kursovik (Изучение технологии нейронных сетей в профильном курсе информатики), страница 3

Процесс формирования умственных действий, по П.Я.Гальперину, представляется следующим образом:

1. Ознакомление с составом будущего действия в практическом плане, а также с требованиями (образцами), которым он в конечном счете должно будет соответствовать. Это ознакомление есть ориентировочная основа будущего действия.

2. Выполнение заданного действия во внешней форме в практическом плане с реальными предметами или их заменителями. Освоение этого внешнего действия идет по всем основным параметрам с определенным типом ориентировки в каждом.

3. Выполнение действия без непосредственной опоры на внешние предметы или их заменители. Перенесение действия из внешнего плана в план громкой речи. Перенесение действия в речевой план, – считал П.Я.Гальперин, – означает не только выражение действия в речи, но прежде всего речевое выполнение предметного действия.

1. Перенесение громкоречевого действия во внутренний план. Свободное проговаривание действия целиком «про себя».

2. Выполнение действия в плане внутренней речи с соответствующими его преобразованиями и сокращениями, с уходом действия, его процесса и деталей выполнения из сферы сознательного контроля и переходом на уровень интеллектуальных умений и навыков.

Особое место в исследованиях, посвященных развитию мышления, принадлежит изучению процесса формирования понятий. Он представляет собой высший уровень сформированности речевого мышления, а также и высший уровень функционирования как речи, так и мышления, если их рассматривать в отдельности.

С рождения ребенку даны понятия, и этот факт в современной психологии считается общепризнанным. Как же формируются и развиваются понятия? Данный процесс представляет собой усвоение человеком того содержания, которое заложено в понятии. Развитие понятия состоит в изменении его объема и содержания, в расширении и углублении сферы применения данного понятия.

Образование понятий – результат длительной, сложной и активной умственной, коммуникативной и практической деятельности людей, процесса их мышления. Образование понятий у индивида своими корнями уходит в глубокое детство. Л.С.Выготский и Л.С.Сахаров были одними из первых ученых-психологов в нашей стране, кто детально исследовал этот процесс. Они установили ряд стадий, через которые проходит образование понятий у детей.

Сущность методики, которую применили Л.С.Выготский и Л.С.Сахаров (она получила название методики «двойной стимуляции»), сводится к следующему. Испытуемому предлагается два ряда стимулов, которые выполняют различную роль по отношению к поведению: один – функцию объекта, на который направлено поведение, а другой – роль знака, с помощью которого поведение организуется.

Например, имеется 20 объемных геометрических фигур, различных по цвету, форме, высоте и размеру. На нижнем плоском основании каждой фигуры, скрытом от взора испытуемого, написаны незнакомые слова, обозначающие усваиваемое понятие. Данное понятие включает в себя одновременно несколько из указанных выше признаков, например, размер, цвет и форму.

Экспериментатор на глазах у ребенка переворачивает одну из фигур и дает ему возможность прочесть написанное на ней слово. Затем он просит испытуемого найти все остальные фигуры с тем же самым словом, не переворачивая их и пользуясь только признаками, замеченными на первой показанной экспериментатором фигуре. Решая эту задачу, ребенок вслух должен объяснить, на какие признаки он ориентируется, подбирая к первой фигуре вторую, третью и т.д.

Если на каком-то шаге испытуемым допущена ошибка, то экспериментатор сам открывает следующую фигуру с нужным названием, но такую, на которой есть признак, не учтенный еще ребенком.

Описанный эксперимент продолжается до тех пор, пока испытуемый не научится безошибочно находить фигуры с одинаковыми названиями и определять признаки, входящие в соответствующее понятие.

С помощью этой методики было установлено, что формирование понятий у детей проходит через три основные ступени:

1. Образование неоформленного, неупорядоченного множества отдельных предметов, их синкретического сцепления, обозначаемого одним словом. Эта ступень в свою очередь распадается на три этапа: выбор и объединение предметов наугад, выбор на основе пространственного расположения предметов и приведение к одному значению всех, ранее объединенных предметов.

2. Образование понятий-комплексов на основе некоторых объективных признаков. Комплексы такого рода имеют четыре вида: ассоциативный (любая внешне замеченная связь берется как достаточное основание для отнесения предметов к одному классу), коллекционный (взаимное дополнение и объединение предметов на основе частного функционального признака), цепной (переход в объединении от одного признака к другому так, что одни предметы объединяются на основании одних, а другие – совершенно иных признаков, причем все они входят в одну и ту же группу), псевдопонятие (внешне – понятие, внутренне – комплекс).

3. Образование настоящих понятий. Здесь предполагаются умения ребенка выделить, абстрагировать элементы и затем интегрировать их в целостное понятие вне зависимости от предметов, которым они принадлежат. Эта ступень включает следующие стадии: стадия потенциальных понятий, на которой ребенок выделяет группу предметов по одному общему признаку; стадия истинных понятий, когда абстрагируется ряд необходимых и достаточных признаков для определения понятия, а затем они синтезируются и включаются в соответствующее определение.

Синкретическое мышление и мышление в понятиях-комплексах характерны для детей раннего, дошкольного и младшего школьного возраста. К мышлению в настоящих понятиях ребенок приходит только в подростковом возрасте под влиянием обучения теоретическим основам разных наук. Факты, полученные Л.С.Выготским и Л.С.Сахаровым, в этом плане вполне согласуются с теми данными, которые в своих работах по развитию детского интеллекта приводит Ж.Пиаже. С подростковым возрастом у него тоже связан переход детей к стадии формальных операций, которая, по-видимому, предполагает уме­ние оперировать настоящими понятиями.

В заключение рассмотрим информационную теорию интеллектуально-когнитивного развития, связанную с информационно-кибернетической теорией мышления. Ее авторы, Клар и Уоллес, предположили, что ребенок с рождения обладает тремя качественно различными, иерархически организованными типами продуктивных интеллектуальных систем: 1. Система обработки воспринимаемой информации и направления внима­ния с одного ее вида на другой. 2. Система, ответственная за постановку целей и управление целенаправленной деятельностью. 3. Система, отвечающая за изменение существующих сис­тем первого и второго типов и создание новых подобных систем.

Клар и Уоллес выдвинули ряд гипотез, касающихся действия систем третьего типа:

1. В то время когда организм практически не занят обработкой извне поступающей информации (когда, например, он спит), система третьего типа перерабатывает результаты ранее поступившей информации, предшествующей умственной активности.

Цель этой переработки – определить следствия предыдущей активности, которые являются устойчивыми. Так, например, имеются системы, которые управляют записью предыдущих событий, разделением этой записи на потенциально устойчивые, согласующиеся друг с другом части и определением этой согласованности от элемента к элементу.

1. Как только подобная согласованная последовательность замечена, в действие вступает другая система – та, которая порождает новую.

2. Формируется система более высокого уровня, включающая в себя предыдущие в качестве элементов или частей.

И так далее. Так можно представить себе, к примеру, формирование логических структур.

До сих пор мы рассматривали естественные пути индивидуального развития мышления. Данные, полученные за последние годы на стыке общей и социальной психологии, показывают, что формирование мышления можно стимулировать групповыми видами интеллектуальной работы. Было замечено, что коллективная деятельность по решению задач способствует усилению познавательных функций людей, в частности улучшению их восприятия и памяти. Аналогичные поиски в области психологии мышления привели ученых к выводу о том, что в некоторых случаях, за исключением только, пожалуй, сложной индивидуальной творческой работы, групповая умственная работа может способствовать развитию индивидуального интеллекта. Было установлено, например, что коллективная работа помогает генерированию и критическому отбору творческих идей.

Одна из методик организации и стимулирования групповой творческой интеллектуальной деятельности получила название «брейнсторминг» (буквально «мозговой штурм»). Его проведение основано на следующих принципах:

1. Для решения некоторого класса интеллектуальных задач, для которых трудно отыскать оптимальное решение, работая над ними индивидуально, создается специальная группа людей, между которыми особым образом организуется взаимодействие, рассчитанное на получение «группового эффекта» – весомой прибавки в качестве и скорости принятия нужного решения по сравнению с индивидуальным его поиском.

В подобную рабочую группу включаются люди, которые отличаются друг от друга по психологическим качествам, в совокупности необходимым для нахождения оптимального решения (один, например, больше склонен высказывать идеи, а другой – их критиковать; один обладает быстрой реакцией, но не в состоянии тщательно взвесить ее последствия, другой, напротив, реагирует медленно, но зато тщательно продумывает каждый свой шаг; один стремится к риску, другой склонен к осторожности и т.д.).

3. В созданной группе за счет введения специальных норм и правил взаимодействия создается такая атмосфера, которая стимулирует совместную творческую работу. Поощряется высказывание любой идеи, какой бы странной на первый взгляд она ни казалась. Допускается только критика идей, а не высказавших их людей. Все активно помогают друг другу в работе, особенно высоко оценивается оказание творческой помощи партнеру по группе.

В условиях так организованной групповой творческой работы человек средних интеллектуальных способностей начинает высказывать почти в два раза больше интересных идей, чем в том случае, когда он думает над решением задачи один.

4. Индивидуальная и групповая работа чередуются друг с другом. На одних этапах поиска решения задачи все думают вместе, на других – каждый размышляет в отдельности, на следующем этапе все снова работают вместе и т.д.

Описанная техника стимулирования индивидуального мышления была создана и использовалась до сих пор в основном при работе со взрослыми. Однако нам думается, что она была бы весьма полезной и для развития мышления у детей, а главное – для сплочения детского коллектива и формирования у детей разного возраста необходимых в современной жизни умений и навыков межличностного общения и взаимодействия

Исследования Д. Брунера

В экспериментальной психологии долгое время существует общее представление о том, что люди решают задачи и формируют понятия путем гипотез выдвижения и проверки гипотез. Джером Сеймур Брунер и др. применили модель проверки гипотез к усвоению понятий в своей широко известной работе "Исследование мышления" (Bruner, Goodnow and Austin. A Study of Thinking. 1956), где они провели широкий методологический анализ деятельности по формированию понятий [9].

Формирование понятия начинается с выбора гипотезы, или стратегии, соответствующей целям исследования. Во всех случаях, когда мы стремимся "что-то обнаружить", этот процесс предполагает установление приоритетов, так же как ученый планирует последовательность экспериментов, или юрист задает последовательные вопросы, или доктор проводит ряд диагностических анализов. В нижеследующем отрывке из Брунера и др. описывается процесс выбора стратегии:

"Невролог интересуется локализацией структурного зрения у обезьян. Более конкретно, его интересуют шесть кортикальных зон и их роль в структурном зрении. Он знает, что если все шесть зон не повреждены, то и структурное зрение сохранно. Если все шесть зон разрушены, то структурное зрение отсутствует. Его метод исследований – это удаление зон. Как он будет действовать, планируя такое исследование? Разрушать каждый раз по одной зоне? Или все, кроме одной? В каком порядке ему следует проводить эти последовательные эксперименты?

Главный вопрос: "Что мы ожидаем получить, выбирая ту или иную последовательность проведения испытаний?”

Конечно, в первую очередь нас интересует возможность получения информации, соответствующей целям этого исследования. Мы можем в любой данный момент выработки понятия выбирать тот вариант, который скажет нам более всего о том, что это за понятие... Короче говоря, управление последовательностью испытываемых вариантов должно повышать или понижать когнитивное напряжение, связанное с усвоением информации... Хорошо задуманный порядок выбора – хорошая "стратегия выбора" – облегчает отслеживание той гипотезы, которая была сочтена надежной или ненадежной на основе полученной информации... Третье преимущество не столь очевидно. Следуя определенному порядку в выборе вариантов для проверки, мы контролируем степень связанного с ней риска..."

В типичном эксперименте Брунер и др. предъявляли испытуемым "всю вселенную" понятий (т.е. все возможные варианты из набора параметров и свойств) и указывали на какой-нибудь пример того понятия, которое испытуемым предстояло постичь. Испытуемые должны были выбрать какой-нибудь другой пример этого же понятия, после чего им говорили, правильно они выбрали или нет, затем они выбирали еще один пример и т.д., пока не усваивали критерий (идентифицировали понятие).

В качестве стратегии формирования понятия испытуемые могли выбрать одну из двух – сканирование или сосредоточение; каждая из них подразделялась так:

Одновременное сканирование. Испытуемым начинают со всех возможных гипотез и отбрасывают не выдержавшие проверки.

Последовательное сканирование. Испытуемые начинают с одной гипотезы, придерживаются ее, пока она оправдывается, и затем меня­ют на другую с учетом всего предшествующего опыта.

Консервативное сосредоточение. Испытуемые формулируют гипотезу, выбирают для нее положительный пример в качестве главного, затем производят последовательные переформулировки (при каждой из которых меняется только один признак), замечая после каждой попытки, оказывается ли результат положительным или отрицательным. Например, испытуемому могли предъявить большое количество паттернов и сказать, что один большой красный квадрат является положительным примером, как показано в таблице 1. Поскольку каждый из этих признаков потенциально является существенным, принимается гипотеза 1БК9. Затем испытуемый мог выбрать гипотезу 1БК (выбрав форму как возможный решающий параметр). Отметив, что и 9, и являются положительными примерами, испытуемые могли сделать правильный вывод, что форма несущественна, и переключить свое внимание на цвет, выбрав 1Б39 и так далее, пока, сосредотачивая свое внимание на одном признаке, они не отбрасывали несущественные признаки.

Рискованное сосредоточение характеризуется изменением более чем одного признака за один раз. Хотя консервативное сосредоточение методологически обосновано и, вероятнее всего, приводит к валидному понятию, испытуемые могут склониться к "риску", надеясь быстрее определить понятие.

Из всех вышеописанных стратегий консервативное сосредоточение было наиболее эффективным; прием сканирования давал только временный успех. Трудность же с моделью Брунера состоит в том, что она предполагает, будто испытуемые придерживаются одной стратегии, тогда как в действительности некоторые из них колеблются, переходя в процессе решения задачи от одной стратегии к другой.