Виды когнитивных структур

Эксперименты в области когнитивной психологии и их последую­щая обработка показывают, что существует пять разновидностей струк­турных моделей семантической памяти человека или пять видов ког­нитивных структур: деревья, кластеры, пространства, цепочки и сети (рис. 3.6) [Величковский, 1982]. При этом разновидность когнитив­ных структур определяется или порождается классами базовых семан­тических отношений [Червинская, 1991].

Это означает, что в зависимости от класса семантических отноше-

Струюурные модели

Деревья Пространства

Рис. 3.6.Структурные модели семантической памяти человека 176

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических метобик

ний возможно следующее графическое представление различных ви­дов когнитивных структур (рис. 3.7):

□ отношенияклассификациипорождаютструктурыввидедерева;

□ отношения принадлежности порождают структуры в виде клас­теров;

□ отношения сравнения, пространственные, порядковые и при­знаковые отношения предполагают пространственную структу­ру, причем количество шкал для пространственных отношений равно, по-видимому, трем, для порядковых отношений - еди-

Отношения классификации

Деревья

Отношения принадлежности

Кластеры

О О

Признаковые отношения

W

Сети

Пространства Цепочки

Рис. 3.7.Зависимость между классами базовых семантических отношений и видами когнитивных структур

/

____________________Компьютерная психодиагностика___________________ /

нице, а для признаковых отношений и отношений сравнения 4количеству признаков, по которым происходит сравнение; ,'

□ каузальные и временные отношения отображаются в виде цепо­чечных структур;

□ комбинации различных отношений можно представить в виде того, что называется семантической сетью и ее разновидностя­ми, среди которых отдельно могут быть выделены ассоциатив­ные и пропозициональные сети.

Рассмотрим представленные выше виды когнитивных структур бо­лее подробно.

Деревья.Когнитивная структура в виде дерева порождается семан­тическими отношениями типа класс - подкласс, элемент - класс, род - вид, нижестоящие понятия - вышестоящие понятия, часть -целое и т. п.

Иерархичность понятийной структуры памяти человека подчерки­вается в разработанной Дж. Брунером (1977) теории категоризации. Познавательные процессы трактуются им как накладывание катего­рий на объекты и события, где под категориями он понимает правила классификации. «Категоризация означает приписывание явно разли­чающимся вещам эквивалентности, группировку предметов, событий и людей в нашем окружении в классы и реагирование на них в зависи­мости от принадлежности к разным классам, а не от их своеобразия» [цит. по: Величковский, 1982. С. 187-188].

Экспериментыизобластикогнитивнойпсихологии [Хофман, 1986] показывают, что при семантической организации списков понятий наиболее эффективной оказывается иерархическая организация. При прочих равных условиях она приводит к отчетливому снижению ког­нитивных затрат и увеличению эффективности припоминания.

Этот же эффект описывается и в экспериментах Г. Бауэра, который исследовал влияние организации семантических единиц на воспроиз­ведение списка слов с точки зрения составления различных понятий­ных иерархий [Солсо, 1996]. Пример иерархии понятий для слова «ми­нералы», используемой Г. Бауэром в своих экспериментах, изображен на рис. 3.8. Список, подлежащий воспроизведению, содержал как чле­ны некоторой категории, так и само название категории. Кроме того, слова предъявлялись все сразу для продолжительного изучения (в от­личие от обычной практики предъявления слов по одному и только на 1-2 секунды); это облегчало усвоение данных об организации инфор­мации. Эксперименты показали, что те испытуемые, которым вербаль­ный материал предъявлялся гнездовым способом, при свободном воспроизведении называли больше слов, чем те, кто заучивал «неес-

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик

Уровень 1

Минералы

Металлы

Камни

/

\

У

у

/ \

Редкие

Обычные

Сплавы

Драгоценные

Укладочные

Платина Серебро Золото

Алюминий Медь Свинец Железо

Бронза Сталь Латунь

Сапфир Изумруд Алмаз Рубин

Известняк Гранит Мрамор Сланец

Рис.3.8. Пример иерархии понятий для слова «минералы»

тественные» иерархии, образованные путем случайного называния ка­тегории. Таким образом, результаты исследований в группе Г. Бауэра являются свидетельством того, что в случае, когда испытуемые коди­руют слова в виде иерархической структуры и используют эту структу­ру при воспроизведении, их способность к воспроизведению слов зна­чительно улучшается.

Этот эффект использован при создании модели, реализующей ком­пьютерную интерпретацию результатов тестирования испытуемых с помощью методики ММР1, и подробно рассматривается в п. 3.6.1.

Как отмечает Б. М. Величковский (1982), Э. Рош в своих исследо­ваниях показала, что многие категории образуют иерархии включения классов, состоящих обычно не менее чем из трех уровней. По мнению Э. Рош, понятия среднего уровня имеют более базовый статус, чем понятия высокого или низкого уровней. Так, «стол» является базовой категорией по сравнению с «мебелью» или «столиком», «пальто» -более базовая категория, чем «одежда» и «дождевик» и т. д. Целый ряд операциональных процедур позволяет продемонстрировать особую значимость категорий базового уровня в процессах коммуникации, а также, по-видимому, и в развитии речи ребенка. Наиболее интересным является то обстоятельство, что базовым категориям соответствует на­бор специфических движений и действий, в то время как по отноше­нию к объектам, представленным категориями более абстрактного уровня, такого единого набора движений просто не существует; что касается более низкого уровня, то там сколько-нибудь существенного изменения этих движений не происходит. По мнению ряда авторов, к

Компьютерная психодиагностика

числу базовых категорий относятся и такие центральные психологи­ческие понятия, как «личность» и «интеллект».

Классификации широко используются в науке. Одним из приме­ров научной классификации является периодическая система элемен­тов Д. И. Менделеева, фиксирующая закономерные связи между хи­мическими элементами и определяющая место каждого из них в единой таблице. Другим примером научной классификации, получившей все­общую известность в ХУШ-Х1Х веках, является классификация жи­вых существ К. Линнея, начиная с которой в науке возобладал прин­цип родо-видовых классификаций.

Научный стиль мышления сыграл значительную роль в процедурах классификации и сильно повлиял на наше представление о формиро­вании понятий. Однако психологические эксперименты показывают, что естественная для человека классификация основана на других принципах.

Классические опыты А. Р. Лурия, проведенные в 1930-е годы в глухих киш­лаках Средней Азии (особенно когда испытуемыми были женщины), выявили ряд особенностей формирования понятий, которые у людей, подвергшихся влиянию науки и обучению научному мышлению, становятся малозаметны­ми. Испытуемые, например, никак не могли сформировать класс «домашние животные», когда им показывали на карточках изображения животных, рас­тений, предметов домашнего обихода. И даже на прямой вопрос эксперимен­татора: «Что общего между курицей и собакой?» - следовал ответ: «Ничего общего, у собаки четыре ноги, а у курицы две». Испытуемые никогда не вклю­чали в одну группу изображения овцы и волка, ибо «волк загрызет овцу, а это нехорошо», но помещали в одну группу изображение овцы, котла, ножа, ска­терти, говоря: «Будет праздник, расстелим скатерть, овцу зарежем, сварим хороший плов» [Хофман, 1986].

Кластеры. Когнитивная структура в виде кластера порождается се­мантическими отношениями принадлежности. Как правило, кластер характеризует некоторый контекст.

В когнитивной психологии кластерная когнитивная структура пред­ставлена в кластерной модели и групповой модели [Солсо, 1996].

Кластерная модель, основными авторами которой являются В. Бус-филд и Г. Бауэр, предполагает, что понятия в памяти человека объеди­няются в кластеры. Такое представление основано на экспериментах по свободному воспроизведению не связанных по смыслу слов, кото­рые показывают, что слова, относящиеся к близким категориям, вос­производятся вместе, например: верблюд, осел, лошадь; Джон, Том, Боб; капуста, картофель, морковь.

Смыслэкспериментовзаключаетсявтом,чтоиспытуемомупоказы-вают список не связанных на вид слов, и затем он воспроизводит их в

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик

любом порядке. То, как происходит воспроизведение, может дать какую-нибудь информацию об организации слов в памяти человека и, таким образом, дает ключ к пониманию природы когнитивной структуры.

Как описывает P. Л. Солсо (1996), в одном из экспериментов В. Бусфилда испытуемым показывали список из 60 существительных (по 15 в каждой из четырех категорий), а затем они должны были непрерывно давать ассоциа­ции на слова, служившие названиями категорий, например, птиц. Ответы рас­полагались любопытным образом. Например, при воспроизведении названий птиц испытуемые воспроизводили названия сходных птиц кластерами. Ответ испытуемого мог звучать так: «ястреб», «орел», «стервятник», а вслед за ко­роткой паузой: «курица», «индюк», «утка» - совсем как если бы испытуемый отыскивал названия в какой-нибудь одной подкатегории класса «птицы» и, исчерпав ее, переходил к другой подкатегории, исчерпывал ее содержание и переходил к следующей и т. д. (рис. 3.9).

Рис. 3.9. Кластерная модель в экспери­ментах В. Бусфилда

В своих исследованиях В. Бусфилд хотел разработать метод анализа, кото­рый позволял бы количественно оценить кластерную организацию. Казалось, что метод свободного воспроизведения создан как раз для такого случая. В. Бусфилд предъявлял список имен, названий животных, профессий и ово­щей в случайном порядке. В процессе свободного воспроизведения испытуе­мые проявляли тенденцию к объединению слов в кластеры по их категори­альной принадлежности.

Групповые модели предполагают, что понятия представлены в памя­ти в виде групп элементов, или скоплений информации. В этой моде­ли, в отличие от кластерной, слово, обозначающее некоторое понятие, может быть представлено в памяти не только образцами этого поня­тия, но также его атрибутами.

Так, например, в экспериментах В. Бусфилда понятие «птицы» может включать названия видов птиц (канарейка, малиновка, ястреб и т. п.), а также атрибуты этого понятия (поет, летает, имеет крылья и т. п.). Согласно этой

_________________Компьютерная психодиагностика________________ ____

модели, память содержит множество групп атрибутов, или, точнее сказать каждая лексическая единица представлена в виде «созвездия» событий, атри­бутов и ассоциаций, а воспроизведение заключается в «проверке», поиске сходных по характеристикам образцов в двух или более группах информации В своем простейшем виде проверка высказывания (например, «малинов^ ка есть птица») осуществляется только путем сравнения атрибутов одной груп­пы (птица) с атрибутами другой группы (малиновка). В зависимости от степе­ни пересечения атрибутов образуется основа для принятия решения о достоверности данного высказывания. По мере того, как «дистанция» между этими группами увеличивается, время реакции будет возрастать. Это соответ­ствует исследовательским предположениям, сделанным в отношении этих моделей.

Пространства. Когнитивная структура в виде пространства порож­дается следующими группами семантических отношений: отношения сравнения, признаковые отношения, отношения порядка и простран­ственные отношения. Под пространством понимается набор шкал, число которых в случае пространственных отношений может равнять­ся трем, в случае порядковых отношений - одной, а в случае призна­ковых отношений и отношений сравнения - числу признаков, по ко­торым происходит сравнение.

Примером когнитивной структуры в виде пространства может слу­жить совокупность индивидуальных конструктов Дж. Келли (см. п. 1.3.6).

Дж. Келли предполагал, что все индивидуальные конструкты являются биполярными и дихотомичными по природе, то есть сущность мышления че­ловека заключается в осознании жизненного опыта преимущественно в тер­минах черного или белого, а не оттенков серого. Точнее, переживая события, человек замечает, что какие-то события похожи друг на друга (у них есть об­щие свойства или признаки) и при этом отличаются от других. Например, че­ловек может заметить, что какие-то люди тучные, а какие-то тощие; кто-то черный, а кто-то белый; кто-то богатый, а кто-то бедный; до каких-то вещей опасно дотрагиваться, а до каких-то нет. Именно этот когнитивный процесс наблюдения сходства и различий приводит к формированию индивидуаль­ных конструктов. Таким образом, по крайней мере три элемента (явления или предметы) необходимы для формирования конструкта: два из элементов кон­структа должны быть похожими друг на друга, а третий элемент должен отли­чаться от этих двух, причем и схожесть, и различие должны иметь место в пре­делах одного и того же контекста [Хьелл, Зиглер, 1997. С. 438].

На рис. 3.10 представлен пример конструкта, полученного с помо­щью техники «вызывания» конструктов при исследовании подростка. Испытуемому было предъявлено три объекта (мать, отец, друг) и предложено назвать какое-либо важное качество, по которому два их них сходны между собой и отличны от третьего. Испытуемый ответил, что мать и отец подавляют его, а друг - раскрепощает. Таким образом, был сформирован конструкт «подавление - раскрепощение».

Глава 3. Конструирование компьютерных психодиагностических методик

Подавляют

(Мать)^ОтмГ)

(^ДРУГ^

Раскрепощают

Рис. 3.10. Пример шкалы-конструкта, выявленного при исследовании подростка

Другим примером когнитивной структуры в виде пространства яв­ляется описанная в п. 2.2 модель сравнительных семантических при­знаков Э. Смита, Э. Шобена и Л. Рипса.

Цепочки.Когнитивная структура в виде цепочки порождается кау­зальными, временными и инструментальными семантическими отно­шениями и предполагает некоторую упорядоченность, развертывание процесса или явления во времени, а также прагматический аспект де­ятельности. Для цепочечных структур характерны отношения типа «быть одновременно во времени», «быть раньше или позже по време­ни», «быть целью», «быть мотивом», «служить для», «быть средством для», «способствовать», «быть инструментом» и т. п.

Примерами цепочечной структуры являются цепочки понятий при использовании метода свободных ассоциаций. В отличие от кластеров, характеризующих контекст, цепочки могут связывать весьма отдален­ные друг от друга понятия. Так, например, в психологии исследовались ассоциативные переходы слов, в частности, построение различных ас­социативных цепочек моделировалось на компьютере. Количество переходов в цепочке может служить мерой «смыслового расстояния» между двумя понятиями. Многочисленные опыты позволили выдви­нуть следующую гипотезу: для любых двух слов (понятий) существует ассоциативная цепочка, состоящая не более чем из семи слов. Иначе говоря, два произвольных понятия, даже весьма отдаленные друг от друга, имеют теснуюсвязь: смысловое расстояние междуними состав­ляет не более шести шагов. Например, для понятий «небо» и «чай» сле­дующая последовательность ассоциаций решает задачу за четыре шага: небо-земля-вода-питье-чай [Гик, 1987] (рис. 3.11).

Компьютерная психодиагностика

^Неб(Г)--- (^Земля)---- (^ВодаГ)--- ^ПитьГ)---- (^Ча*Г)

Рис. 3.11. Ассоциативная цепочка понятий

Сети. Когнитивная структура в виде сети порождается комбинаци­ями различных семантических отношений. На рис. 3.12 представлен пример семантической сети для рассмотренного выше предложения: «Ветер дул с севера, и высокий эвкалипт, возвышавшийся над всеми прочими деревьями и наддомами, раскачивался на ветру крайне недо­вольно». Дуги, соединяющие вершины, изображают разные классы базовых семантических отношений: признаковые, инструментальные, пространственные.

Ветер

признаковое _ИНСТру_Мента1ьное

^ у признаковое

Эвкалипт

Север пространственное признаковое

Дома

Рис. 3.12. Семантическая сеть для предложения «Ветер дул с севера, и высо­кий эвкалипт, возвышавшийся над всеми прочими деревьями и над домами, раскачивался на ветру крайне недовольно»

Другими примерами могут служить семантическая сеть структуры знаний эксперта-программиста (рис. 3.5) и семантическая сеть в обла­сти психодиагностики (рис. 2.36).