Общая характеристика когнитивной психологии

 

Когнитивная психология— одно из направлений преимущественно амер. психологии, возникшее в нач. 1960-х гг. как альтернатива бихевиоризму. К. п. реабилитировала понятие психики как предмета научного исследования, рассматривая поведение как опосредствованное познавательными (когнитивными) факторами. Современная К. п. состоит из многих разделов: восприятие, распознавание образов, внимание, память, воображение, речь, психология развития, мышление и принятие решения, в целом естественный интеллект и отчасти искусственный интеллект. С момента возникновения К. п. ее основным методом был информационный подход, в рамках которого разрабатывались модели микроструктуры восприятия, внимания и кратковременной памяти, протекавшие в основном в миллисекундном диапазоне времени (Метод микроструктурного анализа, Парадигма Стернберга). С расширением предметной области исследований обнаружилась ограниченность информационного подхода, особенно при анализе речевой деятельности, мышления, долговременной памяти и структуры интеллекта. Поэтому когнитивисты начали обращаться к генетической психологии (Ж. Пиаже), культурно-исторической психологии (Л. С. Выготский и др.), деятельностному подходу (А. Н. Леонтьев и др.). С др. стороны, разработанная ими методическая база экспериментальных исследований привлекла внимание многих европейских, в т. ч. рос. ученых, которые адаптировали ее для развития своих традиций (микроструктурный и микродинамический анализ, микрогенетический метод).

Когнитивная психология — современное направление в исследовании познавательных процессов. Хотя познавательные процессы изучались еще на самом раннем, интроспекционистском, этапе существования экспериментальной психологии, термин К. п. возник для обозначения появившегося в 1950—60-е гг. течения, которое вновь привлекло внимание к исследованию познавательных процессов, оставленному в стороне господствовавшим до этого бихевиоризмом. Это течение, вдохновлявшееся успехами в области создания технических систем переработки информации, рассматривается сегодня как одна из составных частей К. п. и носит название информационного подхода. Основной характеристикой работ, выполненных в русле информационного подхода, является применение моделей, точно и однозначно описывающих операции, совершаемые над информацией в когнитивной системе человека. Такое однозначное описание в принципе позволяет проверять функционирование моделей на технических устройствах, например компьютерах. Важно отметить, что понятия, применяемые в информационных моделях, носят функциональный характер: они описывают функции операций, но не то, как эти операции реализуются материально. Электронные процессы, протекающие в компьютере, по всей видимости, не имеют ничего общего с физиологическими процессами нервной системы, однако и те и другие могут обеспечивать сходные функции.

Первые исследования в рамках информационного подхода стимулировались появившимися в 1950—60-е гг. возможностями объективного измерения объемов информации и были направлены на выявление ограничений объемов перерабатываемой людьми информации. Так возникли когнитивистские модели внимания (Д. Бродбент, Э. Трейсман), использующие метафору канала с ограниченной пропускной способностью, на каждом следующем этапе которого информация подвергается все большей обработке: вначале физической, потом семантической. Основные дискуссии при этом вызывала проблема локализации воронки — ранняя (до этапа физической или семантической переработки информации) или поздняя. Трудности, встреченные моделями ограниченной пропускной способности, вызвали к жизни альтернативу — понимание внимания как активного процесса, способствующего анализу и синтезу перцептивных данных. Параллельно развивались модели памяти, среди которых наиболее важное место заняла трехкомпонентная модель, проводящая различие между сверхкратковременной (сенсорной), кратковременной (рабочей в более современной трактовке) и долговременной памятью. На этом же этапе информационный подход ассимилировал детекторную теорию восприятия и ряд других идей. Были предложены многочисленные остроумные экспериментальные приемы (типа дихотического прослушивания) и модернизированы старые (от заучивания слогов в духе Г. Эббингауза до хронометража). К экспериментальным методам были добавлены методы математического или компьютерного моделирования. Информационные модели первого поколения, как видно из предыдущего, описывали работу когнитивной системы в весьма специфических и искусственных ситуациях. Они не рассматривали адаптивную, целостную и осмысленную деятельность, что затрудняло оценку роли отдельных компонентов в когнитивной системе и послужило основанием упреков в отсутствии "экологической валидности".

На следующем этапе, наметившимся в 1970-х гг., в рамках информационного подхода были предприняты попытки описать механизмы целостных поведенческих актов, таких как решение задач или понимание текстов. Г. Саймоном была предложена формализация процессов решения различных задач, разработаны понятия проблемного пространства, эвристик и т. д. В качестве центральной выступила проблема формирования целостной репрезентации ситуации и операций над этой репрезентацией. Если на первом этапе информация описывалась абстрактно как набор единиц независимо от образуемой ими структуры, то теперь интерес переместился на исследование форм организации знаний и процессов оперирования над ними. Была описана организация знаний в виде категорий или целостных схем. Среди последних большую популярность получили скрипты и фреймы, исследованные Р. Шенком в работах по искусственному интеллекту. Скрипты (сценарии) репрезентируют в памяти субъекта целостные события, развивающиеся во времени, такие как посещение ресторана, покупка в магазине или брачная церемония. Фреймы (рамки) служат для описания симультанных схем, например плана типичного дома. Обращение к описанию целостных поведенческих актов позволило в рамках информационного подхода создать глобальные модели, представляющие общую "архитектуру" когнитивной системы. Наибольшей известностью среди подобных моделей пользуется ACT (читается "эктстар") Дж. Андерсона. В ней постулируется различие между декларативными и процедурными знаниями. Декларативные знания представлены в виде схем или категорий в зависимости от репрезентируемого содержания.

Процедурное знание формализуется в виде т.н. продукций, состоящих из двух частей — "если" и "то". Когда часть "если" продукции совпадает с содержанием, находящимся в оперативной памяти, продукция активизируется и исполняется предписание, заложенное в ее части "то", что приводит к изменению содержания оперативной памяти. Андерсон показал, что его модель может среди прочего описывать процессы понимания, решения задач и обучения — он смоделировал при помощи ACT прогресс, достигнутый при прохождении курса геометрии неким лицеистом R. Согласно Андерсону, его модель математически эквивалентна машине Тьюринга, т. е. ее возможности в моделировании решения задач очень велики. В 1980-е гг. в рамках информационного подхода развилось другое направление, получившее название коннекционизма. В основе коннекционизма лежит навеянная нейрофизиологическими исследованиями идея, что переработка информации осуществляется связанными в сеть элементами, называемыми формальными нейронами, которые обмениваются между собой тормозными или возбуждающими импульсами. Тем самым отрицается наличие элементов, репрезентирующих те или иные части знания, знания сохраняются всей сетью в целом на уровне взаимодействия элементов. Знания, т. о., не могут быть отделены от операций по их переработке. К настоящему времени созданы коннекционистские модели, описывающие процессы формирования понятий, восприятия фонетики речи по принципу "анализ через синтез", некоторых патопсихологических симптомов.

Параллельно с информационным подходом развиваются и другие виды К. п. Несмотря на трудности в объяснении ряда эмпирических фактов, с которыми столкнулась теория Ж. Пиаже, ряд ее понятий очень важны и успешно развиваются в современной К. п. В первую очередь это относится к понятию схемы, введенному Пиаже в связи с исследованиями сенсомоторного интеллекта. Схема при этом понималась как механизм осуществления семейства сходных действий. Например, схема хватания может быть применена, несколько при этом изменяясь, для схватывания соски, погремушки, игрушки и т. д., что отличает ее, по мысли Пиаже, от рефлекса, определяющего жесткую последовательность движений. В современных работах ряда представителей неоструктурализма, а также таких исследователей, как К. Бастьен или Ж. Верньо, область применения схем расширяется и охватывает также и репрезентативный интеллект, а взаимодействие схем понимается как определяющее динамику протекания когнитивных процессов. По сравнению с информационным подходом, направление К. п., развивающее понятие схемы, позволяет более адекватно описать феномены умственного развития. В исследованиях интеллектуального развития ребенка выделилось также течение, описывающее это развитие как совершенствование теорий, которые ребенок создает об окружающем его мире и о себе.

Когнитивная психология во многом основывается на аналогии между преобразованием информации в вычислительном устройстве и осуществлением познавательных процессов у человека. Так были выделены многочисленные структурные составляющие (блоки) познавательных и исполнительных процессов, прежде всего памяти (Р. Аткинсон).

Наибольшее распространение получил вычислительный вариант, где психика представляется в виде устройства с фиксированной способностью к преобразованию сигналов. Здесь главная роль отводится внутренним когнитивным схемам и активности организма в процессе познания. Это направление возникло под влиянием информационного подхода.

Представим действия, которые выполняет компьютер: получение, манипуляции с символами, сохранение в памяти элементов информации, извлечение их из памяти и т.д. Не побуждает ли это предположить, что познавательные процессы реальны, "что их можно исследовать и даже, может быть, понять" (У. Найсер). В этом случае когнитивная система человека рассматривается как система, имеющая устройства ввода, хранения, вывода информации с учетом ее пропускной способности.

Задачи когнитивной психологии

Таким образом, когнитивная психология изучает, как люди получают информацию о мире, как эта информация представляется человеком, как она хранится в памяти, преобразуется в знания, которые затем влияют на наше внимание и поведение. Эти исследования привели к пониманию когнитивной психологии как направления, задачей которого является доказательство решающей роли знания в поведении субъекта. Теперь уже можно поставить вопрос об организации знания в памяти субъекта, в том числе о соотношении вербальных (словесных) и образных компонентов в процессах запоминания и мышления (Г. Бауэр, А. Пайвио, Р. Шепард).

Когнитивная психология оказывает влияние на все разделы психологии, причем основное внимание уделяется обучению. Анализируется весь учебный процесс по Д.П. Озбелу, Дж. Брунеру, когнитивная психология показывает, что эффективное обучение возможно лишь в том случае, когда новый материал, связанный с уже имеющимися знаниями и умениями, включается в существующую когнитивную структуру.

Упрощенные модели

Важное условие обучения — интерес учащихся к изучаемому предмету. Когнитивная психология фактически сводит сложный мир человека к его упрощенным моделям. Интересна в этом отношении точка зрения одного из основоположников когнитивного направления в психологии Г.Саймона, согласно которой "человек в качестве поведенческой системы так же прост, как и муравей. Кажущаяся сложность его развертывающегося во времени поведения отражает в основном сложность окружающей среды".

Согласно Р. Солсо, современная когнитивная психология заимствует теории и методы из 10 основных областей исследований: восприятия, распознавания образов, внимания, памяти, воображения, языковых функций, психологии развития, мышления и решения задач, человеческого интеллекта и искусственного интеллекта.

Одна из моделей, которой обычно пользуются когнитивные психологи, называется моделью переработки информации. Нужно понять ограничения когнитивных моделей. Когнитивные модели, опирающиеся на модель переработки информации, используют для организации существующего объема литературы, стимуляции дальнейших исследований, координации исследовательских усилий и облегчения коммуникаций между учеными. (Р. Солсо).

Обработка информации — это основной подход в когнитивной психологии. В этом случае когнитивная система человека рассматривается как система, имеющая устройства ввода, хранения, вывода информации с учетом ее пропускной способности. Неудивительно, что эта модель очень напоминает хорошо известную "машину" — компьютер.

Значение когнитивного подхода

Когнитивная психология рассматривает восприятие, внимание, память, знание, язык, искусственный интеллект. Это все может быть описано как сбор информации, хранение и организация информации, и, наконец, использование информации.

Для того чтобы познать механизмы сбора информации нужно понять систему интерпретации сенсорных сигналов, научиться распознавать паттерны. Распознавание паттернов — это сопоставление стимулов с тем, что находится в долговременном хранилище (памяти). Например, человек не знает многие марки машин, но, увидев машину, у него в мозгу бессознательно идентифицируется, что это машина. Пусть ему и неизвестна марка, но он с уверенностью скажет, что это машина.

Существует несколько моделей достижения и отбора информации в когнитивной системе. Когда же информация достигла когнитивной системы, она начинает преобразовываться в другие формы. Здесь уже подключается память, обработка и хранение информации, процессы запоминания и забывания, а также преобразование информации в знание, организация и репрезентация знаний, управление знаниями, результативность. Но все эти вопросы будут освещены позже.

Описание этапов процесса обучения

Сейчас мы должны понять, что в когнитивной системе как нельзя лучше описываются все этапы процесса обучения человека. Очевидно, что когнитивная психология более точно, научным языком описывает процессы, происходящие в мозгу человека во время его обучения, нежели психоанализ, который более описателен и субъективен.

Для объективности можно сказать, что когнитивная психология, создававшаяся как попытка преодоления кризиса бихевиоризма, гештальтпсихологии и других направлений, находится на пути объединения разрозненных линий исследований на единой концептуальной основе. Дальнейшее развитие поможет ей преодолеть методологические трудности.

Когнитивная психология это подход, подчеркивающий значение когнитивных процессов. Многим кажется неправомерным сравнение человека с машиной, но ведь это просто удобный способ описания системы.

Исследование когнитивной системы человека

Когнитивная психология позволяет исследовать когнитивную систему человека, следуя за внешним стимулом, получить информацию, обработать, сохранить или потерять, затем управлять сохраненной информацией, использовать и выражать. Очевидно, что человек, как и компьютер, обрабатывает символы при решении задач и становится возможным использовать компьютер для моделирования деятельности человека.

Так, например, при исследовании внимания либо памяти человека можно использовать различные компьютерные структуры, чтобы смоделировать и протестировать некоторые процессы. Не только компьютеры оказали влияние на развитие когнитивной психологии, но процесс оказался взаимным. Психология также оказала воздействие на проектирование и использование машин.

 

В 1967 г. появилась книга У. Найссера, давшая название новому направлению психологической науки. Когнитивная психология рассматривает человека как познающую систему и интерпретирует протекающие в этой системе процессы как поэтапную переработку информации в поведении субъекта по аналогии с переработкой информации в ЭВМ. Эта аналогия, получившая в литературе специальное название – компьютерная метафора, – и легла в основу представлений о психической деятельности в когнитивной психологии.

Попытки описать работу мозга и ее психические проявления с помощью различных технических или физических аналогий были характерны практически для всех психологических концепций, пытавшихся найти механизмы психической деятельности. При этом в каждый исторический период исследователи искали наиболее сложный аналог. Так, взгляды Павлова были непосредственно связаны с представлением о работе мозга как коммутаторной телефонной станции. Энергетизм З. Фрейда подразумевал аналогию с электрическими процессами. А. А. Ухтомский полагал, что иррадиация возбуждения в коре головного мозга подобна распространению радиоволн, которые принимаются там, где в данный момент включен приемник. Гештальт-психологи видели единство феноменального поля сознания с реальными физическими полями наподобие электромагнитного. Поэтому неудивительно, что в когнитивной психологии была принята аналогия работы мозга с устройством и работой ЭВМ. Важно отметить существенное отличие компьютерной метафоры от других предшествовавших ей технических аналогий, с помощью которых исследователи описывали механизмы психической деятельности.

У истоков возникновения компьютерной метафоры, которую приняли специалисты в области когнитивной психологии, лежит когнитивная метафора, которую приняли специалисты в области вычислительной техники, информатики, искусственного интеллекта. Они обратились к развиваемым в современной психологии представлениям о системе субъективного опыта человека, о способах репрезентации и хранения знаний в этой системе.

В соответствии с компьютерной метафорой гипотезы о непосредственно не наблюдаемых, внутренних процессах должны быть таковы, чтобы их можно было конструктивно интерпретировать в терминах организации вычислительных систем. Компьютерная метафора не заменяет психологическую теорию, она лишь призвана помочь сформулировать теорию в конструктивных понятиях. М. Н. Раговин рассматривает когнитивную психологию как психологию познания, в той или иной степени использующую компьютерную метафору. Познание, по У. Найссеру, – это обобщенное название для всех процессов, посредством которых сенсорная информация трансформируется, редуцируется, усиливается, сохраняется, извлекается и используется. Оно имеет отношение к этим процессам даже тогда, когда они разворачиваются в отсутствие релевантной стимуляции, как это имеет место при воображении или галлюцинациях. Такие термины, как «ощущение», «восприятие», «воображение», «запоминание», «припоминание», «решение задач» и «мышление», относятся к гипотетическим стадиям или аспектам процесса познания.

 

Когнитивная психология изучает то, как люди получают информацию о мире, как эта информация представляется человеком, как она хранится в памяти и преобразуется в знания и как эти знания влияют на наше поведение.

Результаты исследований в области когнитивной психологии, как правило, представляют в виде моделей переработки информации. Модель переработки информации предполагает, что процесс познания можно разложить на ряд этапов, каждый из которых представляет собой некую гипотетическую единицу, включающую набор операций, выполняемых над входной информацией. Модели состоят из блоков, каждый из которых выполняет строго определенные функции. Связи между блоками означают путь прохождения информации от входа до выхода модели. В результате преобразований информации формируются «внутренние репрезентации» воспринимаемых объектов, событий и т. д.

Когнитивный подход имеет в своей основе ряд аксиоматических предпосылок. Во-первых, это представление о поэтапной переработке информации, т.е. о том, что стимулы внешнего мира проходят внутри психики через ряд последовательных преобразований. Во-вторых, это допущение об ограниченной емкости системы переработки информации. Именно ограниченность способности человека осваивать новую информацию и преобразовывать уже существующую заставляет искать наиболее эффективные и адекватные способы работы с ней. Эти стратегии (в гораздо большей степени, чем соответствующие им мозговые структуры) моделируют когнитивные психологи. И, в-третьих, вводится постулат о кодировании информации в психике. Данный постулат фиксирует предположение о том, что физический мир отражается в психике в особой форме, которую нельзя свести к свойствам стимуляции.

Наиболее плодотворной компьютерная метафора оказалась в области исследований структурной организации памяти. Область психологии памяти стала центральной для когнитивного подхода. В когнитивной психологии память сравнивалась с библиотекой, мастерской, хранилищем и т. д. Главной аналогией при этом всегда оставались блоки оперативной и внешней памяти вычислительного устройства. У. Найссер следующим образом представляет процесс переработки информации в памяти. Первыми этапами на пути преобразования сенсорной информации являются периферические виды памяти: «иконическая» для зрения и «эхоическая» для слуха. Затем информация попадает в вербальную кратковременную память, где сохраняется с помощью процессов скрытого или явного проговаривания, после чего становится возможным ее долговременное запоминание. Различают две фазы познавательных процессов. Первая фаза – фаза предвнимания – связана с относительно грубой и параллельной обработкой информации. Вторая – фаза фокального внимания – имеет характер осознанной внимательной детальной и последовательной обработки. Здесь становится возможным вербальное кодирование информации, служащее предпосылкой для ее сохранения в памяти и последующей реконструкции.

Центральным становится вопрос об организации знания в памяти субъекта, в том числе о соотношении вербальных и образных компонентов в процессах запоминания и мышления. Интенсивно разрабатываются также когнитивные теории эмоций, индивидуальных различий и личности.

Благодаря когнитивной психологии был сделан значительный шаг вперед по сравнению с предыдущими периодами развития общей психологии. Вклад когнитивной психологии в развитие психологической науки определяется тем, что она расширила сферу исследований, открыла много новых аспектов анализа традиционных психологических проблем, дала полный анализ микроструктуры познавательных действий. Кроме того, она чрезвычайно расширила диапазон применяемых методических средств.

С позиций когнитивной психологии эффективное обучение возможно лишь в том случае, когда новый материал, связанный с уже имеющимися знаниями и умениями, включается в существующую когнитивную структуру. В качестве важного условия обучения рассматривается внутренняя мотивация, связанная с интересом учащихся к изучаемому предмету.