Когнитивная наука Основы психологии познания том 1 Величковский Б М (стр. 116 из 120)
Особую область прикладных исследований образуют работы по формированию навыков. О навыках говорят в том случае, когда процессы выполнения некоторого действия со временем приближаются или достигают стадии автоматизации (см. 4.3.2)36. Обычно навык трактуется как некоторое приобретенное умение, которое в явном виде включает сенсомоторные звенья (навыки письма или вождения автомобиля), хотя иногда присутствие двигательных компонентов может быть и не столь очевидным (навыки чтения и счета или «навыки общения»). Многочисленные теории единодушно описывают процесс формирования навыков в терминах стадий или фаз автоматизации. Так, инженерные психологи П. Фиттс и М. Познер выделили в 1960-е годы когнитивную, ассоциативную и автономную фазы формирования. На первой фазе имеет место вербальное кодирование необходимых действий, на второй они фиксируются в долговременной памяти и могут ассоциативно извлекаться оттуда в нужной последовательности при одновременно сохраняющемся сознательном контроле. Наконец, на последней происходит полная автоматизация и соответствующие операции выполняются автономно, как бы сами по себе. В советской психологии П.Я. Гальперин дополнительно подчеркнул роль детальных речевых самоинструкций на промежуточном этапе формирования, в связи с чем он называл его этапом «развернутой речи про себя».
36 Мы не останавливаемся здесь на работах, которые связаны с описанием формы кривой научения (Андерсон, 2002). Обычно для этого оказывается достаточным использования выходящей на плато степенной функции Существование большого количества альтернативных предложений (см. Groeger, 2000) лишний раз доказывает, что практически любая математическая формула с достаточным количеством свободных параметров может быть использована для описания любой эмпирической зависимое -432 ти (см. 9.1.2).В современных когнитивных исследованиях распространено мнение Дж.Р. Андерсона (Андерсон, 2002), согласно которому формирование навыка есть переход от декларативных («что?») к процедурным («как?») репрезентациям (см. 6.4.1). Эта точка зрения близка некоторым нейрофизиологическим моделям памяти (см. 5.3.2), однако она очень неспецифична в отношении участвующих механизмов. Кроме того, декларативный характер знаний не без основания оспаривается в ряде направлений семантики и лингвистики (см. 6.1.1 и 7.3.2). Более интересным нам представляется уровневый подход H.A. Бернштейна (сформулированный, напомним, в 1947 году!), выдвинувшего предположение, что новое действие сначала выполняется на некотором ведущем уровне и целиком осознается. Затем оно расщепляется на ряд операций, которые постепенно автоматизируются, находя для себя более низкие, фоновые уровни.
Рассмотрим в качестве примера важный (до повсеместного введения в будущем автоматических коробок передач) компонент управления автомобилем — переключение скоростей. Для начала кто-то другой должен подробно объяснить, как это делается. На этой, совместной фазе обучения решающее значение имеют механизмы, названные нами мета-когнитивными координациями (уровень F) и концептуальными структурами (уровень Е). Затем переключение педалей и рукоятки скорости на длительное время становится предметным действием (уровень D), протекающим под сознательным контролем (самоинструкция) и с участием зрения. Постепенно — в результате нормановской «настройки» или каких-то других изменений — переключение скоростей оказывается там, где оно и должно быть, превращаясь в типичную синергию. Соответствующие процессы (уровень В) не требуют сознательного мониторинга, за исключением случаев деавтоматизации в результате технических сбоев, а также переутомления или стресса. Интересно, что менее частая, потенциально более опасная и отличающаяся в разных моделях автомобилей операция включения задней скорости обычно так и остается предметно-пространственным действием (уровни D и С или, соответственно, вентральная и дорзальная системы обработки — см. 3.4.2).
Иерархические модели объясняют формирование навыков как процесс освобождения ресурсов вышележащих уровней для решения новых задач и контроля еще не автоматизированных действий. Факт состоит в том, что по мере формирования и автоматизации навыков выполнения некоторого действия увеличивается возможность перехода к решению других задач — иными словами, происходит «освобождение ресурсов внимания» (см. 5.4.2). Современные нейропсихологические исследования позволяют, до известной степени, проследить эти процессы in vivo. Так, эксперименты с применением трехмерного мозгового картирования показывают, что выполнение нового действия обычно сопровождается выраженной активацией префронтальных областей, функция которой
433
состоит в активном подавлении тенденций использования уже известных правил и способов работы (Raichle, 1998)37. По мере формирования навыка наблюдается резкое снижение активации, прежде всего в префрон-тальных областях, хотя одновременно может возрастать активность задних, например верхнетеменных, отделов коры.
Но всегда ли формирование навыков представляет собой последовательный сдвиг обработки «сверху вниз»? Две группы фактов заставляют предположить, что механизмы разных уровней способны, в пределах своей компетентности, демонстрировать элементарные формы имплицитного обучения, проходящего вне зависимости от сознательных целей и усилий. Первая группа фактов связана с анализом нейропсихологичес-ких данных о специфических выпадениях памяти и их последствиях. Как отмечалось выше (см. 5.3.2), семантическая память может продолжать развиваться у пациентов с нарушенной эпизодической памятью, а перцептивные автоматизмы совершенствуются в случае нарушений декларативной памяти в целом (Gabneli, 1998). Вторая группа фактов была выявлена при изучении сенсомоторных навыков реагирования на последовательно предъявляемые сигналы. Введение статистических регу-лярностей в последовательность сигналов может приводить к настройке навыка и улучшению работы независимо от того, догадывается ли испытуемый о существовании таких регулярностей (Willingham & Goedert-Eschmann, 1999). Таким образом, адаптивные изменения, видимо, могут параллельно происходить в разных звеньях и на разных уровнях механизмов формирования навыков.
Вполне возможны, в частности, переходы на более высокий уровень, например, в поисках нового решения задачи или новых способов выполнения действия при изменившихся условиях. Особенно интересны данные о формировании сложных когнитивных навыков логического — дедуктивного — решения задач (Houde & Tzourio-Mazoyer, 2003). В этом случае, как показывают данные трехмерного мозгового картирования, общие сдвиги активации происходят в направлении от задних, теменно-затылочных к передним, точнее левым префронтальным отделам коры (они непосредственно примыкают к речевой зоне, известной как зона Брока — см. 7.1.1). Эти нейрофизиологические изменения могут означать, что решение задачи начинает выполняться в произвольном режиме, при опоре на внутреннюю речь и вопреки отвлекающему перцептивному сходству. Параллельно с этими изменениями уровня контроля снижается количество ошибок, связанных с выбором решения на основании поверхностных, перцептивных признаков объектов.
Специальным случаем повышения уровня контроля является деавто-матизация сенсомоторного навыка, например в результате утомления
37 Необходимость такого подавления драматически усиливается в ситуациях прямого конфликта навыков, предполагаемых разными культурами. Примером служит процесс формирования навыка счета в культуре арабского языка, где сначала дети учат цифры дома в записи справа налево. Затем, в школе, при изучении математики и овладении пространственными приемами вычислений, дети вынуждены переучиваться записывать числа в обратном направлении — слева направо, хотя текстовый комментарий (условие задачи) 434 продолжает записываться ими справа налево (см. 9 4.2).или перераспределения внимания (см. 5.1.2). Для лучшею понимания таких взаимодействий было бы интересно провести эксперименты с манипуляцией внимания испытуемых. Что произойдет, если попытаться вновь поставить под сознательный, произвольный контроль уже сформированный навык? Будет ли при этом обнаружен эффект, соответствующий известной притче о сороконожке, которая, задумавшись о том, в каком порядке переставлять ноги, не смогла больше двигаться? В одном из недавних исследований (Beilock et al., 2002) опытные спортсмены (игроки в гольф и футболисты) должны были продемонстрировать некоторое сложное упражнение (например, дрибблинг — проведение мяча в режиме слалома между поставленными в ряд шестами) в трех условиях: контрольном, распределения внимания (здесь нужно было одновременно отслеживать слова, предъявляемые через наушники) и концентрации внимания на выполняемом упражнении. В последнем условии испытуемые должны были в ответ на внезапный сигнал отмечать, какой элемент движения они выполняют. Результаты показали, что привлечение внимания к компонентам автоматизированного навыка действительно ухудшает его эффективность, тогда как отвлечение внимания способно даже несколько улучшить показатели выполнения по сравнению с контролем.
Обучение перестает быть «Золушкой» когнитивной науки и все больше вьщвигается в центр ее практических приложений. Современные технологии обучения опираются на «учебные пособия», значительно более сложные, чем линейка или даже компьютер. Так, поскольку метаког-нитивная активность выражена в большей степени, когда ты обучаешь кого-либо, а не когда тебя обучают (либо ты пытаешься выучить некоторый материал для сдачи экзамена), то одно из направлений, наметившихся в последнее время в школьном обучении, использует технологию обучаемых роботов. При этом школьники программируют перемещения виртуального антропоморфного агента (Davis et ai., 2005) между узлами-понятиями в семантических пространствах соответствующих дисциплин (см. 6.1.2). Общим направлением этих работ является, во-первых, использование так называемых интеллигентных интерфейсов, которые не ждут эксплицитного запроса со стороны пользователя, а сами отслеживают, когда они должны помочь, например, подсказать перевод забытого слова в процессе чтения иностранного текста (см. 7.4.3). Вторым стратегическим направлением становится преодоление самой компьютерной метафоры и переход к использованию эмоционального контекста обучения (Picard et al., 2004). Эта тенденция явно прослеживается и в развитии когнитивной науки в целом (см. 9.4.3).