Психологическое содержание и структура переработки информации человеком в процессе деятельности

Категория:
Эргономика


Психологическое содержание и структура переработки информации человеком в процессе деятельности

Излагаемые ниже представления основаны на идеях, сформулированных авторами в результате анализа как собственных, так и имеющихся в литературе материалов.

К основным фактам и закономерностям, вытекающим из этих материалов, можно отнести следующие.

1. Поведенческая (в том числе трудовая) информационная деятельность— всегда «совмещенная» в том смысле, что у человека параллель-но(или с несознаваемыми -переключениями в микроинтервалы времени) протекают два процесса переработки информации: Иц — целенаправленные преобразования, обеспечивающие основную задачу деятельности; Иб — обзорные преобразования, обеспечивающие готовность к переключению на дополнительную (в частности, аварийную) задачу деятельности.

2. Одну и ту же задачу человек может решать разными способами, т. е. посредством различных алгоритмов преобразования информации в зависимости от: числа повторений задач данного типа (и от других факторов обучения); возможного разнообразия (концептуально различимых состояний, числа релевантных сигналов, числа возможных ответов и т. п.); силы сигналов, их значимости и характера распределения вероятностей; специфической и неспецифической напряженности.

3. Зависимости, определяющие способ (структуру, алгоритм) решения задачи и соответствующие количественные показатели времени, точности и надежности, имеют кусочный характер, т. е. с возрастанием значения какого-либо из перечисленных в п. 2 факторов периодически происходят качественные перестройки процесса переработки информации.

4. Ряд конкретных зависимостей и значений показателей переработки информации в процессе деятельности может быть использован для количественной характеристики отдельных трудовых действий и их комплексов.

5. Наиболее адекватным с психологической точки зрения и удобным для решения практических задач эргономики является операцион-но-психологический метод описания содержания и структуры переработки человеком поведенческой информации.

Рассмотрим перечисленные положения более подробно в описательном плане, а затем сформулируем рабочую гипотезу с применением операционно-психологического метода.

Целенаправленный компонент преобразования информации (Иц) обусловлен осознанной целью поведения.

Обзорный компонент (И0) обусловлен неотчетливо осознаваемыми, но жизненно важными задачами, т. е. связан с установкой на обнаружение признаков «угрозы», в том числе и признаков нового, неожиданного сигнала.

Соотношение этих двух, параллельно существующих компонентов деятельности может меняться в пределах 0 < Иц/И0 <оо в зависимости от доминантности Иц. И0 работает по принципу механизма автоматизированных реакций прямого замыкания. Результаты работы этого компонента отражаются как нецеленаправленное, спонтанное восприятие картин внешнего мира.

Если появляется сигнал, значимый для неосознаваемой в данный момент задачи, то происходит переключение внимания на этот сигнал (5”). После этого человек осознает наличие данного сигнала и принимает решение о его обслуживании. Если «тревога ложная» или Иц’ важнее, то сигнал «отбрасывается». Если же сигнал важен, то происходит переключение внимания: старое Иц «отбрасывается» и человек начинает работать по Иц. Это принятие решения о переключении внимания может происходить по разному алгоритму. При высокой значимости (например, «опасность») или при низком пороге перевода на немедленное обслуживание (например, при определенной фазе эмоционального возбуждения), решения как такового в этом случае нет, и наблюдается немедленное обслуживание. Если же принимается решение начать обслуживание по S”, то оно включает в себя и выбор способа обслуживания. Если есть дефицит времени и другие неблагоприятные обстоятельства — то решение принимается по алгоритму реакций прямого замыкания, если нет осложняющих условий,—то по алгоритмам репродуктивного или продуктивного мышления. Совмещенная Деятельность в обычно понимаемом смысле может протекать двояко: если одна из целей деятельности может обслуживаться на автоматизированном уровне, то это обслуживание как бы вписывается в И0, если же требуется уровень осознанных действий, то перед началом совмещенной деятельности актуализируется или вырабатывается программа переключения внимания с одной деятельности на другую.

Существует большое число работ, где приводятся противоречивые данные о «пропускной способности» человека-оператора. Эту противоречивость авторы, как правило, объясняют разными методическими условиями проведения экспериментов.

Приведенные в предыдущих параграфах данные позволяют раскрыть сущность влияния этих условий. Время ответа на сигнал и вероятность ошибки, т. е. те показатели, которые лежат в основе «пропускной способности», не определяются однозначно длиной алфавита сигналов и распределением вероятностей, что постулируется информационной теорией связи. При одном и том же значении этих параметров человек может решать задачу по разным алгоритмам, что, естественно, отражается и на времени ответа, и на надежности решения задачи. Ниже выделены четыре группы факторов, в наибольшей степени определяющие способ переработки информации человеком.

Фактор обучения включает, прежде всего, инструкцию или самоинструкцию, т. е. вербально заданный способ действия. В процессе повторения задач определенного типа человек сам или с помощью инструктора находит пути упрощения способа решения задачи. Помимо осознанного изменения этого способа (алгоритма) повторение может вызывать и неосознаваемую перестройку воспринимаемого (или актуализируемого в памяти) материала и алгоритма его обработки. То и другое в психологии обычно называют процессом «свертывания». С физиологической точки зрения надо различать свертывание типа формирования сенсо-сенсорных связей, стереотипа действий и динамических временных связей. В первом случае происходит «слияние» отдельных элементарных сигналов или признаков в мета-сигналы или образы, или, что то же самое, в оперативные единицы информации. «Свертывание» типа формирования стереотипа действий происходит, когда условные вероятности отдельных действий приближаются к единице. В результате образуются как бы’оперативные единицы — программы переработки информации, т. е. блоки программы (алгоритмы), внутреннее содержание которых человеком в процессе данной деятельности не осознается.

При большом числе повторений однотипных задач оперативные единицы информации или оперативные единицы программ могут превратиться в долговременные единицы, уже не поддающиеся сознательной переработке: в шаблоны, паттерны, стереотипы.

Третий тип «свертывания» — формирование динамических временных связей означает перестройку способа решения задачи путем упрощения программ логического сопоставления воспринимаемых сигналов и актуализируемых в памяти энграмм. Большую роль при этом играет сокращение числа шагов в алгоритме репродуктивного мышления.

Одним из результатов процесса обучения, понимаемого в широком смысле слова, является формирование и постоянное переформирование иерархической системы оперативных единиц информации — энграмм, сигналов и метасигналов, программ переработки поведенческой информации с разными «степенями свободы». В зависимости не только от обучения, но и от других факторов, рассматриваемых ниже, человек может работать практически на любом уровне этой иерархии. Следовательно, при изучении деятельности совершенно недостаточно констатировать факт «кривой обучения» или определять «пропускную способность» оператора по внешне заданной ситуации. Необходимо определять фактический алгоритм переработки информации как функцию от числа повторений задач или других существенных факторов.

Одним из этих факторов, наиболее влияющим также и на ход обучения, является разнообразие, алфавит возможных сигналов. Следует иметь в виду, что основную роль играет число концептуально различимых, а не перцептуально различимых сигналов. Это значит, что при оценке структуры деятельности и способа переработки информации необходимо исходить прежде всего не из различительной способности анализ’атора, а из «различительной способности» психики человека по отношению к данной задаче. Даже в тех случаях, когда лимитирующим фактором в деятельности могут оказаться пороговые характеристики анализатора, наиболее существенным является оценка не порогов ощущения, а оперативных порогов восприятия паттернов (т. е. «долговременных оперативных единиц информации»).

Исключительно важное значение имеет потенциал сигнала (потенциал энграммы, программы переработки информации).

В физиологии высшей нервной деятельности широко распространено введенное И. П. Павловым понятие возбужденности нервных центров. От уровня этой возбужденности зависит скорость образования и эффективность «срабатывания» условного рефлекса. А. А. Ухтомский говорил о повышенной реактивности и заторможенности как о физиологических механизмах «…создания и обеспечения устойчивого вектора поведения животного при всем разнообразии конкретной среды». А. Г. Иванов-Смоленский ввел понятие «потенциальное состояние» условной связи, определяющее готовность к действию данного нервного пути. В аналогичном смысле об уровне возбужденности нервных путей пишет Н. И. Чуприкова.

Обобщенное понятие «потенциала» как меры готовности центральной нервной системы к определенному виду поведения в данной ситуации, предложил К. Халл. Нам представляется, что понятие «потенциала» по Халлу нуждается в конкретизации и в сужении. В его трактовке «потенциал» включает в себя и мотивации, и установку, и уровень возбудимости энграммы или нервного центра. Физический смысл понятия «потенциал» заключается в готовности динамического компонента системы к переходу в определенное новое состояние. Эта готовность может измеряться разницей между внутренней энергией элемента и энергией активации, необходимой для преодоления барьера метастабильности. Именно в этом смысле употребляется термин «потенциал сигнала, энграммы и т. п.» в настоящей книге. То есть речь идет о величине «возбужденности», определяющей легкость выполнения таких операций, как перевод (актуализация) энграммы из долговременной памяти в оперативную, выделение полезного сигнала из «шумов», переключение внимания на «параллельную» деятельность и т. п. Потенциал имеет смысл разности энергетических уровней двух взаимодействующих объектов. Например, если энграмма в памяти имеет «возбужденность» в три условных единицы, а сигнал имеет силу в одну единицу, то потенциал как характеристика «сродства» данного сигнала с данной энграммой равен четырем единицам. Величину этого «сродства» (и, следовательно, вероятность опознания сигнала) можно увеличить искусственно, усилив сигнал (путем введения признака мерцания и т. п.).

Значительный интерес представляет рассмотрение влияния общего уровня активности головного мозга (уровня бодрствования) на процесс переработки сигналов (энграмм), имеющих разный потенциал. В литературе имеется большое число данных о фазных зависимостях различных характеристик реагирования от уровней возбудимости, от степени заторможенности коры головного мозга. Концепция потенциала позволяет представить все эти частные зависимости в виде одной обобщающей.

Переработка поведенческой информации по любому неавтоматизированному алгоритму происходит в оперативной концептуальной модели. Какие именно сигналы будут восприняты (переведеныvиз ико-нической памяти в оперативную) или какие именно энграммы (программы) будут актуализированы (переведены из долговременной памяти в оперативную), во многом зависит от распределения их потенциалов.

На рис. 1. на оси ординат отложен абсолютный уровень «бодрствования», т. е. неспецифического, в частности, эмоционального возбуждения; на оси абсцисс — соответствующие значения неспецифической напряженности по 0—5-балльной системе; под значениями неспецифической напряженности в образной форме представлено распределение актуализированных энграмм по величине потенциала. Потенциал возрастает от 0 до 5 баллов от периферии кружка к центру.

Рис. 1. Взаимосвязь «уровня бодрствования» с характером распределения эталонов сигнала (энграмм) в памяти по признаку потенциала

Степень актуализации закодирована интенсивностью штриховки по трем градациям: полное отсутствие штриховки означает высокую актуализацию (сигналы, энграммы попадают в зону концентрированного внимания), серия штриховки соответствует среднему уровню актуализации (зона периферического внимания), черная штриховка означает низкий уровень актуализации, заторможенность, выход за пределы зон внимания. Из рис. 1 видно, что оптимум (нулевая напряженность) соответствует некоторому среднему уровню «бодрствования». При этом в зоне концентрированного внимания оказываются сигналы с потенциалом 4—5 баллов и в зоне периферического внимания— сигналы с потенциалом 2—3 балла. При изменении уровня бодрствования в обе стороны происходят фазовые изменения в распределении актуализированных потенциалов. Например, при напряжен-ностях 1—2 балла и 3—4 балла наблюдается «сужение внимания», в результате человек может воспринимать и перерабатывать лишь высокопотенциальные сигналы. Эти фазы можно назвать «доминантой закрытого типа», при которой человек хорошо работает лишь по стереотипным программам, по хорошо известным сигналам и ситуациям.

Интересна фаза при напряженности —3—4 балла и + 1—2 балла. Здесь зона высокой актуализации расширяется, в нее попадают и низкопотенциальные сигналы (а при —3—4 баллах, кроме того, «затормаживаются» сигналы с высоким потенциалом). В результате появляется возможность «широкого кругозора», легко возникают ассоциации по низкопотенциальным (в частности, маловероятным) признакам, что характерно для продуктивной, творческой переработки информации. Эти фазы можно назвать «доминантой открытого типа», поскольку за счет высокой актуализации низкопотенциальных сигналов и, следовательно, значительной вероятности ассоциации облегчается «поток» в оперативную память из долговременной памяти других низкопотенциальных энграмм, сходных по каким-то неявным признакам с уже актуализированными энграммами или воспринятым сигналом.

Уровень бодрствования имеет предел. При общем возбуждении центральной нервной системы выше этого предела уровень бодрствования круто падает, возникает либо истериозисная реакция, либо ступорозная. ‘Го и другое обычно называется эмоциональным стрессом.

Описанная зависимость носит качественный характер. Приведенная кривая может «сжиматься» или «расширяться» по обеим осям в зависимости от личностных характеристик человека, от его психологического и физиологического состояния. Тем не менее даже такое схематическое представление взаимосвязи между уровнем бодрствования и особенностями реагирования на сигналы с разными потенциалами, как будет показано ниже, дает в ряде случаев практическую пользу.

Процесс переработки информации человеком построен по иерархическому принципу. Из этого следует, что зависимости показателей переработки информации от различных факторов не должны быть монотонными. В ряде исследований отчетливо выявился кусочно-линейный характер зависимостей времени реакции (BP) и вероятности ошибок (Рош) от числа сигналов, от числа повторений, от величины специфической и неспецифической напряженности. Это свидетельствует о гетерогенных переходах, об изменении внутренней структуры преобразования информации человеком. Так, по-видимому, критическим числом сигналов (признаков), которые человек воспринимает симуль-танно (одномоментно) является 3—4. Эта величина совпадает с объемом кратковременной памяти (при уровне воспроизведения 100%). Перелом кривой зависимости BP от числа сигналов N при переработке информации по типу реакции выбора наблюдается при N = 10—15, что ненамного превышает объем оперативной памяти. В случае лимита времени менее 1 с алгоритм репродуктивного мышления всегда переходит в алгоритм реакции прямого замыкания. Это время является предельным для удержания сигналов в непосредственной памяти без повторения. Таким образом, используя ряд количественных критериев, можно предсказать способ переработки информации, которым будет пользоваться человек. Критические точки необходимо также учитывать при сборе и обобщении исходных данных о количественных характеристиках деятельности оператора.

Концепция, которую мы считаем возможным предложить на основе изложенных фактов и соображений, относится к классу функциональных. Это значит, что она не предполагает обязательную «привязку» к определенным морфологическим образованиям головного мозга или объяснение-физиологических механизмов. Процессы описываются в терминах функциональных элементов и схем. В качестве основной функциональной единицы принимается действие. Структура действия раскрывается через организацию операций. Под действием согласно понимают преобразование информации или информации и энергии, обеспечивающее достижение цели. Если цель простая, т. е. не содержит ряд промежуточных подцелей, то’действие также простое.

Рис. 2. Обобщенный алгоритм действия

Рассмотрим предлагаемую нами операционную структуру простого действия (рис. 2.). На схеме пунктирной линией выделены процессы, протекающие с полным осознанием, горизонтальной пунктирной линией с точкой разделены целенаправленные информационные преобразования (вверху) и обзорные (внизу). Из схемы видно, что в зависимости от ряда условий психологическая структура действия различная.

Первичная обработка информации производится в кратковременной памяти (верхний ряд функциональных блоков). Воспринятые и отфильтрованные в сенсорной памяти сигналы S4(fe), релевантные по отношению к данной цели (k), сопоставляются с программами. Если готовая программа есть, то она выполняется как автоматизированный, неосознаваемый процесс с получением «на выходе» либо симультанного узнавания (идентификации) сигнала, либо эффекторного ответа.

В случае отсутствия готовой автоматизированной программы выполняется операция поддержания (повторения) с переводом осознанных сигналов в оперативную память. Затем человек оценивает условия реагирования. К ним относятся, главным образом, факторы, определяющие неспецифическую или специфическую напряженность (уровень эмоционального возбуждения, лимит времени и т. п.). Если напряженность высокая, условия экстремальны (например, имеется дефицит времени), то, несмотря на отсутствие готовой автоматизированной программы, по критерию аналогии или вероятностной ассоциации выбирается «похожая» программа и действие совершается как стохастически детерминированная реакция прямого замыкания. В случае отсутствия экстремальности определяется наличие в памяти репродуктивной программы. Если такая программа имеется, то человек принимает решение с помощью операций репродуктивного мышления. В противном случае решение принимается с помощью операций продуктивного мышления. «Продуктом» принятия решения могут быть либо опознавание (а не узнавание, как при автоматизированном процессе), либо осознанное запоминание полученной энграммы, либо эффектор-ный ответ. Если действие является одним из компонентов деятельности, то происходит также переключение на очередное действие, т. е. меняется цель действия на (k + 1). Соответственно актуализируются новые энграммы, программы и т. д.

Аналогом цели действия в «канале» обзорной переработки информации является неотчетливо осознаваемая установка. Это может быть «ожидание» аварийного сигнала, сигнала выхода на связь, общая установка на «необычный сильный раздражитель» и т. п. Внешним эффектом могут быть, например, поисковые движения глаз. Неспецифическая и специфическая активация регулирует пороговые характеристики, уровень доминантности фокуса внимания, распределение потенциалов энграмм и т. п. Из схемы рис. 2.8 вытекает классификация действий (табл. 2.2). Сложность переработки информации человеком зависит от состава действия, интенсивностной напряженности, темповой напряженности.

Состав действия определяется числом простых действий и их видом. Так, известно, что логические действия —компарации—выполняются легче, чем действия соединения.

Интенсивностная напряженность определяется величиной потенциала энграммы по отношению к силе воспринимаемого сигнала, числом одновременно удерживаемых в оперативной памяти энграмм. Целесообразно принять три градации потенциала: низкий (обозначение — точка над символом энграммы (сигнала) или действия), средний— две точки или высокий — три точки). Пределом оперативной памяти считается 8—9 оперативных единиц; при 4—7 единицах сложность (интенсивностная напряженность) — средняя.

Темповая напряженность определяется соотношением времени, которое требуется для свободного (при «нулевой» напряженности) выполнения действия оптимальным способом, со временем, имеющимся в распоряжении. Считается, что большая напряженность возникает, если это отношение превышает 0,7—0,8.

Настоящая рабочая гипотеза может быть использована для психологического анализа деятельности в различных целях. В частности, она нужна для априорных оценок загрузки оператора. Накапливать и систематизировать различные количественные характеристики деятельности также следует, ориентируясь на определенные представления о ее психологическом содержании. Для этого целесообразно использовать следующую схему карточки.

Карточка количественных характеристик действий человека
1. Индекс технологической операции или действия (наименование действия).
2. Описание процесса выполнения действия.
3. Описание психологической сущности и структуры операции (словесное или в форме алгоритма, граф-схемы операций и т. п.)
4. Фиксированные условия: характеристики среды, инструкция испытуемому, степень обученности данной операции, темп работы и т. п.)
5. Условия измерений: аппаратура, методика регистрации, число испытуемых, количество замеров, критерии статистической достоверности и т. п.
6. Исследуемый показатель (критерий, зависимая переменная).
7. Изменяемый фактор (независимая переменная).
8. Полученный результат (в табличной, графической форме, в виде формулы и т. п.: а) временные характеристики, б) точностные характеристики, в) надежностные характеристики (в виде средних, сигм, размахов и др.)
9. Выводы, заключение, дополнительные сведения и т. п. 10. Источник данных, автор, библиографические’сведения. И. Составитель карточки.

В результате психологического анализа деятельности необходимо определить психологическую сущность составляющих ее действий и их взаимосвязь между собой. Выявление типа действия и структуры информационных преобразований может основываться на трех критериях: характере задачи, которую решает оператор посредством данного действия; содержании операций, отразившихся в сознании оператора; комплексе объективных характеристик, которые можно зарегистрировать в процессе деятельности.

Характер задачи — соотношение между объективно заданными условиями и имеющимися в концептуальной модели оператора средствами ее решения, во многом определяет, какой способ переработки информации наиболее пригоден в данном конкретном случае. Число сигналов, которые должен учитывать оператор, возможность их «слияния» в образ, необходимость реконструировать (вообразить) обстановку по воспринятому искусственному сигналу — в целом все те признаки, которые представлены на рис. 2.8, следует учесть при определении характера задачи. Важным фактором является также число повторений данной ситуации.

Содержание операций, отразившихся в сознании оператора, т. е. операций, о которых он может рассказать или в процессе работы (метод проговаривания) или сразу после ее окончания (метод интервью) — важный критерий, если решение принимается путем репродуктивного мышления.

Комплекс объективных характеристик, которые можно зарегистрировать в процессе деятельности, в принципе наиболее точный критерий способа действия. Однако разработка соответствующих диагностических критериев еще находится в стадии поисковых исследований.

Изучение генеза действия. Согласно теории инте-риоризации действий предполагают, что, наблюдая внешние операции в начале обучения, можно получить представление о внутренних действиях, сформировавшихся к концу обучения.

Варьирование условий деятельности может дать полезную информацию о способах решения задачи ( метод исследования «черного ящика»). Например, закрывая незаметно для оператора тот или иной индекс на приборе, можно определить, используется ли он в процессе принятия решения.

Выявление психологического содержания процессов переработки информации человеком является наиболее сложной задачей эргономического исследования трудовой деятельности. Решение этой задачи должно опираться на определенные научные представления о психической организации действий и деятельности в целом. В психологии накоплено много данных о различных феноменах й закономерностях, предложена характеристика трудовой деятельности. Однако общепринятой теории психологической структуры целесообразной переработки информации, пригодной для непосредственного практического использования в эргономике, пока нет.

Эта теория должна обладать: непротиворечивостью в отношении экспериментально установленных фактов, конкретными формулировками и однозначными определениями понятий; возможностью формализации описываемых процессов. В настоящей главе изложена концепция, которую можно рассматривать как предварительный вариант такой теории, который уже используется в инженерно-психологических и эргономических работах.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум