Моделирование в психологическом исследовании

Моделирование само по себе является методом научного познания мира и может определяться как представление объекта моделью для получения информации об этим объекте путем проведения экспериментов с его моделмп¹Модель — это «образец чего-либо» или «подобие какоелибо предмета». По мнению Г. Клауса, она есть отображениефактов, вещей и отношений определенной области знания в более простой, более наглядной материальной структур! данной или иной области.

Моделирование биологических систем имеет свою историю. На первом этапе (V—Iвв. до н.э.) моделирование представляло собой воспроизведение внешнего сходства объект;! На втором (I в. до н.э. — XVI в. н.э.) — господствовало воспроизведение простейших избирательных реакций живых систем. На третьем этапе (XVI—XX вв.) получили распространение широкое воспроизведение принципа саморегуляции и простейших функций мозговой деятельности (счет, арифметические действия). Со второй половины XX и был осуществлен переход к моделированию всевозможна (в том числе сложных) процессов живой природы. С одной стороны, модель биологической системы должна быть догм точно упрощенной, чтобы допускать физическую или математическую трактовку, с другой, — она должна отражать наиболее важные и существенные черты явления, т.е. быть достаточно сложной, чтобы не потерять адекватность прототипу.

В литературе выделяют, по крайней мере, два основныхтипа моделей — физический и математический. Физический тип — это модели, которые имеют физическую, химическую или биологическую природу, сходную с природой изучае­мого явления, сохраняют геометрическое подобие оригиналу и отличаются от него лишь размерами, скоростью течения Исследуемых явлений и иногда материалом. Для исследова­ния психических явлений данный тип практически не приме­няется. Математический тип — модели, имеющие отличную от прототипов физическую, химическую или биологическуюприроду, но допускающие математическое, программное или Логическое описание процесса, одинаковое с оригиналом. Математические модели конструируются из знаков. Они различаются по способу построения и по типу решаемых с их помощью задач. Для построения математической модели какой-либо системы необходимо, прежде всего, выявить все факторы, имеющие к ней отношение, и описать эту системуИ се характеристики. Весьма важно выделить при этом пере­менные величины, оказывающие основное влияние, и опу­стить детали, которые влияют на результат несущественно. В литературе отмечаются три ступени создания математиче­ских моделей. Это создание логико-математической схемы, затем сопоставление теоретических и экспериментальных понятий (схема-опыт) и, наконец, конкретное применение логико-математической схемы. Эффективность математи­ческого моделирования зависит от характера задач исследования, мастерства психолога, избранной модели, регламента времени и средств.

Математические модели должны быть просты в обраще­нии и понятны для пользователя, иметь представительность во всем диапазоне приложений и достаточность по крите­рию сложности (отражение изучаемой системы). Логико-математические модели относительно легко воплощаются и программных, а иногда и в физических моделях. Матема­тическое моделирование в психологии сталкивается с рядом трудностей, связанных с некоторой «сдержанностью» иссле­дователей. Это обуславливается тем, что математическое моделирование — непривычный для психологии метод, требующий сложных математических расчетов, характеризу­ющихся определенным редукционизмом и особым статусом II эксперименте электронно-вычислительной техники, ком­пьютеров.

Классификация моделей в рамках психологии может быть представлена в виде классов знаковых, программных и физических (вещественных) моделей (табл. 4.2).

Таблица 4.2 Вариант классификации моделей

Класс знаковых моделей	Образные модели. Концептуальные модели. Математические модели
Класс программных моделей	Алгоритмические модели. Эвристические модели. Блок-схемные модели
Класс физических (вещественных) моделей	Гипотетические модели. Бионические модели. Биологические модели

Класс знаковых моделей представлен образными, концептуальными и математическими моделями объекта исследования.

Образные модели — это образы, содержащиеся в индивидуальном сознании человека. Они исчезают вместе со смертью носителя.

Концептуальные модели — это вербальное описание психической деятельности на определенном языке (например, характеристика объекта исследования), который должен отличаться точностью и одинаковой значимостью для всех пользователей. Недостаток концептуальных моделей заключается в их описательном характере и неспособности к самостоятельному функционированию вследствие неполном формализации исследуемого объекта. Максимальное развитие концептуальной модели приводит к созданию математической (формальной) модели.

Математическая модель — это анализ психологическом системы точными средствами. Ее основными недостаткам м являются: искажение естественных условий с целью использования уже готовых (стандартных) моделей и стремление к линейности, основанной на ложном убеждении, чтов реальном мире преобладают линейные зависимости. Применение линейных функций в психологии обусловлено адекватным восприятием людьми такого рода зависимостей с точки зрения здравого смысла.

В класс программных моделей входят алгоритмические, эвристические и блок-схемные модели.

Алгоритмические модели основываются на использовании алгоритма, т.е. предписания содержания и последовательности операций, переводящих исходные данные с искомым результат.

Эвристические модели - это наиболее разработанные про­граммные модели. Правда, и они не избежали недостатков, к которым относятся односторонность программы, относи­тельная обыденность модели по сравнению с прототипом (психическим свойством), оторванность информационной стороны психического процесса от других его характери­стик, отличие компьютера от мозга условиями функциони­рования, местом, назначением и ролью в эволюционном раз-питии материи, относительная неполнота знаний, добытых путем аналогии.

' Блок-схемные модели являются отражением в модели вза­имосвязи информационного процесса решения задач и про­блемных ситуаций с эмоциональными и мнемическими про­цессами психической деятельности. Основной недостаток их заключается в недостаточной глубине аналогии модели и прототипа, так как моделирование есть имитация функ­ций, а не субстрата, который осуществляет эти функции.

Класс физических (вещественных) моделей представлен гипотетическими, бионическими и биологическими моделями.

Гипотетическая модель — это система анализа данных психологических исследований, создание конструктивной гипотезы о материальных, структурных механизмах про­текания процессов психической деятельности, построе­ние в соответствии с гипотезой действующей технической модели, по функционированию которой проверяется адекватность гипотезы.

Примером бионической модели является «Модель Калбертсона», в основу которой положена гипотеза о струк­туре субстрата, способного порождать субъективные явле­ния. В ней все субъективные переживания (ощущения, образы, память и т.д.) образуются из материальных элемен­тов - нервных импульсов, вызванных внешними (физиче­скими) воздействиями, а в искусственно созданных маши­нах взаимодействующие импульсы, так же, как и в живом организме, образуют искусственные субъективные явления. В этой «модели» компьютеры способны иметь своеобразные «ощущения, образы, но в очень нечеткой форме».

Биологические модели являются высшим этапом моде­лирования психики. Они представляют собой подопытных животных, насекомых и пр., участвующих в психологических экспериментах в качестве естественной модели проте­кания исследуемой психической функции.

Таким образом, в ходе психологического моделирования следует учитывать ряд следующих требований:

а) в модели должна воспроизводиться структура исследу­емого психического процесса;

б) модель должна учитывать данные нейрофизиологиии логическую структуру психики;

в) при переносе данных необходимо учитывать спец­ифику системы, использующуюся в качестве модели.

Моделирование представляет собой обширную тему. Мы ограничимся рассмотрением примера моделирования предмета психологического исследования и представления об общей модели самого процесса эксперимента.

Моделирование предмета психологического иссле­дования. В психологическом исследовании, так же, как и в большинстве видов экспериментирования, производится манипулирование моделью изучаемого объекта. Как указы­валось ранее, психология в отличие, например, от физики или химии экспериментирует только с моделью социаль­ного объекта. Поэтому в ходе количественного психологиче­ского исследования вначале осуществляется теоретическое¹ (построение гипотезы), затем содержательно-логическое, а потом уже (на стадии реализации) формально-математи­ческое моделирование.

Проиллюстрируем процесс психологического моделиро­вания на примере исследования познавательной активности обучающихся.

1. Теоретической моделью познавательных особенностей испытуемых, находящихся внутри системы обучения, могут быть любые из гипотез интеллекта (К. Барт, 1949; П. Вермон, 1950; Дж. Гилфорд, 1967; Л. Выготский или Ю. Гильбух). Интеллект иногда определяется как обобщенная спо­собность к обучению. Эта позиция имеет своих противников (Дж. Гилфорд, 1967; Р. Кеттелл, 1971 и др.), однако многие исследователи сходятся во мнении о том, что именно интел­лектуальные тесты высоко коррелируют с успеваемостью (Д. Сьюпер, Дж. Крайтс, 1962; Л. Тайлер, 1976 и др.).

В результате исследований было выявлено наличие в структуре познавательной активности человека общей и специфической обучаемости.

Общая обучаемость определяется способностью инди­вида усваивать любые знания (информацию) независимоот содержания и формы представления. Как общей, так и специальной обучаемости присущ классификационный признак — темп усвоения информации.

Специфическая обучаемость характеризуется направлен­ностью и избирательностью усваиваемых знаний, умений и навыков. Общая обучаемость абстрагируется от мотивационного компонента интеллектуальной деятельности и зави­сит в большей мере от мыслительных процессов индивида. Выделение общей и специфической обучаемости условно. В практической стадии анализа крайне трудно отделить один уровень от другого.

Таким образом, специфическая обучаемость состоит из двух динамических компонентов: усвоения учебной информации и направленности этого усвоения, которая дик­туется личностными особенностями субъекта и спецификой содержания этой информации. Статическим компонен­том обучаемости является «опыт», который посредством направленного присвоения индивидом внешней информа­ции становится его внутренним компонентом. «Опыт» как присвоенные знания в виде навыков и умений, закреплен­ный в мышлении (как способ и направленность психической деятельности) посредством памяти, играет активную роль в познавательном процессе. Л. С. Выготский назвал «опыт» «уровнем актуального развития» (УАР) личности¹.

Составной частью обучаемости наряду с «опытом» явля­ется ее динамическая часть: «зона ближайшего развития» (ЗБР). Если при помощи «опыта» человек решает задачи самостоятельно, то ЗБР определяет его потенциальные познавательные возможности. Это характеристика обуча­емости личности, определяемая в литературе как способ­ность усваивать учебную информацию под руководством или в сотрудничестве с «учителем». Определение «зоны ближайшего развития» есть прогнозирование потенциаль­ных познавательных особенностей субъекта. Психологи­ческим основанием ее является «подражание» обучаемого действиям обучающего, но не автоматическое, а сознатель­ное и внутренне контролируемое.

Анализ понятия «обучаемость» как психологического феномена не ограничивается ЗБР и УАР. Ю. 3. Гильбух преддожил структуру ЗБР в виде зон «актуального обучения» (ЗАО) и «творческой самостоятельности» (ЗТС). Под ЗАО при этом понимается непосредственное подражание обучае­мого действиям педагога, а под ЗТС — решение самим обу­чаемым задач при помощи усвоенного алгоритма, при уча­стии индивидуального «опыта» и творчества. На уровне ЗТС' обучаемый проявляет самостоятельность, самоконтроль, самопроверку, творчество, «сверхзнание» и т.п. Некоторые авторы указывают на большую значимость ЗТС в струк­туре ЗБР, другие — на значимость ЗАО. В любом случае обе «зоны» диалектически взаимосвязаны и структурно сочле­нены. «Зона ближайшего развития» существует потенци­ально. Она реализуется в процессе чередования ЗАО и ЗТС' и закрепляется в способах интеллектуальной деятельности в актуальном опыте субъекта.

Таким образом, обучаемость как психологическая катего­рия может существовать, по крайней мере, в трех плоскостях. Первая плоскость определяется как общая и специфическая обучаемость. Вторая — как темп, избирательность и направ­ленность усвоения учебной информации. И наконец, третья плоскость включает динамический и статический аспекты, т.е., собственно, сам процесс усвоения и «опыт» как активное хранение и употребление усвоенной информации. Процесс усвоения характеризуется внутренней динамической струк­турой, представляющей собой диалектическое единство двух зон, - ЗЛО и ЗТС.

Любая модель условна. Ее составные элементы варьиру­ются в зависимости от теоретических оснований. Однако все они сходятся в одном пункте, определяемом как способность субъекта к обучению.

2. Содержательно-логическая (качественная) модель,основанная на положениях теоретической модели (гипотезы),отражает редуцированное совокупное представление экспе­риментатора о содержании предмета исследования. В дан­ном случае обучаемость как характеристика познавательнойактивности субъекта представляет собой единство статиче­ской и динамической составляющих и состоит из «уровняактуального развития» в форме «опыта», «зоны актуального
обучения» в форме «подражания» и «зоны творческой само­стоятельности» — «творческой самостоятельности».

3.Формальная (количественная) модель обучаемо­сти (ОБЧ) представляет собой математическую функциюот «опыта» (Оп), «подражания» (По) и «творческой само­стоятельности» (ТС). В символическом виде может быть записана как

ОБЧ = f(Оп, По, ТС).

Эмпирически определяется, что каждый элемент частью входит в ОБЧ со своим весовым коэффициентом: «Оп» — 0,333; «По» - 0,343; «ТС» - 0,324. В качестве абстрактной модели аппроксимацией методом наименьших квадратов выбрана простая линейная регрессия (у = b + ах).

«Опыт» определяется при помощи интеллектуального теста, диагностирующего общие знания испытуемых, усво­енные в процессе изучения школьной программы, и модели­руется в виде уравнения линейной регрессии:

У_Оп = 2,52 + 0,44х1

где У_Оп — оценка «опыта»; Х1 — показатель теста. Коэффици­ент корреляции К_ху = 0,54 (р< 0,05).

«Подражание» может быть измерено при помощи ориен­тировочных тестов и моделируется в следующем виде:

У _По= 1,84+ 0,26*2,

где У_По — оценка «подражания»; х₂ — показатель ориенти­ровочного теста. Коэффициент корреляции К = 0,67 (р<< 0,05).

«Творческая самостоятельность» определяется при помощи методики оценки креативности и моделируется следующим образом:

У_тс = 3,27 + 0,03х₃,

где У_тс — оценка «творческой самостоятельности»; х₃ — по­казатель теста креативности. Коэффициент корреляции К = = 0,42 (р< 0,05).

Таким образом, ОБЧ рассчитывается по общей формуле

ОБЧ = 2,53 + 0,15х1 + 0,09х₂ + 0,01х₃.

Если психологическое измерение обучаемости и оценка результатов учебной деятельности осуществляются практи­чески одновременно, то данная модель фиксирует настоящее состояние познавательной активности обучающихся. Еслиизмерение проводится задолго до момента объективной оценки успеваемости испытуемых, то имеет место моде и прогноза обучаемости.

Таким образом, основной целью моделирования в широком смысле является формирование рабочей гипотезыи выполнение мероприятий по ее экспериментальному подтверждению.

Представления об общей модели процесса психологического эксперимента.Модель процесса психологическомисследования представляет следующую последовательность: возникшая социальная или научная потребность проводи Iк гипотетическим представлениям, требующим экспериментальной апробации, в результате которой гипотеза принимается или отвергается (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Алгоритм психологического исследования

В научных исследованиях важную роль играют гипотезы, т.е. определенные предсказания, основывающиеся на теоре­тических изысканиях, небольшом количестве опытных дан­ных, наблюдений, догадок. Проверка выдвигаемых гипотез может быть проведена в ходе специально поставленного экс­перимента.

Моделирование эксперимента возможно на основе пони­мания сущности самой исследовательской процедуры. Хотя экспериментальный метод был привнесен в психологию из естественных наук, он сразу стал «психологическим» вследствие интроспекции результатов самими испытуе­мыми. Моделирование процедуры с момента вхождения экс­перимента в психологическую науку основывалось на традициибихевиоризма: «стимул (S) — реакция (R)». Именно н .ном ключе начальное теоретическое обоснование психоло­гического эксперимента дал В. Вундт. Исследователи Вюрцбургской школы (Н. Ах) явно усомнились в адекватности модели «S—R» для использования в психологических целях. Они отмечали, что в исследовательскую ситуацию вмешивается сам исследователь (инструкция, общение с испы­туемым и т.д.), и стимул необходимо рассматривать и как экспериментальное воздействие, и как межличностное вза­имодействие. Л. С. Выготский иначе видел непригодность бихевиористской модели эксперимента. Он писал, что схема «S—R» рассматривает психику испытуемого как реактивную п она применима лишь для исследования низших психиче­ских функций. По его мнению, лишь активность испытуе­мого должна быть основанием для изучения высших пси­хических функций человека. Поэтому «инструментальный метод», предусматривающий активное вмешательство чело­века в ситуацию, его активную роль, поведение, состоящее во введении новых стимулов, должен быть господствующим н психологическом эксперименте. Тем самым Л. С. Выгот­ский ввел трехчленную модель эксперимента (рис. 4.7):

стимул (S) --------------------------->реакция (R)

Инструменты (I)

Рис. 4.7. Трехчленная модель эксперимента (Л. С. Выготский)

Представители деятельностного и социально-психоло­гического подходов в психологии под «инструментом(I) понимают процесс общения (воздействия) исследователя и испытуемого (личностное воздействие, симпатию-анти­патию, инструкцию и т.д.). Это, с одной стороны, является

особенностью психологического эксперимента и, с другой, может служить причиной артефактов.

Поскольку в естественно-научном психологическом исследовании материалом является поведение человека, то так называемая модель эксперимента описывается особым логическим языком. Логику внешнего описания поведения разрабатывали К. Левин, Ч. Филмор, Г. X. фон Врихт, Г. А. Балл, Ж. Нюттен и др. В социальной психологии проблематикой логики поведения занимался Т. Парсонс, однако его теория не вышла на уровень формализации, что необходимо для строгого сопоставления с другими разработками.

Российские исследователи А. Ф. Лазурский, С. Л. Рубин штейн, Я. А. Понамарев, А. В. Брушлинский и др. в качестве глобальных понятийных конструктов использовали среду (мир, окружение, множество объектов), систему (агент, субъект), действие (операция, поведение, акт), взаимодействиесреды и системы. Система рассматривалась как изначально активная. В качестве базовых понятий также использовались «состояние» и «время».

В современных разработках моделей психологического эксперимента руководствуются принципом действительно­сти — осуществляется попытка различить явные и скрытые переменные, их отношения, связи и построить логику интер­претации. Также учитывается изменение состояний мира и субъекта (человека, системы). Предусматривается описание взаимодействия системы и среды, а не только воздействия системы на среду. Рассматриваются две формы взаимодей­ствия среды и системы, где поведение направленно на среду (исполнительское действие, преобразование) и характеристику смены пространственно-временных состояний системы (локомоции, поисковая активность). Также предусматривается возможность двух вариантов описания поведения и дей­ствия — активного целесообразного и реактивного поведения. В соответствии с этим определяются два типа его объясне­ния — телеологический и каузальный. Подчеркивая важность сопоставлений телеологического и каузального объяснений экспериментальной ситуации, Н. А. Бернштейн особое вни­мание обращал на их взаимодополняемость при сохранении ведущей роли телеологического.

Экспериментирование в психологии сопряжено с оби­лием неопределенностей, которые становятся источником ошибок. Часто возникают ситуации когда, чем полновеснее психологические данные, тем больше вероятность неясно­стей и ошибок. Проблема модели психологического экспе­римента состоит не столько в адекватном применении статистических процедур (разработано множество совершенных математических методов анализа и интерпретации данных), сколько в применении статистики в отношении адекватно набранных переменных^. Имеют место проблемы валидное™ динамики переменных, умения найти факты их изменения вследствие экспериментального воздействия. Объяснение динамики переменных в психологическом эксперименте сродни герменевтике (В. Дильтей), «искусству понимания» (Ф. Шлейермахер) сущности личности испытуемого.

Значительной проблемой интерпретации эксперимен­тальных результатов, особенно в сфере психодиагностиче­ского исследования, является выбор стратегии интерпре­тации психологических данных. К первой стратегии можно отнести представления о детерминации взаимодействия про­тивоположных черт в структуре личности. В этом ракурсе человек представляется как соотнесение бинарных личност­ных свойств. Вторая стратегия отличается особой профильностью или «радикализмом». Применяя «принцип кругового движения» Ф. Шлейермахсра, согласно которому целое постигается, исходя из его частей, а части — только в соотнесенности с целым, можно заявить о возможности выявления гак называемого «радикала личности». Бинарные системы противоположных черт в структуре личности могут иметь определенный акцент — радикал, который складывается из частей (черт, качеств) и представляет собой целое, струк­туру личности. Задача экспериментального метода — выя-нить эту структуру, определить ее динамические составля­ющие и жесткий, относительно неизменный «каркас».

Таким образом, модель экспериментального исследова­ния представляет собой систему взаимодействия исследова­теля и испытуемого в экспериментальной ситуации.

Основными элементами модели процесса эксперимента при этом могут являться:

а) объект воздействия (агент, субъект, человек, группа) с сто контролируемыми и неконтролируемыми параметрами —предметом воздействия (возраст, пол, уровень знаний, умений, навыков, определенные психические переменные, мотивация) (ОВ_1 — до воздействия; ОВ_2 —после воздействия);

б) действие (понимание инструкции, принятие решений)исполнение решений, удовлетворенность, усталость) (Д);

в) формальное взаимодействие испытуемого и исследователя (экспериментальная задача (цель), экспериментальное воздействие, инструментальная задача, инструкция, прибор) (ФВ-ИИ);

г) эмоциональное взаимодействие испытуемого и исследователя (неформальные отношения, симпатия-антипатия)(ЭВ-ИИ);

д) взаимодействие в обследуемой гриппе(формальныеи неформальные отношения, «эффект группы») (ВОГ);

е) взаимодействие со средой (фон, множество объектом,информационные факторы, факторы обитаемости) (ВС).

Временные, процессуальные и пространственные факторы упорядочивают элементы системы, так, как показанона схеме (рис. 4.8).

ОВ_1 вход		_____________Д _____________ФВ-ИИ _____________ЭВ-ИИ _____________ВОГ _____________ВС   процесс		ОВ_2 выход

Рис. 4.8. Процессуальная схема (модель) психологического эксперимента

Задачей моделирования экспериментальных воздействии является максимальное приближение эксперимента к реальности, с одной стороны, и к гипотезе, — с другой. При этом возникает проблема интерпретации результатов экспери­мента. В. Н. Дружинин предложил некую схему отношении между основными характеристиками экспериментального исследования (рис. 4.9).

Г. Селье писал, что теории — это нити, которые связываю т имеющиеся факты, а поскольку все биологические элементы определены не строго и к тому же взаимно пересекаются, то разработать однозначные и неизменные связи между фак­тами, которые никогда не нуждались бы в пересмотре, невозможно. Хорошая теория должна объединять наибольшее число фактов простейшими из возможных способами.

Наибольшее приближение к теории или гипотезе явля­ется основной задачей проектирования эксперимента. Этому стремлению соответствует так называемый «идеальный экс­перимент» (Дж. Кэмпбелл). Осуществить его практически невозможно, так как предполагается, что исследователь, манипулируя независимой переменной (НЭП), осуществит полный контроль над зависимой переменной (ЗП). Так же предполагается, что экспериментатор сможет обеспечить постоянство условий, эквивалентность и неизменность выборок, «отсутствие» временных характеристик, возмож­ность одновременного проведения экспериментальных воз­действий, а также повторения эксперимента в различных ситуациях и с любыми испытуемыми. Мерой приближения «идеального эксперимента» к гипотезе является операцион­ная валидность.

Рис. 4.9. Схема отношений между основными характеристиками экспериментального исследования

Дж. Кэмпбелл «реальный эксперимент» связывал с вну­тренней валидностью, т.е. мерой влияния на зависимую переменную тех условий (независимой и внешних перемен­ных), которыми оперирует исследователь. «Реальный экспе­римент» осуществляется в реальных условиях, при которых переменные контролируются не полностью, что являетсяпричиной артефактов (смещений эффекта эксперимента). Именно поэтому детальное планирование эксперимента решает задачу повышения валидности.

Экспериментальный метод в психологии соотносится с понятием «эксперимент полного соответствия», в рамках которого осуществляется модельное воспроизведение прак­тики. Мерой соответствия такого исследования является внешняя валидность, т.е. возможность переноса экспериментальный результатов в реальную жизнь, их обобщение для дру­гих подобных объектов. По оценке Дж. Кэмпбелла, внеш­няя валидность психологического исследования в абсолюте не достижима. Однако данная проблема может быть компсп сирована посредством репрезентативности выборки.

Мерой адекватности интерпретации экспериментальных результатов, ее соответствия положениям психологической теории является конструктная валидность. Хороший экс­перимент, мнению по Дж. Кэмпбелла, должен выявлятьоптимальную последовательность предполагаемой причины (экспериментального воздействия) и следствия, определяетсвязь независимой и зависимой переменных, исключат!, альтернативные психологические гипотезы и влияние внешних переменных, тем самым отражать в экспериментальном модели психологическую реальность.