Untersuchen, wie Wissenschaftler denken

Dieser Artikel von ScienceLives wurde in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation an LiveScience übergeben.

Die Forschung von Nancy J. Nersessian basiert auf der Frage "Wie denken Wissenschaftler?" Nersessians Forschung konzentriert sich darauf, wie die kognitiven und lernenden Praktiken von Wissenschaftlern und Ingenieuren zu kreativen und innovativen Ergebnissen führen. Sie ist Professorin für Kognitionswissenschaft am Georgia Institute of Technology und hat am Ivan Allen College für Geisteswissenschaften an der School of Public Policy und am College of Computing School of Interactive Computing eine Anstellung gefunden.

Ihre Forschung unterstützt die Einsicht, dass Wissenschaftler nicht nur mit Ideen denken, sondern auch mit den Artefakten, die sie zur Erforschung der Natur erschaffen. Nersessian ist einer der Pioniere des interdisziplinären Feldes der Kognitionsstudien von Wissenschaft und Technologie, das Psychologen, Wissenschaftsphilosophen, Forscher der künstlichen Intelligenz und kognitive Anthropologen umfasst.

Um mehr über Nersessians Forschung zu erfahren, lesen Sie Erstellen von wissenschaftlichen Konzepten (MIT Press, 2008) und Wissenschaft als Psychologie: Sense-making und Identität in der Wissenschaftspraxis (Co-Autor mit den Arbeitsgruppen L. Osbeck, K. Malone und W. Newstetter; Cambridge University Press 2011). Um mehr darüber zu erfahren, was Nersessian inspiriert, sehen Sie sich ihre Antworten auf die folgenden 10 ScienceLives-Fragen an.

Name: Nancy J. Nersessian
Institution: Georgia Institute of Technology
Forschungsbereich: Kognitionswissenschaft und Wissenschaftsphilosophie

Was hat Sie dazu inspiriert, sich für dieses Studienfach zu entscheiden?
Ich liebte Mathematik von dem Moment an, als ich es antraf. Ich entwickelte schon früh eine Leidenschaft für Physik, als meine Neugier auf Einstein geweckt wurde. Ich wollte seine mysteriöse Theorie und ihre Aussagen über das Universum verstehen können. Später wurde ich neugierig, wie er - oder irgendjemand - eine völlig neue Theorie erschaffen könnte.

Also wurde ich inspiriert, Mathe und Physik zu studieren, aber im Rückblick war dies der Beginn meines Lebens als Philosoph und Kognitionswissenschaftler. Ich wusste nur nicht, dass diese Felder existierten. Ich begann mein Studium als Physiklehrer, aber die Art und Weise, wie die Kurse gelehrt wurden, machte sie für mich langweilig. Ich habe Philosophie entdeckt, obwohl ich als Junior einen Einführungskurs absolvieren musste.

Ich habe mich versehentlich mit einem hoch angesehenen Philosophen der Physik zusammengetan. Er lehrte den Kurs als Einführung in die Philosophie von Raum und Zeit. Ich war süchtig - ich wechselte zu einem Doppel-Major in Physik und Philosophie und ging auf die Graduate School, um die Philosophie der Physik zu studieren.

Indem ich mich auf die Probleme konzentrierte, die mich daran interessierten, wie Theorien entwickelt wurden, begann ich mich zu fragen, wie der menschliche Verstand argumentiert und sich vorstellt, und dies führte mich zu dem neuen Feld der Kognitionswissenschaft. Also würde ich nicht sagen, dass ich mein Studienfach "gewählt" habe. Es ist eher so, als wäre ich darauf gestoßen, weil ich etwas verstehen wollte.

Was ist der beste Rat, den Sie jemals erhalten haben?
Der beste Rat, den ich je erhalten habe, kam von meinem Mentor Howard Stein, der jetzt emeritierter Professor an der Universität von Chicago war, als ich die Oberschule begann. Er sagte: Lies nicht nur, was Philosophen über Wissenschaft sagen, lies die Wissenschaftler selbst.

Als Physikstudent war mir nie in den Sinn gekommen, dass es möglich ist, die Schriften der Menschen zu lesen, die die Theorien in den Lehrbüchern erstellt haben. Ich hatte nicht bemerkt, dass es historische Aufzeichnungen wie Tagebücher, Notizbücher, Papierentwürfe und Korrespondenzen gab, die alle einen Einblick geben konnten, wie ihre Theorien konstruiert wurden.

Ich war überrascht, als ich die zahlreichen Skizzen in Faradays Tagebuch, die analogen Modelle in Maxwells Schriften und Einsteins Gedankenexperimente kennenlernte. Diese passten nicht zu der "wissenschaftlichen Methode", mit der ich indoktriniert worden war, und doch war ich überzeugt, dass sie der Schlüssel dafür war, zu verstehen, wie Wissenschaftler kreativ denken.

Was war dein erstes wissenschaftliches Experiment als Kind?
Ich habe nie Experimente gemacht und ich mochte Naturlabore in der Schule, besonders Biologie-Labors. Jeder, der mit mir im Wissenschaftslabor zusammen war, war unglücklich und oft in Gefahr, da ich ziemlich ungeschickt war. Ich war immer theoretisch orientiert. Ich gewann den dritten Platz in der Boston Science Fair für mein Projekt, das eine mathematische Analyse von hyperbolischen und elliptischen Funktionen war.

Was ist deine Lieblingsbeschäftigung als Forscher?
Das ist schwer zu wählen, da es mehrere gibt. Man hat die Freiheit, meine intellektuellen Interessen überall dort zu verfolgen, wo sie mich führen. Ich liebe das Gefühl der Befriedigung, das kommt, wenn man nach langem Ringen mit einem Problem endlich etwas versteht. Eng verwandt ist, dass ich ständig neue Dinge lerne, um diese Probleme anzugehen.

Ein anderer Grund ist, dass ich mit Forschungsmitteln einen Ph.D. Studenten, Postdocs und Forscher, und so kann ich die Leute auswählen, die am engsten mit mir zusammenarbeiten. Obwohl Leute gehen und mitmachen, gibt es immer eine Gruppe kreativer interdisziplinärer Menschen und wir haben viel Spaß beim gemeinsamen Denken.

Was ist das wichtigste Merkmal, das ein Forscher nachweisen muss, um ein effektiver Forscher zu sein?Was ich meinem Ph.D. Studenten müssen echte intellektuelle Probleme haben, die ihre Forschung vorantreiben, und sie fühlen eine Leidenschaft für die Forschung, die sie durch die harte Arbeit, die Misserfolge und Schwierigkeiten, denen sie unweigerlich begegnen werden, unterstützen wird.

Was sind die gesellschaftlichen Vorteile Ihrer Forschung?
Ein bedeutender gesellschaftlicher Nutzen ist der Teil meiner Forschung, der darauf abzielt, die naturwissenschaftliche Grundausbildung zu verbessern.Meine eigene Enttäuschung als Physikstudentin und meine Erfahrungen als Lehrer, Studenten zu finden, die sich für Naturwissenschaften begeistern, wenn sie an die Universität gehen - und die schnell abgewiesen werden -, weckten mein Interesse, effektivere Ansätze für den naturwissenschaftlichen Unterricht zu schaffen.

Ich ermutigte mich aufgrund der Tatsache, dass meine frühe Forschung zu konzeptionellen Veränderungen und modellbasiertem Denken K-12-Wissenschaftler in der wissenschaftlichen Bildung beeinflusst hat. Ich wollte herausfinden, was auf universitärer Ebene getan werden kann, und ich war beeindruckt von den Fakten, dass Forschungslabore überwiegend von Doktoranden und Studenten besetzt sind und dass sie nach verschiedenen Maßstäben recht erfolgreiche Lernorte sind.

Zusammen mit Wendy Newstetter, einer Forscherin am Georgia Institute of Technology, habe ich ein "translationales Modell der Lernforschung" entworfen. Wir untersuchen kognitive Praktiken in interdisziplinären Laboren der Ingenieurwissenschaften, was erforderlich ist, um diese zu lernen, und welche Faktoren in der "Lernökologie" der Labors kreative Forschung unterstützen und unterstützen. Gemeinsam mit den Fakultäten für Naturwissenschaften und Technik entwickeln wir Möglichkeiten, diese in Lehrveranstaltungen zu übersetzen, um das Lernen zu fördern.

Wer hat am meisten Einfluss auf Ihr Denken als Forscher gehabt?
Als interdisziplinärer Forscher gab es mehrere Menschen, die mein Denken maßgeblich beeinflusst haben, und ich habe weiterhin auf andere gestoßen, da meine Forschung neue Wege gegangen ist. Aber ich denke, die beste Antwort ist einfach: meine Lehrer.

Soweit ich mich erinnern kann, gab es immer einen Lehrer, der meine Interessen und Bestrebungen förderte. Ich war der erste in meiner Familie, der aufs College ging. Ich hatte Stipendien für den Unterricht, musste aber arbeiten, um mich selbst zu unterstützen. Ich hätte nicht in Betracht gezogen, zu gehen, und wäre vielleicht nicht durch die harten Zeiten geblieben, wenn es nicht die Ermunterung der Lehrer gegeben hätte, denen ich auf dem Weg begegnet wäre. Ich bin ihnen allen dankbar.

Was ist mit deinem Feld oder Forscher? Denkst du, würde die Menschen am meisten überraschen?Wie schwierig die Forschung ist, wie viel Fokus sie benötigt und wie viel Zeit sie verbraucht und wie viel Spaß harte Arbeit sein kann.

Wenn du nur ein Ding von deinem brennenden Büro oder Labor retten könntest, was wäre es?
Es mussten zwei Dinge sein: mein Laptop und das Purple Heart meines Bruders David, die ich neben dem Laptop auf meinem Schreibtisch aufbewahre, um mich an ihn zu erinnern und zu wissen, wie glücklich ich war, aufs College gegangen zu sein und nicht in Vietnam zu kämpfen.

Welche Musik spielst du am häufigsten in deinem Labor oder Auto?Ich kann keine Musik spielen, wenn ich arbeite, weil ich davon absorbiert werde. In meinem Auto und zu Hause höre ich hauptsächlich klassische Vokalmusik und Oper. Einen Großteil meines Lebens verbrachte ich mit dem Singen, und ich trainierte und performte in Konzerten und Opern fast professionell. Jetzt singe ich in meinem Kopf mit, während ich zuhöre.

Anmerkung der Redaktion: Die in den ScienceLives-Artikeln abgebildeten Forscher wurden von der National Science Foundation unterstützt, der Bundesbehörde zur Finanzierung von Grundlagenforschung und Bildung in allen Bereichen der Natur- und Ingenieurwissenschaften. Alle in diesem Material geäußerten Meinungen, Erkenntnisse, Schlussfolgerungen oder Empfehlungen sind die des Autors und spiegeln nicht notwendigerweise die Ansichten der National Science Foundation wider. Siehe das Archiv von ScienceLives.

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