Психодиагностика на основе процессов вероятностного прогнозирования

М. Л. Кремень[4], В. Е. Морозов[5], Н. И. Морозова[6]

Адукацыя i Выхаванне №10, - 2001. С.45-49.

В № 3 за 2001 г. была напечатана статья М.А.Кременя и В.Е.Морозова «Психомоторография — ком­пьютерный экспресс-метод диагностики психичес­кого состояния человека», положившая начало рас­смотрению на страницах нашего журнала новых экспериментальных методик, активно используе­мых в педагогической практике. Продолжая данную тему, мы предлагаем читателям описание ещё од­ной новинки компьютерных методик исследования процессов вероятностного прогнозирования.

На бытовом уровне, к разного рода предсказа­ниям, принято относиться с изрядной долей скеп­сиса. Ситуация с набившими всем оскомину про­гнозами погоды, политическими прогнозами, не говоря уже о литературном наследии многочислен­ных нострадамусов, — лучшее тому подтвержде­ние. Между тем при более пристальном изучении проблемы оказывается, что в деятельности челове­ка практически невозможно представить себе си­туацию, в которой вероятностное прогнозирова­ние не играло бы существенной роли. Судите сами, если вы роняете какой-либо предмет, то вы протя­гиваете руки не столько к самому предмету, сколь­ко к наиболее вероятному месту, где его можно будет поймать (т.е. прогнозируете будущее место­положение данного предмета.). За некоторое время до своего дня рождения вы уже «предвкушаете» гря­дущие поздравления и подарки (т.е. осуществляете прогнозирование наиболее вероятного поведения ваших близких и знакомых). Рисуя что-либо на листе бумаги, как правило, знаете, как «это» пример­но будет выглядеть (т.е. прогнозируете наиболее вероятные очертания изображаемого вами объек­та). Можно бесконечно приводить подобные при­меры, но итог будет один: что бы ни делал чело­век, в его голове всегда имеется образ предстояще­го или прогноз наиболее вероятного будущего.

В современной психологии подобные процессы принято называть вероятностным прогнозирова­нием. Более строго под данным термином пони­мается предвосхищение будущего, основанное на вероятностной структуре прошлого опыта и ин­формации о наличной ситуации [1]. Имеющийся опыт, а также наличная ситуация создают необхо­димые предпосылки для построения человеком ги­потез о предстоящем будущем. Более того, каж­дой из них приписывается определённая вероят­ность. В соответствии с этим человеком осуществ­ляется преднастройка — подготовка к действиям в предстоящей ситуации, приводящим с наиболь­шей вероятностью к достижению некоторой цели.

Вероятностное прогнозирование является неотъемлемой частью отражательной функции психики, а в более широком смысле — отраже­ния в живой природе. По всей видимости, само возникновение жизни было бы невозможно без наличия способности, позволяющей заблаговре­менно принимать решения для приспособления к окружающей среде с целью сохранения биосисте­мы. Данный процесс П.К. Анохиным [2] назван опережающим отражением и считается биологи­ческой основой прогнозирования. Возникновение способности к опережающему отражению обусло­вило дальнейшее развитие отражательной функ­ции живой материи. Простейшей её формой явля­ется раздражимость: внешнее воздействие орга­низм отражает при помощи изменения своего со­стояния. Проследить элементы «включения» за­чатков прогнозирования в жизнедеятельность жи­вотных можно на примере хорошо известных про­цессов привыкания и сенситизации [3]. Привыка­ние имеет место тогда, когда раздражитель, на ко­торый организм первоначально реагировал, начи­нает действовать так часто, что организм переста­ёт на него отвечать. Сенситизация — это процесс, противоположный привыканию; здесь животное начинает энергично реагировать на ранее нейтраль­ный раздражитель. Как привыкание, так и сенситизация имеют большое значение для выживания. В случае привыкания стимул, который первона­чально вызвал реакцию, перестаёт действовать, когда выясняется, что он не связан с опасностью. Животное учится игнорировать его, чтобы без по­мех реагировать на другие раздражители. При сен­ситизации животное обычно воспринимает некий угрожающий или раздражающий сигнал, учится распознавать его как признак опасности и поэтому пытается избегать его (т.е. в определённой степени животное «прогнозирует» опасность и соответству­ющим образом модифицирует своё состояние).

На более высоком уровне условнорефлекторная форма отражения позволяет организму получать сигнальную информацию и свободно ориентиро­ваться в окружающем мире. Любопытной иллюст­рацией роли предсказуемости внешних событий на этом уровне отражения являются результаты опы­тов на крысах, проведённых Джеем Вейсом [3]. Крыс помещали в экспериментальный аппарат, ог­раничивающий их движения, и наносили им удары электрическим током одинаковой силы. Конт­рольная крыса не травмировалась, а две другие по­лучали одновременно электрический разряд в хвост. Одна из них за 10 секунд до разряда слыша­ла прерывистые звуковые сигналы, другая же слы­шала их, но они носили случайный характер и не имели предупреждающего значения. Крыса, слы­шавшая предупредительный сигнал, была почти не подвержена язвенным поражениям желудка на по­чве стресса, а у не имевшей возможности готовить­ся к электрическому удару обнаружилась тяжёлая форма язвы желудка. В другом опыте крыса, услы­шав сигнал, могла вспрыгнуть на платформу и тем самым избавить от электрического разряда и себя, и своего партнёра; если же она чуть запаздывала, то могла прекратить разряд, вспрыгнув на плат­форму после его начала. Животные, имевшие возможность предотвращать электрический разряд или прекращать его, были менее подвержены язве, чем их беспомощные партнёры, хотя обе группы получали за время проведения опыта одинаковое число электрических ударов.

Ещё более высокоорганизованной является психическая форма отражения: организм не про­сто получает сигнальную информацию, а воспри­нимает её семантическую сущность (надо отме­тить, что у человека присутствуют все вышеопи­санные формы прогнозирования — и на уровне привыкания-сенситизации, и на условнорефлекторном уровне). В то же время прогнозирование на психическом уровне отличается гораздо боль­шей сложностью. Поэтому иногда в литературе проскальзывает мнение о том, что опережающее отражение не является основой, например, соци­ального прогнозирования [4]. Основанием для это­го является способность социального прогнозиро­вания предвидеть то, чего ещё не было, тогда как опережающее отражение лишь в ускоренном тем­пе повторяет то, что уже происходило раньше. В известной степени данное противоречие носит су­губо философский характер и поэтому не будет подробно рассматриваться в контексте данной статьи. Практически важно лишь то, что прогно­зирование в той или иной степени присутствует на всех уровнях отражения действительности.

Важнейшая характеристика отражательных процессов — их адекватность, поскольку отраже­ние одного и того же объекта не является абсо­лютно идентичным в разных отражающих систе­мах, а соответствует специфическим качествам последних. Адекватное отражение человеком ус­ловий и объекта принятия решений требует также прогнозирования возможного их изменения. Вы­бор решения осуществляется не только на основе отражения того, что существует в данный момент, но и того, что должно произойти в будущем. По­этому при принятии решений человек заинтересо­ван в знании вероятных вариантов, спектра воз­можностей развития объекта и условий выбора. Прогнозирование выступает как необходимый элемент, момент процесса принятия решения, ха­рактерный для всех самоуправляемых систем, к которым, без всякого сомнения, может быть при­числен человек.

Человек, приступая к прогнозированию альтер­нативных событий в условиях эксперимента, име­ет в своём распоряжении лишь цель деятельности, которая определяется инструкцией и заключается в достижении максимальной эффективности про­гнозирования. Отражение же условий деятельнос­ти и нахождение способов достижения цели, формирование программ действий, определение кри­териев оценки результатов прогностической дея­тельности и нахождение видов обратной связи для коррекции своих действий он должен произвести самостоятельно. Иными словами, ему необходимо сформировать субъективную модель условий дея­тельности, позволяющую осуществлять регулиро­вание собственных прогностических действий на основе упреждающего моделирования актуальной ситуации.

Отечественные психологи еще в 70—80-е гг. на­чали исследовать процессы вероятностного про­гнозирования [5—9]. Для педагогической практи­ки наибольший интерес представляют работы, по­свящённые изучению особенностей вероятностно­го прогнозирования у детей в норме и патологии [8]. Так, в проведённых Л.И. Переслени эксперимен­тах участвовали три группы детей: 1) дети, хоро­шо успевающие в массовой школе (16 чел.); 2) дети с диагностированной задержкой психофизическо­го развития, обучающиеся в специальных классах (31 чел.); 3) умственно отсталые дети. Тактильные сигналы, подаваемые через два вибратора, укреп­лённые на коже разгибательной поверхности пра­вой и левой рук, выступали в качестве раздражите­лей. Переменный ток напряжением 12 В и длитель­ностью не менее 100 мс подавался на вибраторы с интервалом 4—5 с. Детям необходимо было как можно быстрее и без ошибок реагировать на ощу­щение сигнала в правой и левой руках, замыкая контакт регистрирующего устройства указатель­ным пальцем руки, которая ощутила сигнал. Скры­тый период реакции выбора с помощью хронорефлексометра регистрировался с точностью до 1мс. В каждой серии опытов подавалось 100—150 сиг­налов, и они носили случайный характер. В пер­вой серии опытов подача сигналов осуществлялась с равной вероятностью, во второй — сигналы че­рез правый вибратор поступали в 4 раза чаще, чем через левый. Вероятность подачи сигналов, таким образом, составляла соответственно 0,8 и 0,2.

Первая серия опытов с равновероятностным поступлением сигналов показала, что детям с ано­малиями умственного развития свойственно гораз­до дольше реагировать на сигнал, нежели здоро­вым детям. Вторая серия опытов, характеризую­щаяся вероятностями появления правого и левого сигналов 0,8 и 0,2 соответственно, показала, что только у детей 1-й группы время реакции на «час­тый» сигнал было меньшим, чем время реакции на «редкий» сигнал. Исследователями был сделан вы­вод, что только у детей с нормальным уровнем ум­ственного развития процесс вероятностного про­гнозирования является полноценно сформированным. У детей с аномалиями умственного разви­тия он выражен недостаточно. После проведения специального анализа вариабельности реакции выбора у каждого испытуемого в отдельности и анализа дисперсии реакции выбора внутри каж­дой группы детей было также установлено, что вариабельность реакции значительно возрастает по ходу эксперимента у детей с задержкой ум­ственного развития. Это свидетельствует о высо­кой истощаемости нервной деятельности и низ­кой работоспособности таких детей. У детей с нормальным умственным развитием, напротив, наблюдалась низкая вариабельность реакции и устойчивая работоспособность в ходе всего экс­перимента.

В результате исследований были получены так­же данные, характеризующие скорость переработ­ки сенсорной информации. Для детей с задерж­кой развития характерно значительное снижение скорости реакции. Высокая истощаемость не­рвной деятельности и низкая скорость переработ­ки информации прямо влияют на эффективность процесса обучения: у таких детей показатели обу­чения гораздо ниже, и они хуже справляются с учебными заданиями, чем их сверстники с нор­мальным умственным развитием.

Приведённые выше результаты показывают научную и практическую значимость исследова­ния процессов вероятностного прогнозирования у детей (и не только), что, в свою очередь, дик­тует необходимость продолжения работ в этом направлении на современном научно-техничес­ком уровне.

Для экспериментального исследования процес­сов вероятностного прогнозирования коллекти­вом психологов под руководством доктора пси­хологических наук, профессора М.А. Кременя [1] была разработана методика на базе современных компьютерных технологий. Методика реализова­на в виде программного продукта, функциониру­ющего под управлением операционной системы Windows 95/98/ME, а в качестве устройства ввода (органа управления) могут использоваться стан­дартная клавиатура, мышь или джойстик.

В психологии в качестве экспериментальной модели вероятностного прогнозирования приня­то использовать следующие варианты сенсомоторной деятельности: хронометрический экспери­мент в условиях вероятностного прогнозирования и так называемую игру в угадывание — попытки предсказания следования сигналов в вероятност­но организованной среде.

В случае хронометрического эксперимента ос­новная задача исследования состоит в выявлении динамики изменения времени реагирования на «частые» и «редкие» сигналы бинарной последо­вательности. В качестве последних могут исполь­зоваться различные альтернативные сигналы-сим­волы, например «О» и «1», «+» и «-», «зайчик» и «бабочка», «футболист» и «хоккеист» и т.д. Каж­дому из этих символов соответствует отдельная клавиша клавиатуры компьютера (кнопка мыши или джойстика). Испытуемые во время экспери­мента держат пальцы рук в удобном для них по­ложении на соответствующих клавишах. Сигналы бинарной последовательности следуют друг за другом в автоматическом режиме с постоянным временным интервалом (задаётся экспериментато­ром в окне настроек — рис. 1) и вероятностями Р, и Р₂. Задача испытуемых состоит в том, чтобы в ответ на появление сигнала «как можно быстрее и точнее» нажимать на клавишу, соответствующую данному символу. Каждому испытуемому может быть предъявлена последовательность заданной сложности и произвольной длины. Этой цели слу­жит специальный инструмент (рис. 2), при помо­щи которого экспериментатор может формировать и затем сохранять те или иные сигналь­ные последовательнос­ти. Время реагирова­ния и динамика его из­менения в зависимости от частоты предъявля­емых сигналов являют­ся надёжным индикато­ром, эффективным по­казателем формирова­ния вероятностного прогноза, выраженнос­ти прогноза, преднастроечных явлений.

В целях более де­тального и углублённо­го исследования «микростратегии» прогнози­рования методика хро­нометрического эксперимента дополняется методикой «игры в уга­дывание». В этих экспе­риментах участвуют одни и те же испытуе­мые с общей для них программой следования сигналов-символов. Эк­спериментальная ситуация «игры в угадывание» состоит в следующем. Ис­пытуемым предлагают предсказать (угадать), какой из двух известных символов появится на экране, и определить его нажатием на соответствующую кла­вишу. После нажатия на клавишу на правой поло­вине экрана появляется тот или иной символ. Одно­временно с этим (или с небольшой задержкой) на левой половине экрана появляется «программный» символ. Таким образом, испытуемый имеет возмож­ность сравнить оба символа — субъективный (про­гнозируемый) и реальный («программный»). Про­грамма следования сигналов формируется заранее. В процессе «игры в угадывание» регистрируется весь процесс прогнозирования, т.е. удачные и не­удачные прогнозы, их распределение во времени, темп реагирования и т.д.

В заключение хотелось бы отметить, что спектр возможного применения описанной ме­тодики необычайно велик: диагностика способ­ности детей младшего школьного возраста ус­ваивать простейшие закономерности, уровня умственного развития, определение степени го­товности человека к принятию сложных управ­ленческих решений, способности спортсмена предвосхищать действия соперника и многое другое. Ведь, как уже говорилось в самом нача­ле, в деятельности человека практически невоз­можно представить себе ситуацию, в которой вероятностное прогнозирование не играло бы существенной роли.

Список литературы

1. Кремень М.А. Отражение и вероятностное прогнозирование // Адукацыя i выхаванне. — 2000. — № 4. — С. 53—58.

2. Анохин П.К. Опережающее отражение действительности // Вопросы философии. — 1962. — № 7. — С. 97—111.

3. Ф.Блум, А. Лейзерсоп, Л.Хофстедтер. Мозг, разум и поведение / Пер. с англ. — М.: Мир, 1988. — 248 с.

4. Урсул А.Д. Отражение и информация. — М.: Мысль, 1973. — 231 с.

5. Блинков С.М., Фейгепберг И.М., Цискаридзе М.А., Яковлев А.И. О нарушении вероятностного прогнозирования при некоторых очаговых поражениях головного мозга // Вероятностное прогнозирование в деятельности человека. — М.: Наука, 1977. —С. 347—360.

6. Бруиишнский А.В. Мышление и прогнозирование: (Лог.-психол. анализ). — М.: Мысль, 1979. — 230 с.

7. Кринчик Е.П. О детерминации поведения вероятностной структурной ситуацией // Вопросы психологии. — 1968. _№3. — С. 24—35.

8. Переслепи Л.И. Особенности вероятностного прогнозирования у детей в норме и патологии // Вопросы психоло­гии. — 1976. — № 2. — С. 115—123.

9. Фейгепберг И.М. Порог вероятностного прогнозирования и его изменение в патологии // Вероятностное прогно­зирование в деятельности человека. — М.: Наука, 1977. — С. 169—188.