Файл: Сакман Г. Решение задач в системе человек - ЭВМ пер. с англ.pdf

рессирующее обучение по мере успешного развития эк­ сперимента.

В исследовании Голда открытый доступ к машине облегчает для пользователя продвижение в решении за­ дачи относительно малыми шагами, т. е. облегчает вы­ бор таких частей задачи, которые он может легко обра­ ботать. Если же сравнить ситуацию при закрытом доступе, то в этих условиях пользователь должен прове­ рить правильность составленной программы или прог­ раммного модуля в каждом обращении к машине. Та­ ким образом, менее способный испытуемый при откры­ том доступе имеет возможность сократить решаемую часть задачи, тогда как при закрытом доступе он фак­ тически вынужден работать со всей задачей в один сеанс, чтобы решить ее в приемлемое время. Малоспо­ собные испытуемые в режиме разделения времени до­ стигают лучших успехов и делают меньше ошибок, чем при пакетной обработке. Из работы Голда следует, что открытый доступ к машине обеспечивает большие воз­ можности для решения задач разделением их на части, дает немедленную обратную связь и более предпочтите­ лен, если учитывать склонность человека ошибаться. Од­ нако это преимущество открытого доступа при обучении по частям и целому отчетливо выявлено только в иссле­ довании Голда. Результаты, полученные курсантами Училища ВВС, в этом вопросе оказались одинаковыми п,ля обоих режимов.

12.2.3. Инсайт и метод проб и ошибок

Интенсивной проверке были подвергнуты также вы­ воды, касающиеся инсайта и метода проб и ошибок в процессе обучения. Решение типа «инсайт» представ­ ляет собой внезапное обучение с одновременным замет­ ным улучшением в исполнении, охват и понимание выс­ шего уровня отношений задачи, внутреннюю репетицию успешного решения — «ага». переживание, увековечен­ ный Архимедом, открывшим принцип плавания тел во время купания. Обучение путем проб и ошибок представ­ ляет собой более постепенный процесс познания, при ко­ тором с каждым разом получаются все более успешные

результаты проб до тех пор, пока не будет достигнут требуемый критерий решения. Гештальт-психологи, на­ пример Кёлер [26], делали упор на решение задач по­ средством «инсайта». Однако теоретики, изучающие по­ ведение во время обучения, в большей степени склоня­ ются к систематике и более подробной интерпретации отдельных частей процесса, которые обеспечивает кон­ цепция метода проб и ошибок.

Как и в других «дихотомиях» (обучение, концентри­ рованное и рассредоточенное, по частям и целому), ни одна из альтернатив не устраняет другую, а эффектив­ ность каждой зависит от задачи и экспериментальных условий. В бихевиористской литературе считается, что применение метода проб и ошибок наиболее плодотвор­ ным оказывается в задачах, которые не могут быть по­ няты как целое без осуществления промежуточной (в процессе решения) обратной связи. В противополож­ ность этому обучение типа «инсайт» происходит, когда для конкретной задачи или части задачи накоплено до­ статочно большое количество данных, так что значи­ тельно улучшенное решение может быть концептуализи­ ровано и внутренне отрепетировано. Оба типа решения задач рассматриваются в открытом и закрытом режимах.

В своей первой работе Голд [19] обнаружил наличие циклического равновесия между инсайтом и методом проб и ошибок при решении задач. Главный результат состоял в том, что, как оказалось, первая попытка при проверке испытуемыми программы в режиме разделе­ ния времени дает улучшение, которое в среднем втрое эффективнее, чем улучшение программы в результате последующих обращений к машине в течение того же периода работы за пультом. В своих анкетах испытуе­ мые описывают основную цель первой попытки при ра­ боте за пультом как испытание нового решающего пра­ вила или «введение других факторов в существующее решающее правило», тогда как при последующих обра­ щениях к машине основные цели предусматривают пов­ торные испытания различных .значений констант или «отыскание еще не найденных ошибок в программе».

• В экспериментах Голда различие между первой по­ пыткой и последующими обращениями к машине в ре-

жиме разделения времени предполагает противополож­ ный характер обучения в результате инсайта, отражаю­ щегося в новом или модифицированном подходе к ре­ шению задач, и последующего обучения путем проб и ошибок при варьировании значений некоторых пара­ метров или при исправлении ошибок. На основании этих данных было сделано предположение, что интервалы между работой за пультом используются для выработ­ ки «стратегических» (инсайтных) изменений в решении задачи, а время, проводимое непосредственно за пуль­ том (после завершения первой пробной проверки новой

Работа за пультом обеспечивает серьезную проверку реализуемости предложенного решения, однако наибо­ лее продуктивные с творческой точки зрения инсайты происходят, очевидно, в то время, когда испытуемый находится вне пульта. Эти данные подчеркивают первен­ ствующую роль чисто человеческого элемента при реше­ нии задач в системе человек — машина и необходимость изучения поведения пользователя при решении задач в целом, а не только фрагментов его поведения за пуль­ том. Даже у любого представителя из сферы вычисли­ тельной техники простой взгляд на «Мыслителя» Роде­ на должен был бы исправить ошибочную концепцию, издавна сохраняющуюся в литературе по вычислитель­ ной технике, и понять, что решение задач человеком — результат умственной работы мозга, а не рук.

Увеличенное число попыток при отладке программы при открытом доступе придает, по-видимому, более «исследовательский» характер процессу обучения на основе метода проб и ошибок и обеспечивает более бо­

периодов обучения за пультом. Экспериментальное под­ тверждение подобного суждения было найдено Голдом в его первом исследовании. Группа, обучавшаяся в ус­ ловиях открытого доступа, дала среднюю дополнитель­ ную прибыль ПО долл. в первый же период работы

300 Глава 12

с ЭВМ по сравнению со средней дополнительной при­ былью 90 долл. за один период работы в пакетном ре­ жиме. Группе открытого доступа при последовательных взаимодействиях с машиной в течение одного периода обучения за пультом к первоначальной средней прибы­ ли 110 долл. удалось добавить в среднем еще 30 долл. Таким образом, первая проба, представляющая «стра­ тегические или ннсайтоподобные» изменения, оказалась эффективнее, чем в режиме пакетной обработки, и по­ следующие изменения в результате проб и ошибок при обучении в открытом режиме еще больше увеличили эту разницу. Очевидно, что обоим типам процесса реше­

одинаковый темп обучения, судя по числу периодов ра­

на ЭВМ обычно занимает один рабочий день. Этот вы­ вод подтверждается исследованиями, проведенными в Училище ВВС, в которых число периодов работы на ЭВМ довольно близко к числу дней, затраченных на полное решение задачи (см. табл. 9.2). В исследовании Голда испытуемые, давшие лучшие показатели в обеих группах, стремились использовать больше машинного времени, получая в среднем более чем один период обу­ чения в день или начиная работу раньше и позже ее за­ канчивая. В этом случае задачи с «нефиксированной конечной ситуацией» давали более высокие оценки про­ порционально увеличению времени работы за пультом.

Первым вариантом инсайтного подхода к решению задач человеком является теория, предложенная Уолле­ сом [64] и основанная большей частью на анализе от­ чета ученых и художников, описывающих свой собствен­ ный творческий процесс. Теория предполагает четыре различные стадии в процессе решения задачи: подготов­ ку; инкубацию, озарение и проверку. Стадия озарения—

стадия инсайта. Четыре стадии решения задач, предло­ женные Уоллесом, представлены различными схемами других исследователей, как показано в хронологическом порядке в табл. 12.3, взятой из работы Хефела [21]. По-

Таблица 12.3

Этапы развития творческого процесса при решении задач

Гельмгольц [23] Подготовка Инкубация Озарение

Уоллес [641 Подготовка Инкубация Озарение

Проверка правильности

Россман [43] Выяснение трудностей и требований Анализ требований

Поиск подходящей информации Критический анализ предлагаемых решений с точки зрений преимуществ и недостатков Возникновение новой идеи, изобретение

Эксперименты для проверки наиболее перспективного реше­ ния; -усовершенствование конечного представления повторе­ нием нескольких или всех предыдущих ходов

Дыои (1938 г.)

Нарушение равновесия, проведение исследования Формулирование задачи Формулирование гипотезы Экспериментальная проверка

Восстановление равновесия, окончание исследования

Янг [69] Сбор и объединение материала

Усвоение материала Инкубация Возникновение идеи

Разработка практической применимости

Осборн [35] Ориентация: нацеливание на задачу

Подготовка: сбор подходящих данных Анализ: классификация подходящего материала

Гипотезы: накопление альтернатив при обдумывании Инкубация: ожидание озарения Синтез: объединение частей

Проверка: обсуждение окончательной идеи

итеративными и перекрывающимися. Можно считать, что исследование Голда в сущности подтверждает это опи­ сание процесса решения, если подготовку, инкубацию и озарение рассматривать как процессы, происходящие вне пульта вычислительной машины, а проверку интер­ претировать как результат оценки человеком обратной связи, полученной от вычислительной машины. Итера­ ция получается при последовательных циклах, заканчи­

обширный дополнительный экспериментальный материал об инсайте и методе проб и ошибок при обучении как на индивидуальном, так и на групповом уровне. Во-первых, следует отметить, что решение задач в процессе состав­ ления вычислительных программ вполне соответствует трехшаговому процессу — формулированию задачи, ко­ дированию и отладке программы. На уровне учебной группы получены классические кривые обучения, под­ тверждающие конвергентное поведение в процессе проб и ошибок при решении задачи. Другими словами, при увеличении периодов обучения (или попыток) время, за­ траченное за один рабочий период, постоянно уменьша­ ется. При этом уменьшается также число синтаксиче­ ских ошибок. Более того, на индивидуальном уровне обучения наблюдалась особая взаимосвязь между обу­ чением в результате инсайта и обучением методом проб и ошибок, которая выражалась в виде эффекта «умень­ шающегося зуба пилы». Эффект «зуб пилы» включает два элемента: скачок — возрастание уровня понимания логики задачи, что соответствует инсайту, и постепенное возрастание в процессе отладки, в большей степени со­ ответствующее методу проб и ошибок. В рамках проб­ ного логического решения задачи испытуемый стремит­ ся улучшать синтаксис своего кода до тех пор, пока не исчезнут синтаксические ошибки. Но его синтаксически правильный код может не давать правильного логиче­ ского решения. Тогда он формулирует новый код, кото­ рый, по его ожиданиям, представляет собой лучшее ло-