Научение п забывание

I

ственные (идиосинкратические) схемы кодирования. Например, Чейз и Эриксон [31] описали человека, который смог увеличить объем своей памяти до 81 цифры с помощью сложной схемы перевода цифр в длительность пробегания различных дистанций (например, последовательность 3—5—9 переводится в 3 мин 59 с). Поскольку этот человек очень хорошо разбирался в длительностях пробегания различных дистанций (он был любителем бега с большим опытом), то для него такая схема перевода была вполне осмысленной. Хантер [49] подробно описал методику математика Айкена, который при необходимости запомнить строку из цифр обычно переводил цифры в числовые факты (он знал очень много таких числовых фактов).

Почему эффективны стратегии записи в память? Имеется несколько разных объяснений того, какие механизмы лежат в основе запоминания при такой методике. Эти объяснения не являются взаимоисключающими. Во-первых, при данной методике увеличивается осмысленность запоминаемого материала, а, как давно известно, осмысленность материала облегчает его запоминание и воспроизведение. Во-вторых, обеспечивается больше путей поиска материала в памяти него воспроизведения. Это означает, что, когда между двумя элементами парной ассоциации устанавливается сложная связь, вход в образованную в памяти усложненную сетевую структуру в любом узле обеспечивает выход назад. Например, если вы попытаетесь в приведенном выше примере с телефонным номером воспроизвести по памяти номер и вспомнить, чей он, то, вероятно, сможете воспроизвести только некоторые признаки сложной ассоциации, но не весь номер: «Это был номер телефона Белого дома, причем что-то произошло между президентом и вором (ага, это было «нос вора приправ», нет, это было «нос шпиона по приправам»). Если соответствующая таблица перевода ассоциаций цифра — буква была надежно записана в память, то вы без труда смогли бы воспроизвести требуемую последовательность цифр: 202-456-1414.

Метод расположения по местам. К сожалению, методы записи в память не всегда обеспечивают пользователю надежный выход обратно к исходным запоминавшимся элементам. Альтернативная (и очень старая) схема основана на использовании прекрасно развитой способности человека воспринимать пространство посредством зрения (и мысленно воспроизводить пространственные образы). Эта схема широко известна как метод расположения по местам; она использовалась для запоминания списков элементов еще древними римлянами. Соглас-

322 Глава 7

но этому способу, нужно наглядно представить себе в воображении какой-либо знакомый путь (скажем, маршрут по вашему собственному дому или путь вокруг него). Каждый бросающийся в глаза ориентир на этом пути следует использовать как «локус», т.е. как место в воображении одного из серии элементов, которые предстоит запомнить.

Например, пусть вашей задачей является запоминание списка продуктовых товаров, куда входят хлеб, молоко и помидоры. Тогда вы мысленно представляете, что хлеб расположен в дверях при выходе на улицу (это первая остановка в ходе вашей прогулки), молоко помещено на полу перед шкафом в холле (вторая остановка), а помидоры — в передней (третья остановка). Когда потребуется вспомнить этот набор предметов, можно мысленно совершить прогулку по дому, воспроизводя наименования встречающихся по пути продуктов.

Можно отметить, что данный способ основан на формировании четко определенных и хорошо запоминающихся узлов в памяти, по которым можно осуществить поиск целевых элементов [20]. Чейз и Эриксон [31] показали, как подобная структура для воспроизведения может во многих ситуациях облегчить воспроизведение с помощью разнообразных мнемонических приемов.

Аналогичным (изоморфным) приемом является метод ключевых слов. Согласно этому методу, пользователь сначала помещает в память упорядоченный список ключевых слов (первым словом может быть «кекс», вторым — «ботинок», третьим — «дерево» и т.д.). Затем он мысленно представляет, что те слова, которые нужно запомнить, сочетаются с ключевыми: кекс около буханки хлеба, ботинок вместе с бутылкой молока, которая помещается в него, а на дереве вместо фруктов висят помидоры. Чтобы вспомнить список продуктов, нужно воспроизвести в памяти ключевые слова (кекс, ботинок и дерево), вспомнить ассоциативные картинки и после этого вызвать в памяти список продуктов: хлеб, молоко и помидоры.

Другие факторы наращивания. До сих пор мы концентрировали внимание на мнемонических приемах, которые может применять пользователь, однако те элементы, которые нужно запомнить, или другие аспекты задачи запоминания сами по себе также могут оказать влияние на вероятность правильного воспроизведения. Те стимулы (слова, предложения, рассказы), которые являются более конкретными [71], интересными [5] и оригинальными [101], или те, которые представлены в виде нелинейного пространственного образа [15], имеют большую вероятность запоминания, чем те стимулы,-которые не обладают указанными особенностями.

Научение и забывание

Как отмечалось выше, все эти факторы оказывают разное действие в зависимости от степени сходства ситуаций на стадиях научения и проверки. Было показано [1], что на заключительном этапе проверки испытуемые дают гораздо более высокие показатели, если их проверяют в той же комнате, в которой они учили материал. Из этого положения можно извлечь практическую пользу при изучении процедуры экзаменов в институте: следует стремиться проводить исследования при тех же (или при максимально приближенных к ним) условиях.

Научение забыванию. Забывание часто рассматривают просто как обратную сторону заучивания. Во многих отношениях это действительно так. Например, неполностью заученный материал быстрее забывается (т.е. хуже воспроизводится). Отсюда можно заключить, что один из способов забывания — использование наименее эффективного метода научения. Долговременное забывание протекает по разным путям. Один из них — это затухание следов в памяти с течением времени. Если каким-то образом не восстанавливать след в памяти, то «амплитуда», или «величина», этого следа (т.е. вероятность и легкость его правильного воспроизведения) будет уменьшаться примерно как степенная функция времени [уравнение (7.1)]. Например, если вы давно не видели своего приятеля и не вспоминали его, то вы, возможно, довольно прочно забудете его второе имя, даже если в свое время вы его знали. Другой путь забывания — это интерференция. Можно считать, что многие обстоятельства, улучшающие научение, препятствуют интерференции. Представление запоминаемого стимула как более осмысленного, непохожего на другие или более яркого помогает выделить его на фоне миллионов других стимулов, которые так или иначе попадают в память.

Обучение по учебнику и лекциям. Чтобы завершить рассмотрение процесса научения посредством наращивания, следует обсудить еще две методики —заучивания смыслового /екста и материала лекций. Одна из них — методика PQ4R для заучивания материала учебника ([96]; она аналогична методике SQ3R — сокращение от Survey (просмотреть), Question (поставить вопросы), Read (прочитать), Recite (воспроизвести смысл), Review (рассмотреть все полностью)). Эта методика предписывает обучающемуся следующее; 1) просмотреть текст; 2) сформулировать вопросы по материалу; 3) тщательно прочитать все и подумать, что означает прочитанное; 4) воспроизвести по памяти материал насколько можно полнее; 5) просмотреть весь материал, обращая особое внимание на те вопросы, которые были сформулированы до его подробного чтения.

324 Глава 7

Метод PQ4R содержит многие из рассмотренных здесь принципов; он стимулирует обучающегося активно выделять в материале смысл. Возможно, что данный процесс постановки вопросов и затем ответа на эти вопросы действительно способствует глубокой осмысленной обработке материала и что именно поэтому метод оказывается столь успешным [5, с. 219]. Было показано, что методика непрерывной генерации гипотез относительно того, каким будет смысл или результат некоторого извлеченного из текста элемента, резко увеличивает понимание материала и качество его воспроизведения по памяти, хотя в действительности читатель может генерировать и неправильные гипотезы [75]. Общепризнано, что данный универсальный принцип (вовлечение студента в процесс постановки вопросов и гипотез относительно запоминаемой информации) весьма важен при обучении. Этот принцип используется при разработке как методик обучения [35], так и обучающих систем [91].

Другой метод, не такой законченный и не такой детализированный, как метод PQ4R, — это метод построения сетей. Он особенно полезен, когда некоторый материал нужно расположить упорядочение в виде лекции. Многие студенты, когда слушают лекцию, стараются сформировать по услышанному некую общую канву. Построение сетей — это по существу усложнение того, что пытаются делать студенты; оно заключается в устранении внутренних иерархических ограничений в изложении и установлении связей между высказываемыми идеями. Таким образом, слушатель старается представить сетевую структуру, в которой отображаются высказанные идеи и их связи друг с другом и с другими знаниями, которыми он обладает. Несмотря на то что данная методика еще не прошла исчерпывающей проверки на эффективность, в некоторых работах уже было показано, что она оказывается весьма эффективной для облегчения запоминания материала [17]. По-видимому, эффективность объясняется тем, что она помогает слушателю организовывать получаемый материал, активно его перерабатывать и увязывать с известными фактами. Таким образом, данная методика помогает слушателю активно вносить смысл в запоминаемый материал.

7.3.2. Переструктурирование

Переструктурирование — это введение новых процедур для обработки материала в новой ситуации. Используя терминологию процессов переработки информации, можно сказать, что переструктурирование — это процесс порождения новых процедур или продукций и добавления цх» ■ продукционнаю па-

Научение и забывание

мять. Приобретение новой продукции равносильно выучиванию нового правила для овладения новой ситуацией.

Хотя Румельхарт и Норман [76] ограничились в своем определении переструктурирования фактом приобретения некоторого сложного навыка, причем на длительный срок, нам представляется полезным дать здесь более общее его определение: как усвоение навыка посредством усвоения правил или, следовательно, как увеличение продукционной памяти.

Пример переструктурирования уже приводился выше в связи с обучением программированию на языке ЛИСП. Другими примерами могут служить обучение работе на машине (например, с процессором слов или с электрическим смесителем), обучение реагированию на изменения на видеоиндикаторе (например, при слежении за монитором в задаче управления воздушным движением) или обучение некоторому двигательному навыку (например, работе на пишущей машинке).

По сравнению с наращиванием знаний переструктурирование приводит к значительно более постепенным изменениям в памяти, а также в последующем использовании этой памяти. Просто мы не можем моментально овладеть процедурными навыками, хотя конкретные факты мы усваиваем моментально (или почти моментально).

У всех нас есть определенный опыт овладения тем или иным психомоторным навыком (например, правильным замахом перед ударом при игре в гольф). Сначала, после того как нас проинструктировали, как выполнять то или иное действие, процесс приобретения навыка воспринимается как чрезвычайно трудный. Мы выполняем движение медленно и неправильно. Мы проверяем каждый элемент движения. Мы стараемся делать в точности то, что требуется по инструкции. После большого числа повторений мы начинаем выполнять действие более плавно. Наше сознание теперь меньше занимают отдельные его фазы. Мы можем даже утратить способность точно передавать словами то, что делаем.

После того как мы приобрели значительный опыт, данный навык становится нашей «второй натурой». Мы выполняем требуемые движения точно, плавно и без особого напряжения, возможно, даже не осознавая, что мы делаем. Фиттс [39] описал процесс овладения навыком с помощью модели, содержащей три этапа — когнитивный, ассоциативный и автоматических движений.

Основной особенностью когнитивного этапа является то, что обучающийся сознательно следует словесному описанию того навыка, которым ему нужно овладеть. На ассоциативном этапе обучающийся выполняет все действие более надежно и эффективно, отыскивая и устраняя отдельные недостатки при его вы-

326 Глава 7

иолнении, однако каждое составляющее движение здесь еще сознательно связывается с его словесным описанием. На последнем этапе — автоматических движений — он начинает делать уже бессознательно составляющие движения; по мере дальнейшей тренировки навык становится все более прочным и, наконец, наступает момент, когда для точного выполнения действия уже не требуется сосредоточенного внимания.

Сходная трехэтапная модель была предложена для объяснения овладения когнитивными навыками, такими, например, как отладка электронной аппаратуры, решение геометрических задач или программирование на ЭВМ [5, 64]. Согласно этой модели, процесс овладения когнитивным навыком протекает в три этапа: 1) декларативный, 2) компиляции знаний и 3) настройки продукции.

На декларативном этапе составляющие навыка представляются как декларативные факты, которые обрабатываются общими продукциями. На этом этапе действие выполняется шаг за шагом. На этапе компиляции знаний декларативное пошаговое описание заменяется на более специализированное процедурное представление. На этом этапе факты, относящиеся к навыку (пошаговые инструкции), по существу трансформируются в процедуры. Затем, на стадии настройки, по мере того, как навык воспроизводится все более надежно, соответствующее декларативное представление может полностью исчезнуть.

Декларативный этап. Андерсон [5] предложил два универсальных способа приобретения некоторого навыка на декларативном этапе процесса научения. Один из них заключается в использовании общих операций, применяемых к декларативному представлению. На этом этапе обучающийся, как правило, изучает текст и запоминает различные факты. Например, в уже упоминавшейся работе [84] испытуемые изучали гл. 1 руководства по программированию на языке ЛИСП.* Они запоминали различные факты относительно структуры данных языка, а также овладевали навыками использования некоторых элементарных функций. Однако уровень, знания студентами фактического материала еще не гарантировал того, что они смогут, пользуясь этим материалом, решать различные задачи.

Согласно Андерсону [5], для решения задач обучаемый должен использовать набор универсальных продукций, которые применимы при обработке вновь поступающей декларативной информации. Универсальные продукции могут использоваться при решении самых разнообразных задач (например, математи-' ческие головоломки, понимание языка и задачи на пространственные отношения). Универсальное правило может содержать следующие стадии: 1) разбить задачу на подзадачи; 2) опреде-

Научение и забывание

лить, что получается в предельных случаях; 3) применить проверенный способ решения; 4) попытаться по очереди использовать каждый из методов, описанных в тексте, для отыскания таких отношений. У всех нас есть в запасе множество собственных приемов для решения новых задач.

Одна из трудностей, связанных с приобретением когнитивного навыка по данному методу, обусловлена тем, что рабочая память работает с перегрузкой, что снижает скорость деятельности и приводит к многочисленным ошибкам. Объем рабочей памяти непосредственно зависит от способности обучающегося удерживать в активном состоянии большое число полученных декларативных сведений. Один из способов уменьшить нагрузку на рабочую память — использование универсальных продукций с большим автоматизмом и меньшими затратами.

Универсальным процедурам решения задач посвящены многочисленные университетские курсы (обычно на инженерно-технических факультетах), а также книги, написанные для неспособных передвигаться инвалидов. Особенно полезна в этом отношении книга Викельгрена [103] «Как решать задачи», в которой описаны многие из универсальных способов. Несмотря на то что достаточно трудно дать исчерпывающие доказательства полезности этих способов, автор привел данные о том, что практическое использование универсальных способов помогает решать задачи. Это позволяет предположить, что такие практиче-кие приемы должны облегчать первый этап овладения когнитивным навыком.

Второй из предложенных Андерсоном [5] общих способов заключается в использовании аналогии на начальном этапе обучения. В данном случае это означает, что после прочтения исходного текстового материала обучаемый делает попытку решить тестовые задачи путем отыскания сходных задач, решение которых уже известно. Таким образом, при подходящей замене (отыскании аналогии) студент способен решить тестовую задачу.

В настоящее время полезность аналогии как средства овладения навыком оспаривается. С одной стороны, использование аналогий для решения задач может оказаться тривиальным ходом, который не приближает обучающегося к пониманию своего задания. В самом деле, Андерсон и др. [7] приводят до воды в пользу того, что студентов нужно предостерегать от ис> пользования аналогий и поощрять к использованию универсальных приемов.

С другой стороны, существует много ситуаций, для которых решение общими методами трудно получить. Во всех таких случаях может оказаться, что аналогия — наиболее эффективный инструмент решения. В работе Румельхарта и Нормана [76]