Исследование стратегий при решении мыслительных задач

В 50-е годы американская психрлогия, и прежде всего экспериментальная психология, испытала сильное влияние кибернетики, работ Винера, Шеннона и др. Это влияние обнаружилось как в усилении внимания к исследованию познавательных процессов вообще, так и в использовании новых подходов и понятий, сложившихся в кибернетике. Влияние кибернетики коснулось и собственно психологии мышления, примером чего могут служить работы Джерома Брунера, одного из ведущих американских психологов в области исследования познавательных процессов. Исследования в области мышления представлены главным образом в книге "Изучение мышления" (J. S. Brunei, J. J. Gооdnоw and G. A. Austin. A study of thinking. New York, 1956), имеющей подзаголовок: "Анализ стратегий использования информации для мышления и решения задач". Интересно отметить, что такой крупный ученый, как Пиаже, очень высоко оценил книгу, назвав ее "революцией в области психологии мысли".

Нужно прежде всего сказать, что подход Брунера к изучению мышления явился новым в психологической литературе, посвященной данной проблеме. Брунер анализирует мышление как деятельность субъекта. Использование понятий "стратегия" и "информация", несомненно, явилось шагом вперед на пути разработки методов объективного анализа этой сложной формы психической деятельности. Предметом экспериментального исследования является классификация или образование искусственных понятий. Брунер ставит перед собой задачу проанализировать не уровни обобщений на разных этапах онтогенеза, а самую деятельность, посредством которой осуществляется классификация или обобщение. Лучше всего способ такого анализа показать на конкретных экспериментах, описываемых автором.

Эксперименты проводились по методике образования так называемых искусственных понятий. Перед испытуемым располагаются карточки, на которых нарисовано разное количество фигур разной формы и цвета и которые могут иметь одну, две или три каймы. На основании определенных признаков карточки можно объединять в группу, образуя "понятие". Перед испытуемыми ставилась задача на поиск неизвестного "понятия". Испытуемый должен был выбирать карточки в любом порядке. После каждого выбора экспериментатор говорил, относится ли данная карточка к "понятию" или нет (т. е. является ли она "положительной" или "отрицательной"). Испытуемому разрешалось после какого-либо выбора карточки формулировать гипотезу, но он не должен был выдвигать более одной гипотезы. Испытуемых просили установить задуманное экспериментатором "понятие" настолько экономно (по числу проб), насколько возможно.

Обычно последовательные выборы не являются изолированными актами, они осуществляются по некоторым общим правилам. Закономерность в осуществлении выборов Брунер называет стратегией. "Стратегия" - это некоторые правила использования информации, выявляемой при осуществлении проверок объектов. Информация же, получаемая при выборе отдельной карточки, определялась как "число возможных гипотез об отыскиваемом понятии, которое устраняется при осуществлении данного конкретного выбора" (J. S. Вrunеr, J. J. Gооdnоw and G. A. Austin. Op. cit., p. 83). "Стратегия" не относится к сознательному плану достижения и использования информации. О "стратегии" экспериментатор делает заключение на основании того, какие объекты испытуемый стремится проверить, какие гипотезы он конструирует, как он их изменяет при столкновении с определенными ситуациями. Анализ стратегии, по Брунеру, состоит в сравнении наблюдаемой деятельности субъекта с рядом "идеальных" стратегий и определении того, к какой из идеальных стратегий приближается деятельность субъекта. Сами "идеальные" стратегии не постулируются, а выводятся на основе анализа деятельности испытуемых, представляя как бы типичные образцы такой деятельности. Брунер описывает четыре "идеальные" стратегии: одновременное изучение, последовательное изучение, умеренно центрированная стратегия, центр-рискующая стратегия.

Первая из перечисленных стратегий состоит в использовании испытуемым каждого отдельного выбора для выводов о том, какие гипотезы были устранены, а какие еще могут иметь место. Если субъект способен следовать данной стратегии, его выбор следующего примера для испытания будет определяться стремлением исключить столько гипотетических понятий, сколько возможно. Применение данной стратегии, как отмечает Брунер, является слишком трудным, так как создает большую нагрузку на память и мыслительную деятельность человека.

Вторая стратегия состоит в проверке при выборе объектов единичных гипотез. Испытуемый выбирает только такие объекты, которые дают прямую проверку его гипотез. При таком способе деятельности испытуемый при каждой отдельной пробе не получает максимума информации, возможен выбор логически излишних объектов. Преимущество же данной стратегии состоит в том, что она требует небольшого "познавательного напряжения". При третьей стратегии испытуемый делает последовательные выборы так, чтобы изменялся один из признаков объекта, показанного в качестве положительного образца. Те признаки образца, которые при их изменении дают положительные примеры, не являются частью понятия, а те признаки образца, которые при их изменении дают отрицательные примеры, являются признаками понятия. Эта стратегия гарантирует информативность каждой проверки. Уменьшается сложность и абстрактность задачи удержания следов информации, получаемой испытуемым.

Четвертая стратегия состоит в том, что испытуемый использует показанный ему положительный образец как "центр", а затем выбирает для проверки такие объекты, в которых по сравнению с образцом изменено более одного признака. При понимании данной стратегии испытуемый не избегает излишних проб, но зато в некоторых случаях может сразу найти задуманное экспериментатором понятие.

Экспериментально анализировалось, как влияют различные условия опыта на выбор той или иной стратегии испытуемым. Так, испытуемым предлагали решать задачи на нахождение задуманного экспериментатором "понятия" при зрительном восприятии объектов и при удержании набора объектов в памяти. Эксперимент показал, что наиболее устойчивой в этом случае является третья стратегия.

Сравнивалась также деятельность испытуемых при упорядоченном и неупорядоченном расположении объектов. Оказалось, что при упорядоченном расположении испытуемые используют способы деятельности, приближающиеся к третьей стратегии, а при неупорядоченном - к второй, делая много избыточных, с точки зрения получения информации, выборов.

Переход к четвертой стратегии наблюдался тогда, когда испытуемый более жестко ограничивался в числе выборов, а также при формировании у испытуемого определенных субъективных оценок вероятности встречи с "положительными" и "отрицательными" примерами. Все эти эксперименты привели автора к совершенно обоснованному выводу о том, что "выбор стратегии зависит от условий, в которых осуществляется деятельность испытуемых" (J. S. Bruner, J. J. Goodnow and G. A. Austin. Op. cit., p. 103).

Уже перечисленные эксперименты достаточно хорошо иллюстрируют общий подход автора к изучению мышления: мыслительная деятельность, а именно деятельность по классификации объектов, рассматривается Брунером как серия решений или пробных предсказаний субъекта о свойствах объектов. Осуществление решений и их проверка выявляют информацию, изменяя число возможных гипотез об отыскиваемом "понятии". Последовательность решений испытуемого образует стратегию, воплощающую определенные цели: а) довести до максимума информацию, получаемую после каждого отдельного решения; б) удерживать "познавательное напряжение" в определенных границах; в) регулировать различные формы "риска" (неполучения информации). Стратегия может оцениваться по этим показателям независимо от того, осознает ее испытуемый или нет.

Брунер подчеркивает, что его подход позволяет анализировать мыслительную деятельность субъекта в аспекте применения различных стратегий. Изменения в стратегиях могут описываться в связи с изменениями в требованиях задач. Все это позволяет проникнуть в самый процесс классификации, а не ограничиваться только констатацией ее успешности или неуспешности.

Положительно оценивая попытку Брунера использовать при решении проблем психологии мышления некоторые кибернетические понятия, следует вместе с тем указать, что взятые из кибернетики понятия утрачивают в брунеровском анализе свой точный смысл, что снижает значение такого анализа. Рассмотрим отдельно каждое из двух шзнятий.

В исследовании Брунера "информация" применяется для характеристики эффективности отдельных выборов испытуемого, которые могут быть информативными или неинформативными, более информативными или менее информативными. "Информация" определяется через число гипотез, которое устраняется при выборе очередной карточки. Трудности возникают, однако, в связи с тем, что в экспериментах число возможных гипотез до первого выбора фактически оставалось для испытуемого невыявленным. Это могло бы происходить двояким способом: или сообщением в предварительной инструкции испытуемому полного перечня возможных гипотез с последующим контролем точности удержания их в памяти, или многократным решением испытуемым задач, при котором встречается строго ограниченный набор "понятий". Ни первый, ни второй способ Брунером не применялся, что делает его "информационный" анализ чисто описательным.

Аналогично обстоит дело с понятием "стратегия". Описанные Брунером четыре "стратегии" действительно характеризуют разные моменты интеллектуальной деятельности испытуемых, однако сама классификация таких стратегий не является строгой. Действительно, первая и вторая стратегии различаются между собой по тому, каким числом гипотез оперирует испытуемый, а третья и четвертая - по тому, в каком соотношении находятся признаки выбираемого объекта с показанным в качестве "образца". Другими словами, в одном случае дифференцирующим признакам являются внутренние особенности деятельности испытуемых, а в другом - особенности объектов. Эти два ряда характеристик между собой не соотнесены. Легко показать, что первая и третья стратегии могут совпадать; то же самое относится ко второй и четвертой стратегиям. Таким образом, замысел использования при анализе процессов мышления понятия "стратегия" оказался Брунером не реализованным.

Возникает естественный вопрос, что же может быть противопоставлено брунеровскому подходу в качестве положительного решения. Лучше всего такое противопоставление сделать на том же самом конкретном материале, который использовался в экспериментах Брунера, т. е. на деятельности по классификациям объектов.

Пусть в эксперименте используется тот же самый материал, испытуемым дается инструкция определить, какую группу объектов задумал экспериментатор, последовательно выбирая объекты и получая оценки "да" или "нет" (т. е. сообщения, входит выбранный объект в искомую группу или не входит). Испытуемым предлагается решать такие задачи многократно по определенной программе, составленной экспериментатором. Особенностью такой программы является то, что решения задач испытуемыми могут заканчиваться только определенными результатами; задумывается строго ограниченный набор групп, или "понятий", эти группы повторяются многократно, в случайном порядке и с одинаковой частотой. Например, встречаются такие группы: "квадраты", "черные фигуры", "три фигуры", "карточки с тремя каймами". При соблюдении всех этих условий поле, в котором действует субъект (т. е. набор объектов), приобретает совершенно определенную статистическую" характеристику: про каждый из объектов можно сказать, с какой вероятностью он будет входить IB задумываемую группу при многократном решении задач испытуемыми. Исходя из этих значений вероятностей, можно определить количество информации, выявляемой при опробовании каждого отдельного, объекта. Теперь можно количественно выражать информативность выборов субъекта, решающего задачу, но уже используя понятие "информация" в его точном, математическом смысле. Имея статистическую характеристику объектов, экспериментатор может анализировать, как действует с этими свойствами субъект, как он их отражает.

На том же самом конкретном примере покажем, как может применяться понятие "стратегия" в его точном смысле. Для каждой конкретной программы многократного предъявления задач может быть рассчитан кратчайший способ решения данного набора задач. При предъявлении только четырех задач достаточно сделать два выбора для того, чтобы определить, какая из четырех групп объектов задумана экспериментатором в данном конкретном случае. Вообще минимальное число необходимых проб является логарифмической функцией числа используемых групп объектов. Минимальное число проб для каждой конкретной программы и образует оптимальную стратегию решения. Эта оптимальная стратегия может использоваться в качестве эталона, с которым сравнивается реальная деятельность испытуемых и оцениваемая по степени приближения к этому "идеальному" эталону.

Проблема исследования реальных стратегий связана с одним из важнейших направлений исследований в кибернетике - программированием процесса решения задач на электронных вычислительных машинах. По мнению ряда специалистов (См. В. М. Глушков. Мышление и кибернетика.- "Вопросы философии", № 1, 1963), прогресс работ в области программирования непосредственно зависит от того, насколько будут познаны правила, по которым происходит решение задач человеком. Исследования в этом направлении только начались.