Студопедия — Глава 7
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Глава 7






по прошествии которого вероятность правильного воспроизведения меньше или равна 0,5). В качестве периода полураспада для следа одной единицы информации в памяти использовалась величина 73 с, а для следа трех единиц — 7 с (что близко к максимальному моментальному объему [30J). Эти константы можно рассматривать лишь как грубое приближение к истине, поскольку на самом деле на длительность удержания информации в кратковременной памяти влияют многочисленные и разнообразные факторы. Например, если мы воспроизводим записанные единицы информации (как мы обычно делаем после наговаривания текста на магнитофон или другое звукозаписывающее устройство), то мы можем воспроизводить запись неограниченное число раз. С другой стороны, если мы будем обращать вни-мание иа другие единицы информации непосредственно после предъявления целевых единиц, то следы целевых единиц будут затухать быстрее.

Вторая особенность, которая отличает два этих вида памяти, касается типа кодирования хранимой информации. Предполагается, что в кратковременной памяти в основном (если не полностью) используется фонологическое кодирование, тогда >-ак в долговременной памяти регистрируется смысл входных сигналов. Эти выводы были сделаны на основе экспериментальных работ, в которых буквы предъявлялись визуально и требовалось определить объем памяти. Было показано, что ошибки смешивания, которые при этом наблюдались, связаны со звучанием букв [30J.

Составленное ранее представление пришлось усложнить после того, как в ряде экспериментальных работ был обнаружен эффект модально-специфической интерференции [12, 28, 81]. Именно в этих работах, по-видимому, была продемонстрирована необходимость использования двух способов кодирования в кратковременной памяти — пространственного и акустического. Те единицы информации, которые кодировались одним определенным способом, в большей степени интерферировали с другими единицами, закодированными таким же образом, чем с остальными единицами, которые кодировались иным способом. Другими словами, единицы информации, соответствующие пространственным образам, интерферировали с другими пространственными единицами, а единицы акустической информации — с акустическими единицами. Пространственные единицы почти не интерферировали с акустическими, и наоборот. В работе [28] испытуемым предлагалось проанализировать мысленное изображение группы букв или предложение. При одних условиях эксперимента испытуемые должны были отвечать «да» или «нет», наказывая на листе бумаги уже написанные там варианты отитов — «да» и «нет» (это условие соответствовало «пространст-

Научение и забывание

веиному варианту» ответов). В других экспериментальных условиях испытуемые должны были произносить «да» или «нет» (это условие соответствовалр «вербально-акустическому варианту» ответов). Полученные результаты показали, что испытуемые давали гораздо больше правильных ответов по мысленному визуальному образу букв, если отвечали в вербально-акус-тическом режиме. Если же применялись условия лингвистического анализа предложения, то более высокие показатели достигались в условиях пространственного режима.

В последние годы получены многочисленные свидетельства того, что реальная картина является более сложной, чем то представление, которое основано на идее разделения памяти на кратковременную и долговременную. Однако по крайней мере с эвристической точки зрения общая концепция различения этих двух видов памяти продолжает оставаться полезной. Стало понятно, что модальио-специфическая интерференция является, по всей вероятности, следствием интерференции на основе сходства. Стимулы одной и той же модальности более сходны друг с другом, чем стимулы разных модальностей, а потому они, по всей вероятности, сильнее интерферируют. Данный аргумент применим к широкому кругу явлений, включая проактивную интерференцию [109]. В работах [105—108] приводятся данные о явлениях кросс-модальной интерференции. Однако, вероятно, для любого конкретного применения важнее выяснить, какова вероятность того, что идентифицируемый фактор усиливает или задерживает затухание следов в кратковременной памяти (а вовсе не то, можно ли по какому-нибудь точному признаку установить различие между двумя видами памяти). Затухание больше при увеличении времени, вытеснении и интерференции, которой подвержены сходные стимулы.

7.2.3. Процедурная память

Существует широко известный способ эпистемологического разделения двух видов знаний: знание «что» и знание «как» [80]. Знание «что» есть знание фактов, принципов, отношений или того, что мы ранее относили к декларативным знаниям. В отличие от этого знание «как» — это знание, как что-то сделать (например, решить математическую задачу, ответить на вопрос, написать программу для ЭВМ или управлять велосипедом). Исследователи искусственного интеллекта обнаружили, что введение данного различия полезно для представления сложных баз знаний [111], а психологи, изучающие пропессы мышления, пришли к выводу, что такое представление может быть использовано при моделирозании процессов каучени'т и практической деятельности [2].

310 Глава 7

Таким образом, процедурная память, называемая также продукционной памятью, является памятью, где хранятся продукционные знания, или знания «как», а декларативная память — это память, в которой хранятся декларативные знания, или знания «что». Процедурная память и декларативная память имеют много общих черт, одна из которых — их относительная неизменность. Иными словами, каждая из них представляет собой разновидность долговременной памяти, отличающейся медленным затуханием (стиранием следов в памяти). Основные признаки данного вида памяти перечислены в табл. 7.3.

Таблица 7.3. Характеристики процедурной памяти

Основная функция Постоянное хранение знаний «как»
Объем Неограничен
Содержимое Такое же, как в декларативной памяти
Информационные единицы Продукции (правила «если — то») от кон-
  кретных до общих
Организация Плоская
Процессы научения и забыва- Научение действием (тренировка)
ния Общие операции (решение задач)
  Аналогия
  Обобщение
  Различение
  Усиление

В работе [84] прекрасно иллюстрируется разница между декларативной памятью и процедурной памятью. В этом исследовании две группы студентов обучались принципам программирования на языке ЛИСП, который широко применяется в области искусственного интеллекта, с помощью популярного руководства. В одну группу входили студенты по информатике, которые знали по крайней мере три языка программирования. В другую группу входили студенты-психологи, которые не знали языков программирования. Знакомство с языком ЛИСП в обеих группах существенно не отличалось от обычного способа знакомства с другими языками програ.ммирования. После того как студентам обеих групп дали одинаковое время на ознакомление, была проведена проверка их декларативного запоминания текста: обе группы студентов проверялись на то, насколько хорошо они запомнили текст.

Обнаружилось, что новички — студенты-психологи — запомнили примерно столько же материала, сколько и студенты, изучающие информатику. Затем проверяли умение студентов решать простые учебные задачи. И вот тогда при составлении простых программ между двумя группами обнаружилась большая разница: студенты, изучающие информатику, гораздо луч-

_______ Научение и забывание ________ ........ _____________311

ше применяли те принципы, которым они научились, чем студенты-психологи.

Мы уже отмечали, что декларативная память может быть изображена в виде сетки с узлами. Процедурная память изображается иначе: специалисты в области процессов познания обнаружили, что удобнее изображать процедурные или продукционные знания на языке правил «если — то» или правил «условных действий», которые называются продукциями. Полный набор таких правил для данной процедуры называется продукционной системой.

Часть «если» правила содержит одно или больше условий, которые служат сигналами, по которым продукция может быть применена или «включена» на любом заданном цикле работы когнитивного процессора. Если эти условия соответствуют активным элементам рабочей памяти, то продукция включается. Часть «то» правила содержит набор от одного до нескольких «действий», предпринимаемых при включении продукции. Действием может быть либо изменение содержимого рабочей памяти (т. е. активизация новых элементов), либо реальное физическое действие, выполняемое системой (например, слежение за разными стимулами или нажатие на кнопку ответа). Примером продукционного правила, которым некоторые нз нас могут воспользоваться в ситуации нерешительности (например, если мы не знаем, как регулировать какое-то устройство), является следующее: если цель состоит в регулировке данного прибора и у вас нет никакой методики, пригодной для этого, то резко ударьте по корпусу прибора.

Данная продукция должна включаться в том случае, если два условных пункта в части «если» согласуются с элементами в рабочей памяти. Другими словами, если в рабочей памяти имеются два элемента—1) «цель состоит в том, чтобы отрегулировать данный прибор» и 2) «больше нет никакой методики, которая бы подошла для этого», — то данная продукция должна включиться. В результате рабочая память должна получить новое утверждение «резко ударьте по корпусу прибора». Тогда должна включиться вторая продукция, которая имеет в качестве своего условия «если цель состоит в том, чтобы резко ударить по корпусу прибора». Результатом такого включения должно быть, по-видимому, реальное физическое действие — удар по корпусу прибора.

Данный пример наводит на мысль, что продукционные правила до некоторой степени сходны со связями стимул — реакция в традиционном направлении психологии бихевиоризме. Стимул есть аналог условной части продукционного правила, а реакция—аналог действия в продукционном правиле. Однако между этими двумя формулировками имеется несколько важных

312 Глава 7

различий. Во-первых, продукции не должны быть конкретными. (Действительно, в рассмотренном выше примере в правиле не имелось в виду какое-то определенное устройство, это могло быть любое устройство или прибор.) Во-вторых, ни в условной части продукции, ни в действии нет пунктов, которые бы относились к фактическим стимулам или конкретным действиям; они могут быть абстрактными. (Так, цель в рассмотренном примере продукции есть не реальный стимул, который можно наблюдать, а скорее некоторая сущность, которая выводится из понимания того, что поведение человека в целом является целенаправленным.) В работе [5] обсуждаются эти и другие характеристики продукционных систем по сравнению с системами стимул — реакция.

Сравнительно с научением на основе декларативной памяти относительно мало исследований было посвящено выяснению того, как происходит научение новым продукциям. Однако весьма вероятно, что два этих вида научения несколько отличаются друг от друга. Мы можем представить процедуру научения новым фактам просто в форме их называния. В то же время возможность научиться новым процедурам или новым правилам должна, по-видимому, в значительной мере зависеть от практики. Чем больше условий для того, чтобы практиковаться, тем более эффективно осваиваются различные когнитивные и двигательные навыки.

Одно из самых интригующих положений, которые были установлены в недавних исследованиях продукционного научения, — предположение о том, что в результате большой практики формируется способность более тщательно отбирать те конкретные продукции, которые нужно использовать в данный момент. Так, на ранних стадиях овладения каким-нибудь навыком характерно наличие частых ошибок в применении продукций, а на более поздних стадиях — снижение числа таких ошибок. Таким образом, в данном случае формируется знание, в какой ситуации требуется та или иная «методика».

7.2.4. Цикл обработки

Мышление, если его рассматривать как деятельность по переработке информации, протекает в реальном масштабе времени. В связи с этим полезно рассмотреть те механизмы, которые придают мышлению характер процесса, идущего в реальном времени. Согласно современным теориям памяти [5, 30, 65, 67], основной единицей переработки информации является цикл распознавание-действие или цикл продукции (действие по включению и. исп'олне ию продукции в ответ на удовлетворение ее

_______ Научение и забывание_313

условий). Кард и др. [30] показали, что многие весьма простые виды когнитивной активности могут быть полностью промоделированы в предположении, что длительность продукционного цик ла для перцептивной обработки составляет примерно 100 мс ^первоначальный перевод внешнего стимула в память), а для когнитивной обработки (простой перевод, принятие решения или выбор) и двигательных действий (фактическое исполнение простых двигательных реакций) — примерно 70 мс. Эти и другие характеристики цикла переработки перечислены в табл. 7.4.

Таблица 7.4. Характеристики цикла обработки

Определение Продукционное правило — сопоставление паттер-
  нов и исполнение
Ввды циклов Перцептивный
  Когнитивный
  Двигательный
Длительность Перцептивный (100 мс)
  Когнитивный (70 мс)
  Двигательный (70 мс)
Промежуточные пере- Интенсивность стимула/качество данных
менные Степень усилий
  Тренировка (уменьшение по степенному закону)

Например, рассмотрим простой тест по определению времени реакции, при проведении которого испытуемый должен нажать на кнопку, как только увидит определенный сигнал. Согласно анализу, проведенному в работе [30], в данной задаче требуется выполнить один перцептивный цикл обработки (воспринять стимул), одно исполнительное действие когнитивного процессора (инициировать команду для движения пальца) и одно исполнительное действие моторного процесса (переместить палец на кнопку). Если просуммировать длительность всех трех циклов, получим примерно 240 мс, что приблизительно соответствует времени простой реакции.

Разумеется, может возникнуть много обстоятельств, которые способны привести к отклонению указанных значений длительности циклов от средних величин. Во-первых, длительность цикла изменяется в зависимости от интенсивности стимула или качества поступающих данных (человек быстрее реагирует на более яркие или более контрастные зрительные стимулы, а также на более громкие или резкие звуковые стимулы). Во-вторых, длительность цикла может быть сокращена при более высоком напряжении (например, в ситуации с возрастанием требований к задаче или при росте информационной нагрузки). В-третьих, длительность цикла может быть сокращена в результате тренировки.

314 Глава 1

Было показано [54, 66J, что широкий круг когнитивных задач хорошо описывается степенной зависимостью вида

ВР = аТ», (7.1)

где ВР — общее время реакции для конкретной задачи, а — время выполнения задачи в первой попытке, Т — число попыток, a b — показатель степени (отрицательный, поскольку в процессе повторных попыток время реакции уменьшается). Хотя на снижение премо.чч реакции при порторны.х попытках могут влиять и другие механизмы (например, применение разных продукций; изменение характера продукции со временем), по-видимому, степенной закон остается справедливым вне зависимости от того, какая именно причина ведет к уменьшению времени реакции.

7.2,5, Заключение: система переработки информации человеком

Были описаны четыре компонента системы переработки информации человеком: декларативная память, рабочая память, продукционная память и цикл обработки. Все эти компоненты в целом образуют основу для понимания различных явлений научения и принципов научения, описываемых ниже.

Предполагается, что в декларативной памяти записываются более или менее постоянные фактические знания, которыми обладает индивидуум. Предполагается, что знания в ней организованы по иерархическому принципу. Они заключают в себе смысл входной информации и являются контекстно-зависимыми, а заучиваемый материал оптимизируется так, чтобы он отражал эти характеристики памяти. Точно так же каждый обучающийся имеет тенденцию оптимизировать процесс научения, учитывая эти характеристики. Например, процесс облегчается, если нам показывают, как организован материал, который предстоит запомнить. Подобный же прием следует пытаться применить и при запоминании совершенно бессмысленного материала, стараясь внести в него какой-то элемент организации. Наконец, запоминание лучше всего происходит в тех ситуациях, которые больше всего напоминают предыдущую " ситуацию обучения.

В процедурной памяти запоминаются процедурные знания когнитивной системы, т. е. знания того, как сделать ту или иную вещь. Данный тип знаний может быть представлен правилами типа «если — то», которые называются продукциями. Одно из главных различий процедурной памяти и декларативной памяти заключается в том, как производится научение. В отличие от

Научение и забывание

31S

заучивания фактов заучивание процедур происходит медленнее и облегчается после большого числа повторений.

Рабочая память — это та часть декларативной памяти, на которую в данный момент времени обращено внимание или которая тесно связана с объектом внимания. Статус информации в рабочей памяти характеризуют две особенности: 1) такая информация затухает очень быстро; 2) используемый код является в основном звуковым, хотя в определенном контексте используется семантическое кодирование и пространственное кодирование. Определенные стратегии, которые имеются в распоряжении обучающегося (например, повторение), могут замедлить скорость затухания следов в рабочей памяти. Однако имеются факторы, ускоряющие такое затухание. К ним относится интерференция, вызванная наличием стимулов той же модальности или стимулов, сходных в других отношениях.

Цикл распознавание — действие, или цикл продукции, — это механизм, который управляет скоростью переработки информации. Во многом оправдано предположение, что самые элементарные циклы длятся приблизительно от 70 до 100 мс; однако длительность цикла зависит от таких факторов, как интенсивность стимула, напряжение при обработке и длительность повторения. Элементарные циклы являются аддитивными; в задаче простой реакции вовлекаются три элементарных цикла (перцептивный, когнитивный и двигательный).

7.3. Разновидности научения

Большая часть всех психологических исследований, связанных с процессом научения, сосредоточена на вопросе о том, как человек запоминает списки слов, бессмысленные наборы слогов и пары ассоциативных стимулов. Однако в последнее время явления, связанные с научением, начали заново исследовать, делая упор на то, как человек приобретает сложные когнитивные навыки, такие, как способность печатать на машинке, программировать на компьютере или разбираться в сложных областях знания (например, в социологии или радиологии). В качестве подтверждения этой тенденции можно указать несколько вышедших недавно книг [5, ^2, 88], а также новый журнал Cognition and Instruction. В новых исследованиях рассматриваются сложные вопросы научения, такие, как научение решению геометрических и физических задач и пользованию текстовым редактором. Более того, в ходе этих исследований возникли новые предположения относительно того, как характеризовать разнообразие видов научения, которыми может овладеть человек.

Ш Глава 7

В связи с тем что исследования охватывают как простые, так и сложные процессы научения, полезно рассмотреть его разновидности. Предварительной таксономией, которую отражает и организация данного раздела, является тримодальная гипотеза [76].

Если говорить более конкретно, то, согласно тримодальной таксономии, признается наличие трех видов научения — наращивание, переструктурирование и настройка. Наращивание — это накопление знаний о новых фактах в декларативной памяти. Переструктурирование есть первоначальное получение процедур в процедурной памяти. Настройка представляет собой процесс модификации существующих процедур в процедурной памяти, который позволяет сделать их более быстрыми и надежными. Характеристики указанных трех видов научения перечислены в табл. 7.5. Следует отметить, что здесь тримодальная таксономия используется как начальная концепция, в соответствии с которой излагается материал в данном разделе, однако принимаются не все рекомендации Румельхарта и Нормана [76]. Особое внимание обращается на те условия, которые выделяет каждый вид научения.

7.3.1. Наращивание

Наращивание — это приобретение знаний о новых фактах или отношениях или увеличение содержимого памяти посредством записи новых данных. В рамках представлений о переработке информации, которые были в общих чертах изложены в предыдущем разделе, процесс наращивания можно уподобить процессу преобразования (или копирования) простой структуры рабочей памяти (небольшого набора узлов и связей между ними), предназначенной для временного хранения информации, в декларативную память для постоянного хранения. Многие действия по запоминанию попадают в эту категорию (например, запоминание телефонного номера, ассоциативной связи между именем человека и его лицом, распорядка дня или товаров, которые надо купить). В целом большая часть процесса научения, которая может быть охарактеризована как запоминание, может быть отнесена к категории научения посредством накопления фактов. Многие из традиционных психологических исследований по научению посвящены главным образом процессу накопления фактов в памяти, поэтому именно об этом виде научения психологи осведомлены больше всего. Классическая ситуация в таких исследованиях — ознакомление испытуемых со словами или с бессмысленным набором слогов, которые организованы в парные ассоциации. Чтобы описать такое ассоичативиое научение, использовалась трехэтапная модель, включающая этапы разлц-







Дата добавления: 2015-06-15; просмотров: 519. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Разработка товарной и ценовой стратегии фирмы на российском рынке хлебопродуктов В начале 1994 г. английская фирма МОНО совместно с бельгийской ПЮРАТОС приняла решение о начале совместного проекта на российском рынке. Эти фирмы ведут деятельность в сопредельных сферах производства хлебопродуктов. МОНО – крупнейший в Великобритании...

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ПЛОСКОЙ ФИГУРЫ Сила, с которой тело притягивается к Земле, называется силой тяжести...

СПИД: морально-этические проблемы Среди тысяч заболеваний совершенно особое, даже исключительное, место занимает ВИЧ-инфекция...

Методика обучения письму и письменной речи на иностранном языке в средней школе. Различают письмо и письменную речь. Письмо – объект овладения графической и орфографической системами иностранного языка для фиксации языкового и речевого материала...

Классификация холодных блюд и закусок. Урок №2 Тема: Холодные блюда и закуски. Значение холодных блюд и закусок. Классификация холодных блюд и закусок. Кулинарная обработка продуктов...

ТЕРМОДИНАМИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ. 1. Особенности термодинамического метода изучения биологических систем. Основные понятия термодинамики. Термодинамикой называется раздел физики...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия