Основы эргономки лекция 5

Тема: Функциональная структура познавательных действий

1. Структура когнитивных действий при формировании исполнительского действия

2. Определение и свойства зрительных образов

3. Перцептивные действия

4. Микроструктурный анализ становления образа

Структура когнитивных действий при формировании исполнительского действия

Новые технические средства деятельности требуют формирова­ния специальных перцептивных способностей, действий и навыков.

Рассмотрим общую характеристику важнейших когнитивных процессов, играющих ведущую роль в трудовой деятельности. Специальное внимание при этом будет уде­лено огромным резервам, имеющимся в человеческом восприятии, памяти, резервам, рациональное использование которых может су­щественно облегчить решение сложных технических задач.

В предыдущей лекции было показано значение образа си­туации и образа действий, которые должны быть выполнены в этой ситуации для формирования навыков. Исследования образов и соответственно особенностей их формирования становятся цент­ральными и в когнитивной психологии, которая в работах своих наиболее дальновидных представителей успешно преодо­левает стимульно-реактивные, бихевиористические схемы, долгое время использовавшиеся для анализа поведения и деятельности.

Понятие образа начинает играть все более заметную роль в инженерно-психологических и эргономических исследованиях.

Ин­формационная модель реальной обстановки в системах «человек— машина» должна быть предварительно проанализирована операто­ром, он должен построить собственную образно-концептуальную модель ситуации, принять решение и лишь затем осуществить ис­полнительное действие.

На этом примере особенно отчетливо вы­ступает недостаточность объяснительных стимульно-реактивных схем. Между воздействием и ответным действием в деятельности оператора находится двойное уподобление реальности, или два об­раза, две модели реальности. Каждая из них требует от оператора специфических познавательных действий, осуществляющихся как во внешнем, так и во внутреннем плане.

Целесообразное действие уже не может осуществляться по схе­ме немедленного обслуживания; оно осуществляется по схемам отсроченного обслуживания или, точнее, активного действия, в ин­тервале между воздействием и ответным действием имеется повто­рение и преобразование явлений в информационной модели, до­стигаемое техническими средствами, и повторение и преобразова­ние явлений в образно-концептуальной модели, достигаемое пси­хологическими средствами.

Информационные и образно-концептуальные модели выступают как искусственные образования, открывающие человеку простран­ство доступного для понимания и действия мира. Разумеется, об­разно-концептуальные и информационные модели нетождественны, но описание их в близких терминах существенно облегчает реше­ние задачи синтеза систем «человек — машина».

Для понимания процессов формирования образно-концептуаль­ных моделей, а также процессов преобразования, осуществляемых с целью информационной подготовки и принятия решения, полезно рассмотреть наиболее общие свойства зрительных образов.

Определение и свойства зрительных образов

Образы представляют собой субъективные феномены, возника­ющие в результате предметно-практической, сенсорно-перцептив­ной и мыслительной деятельности как при наличии адекватной сен­сорной стимуляции, так и в ее отсутствие. Образ — это целостное, интегральное отражение действительности, в котором одновремен­но представлены основные перцептивные категории (пространство, движение, цвет, форма, фактура и т. д.), причем, как хорошо из­вестно из психологии восприятия, воздействие этих категорий на наблюдателя не является независимым.

Важнейшей функцией об­раза является регуляция исполнительных актов. Логично предста­вить себе регулятор не менее реальным, чем исполнительный ме­ханизм, и обладающим такими же свойствами, как объект регули­рования.

В предыдущей лекции приведены аргументы в поль­зу рассмотрения живого движения как особого функционального органа, обладающего по аналогии с морфологическими органами свойствами реактивности, чувствительности, подчиняющегося за­конам эволюции и инволюции.

Нетрудно обнаружить аналогичные свойства и у когнитивных процессов.

• свойство реактивности

Восприятие, память, мышление также представляют собой дей­ствия (или системы действий), каждое из которых реактивно эво­люционирует и инволюционирует [28, 30, 41].

Результаты этих дей­ствий фиксируются прежде всего в образах (двигательных, перцептивных, мнемических, мысленных), которые, в свою очередь, выполняют регулятивные функции по отношению к дальнейшему развертыванию когнитивных и исполнительных актов.

Образы ре­альных предметов всегда локализуются нами во внешнем прост­ранстве там, где находятся предметы восприятия или действия.

Это же относится и к визуализированным образам, представ­лениям, которые наблюдатель видит в отсутствие объекта наблю­дения. Вне процесса объективации, экстериоризации не существует и образа как некоторой субъективной данности.

Благодаря локали­зации образа во внешнем трехмерном пространстве (в том числе и в трансформированных субъектом его аналогах [73, 74]) возмож­но регулирование исполнительных действий, осуществляемых во внешнем плане.

Другими словами, регуляция исполнительных актов возможна лишь через предметную среду, отображенную в объективированном образе.

• свойство чувствительности

В зрительном восприятии выделяют два типа структур: прост­ранственную, связанную с локализацией в координатах трехмерно­го пространства окружающего мира, и структуру проксимальной стимуляции, соотносимую с анатомическими координатами сетчат­ки. В специальных исследованиях возможна демонстрация отно­сительной независимости этих структур друг от друга, хотя в реальном акте восприятия они взаимосвязаны. Обе структуры харак­теризуются и определенными иконическими (картинными) свойст­вами.

Иконические свойства этих структур составляют чув­ственную ткань образа (и сознания), которая, как правило, слита с предметным содержанием воспринимаемой действительности [48], т. е. локализуется во внешнем трехмерном пространстве.

Дальнейшее обсуждение свойств образа целесообразно проводить в терминах биодинамической и чувственной ткани, хотя их разде­ление не может быть абсолютным, поскольку и в биодинамической ткани движения присутствуют иконические, чувственные свойства (см. § 2).

Пространственная структура образа складывается в ре­зультате предметных действий субъекта, благодаря преобразова­нию биодинамической ткани движения в чувственную ткань про­странственного образа. Это относится не только к процессу форми­рования образа, но и к сформированному образу: ведь остановка может рассматриваться как накопленное движение, его симультан­ный слепок. В снятом виде биодинамическая ткань движения при­сутствует и в порожденном и в воплощенном образе.

По мере формирования пространственного образа он наполня­ется предметными свойствами, облекается чувственной тканью и совместно с ней локализуется во внешнем пространстве. Сказанное справедливо как по отношению к чувственной ткани, связанной по своему происхождению с биодинамической, так и по отношению к чувственной ткани, связанной с иконическими свойствами про­ксимальной стимуляции. Последняя также экстериоризуется и сли­вается с пространственной структурой образа. После такого слия­ния образ выступает как интегральное, неразложимое целое.

Следовательно, в сформировавшемся образе биодинамическая и чувственная ткань представляют как бы две стороны одного и того же целого. Более того, они становятся обратимыми. При формировании пространственного образа ведущую роль играет биодинамическая ткань движения, действия.

В сформированном образе ведущее положение занимает чувственная ткань, в том чис­ле и имеющая своим источником проксимальную ситуацию. При построении движения осуществляется обратный перевод, т.е. чувст­венная ткань образа трансформируется в биодинамическую ткань движения.

Движение в конечном счете представляет собой как бы субстанцию, каркас образа. И если верно положение о том, что де­ятельность умирает в продукте, то точно так же должно быть спра­ведливо положение о том, что образ умирает, воплощается в дея­тельности, чтобы возродиться в результате ее завершения. Именно поэтому образы обладают свойством открытости.

Чувственная ткань пространственного образа, связанная по своему происхожде­нию с активными движениями субъекта в окружающем мире, мо­жет выступать в качестве регулятора исполнительных действий. Осуществление последних вновь приводит к трансформации биоди­намической ткани в чувственную, к расширению и фиксации в об­разе все новых и новых свойств предметной действительности.

Однако сложившийся детальный образ окружения сплошь и рядом оказывается чрезмерно избыточным для решения утилитарных за­дач регуляции исполнительных актов, хотя он, разумеется, необхо­дим для принятия решения о целесообразности того или иного дей­ствия.

Средством преодоления избыточности при стереотипизации и стандартизации условий выполнения действия является тран­сформация пространственного образа, его биодинамической ткани в более или менее автоматизированную схему. В складывающихся в результате такой трансформации схемах, а затем и в символах усиливаются элементы абстрагирования и соответственно умень­шается удельный вес биодинамической и особенно чувственной ткани.

Сказанное выше позволяет прийти к заключению, что образы, равно как и движения, следует рассматривать как функциональ­ные органы регуляции поведения. Подоб­ная единая трактовка движений, образов, установок как функци­ональных органов индивидуальности облегчает выявление сущест­вующих между ними взаимоотношений.

• пространственное свойство

Каждый человек имеет множество образов самых различных пространств: комнаты, улицы, города, любимой картины и т. д. Некоторые из нас свободно ориентируются в микроскопическом пространстве и даже в пространстве космоса, причем несомненна способность легко переходить от работы в одном пространстве к работе в другом пространстве.

Образы внешнего окружения, как правило, включают в себя и «схему тела». Схема тела — это обоб­щенное представление человека о своем теле — его контуре и га­баритах, его границах и о его ориентации « состоянии движения в окружающем пространстве. Ф. Д. Горбов [17] отмечал, что, не­прерывно изменяя положение тела, человек одновременно создает и опробует постуральную модель, формирующую схему тела. Воспринимаемые границы схемы тела чрезвычайно подвижны. В схему тела включаются одежда и разнообразные орудия труда (перо, лопата, автомобиль, танкер и т. п.). Ярким примером простран­ственных свойств образов являются возникающие у ампутирован­ных феномены движений фантомных конечностей, когда культя в действительности не двигается.

Приведенные примеры свидетельствуют о постепенном отодви­гании чувствительности индивида во внешнее пространство, о построении индивидом все более адекватных и сложных простран­ственных образов и моделей реальности. Естественно, что в субъ­ективных образах в зависимости от задач деятельности отражение физического пространства может трансформироваться. Оно может восприниматься в прямой и обратной перспективе, намеренно сжи­маться или растягиваться, схематизироваться и пр.

• временнòе свойство

В зрительных образах отражается не только пространство, но и время.

В симультанных картинах («остановленных мгновениях») присутствуют элементы настоящего, прошлого и будущего. Отра­жение времени в образах основано как на механизмах восприятия и экстраполяции движений, так и на механизмах, которые подобны полупрозрачной картотеке следов, зафиксированных в разные мо­менты времени.

Это позволяет, с одной стороны, воспринимать мир стабильным, а с другой — учитывать в нем прошлые, текущие и предстоящие изменения. Следовательно, зрительные образы по­зволяют потенциально и актуально отражать действительность во всем богатстве как видимых, так и скрытых в определенный мо­мент связей между предметами.

• емкостное свойство

В информационном отношении образы представляют собой не­обычайно емкую форму репрезентации окружающей действитель­ности. В них находит место информация о пространственно-вре­менных, динамических, цветовых и фигуративных характеристиках предметов.

Они многомерны, многокатегориальны, а также поли­модальны.

В образах отражаются не только фундаментальные перцептивные категории, но и взаимоотношения между ними как в рамках одной категории, так и интермодальные взаимоотноше­ния. Высказываются предположения о том, что наглядные образы легко трансформируются в амодальные образы, в перцептивные или предметные понятия — комплексы («размытые понятия») и т. п.

Другими словами, образы многослойны как генетически, так и функционально, что позволяет человеку как бы перемещать­ся в мир символических значений и концептов, рефлектировать по поводу верхних слоев построенного им образа мира, сознательно оперировать знаками, символами, словами.

• уровневость построения образов

Что же касается фун­даментальных перцептивных категорий, то, хотя они и служат ориентирами практической деятельности человека, они редко ста­новятся предметом рефлексии. Конечно, человек продолжает эффективно использовать наглядно-чувственное, образное отраже­ние предметной действительности, но преимущественно в скрытой, латентной форме.

Подобно тому как разные стороны сложных двигательных актов обеспечиваются координированной работой различных уровней по­строения движений, воспринимаемая пространственная локализа­ция объектов и описание их формы, судя по результатам специ­альных исследований, представляют собой продукты перера­ботки информации на различных уровнях построения образа. В восприятии, точно так же как и при регуляции движений, осоз­нается в первую очередь предметное содержание, соответствующее смысловой стороне стоящей перед субъектом задачи.

Фоновые координации, реализуемые на более низких уровнях, не представ­лены в фокальной области сознания, даже если речь идет о таких процессах, как отражение яркостных характеристик или движения предмета. Эта латентность восприятия, полезная для субъекта, не освобождает психологию от ее вполне сознательного учета, от за­дачи реконструкции этого удивительного мира психической реаль­ности, от поиска и развития объективных и вместе с тем психоло­гических методов его исследования.

Реконструкция фоновых координации, осуществляемых на ниж­них уровнях процесса формирования предметного образа, особенно актуальна, потому что объекты, ситуации, события представлены в информационных моделях в закодированном виде. Нередки слу­чаи, когда наиболее информативные признаки отображаемых объ­ектов кодируются распределением яркостей, движением, а прост­ранственные характеристики объектов — буквенно-цифровой ин­формацией или точками и линиями на плоскости средств отображения.

• субъективная симультантность

Информационная емкость зрительных образов огромна. По сравнению со слуховыми и двигательными образами они характе­ризуются субъективной симультанностью, позволяющей мгновенно «схватывать» отношения между элементами реальной или пред­ставляемой ситуации. Симультанность характеризует не только вос­приятие реальных, но и отображенных, в том числе и закодирован­ных объектов.

Поэтому использование многомерных кодов (сочетаний цвета, формы, конфигурации и пр.) не вызывает увеличения времени восприятия по сравнению с одномерными кодами. Образы обладают большей, чем слова, ассоциативной силой. Возможно поэтому образы прекрасно хранятся в памяти. После однократного предъявления нескольких тысяч картин наблюдате­ли способны правильно опознать около 90%.

• субъективность образа

Наряду с отражением реальности зрительные образы содер­жат интенциональные и аффективные компоненты, поэтому регу­ляция поведения и деятельности посредством образа замечательна тем, что она допускает определенную меру независимости дея­тельности от непосредственной внешней ситуации. Другими слова­ми, образы субъективны и пристрастны. В образах присутствуют и оперативные компоненты, поскольку они по своему происхожде­нию связаны с действием. Наличие оперативных компонентов по­зволяет образам трансформироваться в перцептивно-моторные схемы и выполнять функцию регуляции поведения с учетом внеш­них обстоятельств, а равно мотивационных и целевых аспектов деятельности.

• манипулятивная способность

Следующая группа свойств связана с их подвижностью и пла­стичностью.

Эти свойства проявляются прежде всего в том, что в образном плане возможны быстрые переходы от обобщенной оценки ситуации к подробному анализу ее элементов. Они обеспе­чивают различного рода пространственные перемещения отражен­ных в образах объектов, их сдвиги, повороты, а также увеличение, уменьшение, перспективное искажение и нормализацию.

Эта свое­образная манипулятивная способность зрительной системы позволяет представить ситуацию как в прямой, так и в обратной перспективе. Манипуляции образами служат средствами решения задач опознавания, вносят определенный вклад в механизмы кон­стантности восприятия, а также являются важнейшими средствами продуктивного восприятия и визуального мышления.

Столкновение или сочетание различных образов может выполнять и смыслообразующие функции. Как хорошо известно, степень про­извольности манипуляций образами может быть весьма различной.

Продуктивные манипуляции образами наиболее эффективны, когда они происходят либо в отсутствие объекта наблюдения, либо при отстройке от внешней ситуации. Визуализация и манипуляция образами в плане наглядного представления интерферируют с пер­цептивной работой, направленной на окружающую действитель­ность и, в меньшей степени интерферируют с процессами прогова­ривания, с внутренней речью.

Это создает возможность для парал­лельной фиксации результатов, полученных при работе с образами в вербальных значениях. Неполные, незавершенные образы, в кото­рых имеется элемент «недосказанности», нарушения равновесия, напряженности и т. п., в большей степени провоцируют манипулятивную способность зрительной системы, чем завершенные образы.

Исследования манипулятивной способности зрительной системы приводят к заключению, что сформировавшийся образ представляет собой полифункциональный орган поведения. В нем фиксиро­вано многоплановое отражение реальности, он является регуля­тором исполнительных актов, вместе с тем выступает в качестве «предмета» репродуктивной или продуктивной деятельности и, наконец, в качестве ее продукта.

Конечно, образы, складывающие­ся в результате предметно-практического действия, отличаются от образов, складывающихся в результате перцептивных действий. Это же справедливо и по отношению к образам, складывающимся в результате мнемической или умственной деятельности.

• зависимость от решаемых задач субъектом

Имеются различия и между образами, складывающимися в процессе озна­комления, и образами, регулирующими исполнительные действия. Хотя они и имеют самое близкое отношение друг к другу, однако их содержание, полнота, уровень обобщения и другие черты раз­личны. Эти свойства образов зависят от решаемой субъектом за­дачи и от способов ее выполнения, т. е. от характера используе­мых субъектом перцептивных действий.

Развитие восприятия приводит к тому, что как образ собствен­ного тела, так и образы объектов внешнего мира могут приобрес­ти новое качество и стать частью языкового семантического про­странства. Образы и процесс восприятия в целом становятся до­ступными рефлексивному анализу. Вместе с восприятием предмета происходит осознание его функций, благодаря чему восприятие становится обобщенным и категоризованным.

Словесное обобще­ние позволяет привлечь к анализу сложные смысловые связи, от­ложившиеся в языке, и выделить те стороны воспринимаемого предмета, которые оставались бы недостаточно воспринятыми. Объективация образов позволяет «проигрывать» варианты пове­дения и деятельности на другом субстрате — субстрате отображе­ния, модели, образа, прежде чем реализовать исполнительные дей­ствия на реальном субстрате.

Приведенная по необходимости краткая характеристика зри­тельных образов подтверждает высказанное ранее положение о том, что изучение процессов приема и переработки информации вне учета огромного информационного, когнитивного, творческого потенциала, содержащегося в предметно-практических и чувствен­но-предметных формах отражения действительности, может при­водить к резкому занижению реальных возможностей человека по восприятию и обработке информации.

Человек обладает поистине неисчерпаемыми резервами повышения «пропускной способности» восприятия. Все дело состоит в том, что эти резервы необходимо правильно использовать, т. е. создавать внешние средства деятель­ности, рассчитанные на сильные, а не на слабые стороны когнитив­ных процессов.

Процессы формирования, опознания и оперирования образами осуществляются при помощи специальных перцептивных действий.

Перцептивные действия

Согласно современным представлениям восприятие представляет собой совокупность процессов, обеспечи­вающих субъективное, пристрастное и вместе с тем адекватное отражение действительности. Адекватность образа дана не изна­чально, она достигается благодаря тому, что при формировании образа восприятия происходит уподобление воспринимающих сис­тем свойствам воздействия.

По своему месту в структуре деятель­ности процессы восприятия обычно являются действиями, за ис­ключением тех случаев, когда создание адекватного или нового образа представляет собой самостоятельный мотив. Требования, предъявляемые к восприятию со стороны практической деятельно­сти, называются перцептивными задачами.

Воспринимать — это значит решать ту или иную перцептивную задачу, создавая адек­ватное отражение ситуации, поэтому восприятие представляет со­бой систему перцептивных действий.

Перцептивное действие вклю­чает в себя различные операции и функциональные блоки.

Перцептивное действие — это активный, динамический, регулируе­мый задачами деятельности процесс, обладающий механизмами обратной связи и предвосхищения, подчиняющийся особенностям обследуемого объекта.

Активность восприятия состоит прежде всего в участии эффекторных компонентов, выступающих в форме движения рецепторных аппаратов и перемещений тела или его частей в пространстве. Эти движения делятся на два больших класса.

В первый класс входят поисковые и установочные движе­ния, с помощью которых осуществляются поиск заданного объек­та, установка глаза в наиболее удобную для восприятия позицию и изменение этой позиции. К этому же классу относятся движения головы на внезапно раздавшийся звук, следящие движения глаза и пр. Подобные движения <не только создают наиболее благопри­ятные условия для восприятия объекта, но и участвуют в опреде­лении его пространственного положения.

Во второй класс входят собственно-гностические движения. При их непосредственном участии происходит оценка размеров, опознаются уже знакомые объекты, наконец, осуществляется сам процесс построения образа. В движениях руки, ощупывающей пред­мет, в движениях глаза, прослеживающих видимый контур, про­исходит непрерывное сравнение образа с оригиналом.

Несоответ­ствие их друг другу вызывает корректирование образа. Следо­вательно, роль моторики в восприятии не ограничивается созда­нием наилучших условий для работы афферентных систем и за­ключается в том, что движения сами участвуют в формировании субъективного образа объективного мира.

В целях более детального выяснения роли перцептивных дей­ствий в формировании образа целесообразно использовать ход рассуждений, в известной мере аналогичный тому, который был применен Н. А. Бернштейном для выяснения роли сенсорных кор­рекций в регуляции человеческих движений.

Вследствие множест­ва степеней свободы окружающих объектов по отношению к вос­принимающему субъекту и бесконечного многообразия условий их появления они непрерывно меняют свое обличье, поворачиваются к нам различными сторонами. Иначе говоря, ни один сенсорный импульс, ни одно раздражение само по себе не может однозначно определить возникновение адекватного образа восприятия. Здесь необходима коррекция, исправляющая неизбежные ошибки и при­водящая образ в соответствие с объектом.

Однако если такой образ будет материализован лишь во внут­ренних процессах организма (в состояниях рецептора и коркового конца анализатора), то сопоставление его с оригиналом окажется невозможным и, таким образом, требуемая коррекция не сможет осуществиться.