
Hvorfor lar vi oss lure? Nils Kr. Rossing Vitensenteret/Skolelaboratoriet ved NTNU En viktig oppgave for Vitensenteret er å skape undring, for undring skaper nysgjerrighet, og nysgjerrighet skaper motivasjon. Dette er viktig i skolen, men også ellers. Jeg føler meg privilegert som får lov til å arbeide her, og at jeg daglig kan få lov til å undre meg over nye ting. I undringen ligger det et element av ikke å ha full innsikt. Vi forstår ikke sammenhengene med en gang. Noen ganger liker vi det ikke, da blir vi frustrerte. Andre ganger liker vi å ikke ha full innsikt, da undres vi og bli nysgjerrige. Noen ganger er det greit aldri helt å forstå, men som oftest opplever vi det som en seier og svært tilfredsstillende å plutselig å forstå, få innsikt. I dette foredraget skal jeg utfordre dere gjennom en rekke problemstillinger og sammen skal vi både undre oss, men også oppleve gleden av å få innsikt. Noe av det vil kanskje være kjent, andre ting vil være nye og ukjente. Dersom dere skjønner sammenhengen, så kan vi drøye litt med å avsløre sammenhengen slik at flere får anledning til å undre seg.

2 Den mystiske vannkranen
Rennende vann En gang på 60-tallet oppdaget jeg til min store forundring en vindusutstilling i en av byens klesforretninger. Jeg ble stående som forsteinet foran vinduet og stirret på vannkranen som var hengt opp etter noen tynne tråder. Selv om kranen ikke var forbundet med noe røropplegg så fosset vannet ut av tuten på kranen. Senere innså jeg hvordan dette var mulig. Bildet viser en lignende vannkran utstilt på Vitensenteret i Trondheim. De fleste som ser denne modellen kjenner vel trikset, likevel har vi hatt besøk av elever i ungdomsskolealder som i frustrasjon over ikke å forstå hva som skjer, har knust pleksiglasskuppelen som beskytter den rennende kranen med rå muskelkraft for å stille sitt vitebegjær. Jeg tror vi blir fascinert av at det umulig synes å være mulig.

3 Vi lar oss fascinere av at det umulige ser ut til å være mulig
Om det vi ser er sant, så åpner det for uante muligheter Noen ganger blir vi skuffet når vi innser hvor enkel forklaringen er

4 Den mystiske vannkranen
Glassrør inne i vannstrålen

5 Ikke innsiktsproblemer
To typer problemer Innsiktsproblemer Løsningen kommer plutselig ved at vi får ny innsikt Ikke innsiktsproblemer Vi nærmer oss løsning gradvis ved å arbeide med problemstillingen

6 Innsiktsproblemer

7 Jo enklere jo bedre Denne problemstillingen er svært enkel og oversiktlig. Likevel så innser vi ikke løsningen umiddelbart. Kanskje fordi vi ikke har nok innsikt i enkel fysikk og vi ikke har fått alle opplysningene. Kunnskap er et meget viktig grunnlag for å få innsikt. I dette tilfellet så må man i tillegg også ha litt enkel fysikkforståelse. Ofte trenger vi kunnskap for å se løsningen. Noen ganger kan gammel kunnskap være et hinder

8 Mulldyr pusselet - et innsiktsproblem
Dette er opprinnelig et gammelt, klassisk puslespill som ble publisert første gang i 1857 i boka “The Magician's Own Book". I 1872 ga amerikaneren Sam Loyd nytt liv til pusselet. Loyd solgte pusselet til P. T. Barnum som kjøpte store mengder kort av typen som vist på figuren over til høyre, og kalte pusselet “P.T. Barnums Mule Trick”. Han brukte det i forbindelse med markedsføring av sine produkter. I løpet av noen få uker solgte han flere millioner slike kort. Også Sam Loyd tjente godt på salget. I løpet av kort tid tjente han over $.

9 Mulldyr problemet krever at vi tenker nytt Vi trenger å få ny innsikt.
I denne oppgaven “blendes” vi av at to av kortene viser to komplette muldyr. Det skal mye fantasi til for at vi mentalt skal kunne kombinere forparten på det ene kortet med bakparten av det andre ved hjelp av rytterkortet. Å komme på en slik løsning krever et mentalt C-moment. Vi må med andre ord, frigjøre oss fra alle vante forestillinger å reformulere problemstillingen. Vi har en tendens til å tenke tradisjonelt. For å løse rytterproblemet tenker vi at vi tar hest og setter en rytter på mulldyr. Vi tenker ikke at vi tar to halve mulldyr og setter rytter på hesten. Dette er en svært sjelden problemstilling i virkeligheten. Sjelden problemstilling

10 Get off the Earth – Puzzle

11 Get off the Earth – Puzzle

12 Get off the Earth – Puzzle

13 Janet Metcalfe Tampen-brenner metoden

14 ”Tampen-brenner” - metoden
Janet har studert hvordan hjernen arbeider under ulike typer problemstillinger. En av metodene hun og hennes gruppe har benyttet, er en såkalt: “Tampen brenner-metode”. Forsøkspersonene fikk i oppgave å løse en rekke problemer, samtidig som de underveis skulle angi hvor nær de følte at de var ved å finne løsningen på problemet. Dette ble gjort ved at de med korte mellomrom (ca. 15 sek) anga på en skala fra 1 (“kald”) til 7 (“varm”) hvor nær de følte at de var løsningen. Testene ga en rekke interessante resultater. Som ventet lå “tampen-brenner”-verdiene for innsiktsproblemene svært lavt til like før problemet ble løst, siden løsningen ofte kom plutselig og uforutsigbart. Hun fikk også bekreftet at ikke-innsiktsproblemer hadde en jevnt stigning “tampen brenner”-vurdering, siden løsningen kom som et resultat av hardt arbeid hos forsøkspersonene. Janet Metcalfe Professor i adferdspsykologi og nevrobiologi ved Colombia universitet i USA

15 La oss prøve oss på en naturvitenskapelig ”tryllekunst”

16 Brytningsindeks Brytningsindeksen for: Pleksiglass n = 1,488
Glyserol n = 1,473 Rapsolje n = 1,467 Pyrex n = 1,474

17 Hvorfor lar vi oss lure? Dere ser mynten
Dere ser at jeg putter mynten under tørkleet Jeg lar en av dere holde ”mynten” Dere hører den falle Dere ser ikke mynten i glasset når tørkleet fjernes Her legger jeg alle forhold til rette for å lure dere. Regien er riktig slik tryllekunstnere gjør det.

18 Om å reformulere et problem

19 Kortene med tall og bokstaver
Alle kort har en bokstav på den ene siden og et tall på den andre. Regel: Kort med vokaler har tall delelige med 2 på den andre siden. E 4 7 K Vi må snu E-en for om det er et oddtall bak er regelen brutt Vi må snu 7-tallet for om det er en vokal vak er regelen brutt Vi trenger ikke snu K fordi det spiller ikke noen rolle om det er et oddetall eller et partall Vi trenger ikke snu 4-tallet da det ikke spiller noen rolle om det er en vokal eller en konsonant bak Hvilke kort må vi snu for å være sikre på at regelen er oppfylt?

20 Ungdom under 18 år har ikke lov til å nyte alkohol
Festen ARNE BEATE Ungdom under 18 år har ikke lov til å nyte alkohol ID ? 17 Drikke ? ID ØL Drikke ID Drikke 20 ? ? ID COLA Drikke DANIEL CECILIE

21 Reformulering av problemet
Disse to problemene er i prinsippet identiske Vi lar oss lure til å tro at den første oppgaven er vanskelig fordi den er abstrakt Gjør vi problemet konkret og setter det inn i en kjent sammenheng, blir det ofte lett å se løsningen Det handler om å identifisere og reformulere problemet Setter vi et abstrakt problem inn i en kjent sammenheng, så faller ofte løsningen ut av seg selv.

22 Et enkelt regnestykke Hva sier intuisjonen?
En tennisrackert og en ball koster 110 kroner Rackerten koster 100 kroner mer enn ballen. Hvor mye koster ballen. Ikke regn på denne oppgaven, men bruk intuisjonen

23 De to prosessene Daniel Kahneman er psykolog som i mange år har studert våre beslutningsmekanismer. I 2002 fikk han Nobel-prisen i økonomi.

24 Er det egentlig så enkelt?
10 kr. + 110 kr. = 120 kr. Det som umiddelbart faller meg inn er at ballen må koste 10 kr, mens racketen må koste 100 kr. Men la oss se hva som skjer. 10 kr kr. = 120 kr. Løsningen på denne tankenøtten roper etter et svar og intuitivt er det et som ligger svært nær nemlig at balle koster 10 kroner og rackerten 5 kr. + 105 kr. = 110 kr.

25 To prosesser Prosess 1 … er intuitiv og kjapp og har stor tro på sine egne beslutninger. Den egner seg best til å ta raske rutinemessige avgjørelser. Prosess 1 Prosess 2 … er langsom og analytisk, og temmelig ”lat”. Den skal overvåke prosess 1 og gripe inn ved feilvurderinger. Men ofte tar den avgjørelsene til prosess1 for god fisk.

26 Test av studenter Mange tusen studenter ble testet i ”Rackerten og ballproblemet” og resultatet var meget tydelig: Mer enn 50 % av studentene ved Harvard, Princeton og MIT ga intuitive, men gale svar på spørsmålet Ved andre universiteter var andelen feil svar på over 80 % De spurte unnlater å tenke etter og tar det intuitive svaret for god fisk.

27 Når vi blir lurt til å lete etter løsningen på feil sted?
Linsemysteriet Noen blir sinte når de skjønner løsningen, de føler seg lurt. Men dette er en problemstilling vi møter ofte, ikke minst innen forskning. Vi har en problemstilling som ikke ser løsningen på, ganske enkelt av den grunn at vi leter på feil sted. Når vi blir lurt til å lete etter løsningen på feil sted?

28 Det handler om symmetri
Har horisontal symmetriakse CHECKED OK Har ingen symmetri

29 … om å se i feil retning Det er ikke uvanlig innen forskning at en har blikket rettet i feil retning når en skal forsøke å løse et problem. Hvordan kommer en ut av en slik situasjon? En må redefinere problemet. Vi må redefinere problemet. Hvilke forutsetninger legger vi til grunn for vårt resonnement? Hvordan tenker vi: - Hva er forskjellig med de to tekstene som gjør at de oppfører seg forskjellig? - Svar: Fargen er den opplagte forskjellen. - Svar: Plasseringen på arket. - Svar: Teksten er forskjellig. Hvilke eksperimenter kan en utføre for å avsløre løsningen: Kan vi endre på betingelsene - Snu teksten opp-ned

30 Om å bli lurt av sin forkunnskaper

31 Sammenføyningen Jeg har vist denne klossen til flere personer. En snekkerkyndig klør seg i hode å synes det hele ser ut som en umulig konstruksjon, en ung jente i 20-årene som studerer ved universitetet, syntes ikke sammenføyningen er så underlig. Forskjellen på disse to var at snekkeren, med mange års erfaring ikke umiddelbart klarte å se løsningen ut fra sine forutsetninger, han dannet seg et tradisjonelt bilde i hodet av hvordan slike sammenføyningen vanligvis lages, og på bakgrunn av denne kunnskapen ble konstruksjonen umulig. Mens den unge jenta hadde liten eller ingen erfaring med sammenføyninger og stusset derfor heller ikke over konstruksjonen. Hun tenkte kanskje: “Det er så mye som er uforståelig - denne er vel ikke mer uforståelig enn mye annet”.

32 Sammenføyningen

33 Når kunnskap blir et hinder
Å være kreativ handler om å vite når man skal gi slipp på tradisjonell kunnskap og tenke nytt.

34 Når vi overvurderer oss selv
Tampen-brenner-undersøkelsene ved løsning av innsiktsproblemer viste at: De som ikke klarte å løse innsiktsproblemene var de som hadde høyest skår på tampen-brenner-vurderingene under veis. Mens de som klarte oppgaven, lå svært lavt før de plutselig fikk høy skår når de fant løsningen. Gir opp å løse oppgaven Oppgaven løst Kanskje det mest overraskende resultatet av undersøkelsene med innsiktsproblemer var at de av forsøkspersonene som ikke klarte å løse oppgavene hadde høyere skår på “tampen brenner”-vurderingene underveis, enn hva de hadde de som faktisk klarte å løse oppgaven. Det kan se ut som om “ikke-løserne” hadde en tendens til å overvurdere sine evner til å løse slike oppgaver og feilvurderte hvor nær de var en løsning. Mens de som faktisk klarte å løse oppgaven til slutt, hadde et mer realistisk forhold til hvor nær de var løsningen. Metcalfe mener at kreative innsiktproblemer krever andre typer kognitive prosesser enn det som kreves ved logisk-analytiske oppgaver. Ved løsning av logisk-analytiske oppgaver anvendes tidligere erfaringer og kunnskaper i større grad enn for løsning av innsiktsproblemer. Hukommelsen er derfor en viktigere del av løsningsprosessen for løsning av denne type problemer. Overvurderer sine muligheter

35 Metcalfes forklaring Den verbale og bevisste hjernehalvdel
Den ikkeverbal ubevisste hjernehalvdel Venstre Høyre Spesialist på logisk-analytiske oppgaver Spesialist på løsning av innsiktsproblemer Venstre hjernehalvdel er spesialisert på logiske resonnementer og analyse av problemet, de såkalte ikke innsiktsproblemene. Disse problemene kan det gjerne settes ord på, de kan diskuteres og organiseres på logiske måter. For å løse denne type oppgaver er vi spesielt avhengige av vår tidligere kunnskap og ikke minst en god hukommelse. Vi er oss løsningsprosessen bevisst, og vi har, paradoksalt nok, innsikt i prosessen. Innsiktsproblemene løses på en annen måte enn de logisk-analytiske problemene. Disse løses ved at vi klarer å se en helhet i problemet, gjerne basert på at gjerne danner seg et bilde av problemstillingen. Slik prosesser er det høyre hjernehalvdel er så god på. Det som foregår i høyre hjernehalvdel har vi imidlertid liten innsikt i. Dette er prosesser som skjer i det ubevisste. Det er først når løsningen er funnet at den meddeles til den bevissete og verbale venstre hjernehalvdel. Løsningen kommer så å si som lyn fra klar himmel og gir en opplevelse av plutselig innsikt.

36 Noen topologiske problemer
Pusselet ble oppfunnet av Sam Loyd på bestilling fra presidenten for et livsforsikringsselskap i New York. President John McCall ble ikke særlig imponert da han første gang fikk se pusselet. Loyd satte imidlertid fast pinnen i knapphullet til McCall, og veddet 100$ mot en om at han ikke kom til å klare å løsne pinnen innen en halv time var gått, uten å klippe av tråden. McCall tapte veddemålet og sin ene dollar. Loyd sa så : “Jeg skal løsne pinnen for deg dersom du kjøper en livspolise av meg pålydende $”. På denne måten ble pusselet kjent, og Loyd mente selv at dette var et av hans mest vellykkede puslerier. Forsikringsagentene må ha brukt det med suksess, da uttrykket “to buttonhole” senere fikk betydningen “å fange en annens oppmerksomhet”. Det handler om å tenke nytt. Vi må frigjøre oss fra behovet for å smette løkka rundt pinnen. Vi må ta i bruk en annen egenskap av det mediet vi arbeider med, nemlig tøyets fleksibilitet. Vi må bruke denne fleksibiliteten til å forlenge sløyfa. Sam Loyd (1841 – 1911)

37 Om å verbalisere et innsiktsproblem
Metcalfe fant også ut at når problemløserne ble tvunget til å formulere et innsiktsproblem ble sjansene for å løse problemet redusert. Innsikts problem Venstre Høyre

38 Genseren (forenkling av problemstillingen)
Dette er et glimrende eksempel på at det hjelper å forenkle problemet. Klarer vi å rendyrke problemstillingen, så ser vi ofte løsningen bedre. Dersom vi forenkler genseren til et rør, så vil mye lettere innse løsningen.

39 Vrenge genser

40 Oppsummering Innsikts- og ikke innsiktsproblemer Krever ulike løsningsmetoder Tampen-brenner metoden Måling av hvor nært en føler at en er løsningen Om å overvurdere sine muligheter Venstre hjernehalvdel overvurderer gjerne sine muligheter til å løse innsiktsproblemer Reformulering av problemet Fruktbart å se på problemet på en ny måte, se inn i et nytt løsningsrom Verbalisering av et innsiktsproblem Uheldig å flytte problemet over i venstre hjernehalvdel ved å beskrive det

41 Oppsummering Konkretiser et abstrakt problem Konkretisering av et abstrakt problem gjør at vi gjenkjenner problemstillingen Kunnskap er bra til et visst punkt Kunnskap er viktig i noen sammenhenger. Kreativitet er å vite når det er på tide å frigjøre tanken fra det kjente og tenke nytt. Reformulering av problemet Fruktbart å se på problemet på en ny måte, se inn i et nytt løsningsrom Hvilke forutsetninger bygger mitt resonnement på, finnes det andre forutsetninger Forenkle problemstillingen mest mulig Skrell bort det uvesentlige rendyrk selve problemet Unngå verbalisering av et innsiktsproblem Uheldig å flytte problemet over i venstre hjernehalvdel ved å beskrive det

42 Hvorfor lar vi oss lure? Når vi ønsker å forstå, men ikke får det til:
Fordi vi ofte befinner oss i feil ”løsningsrom” eller ser i ”gal retning” Fordi vi ikke er villig til å gi slipp på det trygge og kjente Vi leter der vi er kjent og ikke der løsningen er. Når vi ønsker å begeistres: Fordi vi blir fascinert av at det umulige synes mulig. Det åpner for nye muligheter. Fordi det er som å gå på oppdagelsesferd i ukjent terreng Hva skjuler seg bak neste sving? Alt kan skje. Spenning.