Kommentierte Studienpläne 'BA Sprachverarbeitung'

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Kommentierte Studienpläne 'BA Sprachverarbeitung'

Institut für Phonetik und digitale Sprachverarbeitung (IPDS) Leibnizstraße 10

24098 Kiel

Direktor:

Prof. Dr. Jonathan Harrington, R 428, Tel. (0431) 880-3319, e-mail: jmh@ipds.uni-kiel.de

Sekretariat:

Jutta Möllenkamp, R 407, Mo-Do 8-14 Uhr, Fr 8-12.45 Uhr, Tel. (0431) 880-3318, e-mail:

ipds@ipds.uni-kiel.de

Studienberatung:

Prof. Dr. Jonathan Harrington, Sprechstunde nach Vereinbarung Dr. Christine Mooshammer, Sprechstunde nach Vereinbarung Vorbemerkungen

Die nachfolgenden Hinweise erläutern in erster Linie die thematische Füllung der Lehrveranstaltungen des Magisterstudiengangs im Fach ‘BA Sprachverarbeitung’ und ihre Integration in einen Studienplan.

Es wird dringend empfohlen, dass die Studienberatung zu Beginn und während des gesamten Studiengangs in Anspruch genommen wird.

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Inhalt

1. Lehrplanübersicht

2. Kommentare zu den Modulen 2.1 Phonetik

2.2 Allgemeine Sprachwissenschaft 2.3 Mathematik

2.4 Informatik

2.5 Informationstechnik 2.6 Psychologie

3. Magisterstudiengang und Promotion

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1. Lehrplanübersicht

Fach Titel der Veranstaltung Modul SWS ECTS

SEMESTER 1

P Grundlagen der Phonetik mit Übungen P1 4 6

P Artikulations-, Transkriptions- und Hörübungen P2,1 2 2 M Mathematik für Naturwissenschafter erster Teil M1 4 4

S Einführung in die Sprachwissenschaft S1 2 4

S Übungen dazu 2

I Informatikvorlesung für Nebenfächler I1 4 4

I Informatikübung für Nebenfächler 2 4

Sem. 1 Summe 20 24

SEMESTER 2

P Experimentelle Phonetik P3 2 8

P praktische Arbeiten 4

P Artikulations-, Transkriptions- und Hörübungen P2,2 2 4

S Syntax mit Übungen S2 4 6

I Systematisches Programmieren I2 2 2

I Programmierpraktikum 4 6

Sem. 2 Summe 18 26

SEMESTER 3

P Sprachverarbeitung P4 2 8

P praktische Sprachdatenverarbeitung 4

S Phonologie und Morphologie S3 2 4

S Übungen dazu 4 6

S Proseminar I S4,1 2 3

Y Seminar Wahrnehmung Y1,2 2 4

Sem. 3 Summe 16 25

SEMESTER 4

P Prosodie und Intonation P5 2 8

P Transkription von Intonation 4

S Proseminar II S4,2 2 5

S Prinzipien des Sprachwandels S5 2 4

S Semantik 2 4

T Signale und Systeme T1 5 7

Y Wahrnehmung und Kognition Y1,1 4 3

Sem. 4 Summe 21 31

SEMESTER 5

P Projekt (experimentelle Arbeiten) P6,1 2 4

S Hauptseminar mit Übungen S6 4 10

Y Statistik I Y2 3 2

T Signalverarbeitung T2 3 5

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Sem. 5 Summe 12 21

Praktikum (6-wöchig) 5 8

SEMESTER 6

P Projekt (Poster-Darstellung) P6,2 2 6

S Strukturbeschreibung einer nichtindog. Sprache S7 2 4

Y Statistik II Y2 3 2

Y Experimentelle Methoden Y3 2 4

T Sprachtechnologie T3 3 5

Sem. 6 Summe 12 21

Mündliche Abschlussprüfung PY 12

P BA-Hausarbeit PX 10 12

 30 SWS (P) + 28 SWS (S) + 41 SWS (I, M, T, Y) + 5 SWS Praktikum + 10 SWS BA Hausarbeit

114 180

P = Phonetik und digitale Sprachverarbeitung; S= Allgemeine Sprachwissenschaft;

Y = Psychologie; T = Informationstechnik; I = Informatik; M = Mathematik

Fach: P = Institut für Phonetik und digitale Sprachverarbeitung; S: Allgemeine Sprachwissenschaft; Y:

Psychologie; T: Informationstechnik; I: Informatik; M: Mathematik

Veranstaltung: Alle Veranstaltungen sind Pflichtlehrveranstaltungen

Modul: Modulnamen: siehe

SWS: Semesterwochenstunden

ECTS/PP: Prüfungspunkte

2. Kommentare zu den Modulen

2.1 Phonetik (Module: P1, P2, P3, P4, P5, P6) 2.1.1 P1: Grundlagen der Phonetik mit Übungen Semester 1, 4 SWS, ECTS/PP: 6

Dieses Modul vermittelt einen theoretischen und methodischen Überblick über das gesamte Fachgebiet und seine Teilbereiche, nämlich

 die Erzeugung gesprochener Sprache (Phonetik des Sprechers: artikulatorische und physiologische Phonetik)

 die Wahrnehmung gesprochener Sprache (Phonetik des Hörers: Psychophonetik)

 die Sprachschallübertragung von Sprecher zu Hörer (akustische Phonetik).

Dabei werden zwei komplementäre, aufeinander bezogene Arbeitsmethoden vorgestellt:

 die Darstellung der gesprochenen Sprache durch ein Lautalphabet (Symbolphonetik) mittels Analyse durch das geschulte Gehör (Ohrenphonetik)

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 die Erfassung der Sprechvorgänge und des Sprachschalls (Signalphonetik) mittels messender Instrumente (Messphonetik)

 Zentraler Teil der Symbolphonetik ist das System der IPA (International Phonetic Association) zur Klassifikation und Transkription der Laute in allen Sprachen der Welt.

Sämtliche Themen dieser einführenden Überblicksvorlesung werden in nachfolgenden Semestern in Vorlesungen/Übungen/Seminaren vertieft.

2.1.2 P2: Kurs Artikulations-, Transkriptions- und Hörübungen Semester 1, 2 SWS, ECTS/PP: 2

Semester 2, 2 SWS, ECTS/PP: 4

Dieses Modul behandelt die symbol- und ohrenphonetische Praxis. Seine Ziele sind

 alle Sprachlaute in den Sprachen der Welt artikulieren zu lernen

 das Gehör systematisch im Erkennen aller Sprachlaute zu trainieren (analytisches Hören)

 den Umgang mit dem Transkriptionsalphabet der IPA als Bindeglied zwischen Artikulieren und Hören zu üben.

Da die Nachfrage nach diesen ATH-Übungen auch von Studierenden der Sprachwissenschaft und anderer sprachlicher Fächer (außerhalb eines phonetischen Fachstudiums) sehr groß ist, wird für diese Gruppe im gleichen Semester eine gesonderte Parallelveranstaltung angeboten.

In ATH II erfolgt eine Behandlung des Vokalrepertoires und der Töne (Intonation). Auch hier wird eine gesonderte Parallelveranstaltung für Studierende der Sprachwissenschaft und anderer sprachlicher Fächer angeboten.

2.1.3 P3: Einführung in die Sprachakustik Semester 2, 6 SWS, ECTS/PP: 8

Die folgenden Themen werden behandelt:

 Beschreibung und Analyse von Schallsignalen

- periodische, aperiodische Schwingungen; Sinoidalfunktionen; Schallintensität - Spektralanalyse, Amplituden-/Phasenspektrum, Fouriertransformation

 akustische Eigenschaften von Hohlräumen (akustische Filter)

- freie, erzwungene Schwingungen, Eigenfrequenzen, Resonanz; Quelle-Filter-Modell

 akustische Analyse von Sprachsignalen - Sprachtraktmodelle

- Vokale, Laterale, Nasale (Formantstrukturen); Frikative (spektrale Eigenschaften);

Plosive (zeitliche und spektrale Eigenschaften); Grundfrequenz- und Energieverläufe

 perzeptive Frequenzgruppen (Bark-Skala)

 Sprachwahrnehmung

- Kodierung von Sprachlauten (Plosive, Vokale etc.)

In den Übungen sind Versuchsaufgaben zur akustischen Signalverarbeitung, auch unter Einsatz des Computers, zu bearbeiten. Die Übungen werden sich zum Teil mit existierenden Softwaresystemen (xassp, EMU) befassen sowie auch der R-Programmiersprache. Fertigkeiten in der Darstellungen von akustischen Materialien (durch zB Powerpoint) werden entwickelt.

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2.1.4 P4: Sprachverarbeitung und Klassifikation Semester 3, 6 SWS, ECTS/PP: 8

Eine allgemeine Einführung in die Prinzipien der Signalverarbeitung von der Digitalisierung bis zur phonetischen Segmentation und Etikettierung wird dargestellt. Wichtige Analyseverfahren und deren Eigenschaften werden theoretisch und praktisch erläutert:

 Abtasttheorem, Anti-Aliassing, Dateiformate

 Analyseverfahren für Grundfrequenz, Energie und Spektrum (DFT, FFT, LPC etc.)

 Parametereinstellungen der Analysen und ihre Konsequenzen für die Messergebnisse (Fensterfunktion, Analysebandbreite, LPC-Ordnung etc.)

 Fortsetzung in den Übungen der Analysen mit den Softwaresystemen xassp, EMU und der R- Programmiersprache

 eine Einführung in die für Zeichenkettenverarbeitung entwickelte Programmiersprache das Schreiben von Scripts in EMU, R, und Tcl für bestimmte phonetische Fragestellungen an einer orthographisch/phonetisch annotierten Datenbank

 einen Überblick über die Struktur der Datenbasis „The Kiel Corpus of Read/Spontaneous Speech“ und andere Sprachdatenbanken.

2.1.5 P5: Prosodie und Intonation Semester 4, 6 SWS, ECTS/PP: 8

Dieser Kurs befasst sich mit der Beziehung zwischen der Prosodie, der segmentellen Phonologie und der grammatischen Aspekte der Sprache. Die autosegmentelle-metrische Theorie der Intonation wird dargestellt. In den Übungen wird die Intonation der deutschen Sprache verschiedener Dialekte mit Softwaresystemen im IPDS etikettiert und analysiert.

2.1.6 P6: Projekt

Projekt (experimentelle Arbeiten) Semester 5, 2 SWS, ECTS/PP: 4 Projekt (Poster-Darstellung) Semester 6, 2 SWS, ECTS/PP: 6

In diesem Modul werden verschiedene Themen zur Vorbereitung von Experimenten und Darstellung von Forschungsergebnissen in der experimentellen Phonetik und Laborphonologie berücksichtigt. Die Themen werden sich unter anderem mit Folgendem befassen:

 wie experimentelle Forschungsergebnisse in einem Poster dargestellt werden können

 wie eine Forschungsarbeit für einen kurzen Vortrag in einem internationalen Kongress zusammengefasst wird

 der schriftlichen Zusammenfassung einer Forschungsarbeit für ihre Veröffentlichung als

Forschungsartikel in einer Zeitschrift der experimentellen Phonetik, der Sprachtechnologie, oder der Laborphonologie.

Studierende werden unter anderem ein Poster erstellen und dazu ein Referat halten.

2.2 Allgemeine Sprachwissenschaft (Module: S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7) 2.2.1 S1: Einführung in die Sprachwissenschaft

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Ziel der Vorlesung ist es, Studienanfänger in Gegenstandsbereiche und Aufgabengebiete der Linguistik einzuführen. Die Studierenden erhalten einen Überblick über Kernbereiche und

Teildisziplinen, aus denen sich die Linguistik zusammensetzt. Schwerpunktmäßig werden behandelt:

• Was ist Sprache und wozu dient sie?

• Unterschiede zwischen menschlicher Sprache und Kommunikationsformen uns verwandter Spezies

• Biologische Grundlagen der menschlichen Sprachfähigkeit

• Funktionen von Sprache

• Zeichen- und Kommunikationsmodelle

• Sprache als System und dessen wissenschaftliche Beschreibung

• Sprache und Gesellschaft

• Psychologische Aspekte der Sprache

• Sprachen der Welt: Überblick und Klassifikation

• Linguistik im Berufsleben 2.2.2 S2: Syntax mit Übungen Semester 2, 4 SWS, ECTS/PP: 6

Anhand vieler Beispiele aus europäischen und außereuropäischen Sprachen lernen die Studierenden, wie die Syntax von Sprachen unterschiedlichster Struktur systematisch analysiert und beschrieben werden kann. Von Fall zu Fall werden dabei auch verschiedene Möglichkeiten der Analyse und Darstellung aufgezeigt, so dass die Studierenden einen Einblick in die Arbeitsweisen und Ziele moderner Syntaxtheorien bekommen.

2.2.3 S3: Phonologie und Morphologie Semester 3, 6 SWS, ECTS/PP: 10

Die Phonologie untersucht die lautliche Komponente des Sprachsystems, i.e. Lautsegmente, Akzent, Intonation und Pausen, während sich die Morphologie mit dem Aufbau von Wörtern aus kleineren bedeutungstragenden Elementen befasst. Der Kurs vermittelt grundlegende Begriffe und Methoden dieser beiden linguistischen Teilgebiete und gibt einen Einblick in phonologische und morphologische Strukturen der Sprachen der Welt. Phonologie: Phonetisches Hintergrundwissen, Beschreibung und Klassifikation von Lauten, phonologische Prozesse und Regeln, Silbenstruktur, Wort I;

Phonemsysteme in den Sprachen der Welt. Morphologie: Wort II, Grundbegriffe (Lexem, Morphem, Morph,) Analysemethoden, Flexion und Derivation, Flexionskategorien, interlineare

Morphemübersetzung, Typologie und Universalien, morphologische Natürlichkeit.

Empfohlene Literatur

 Kap. 10 und 11 aus: Bauer, Laurie. 1988, Introducing linguistic morphology. Edinburgh

 Kap. 2, 3, und 7 aus: Haspelmath, M. 2002, Understanding morphology. London: Arnold Zur Anschaffung wird empfohlen:

 Hall, T. Alan, 2000, Phonologie: Eine Einführung. Berlin.

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2.2.4 S4: Proseminar I und II Proseminar I

Semester 3, 2 SWS, ECTS/PP: 3 Proseminar II

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In den Proseminaren werden die Studenten in Spezialgebiete der Sprachwissenschaft wie zum Beispiel Psycholinguistik, Soziolinguistik oder Lexikographie eingeführt und dabei zum selbständigen

wissenschaftlichen Arbeiten angeleitet. Die Themen wechseln jedes Semester und werden jeweils ein Semester im Voraus bekannt gegeben.

2.2.5 S5: Prinzipien des Sprachwandels und Semantik Sprachwandel

Weshalb und wie verändern sich Sprachen? Gibt es allgemeine Prinzipien, der Veränderung? Wie kann man Sprachwandel beobachten und beschreiben? Wie kann man die Geschichte von Sprachen und Sprachfamilien rekonstruieren? Diese Fragen stehen im Zentrum des Kurses, in dem die

Studierenden verschiedene Arten der lautlichen, grammatischen und lexikalischen Sprachveränderung kennen lernen.

Semantik

Dieser Kurs führt in die linguistische Bedeutungsanalyse ein, wobei verschiedene theoretische Ansätze und Analyseverfahren besprochen und in Übungen angewendet werden. Dabei soll deutlich werden, dass die linguistische Analyse einer Sprache ohne Einbeziehung der Bedeutungskomponente

notwendigerweise defizitär bleiben muss.

2.2.6 S6: Hauptseminar mit Übungen Semester 5, 4 SWS, ECTS/PP: 10

Das Hauptseminar befasst sich mit einem speziellen Thema aus der Grammatiktheorie, der Sprachtypologie, der Psycholinguistik, der klinischen Linguistik oder der Sozilinguistik. Jedes Semester werden in er Regel zwei Hauptseminare mit wechselnden Themen angeboten, von den sich die Studierenden eines aussuchen können.

2.2.7 S7: Strukturbeschreibung einer nicht-indogermanischen Sprache Semester 6, 2 SWS, ECTS/PP: 4

Da indo-europäische Sprachen, z.B. Deutsch, Englisch, Französich, Russisch und Latein, sich auf Grund ihrer Sprachverwandtschaft in ihrer Struktur ähneln, müssen allgemein-sprachwissenschaftliche Theorien auch nicht-indoeuropäische Sprachen mit einbeziehen.

In diesem Kurs wird die Struktur jeweils einer nicht-indogermanischen Sprache vorgestellt.

2.3 Mathematik (Modul M)

2.3.1 M: Mathematik für Naturwissenschafter erster Teil Semester 1, 4 SWS, ECTS/PP: 4

Es handelt sich bei unserem BA hauptsächlich um Studierende aus humanistischen Fächern, für die eine Einführung (unter anderem) zu diesen Themen notwendig wäre:

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- trigonometrische Funktionen, Exponentialfunktionen, Logarithmus (vielleicht auch Komplexzahlen)

- eine Einführung in die lineare Algebra (Vektoren, Matrizen, Determinanten) - Häufigkeitsanalyse, Verteilungsfunktionen, Standardabweichung, Regression usw.

- Wahrscheinlichkeitsanalyse (Bayes-Formel, Gauss-Verteilung usw.) - Statistik: Konfidenzintervalle, t-Tests, Chiquadrat-Tests

2.4. Informatik (Modul I1)

2.4.1 IK: Informatik für Nebenfächler Semester 1, 6 SWS, ECTS/PP: 8

Themen der Vorlesung sind:

Einführung in den Alorithmenbegriff, Methoden bei der Entwicklung von Algorithmen, Kodierung von Algorithmen in imperative Programmiersprachen (Pascal, C), Effizienzbetrachtungen.

Demonstriert wird das Vorgehen an vielen Beispielen, u.a. aus dem Bereich der Sortier- und Graphalgorithmen. Parallel zu diesem Vorgehen werden die Syntax und die Semantik einer der genannten Programmiersprachen (Pascal oder C) genauer behandelt und insbesondere gezeigt, wie in einer solchen Sprache Datenstrukturen, die für eine effiziente Behandlung der vorgestellten Probleme geeignet sind, aufgebaut werden können.

Empfohlene Literatur

N. Wirh: Algorithmen und Datenstrukturen, Teubner, 1995

C. Horn, I. Kerner: Lehr- und Übungsbuch Informatik, Band 1-4, Fachbuchverlag Leipzig, 1995-2000 H.J. Appelrath, J. Ludwig: Skriptum Informatik, Teubner, 1991

2.4.2 I2: Systematisches Programmieren Semester 2, 6 SWS, ECTS/PP: 8

Möglichst unabhängig von den technischen Details einer speziellen Programmiersprache werden allgemeine Methoden und Ideen dargestellt, die beim Entwurf und bei der Entwicklung von Programmen nützlich sind. Anhand von Java werden Grundzüge der objektorientierten Programmierung behandelt und es wird ein Einblick in objektorientierte Analyse gegeben.

Die Vorlesung baut auf Informatik für Nebenfächler auf, einer Veranstaltung, die jeweils im

Windersemester angeboten wird. Grundkenntnisse einer imperativen Programmiersprache wie Pascal, Modula-2, C werden vorausgesetzt.

2.5 Informationstechnik (Module T1, T2, T3) 2.5.1 T1: Signale und Systeme

Signal- und systemtheoretische Grundlagen der Elektrotechnik und Informationstechnik.

Einschränkung auf kontinuierliche und deterministische Signale und Systeme. Grundklassen von Signalen und Systemen. Elementarsignale: Sprung, Impuls, harmonische und allgemeine Exponentielle. Lineare zeitinvariante (LTI) Systeme, lineare Überlagerung. Fourier-Reihe, Fourier- Transformation, Laplace-Transformation und ihre Eigenschaften; Faltung. Reaktionen von LTI- Systemen auf elementare und beliebige Signale; gebrochen rationale Übertragungsfunktionen, Partialbruchzerlegung, Systemdifferentialgleichung; Pol-Nullstellendiagramm, Stabilität; Tiefpaß, Bandpaß, Minimalphasigkeit; Einschwingvorgänge, Ausschwingvorgänge; Modulation, lineare Modulation und Demodulation der Amplitude (AM), nichtlineare Modulation des Winkels (FM, PM),

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Frequenzmultiplex, Pulsamplitudenmodulation, Abtasttheorem, Aliasing; Pulscodemodulation, Quantisierung, Zeitmultiplex; Grundgedanken der Informationstheorie

Voraussetzungen:

Mathematics for Engineers I, II, III, Foundations in Electrical Engineering I, II Empfohlene Literatur :

Schüßler, H.W.: Netzwerke, Signale und Systeme II: Theorie kontinuierlicher und diskreter Signale und Systeme, Springer-Verlag, Berlin, 1991, ISBN 3-540-54513-1

Lüke, H.D.: Signalübertragung, Springer-Verlag, Berlin, 1995, ISBN 3-540-58753-5 2.5.2 T2: Signalverarbeitung

Signal-Digitalisierung (Analog/Digital- und Digital/Analog-Umsetzer Quantisierungs-kennlinie, Quantisierungsrauschen), Halteglied; Abtastung von Signalen und Folgen mit und ohne Phasenversatz, Taktreduktion und Takterhöhung (Dezimation, Spreizung, Interpolation); DFT und FFT (Faltung mittels DFT, schnelle DFT-Berechnung, Radix-2/DIT-FFT und Alternativen, Transformation reeller Folgen, "Pruning" und "Zoom"), Spektralanalyse unendlich langer Signale (Fenster-Effekte, Periodogramme von stochastischen Signalen); Digitalfilter (Differenzen- und Zustandsgleichungen, äquivalente Realisierungen/Ähnlichkeitstransformationen, Diagonalform, Übergangsmatrix, Beobachtbarkeit und Steuerbarkeit), Realisierungseffekte (Eingangs-, Arithmetik- und Koeffizientenfehler), Filterarten, Nichtrekursive Filter (Zustandsbeschreibung, Linearphasigkeit).

Voraussetzungen: Vorlesung und Übung Systemtheorie Empfohlene Literatur :

Oppenheim, A.V.; Schafer, R.W.: Digital Signal Processing; Prentice-Hall International, Inc., London, 1975, ISBN 0-13-214635-5

Schüßler, H.W.: Digitale Signalverarbeitung 1: Analyse diskreter Signale und Systeme, 4. Aufl.;

Springer-Verlag, Berlin, 1994, ISBN 3-540-57428-X

2.5.3 T3: Sprachtechnologie Semester 6, 3 SWS, ECTS/PP: 5

Spektrale und statistische Spracheigenschaften; Grundlagen der Physiologie. Signalform-Codierung:

Lineare PCM; Verbesserung durch Nichtlinearität, adaptive Quantisierung, Optimalquantisierung, Vektorquantisierung. Lineare Prädiktion und linear prädiktive Codierung im Zeitbereich; Analyse- durch-Synthese; Restsignalquantisierung durch MPE, RPE; CELP-Verfahren, "Gain-Shape"- Vektorquantisierung, VSELP, ACELP. Codierung im Frequenzbereich. VOCODER-Verfahren.

Anwendung der Sprachcodierung in Mobilfunknetzen; "Bad-Frame-Handling" zur Erhöhung der Qualität bei Übertragungsfehlern. Sprachsignalverbesserung durch Geräuschreduktion und Echounterdrückung.

Voraussetzungen :

Vorlesungen und Übungen Systemtheorie Empfohlene Literatur :

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Vary, P.; Heute, U.; Hess W.: Digitale Sprachsignalverarbeitung; B.G. Teubner-Verlag, Stuttgart, 1998, ISBN 3-519-06165-1

Kondoz, A. M.: Digital Speech-Coding for Low Bit Rate Communications Systems; John Wiley &

Sons, 1994

2.6 Y1 Psychologie (Module Y1, Y2, Y3) 2.6.1 Y1,1: Wahrnehmung und Kognition

Semester 4, 4 SWS, ECTS/PP: 3 Y1,2: Seminar Wahrnehmung Semester 3, 2 SWS, ECTS/PP: 4

In diesem Modul wird eine Einführung in die Kognitionsforschung gegeben, die sich mit denjenigen Eigenschaften mentaler Prozesse beschäftigt, die im Sinne eines universellen biologischen Designs allen Menschen gemeinsam sind. Insbesondere werden Phänomene, Theorien und Methoden aus den Bereichen Wahrnehmung und Denken behandelt.

2.6.2 Y2 Statistik I und II Statistik I

Semester 5, 3 SWS, ECTS/PP: 2 Statistik II

In diesem Modul werden die Grundlagen der deskriptiven Statistik und der Inferenzstatistik behandelt.

Y3 Experimentelle Methoden

Einführung in die Methoden des Experimentierens und der Versuchsplanung