Б. Принятие решений в конфликтных ситуациях
Два разнотипных самолета, следующие параллельным курсом. Движение самолетов 14 и 15 являет пример конфликтной ситуации. Самолеты разнотипны (14 с крейсерской скоростью 800—850 км/ч и 15 — 650 км/ч), временной интервал между ними при входе в зону равен 1 мин. Требуется осуществить их посадку на общую ВПП аэропорта.
Основная трудность (конфликтность) данной ситуации заключается в близости значений ряда признаков (одно и то же время подхода, необходимость посадки на одну полосу). Решение облегчается возможностью обгона более скоростным самолетом 14 менее скоростного самолета 15, что приводит к появлению безопасного вре-меннбго интервала порядка пяти минут. В условиях изолированного движения этой пары от диспетчера требуется достоверный прогноз их состояния в конечной точке и сравнение расчетного интервала с допустимым безопасным.
Конфликтная пара самолетов, следующих встречнымкурсом. Сообщение о наличии встречного самолета 16 (крейсерская скорость 800—850 км/ч), производящего набор высоты в направлении РНТ-3, вносит в оценку воздушной обстановки элемент неожиданности, граничащий иногда с критической ситуацией. Привычный порядок действий диспетчера нарушается. Траекторию снижения самолета 13 приходится спешно корректировать, учитывая суммарную скорость сближения самолетов 13 и 16 (порядка 1 300 км/ч), расчетную точку встречи и взаимное положение самолетов в ней. Один из способов принятия решения в такой ситуации — изменить ситуацию, устранить ее конфликтность. В данном случае диспетчер принимает правильное решение о переводе менее скоростного самолета на режим горизонтального полета — появляется ступенька выдерживания на 300 м. Несколько раз диспетчер справляется о фактической высоте самолетов и, убедившись в наличии безопасного интервала между ними, дает команду 13 на снижение до 1 800 м, а 16 — набор высоты до 3 300 м, предварительно предупредив оба экипажа о предстоящей встрече.
Очевидно, что быстрота изменения ситуации исключает возможность точного аналитического расчета, учитыва-
ло
ющего оптимальным образом все параметры. Основную роль начинает играть модельное представление диспетчера о воздушной обстановке и использование комплексного показателя «степени безопасности» каждого самолета, зависящего как и для одиночного самолета от высоты полета, метеоусловий, запаса горючего и т. д., но уже скорректированного с учетом данной обстановки1.
Воздушная обстановка максимальной напряженности. Воздушная обстановка 10-минутного интервала 12.15—12.25 охватывает все перечисленные частные случаи: самолеты 9 и 13 идут транзитом на РНТ-5; самолеты 14, 15 и 17, следующие через РНТ-2, и 18, проходящий РНТ-5, должны совершить посадку. Одновременно осуществляют набор высоты 11 и 16. Подготовка посадки должна быть согласована с диспетчером круга. Стремясь к большей осведомленности, диспетчер подхода прослушивает по громкоговорящей связи работу круга, чтобы подготовиться к сообщению о взлете очередного самолета. Одновременно диспетчер должен представлять взаимное расположение всех самолетов, прогнозировать их движение по заданным траекториям, вовремя подавать команды на выполнение маневров.
Диспетчеру приходится находить компромиссное решение, удовлетворяющее двум противоречивым требованиям, первое из которых заключается в минимальном времени нахождения самолета в зоне ожидания (режим снижения), поскольку этап посадки является наиболее ответственным в силу малых скоростей, а второе — требование минимальности времени сохранения взлетающим самолетом небольшой, а значит опасной, высоты.
Эффективность работы при таком напряженном режиме обеспечивается введением приоритета обслуживания, т. е. ранжированием объектов на основе некоторого измерительного эталона, в качестве которого выступает сформированный у диспетчера оперативный образ безопасной ситуации.
Ранговый эталон имеет комплексный характер. В различных ситуациях определяющими могут выступать различные признаки (высота, скорость, тип самолета и т. п.), поэтому первый этап ранжирования состоит в выделении
1 Формирование комплексного количественно неизмеримого критерия «степень угрозы» при оценке сложной ситуации отмечалось в работе — Г. В. Репкиной.
ведущего признака рангового эталона. Далее следует выделение самих объектов ранжирования — конкретных объектов с точки зрения безопасности в достижении конечной цели.
При появлении новых объектов управления происходит смена эталона путем выделения нового ведущего рангового признака. Соответственно перераспределяется ранговое положение объектов на субъективной шкале безопасности.
В случае ожидаемой ситуации происходит простое включение нового объекта в соответствующее звено рангового контекста. В случае неожиданной конфликтной ситуации возникает необходимость изменить характеристики самого управляемого объекта на основе комплексного эталона. Своевременное изменение параметров управляемых объектов в соответствии с требованиями эталона является показателем разрешения конфликтной ситуации.
***
Рассмотренные особенности мышления человека проявляются в различных видах оценочной профессиональной деятельности, включающих прогнозирование развития событий во времени, формирование комплексного оценочного эталона на основе требуемой ситуации (правил, инструкций и т. п.) и текущих значений параметров, выработку решений для направленного изменения параметров управляемых объектов (процессов и т. п.).
Одной из наиболее общих характеристик состояния человека в этих ситуациях является состояние ожидания, включающее прогнозирование возможного развития каждой текущей ситуации (появление новых объектов, изменение параметров и т. п.) на ближайший отрезок временя. Каждая наличная ситуация в этих случаях оценивается через призму ожидаемой будущей ситуации.
В случаях совпадения прогнозирования развития ситуации с требуемой деятельность человека носит по преимуществу контрольный характер. В случаях несовпадения ожидаемого и реального изменения ситуации она преобразуется в неожиданную ситуацию, требующую принятия творческих решений. В результате неадекватных (или запоздалых) решений и команд ситуация перерастает в конфликтную или угрожающую, аварийную.
Выделенные четыре типа ситуаций характерны для многих случаев управления процессами, объектами, событиями, развивающимися во времени. Время в рассматриваемых ситуациях является одним из важнейших элементов самого «условия» задачи. Правильное решение, принятое минутой позже, является ошибочным, а его последствия труднопоправимыми.
Мыслительная деятельность человека в рассматриваемых ситуациях особенно усложняется в случаях так называемых «игровых» ситуаций, включающих партнера по «игре», преследующего противоположные цели и вносящего на каждом из этапов неожиданные изменения в ситуацию. Прогнозирование и оценка изменений ситуации в этих случаях предполагает выявление стратегии партнера, соблюдение им правил игры и т. п.
Возможность прогнозирования является необходимой составляющей способностей человека к выполнению соответствующих видов профессиональной деятельности. В каждом из конкретных случаев она чрезвычайно специфична. Чем большими возможностями прогнозирования обладает человек, тем адекватнее его оценки и принимаемые решения в неожиданных ситуациях, тем выше надежность [7], [9] выполнения профессиональной деятельности.
Литература
1. Волевич А. И. Оперативное управление воздушным движением с учетом нескольких критериев оптимальности / А. И. Волевич, В. Л. Вол-кович, Л. Ф.Ларгейко//Кибернетика и вычислительная техника: Сб. науч. тр. — Вып. 1. — Киев: Наукова думка, 1969.
2. Дмитриева М. А. Психологический анализ деятельности авиадиспетчера // Проблемы общей и инженерной психологии: Сб. науч. тр. — Л.:Изд-воЛГУ, 1964.
3. Дюбург О. И. О количественных методах психофизиологического анализа деятельности диспетчера в процессе управления воздушным движением // Вопросы авиационной радиотехники: Сб. науч. тр. КИИГА. - Вып. 5. - 1970.
4. Интема Д. В. Оценка многомерных ситуаций с помощью ЦВМ / Д. В. Интема, Л. Клемм // Зарубежная радиоэлектроника. — 1967. — №2.
5. Крылова Г. Н. Некоторые особенности работы диспетчера с двумя взаимосвязанными индикаторными устройствами // Человек и общество: Ученые записки. — Вып. 5. — ЛГУ, 1969.
6. Лещенко В. М. Алгоритмизация процессов управления воздушным движением самолетов // Автоматическое оперативное управление производственными процессами. — М.: Наука, 1965.
7. Ломов Б. Ф. Человек и техника. — М.: Советское радио, 1966.
8. Миллер Дж. Планы и структура поведения / Дж. Миллер, Е. Галантер, К. Прибрам. — М.: Прогресс, 1964.
9. Небылицын В. Д. К изучению надежности человека-оператора в автоматизированных системах//Вопросы психологии. — 1961. — № 6.
10. Ошанин Д. А. Оперативный образ управляемого объекта в системах «Человек и автомат» // Материалы XVIII Международного психологического конгресса. Симпозиум 27. — М.: Наука, 1966.
11. Ошанин Д. А. Об оперативности образа контролируемого процесса / Д. А. Ошанин, А. М. Зальцман // Психологические вопросы регуляции деятельности: Сб. науч. тр. — М.: Педагогика, 1973.
12. Панов Д. Ю. Построение систем управления и проблемы инженерной психологии / Д. Ю. Панов, В. П. Зинченко// Инженерная психология: Сб. науч. тр. — М.: Прогресс, 1964.
13. Проценко Н. А. Задача управления воздушным движением на трассах // Труды РИИГА. - Вып. 67. - Рига, 1965.
!4. Пушкин В. Н. Оперативное мышление в больших системах. — М: Энергия, 1965.
15. Ретина Т. В. Исследование оперативной памяти // Проблемы инженерной психологии: С. науч. тр. — Вып. 3. — Л., 1965.
16. Тихомиров О. К. Структура мыслительной деятельности человека — М.:Изд-во МГУ, 1969.
17. Тихомиров О. К. Психология принятия решения//Принятие решения человеком (материалы к III Всесоюзному симпозиуму по кибернетике): Сб. науч. тр. — Тбилиси: Мецниереба, 1967.
18. Харжов А. А. Вопросы автоматизации управления воздушным движением самолетов гражданской авиации / А. А. Хариков, И. И Пи-дьчман. - М.: РИО МГА, 1969.
,9. Annett Т. Feedback and human behaviour. — Harmondworth, 1969. 10. Fitts P. M. Factors in complex skill training. In «Training Research and Education», University of Pittsburg Press, 1962.
21. Hare M. (eds). Modern Organisation Theory. — New York. 1959.
22. Keeney R. L. Evaluating Multidimensional Using a Quasi-separable Utility Junction. Transactions of the IEEEon Man-Machine Svstems - 1968 -V. MMS-9. -№2.
23. Kitchin J. B. Mental to Device a Method of Analysis and Assement / J. B. Kitchin, A. Gracham// Ergonomica. — 1961. — Vol. 14. — № 1
24. LikeetR. The Human Organization. - New York, 1967.
25. March T G Organizations/T. G March, H. A. Simon. - New York 1958
Мышление при выполнении заданий ранжирования
Одна из основных функций психического образа заключается в том, что он осуществляет регулятивную (ориентировочную) функцию по отношению к выполняемым человеком действиям^], [10], [12], [13], [19], [21]. Эта специфическая функция психического образа проявляется благодаря тому что он может выполнять роль определенной мерки по отношению к изменяющимся условиям. Сложившиеся психические образы выступают по отношению к условиям выполнения различных действий в роли некоторых эталонов, в соответствии с которыми оцениваются наличные окружающие условия и конкретные выполняемые действия[4], [13].
Функция психического образа как определенного образца или измерительного функционального эталона позволяет осуществлять два важнейших звена регуляпии выполняемых действий — прогнозирование (антиципацию, лланирование) процесса выполнения действий и опенку их адекватности с помощью различных типов обратных ;вязей |9|. Целесообразное управление сложным движением, всякое приспособительное действие не может быть лсуществлено без посредства аппарата «сенсорных коррекций» [5], «обратной афферентации» [З], обеспечивающих обнаружение и исправление ошибок при выполнении действия. Как прогнозирование, так и оценка правильности выполнения действия предполагают соотнесение некоторого наличного действия, наличных условий или результатов действия с некоторым образом этих условий или действий. В деятельности человека эта функция психики получила специальное развитие в виде различных типов измерительных эталонов, используемых человеком для оценки многих свойств окружающих объектов и условий деятельности. Такие эталоны-мерки выработаны как для измерения параметров окружающей человека среды, так и по отношению ко всем основным элементам самого поведения человека (например, эстетические и этические нор-
мы). Без таких норм или образцов поведение человека было бы немыслимым.
Измерительная функция психики человека может осуществляться как в достаточно сложных условиях и способах деятельности, включающих использование соответствующих измерителей, так и в более элементарных условиях, без использования выработанных эталонов-измерителей, а лишь на основе сложившихся у человека образов. В некоторых видах деятельности человека она выступает как основная. Естественно, что наиболее резко и четко она будет проявляться в таких видах деятельности человека, главное содержание которых — момент оценки. Одним из примеров такой деятельности человека может быть деятельность ранжирования, если она осуществляется без применения каких-либо специальных устройств, служащих для измерения ранжируемых качеств объектов. Процесс ранжирования составляет в этом случае процесс мышления, раскрывающий измеряемые свойства объектов и устанавливающий необходимые ранговые отношения между ними. При выполнении заданий ранжирования перед испытуемым возникают такие проблемные ситуации [15], в которых раскрываемое неизвестное составляет отношение между объектами, выступающими в качестве определяющих условий действия ранжирования.
Исследование процессов мышления в оценочной деятельности человека имеет важное практическое значение, а возможности его моделирования могут служить решению практических задач создания управляющих устройств.
В работе сделана попытка определения некоторых параметров оценочной деятельности путем изучения оценочного процесса на материале рангового упорядочения наборов звуковых стимулов. Предмет мышления составляют здесь сенсорные стимулы. Однако выполнение задач ранжирования осуществляется с помощью мыслительного процесса.
Экспериментальное исследование ранжирования звуковых стимулов
Материал и методика. В качестве одномерного стимула выбрана частота звукового стимула постоянного тембра и громкости. Исследовались особенности процесса упорядочивания предъявленных наборов стимулов различными способами с фиксацией времени реакции и числа правильных ответов.
Дифференцировке (абсолютному различению) звуковых сигналов по высоте посвящены работы [7], [22], [25]. Методы определения относительного различения стимулов описаны в [11] и [14]. Относительное различение звуковых сигналов по частоте исследовалось в работах [26], [28] и более ранних (см. обзор [26]) для случая двух тонов.
Случай различения двух- и трехтональных комбинаций, предъявляемых одновременно, рассматривался в работе [27]. От испытуемого требовали назвать число различаемых им компонент. Задача упорядочения этих компонент по высоте воспринимаемого звука не ставилась. Низкий процент правильных ответов объяснялся проявлением эффекта маскировки, величина которого, как это отмечается С. П. Ржевкиным [20], тем больше, чем ближе лежат друг к другу по высоте маскирующий и маскируемый тона. Согласно данным [23] и [26] о критических полосах пропускания слухового анализатора, разбиение всего диапазона воспринимаемых ухом частот на компоненты, разнесенные на расстояние порядка полуоктавы, обеспечивает при различении любой пары частот из этого набора 90 %-ный уровень правильных ответов. В работе [27] соседние частоты исследуемого диапазона попадали в пределы полосы пропускания, что вело к увеличению маскирующего эффекта.
Выбор методики исследования обусловлен следующими соображениями. Пусть каждый тональный сигнал, генерируемый своим источником звуковых колебаний, подается на отдельный приемник звука. В задачу испытуемого входило ранжирование предъявленного ему набора стимулов в порядке повышения высоты воспринимаемых им тонов. Можно ожидать при этом увеличение различительной способности по сравнению с простым дифференцированием за счет проявления элементов интеллектуальной деятельности, а именно оценочного элемента. Одна лишь констатация числа предъявленных стимулов без оценки связи, отношений их в наборе между собой делала бы решение задачи невозможным. Фиксация исполнительской деятельности испытуемого и ее анализ могут приблизить к раскрытию динамики и механизмов оценочного процесса, если принять, следуя [17], что человек выполняет действие (движение) на основе той же установки, на основе которой оценивает его. Это согласуется и с требованиями к эксперименту по исследованию оперативного мышления, сформулированными В. Н. Пушкиным [18].
В качестве алфавита одномерного стимула выбраны 12 чистых тонов постоянной громкости в диапазоне от 250 до 11 200 Гц с интервалом между смежными частотами в одну полуоктаву: 250, 350, 500, 700, 1 000, 1 400, 2 000, 2 800,4 000,5 600, 8 000,11 200 Гц с повышением уровня громкости тона на краях частотного диапазона для компенсации спадов частотной характеристики громкоговорителя. Наборы частот численностью я=3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, полученные случайным выбором из данного алфавита с помощью таблицы случайных чисел [25], испытывались на совпадение с объективным порядком следования стимулов тремя способами: т=2, 3, 4. Источниками колебаний звуковой частоты являлись 12 генераторов типа ГЗ-33, приемники — 4 миниатюрных громкоговорителя типа 01 ГД-ЗМ. В качестве испытуемых в исследовании принимали участие шесть инженеров НИИ (две женщины и четверо мужчин) в возрасте от 25 до 32 лет. Необходимые требования возможного исключения мнемической функции при различении тонов, обеспечения однородных условий работы слухового анализатора для всех наборов и уменьшения вероятности угадывания составляющих компонент обеспечены одновременным предъявлением испытуемому всех стимулов данного набора, путем «привязки»
каждого тона к отдельному громкоговорителю, разносом смежных частот за пределы их критических полос пропускания [23], передачей испытуемому возможности самому устанавливать необходимое время выдержки сигнала [ 16] и случайным порядком предъявления как самих наборов, так и каждой комбинации внутри данного набора. В задачу испытуемого, находящегося в звуконепроницаемой кабине, входило упорядочение громкоговорителей (путем их неоднократной перестановки) в порядке повышения высоты воспринимаемых им тонов и фиксирование этого порядка в протоколе.
В предварительном инструктаже испытуемый ставился в известность о возможном предъявлении одинаковых частот. Характер ошибок по ходу эксперимента испытуемому не сообщался.
Продолжительность опыта фиксировалась по показаниям электрического секундомера, работающего по командам испытуемого.
Экспериментальная установка описана в [16].
Результаты эксперимента. Рассмотрим процесс выполнения испытуемыми нескольких заданий различной трудности тремя способами: путем парных сравнений, триад и тетрад.
Деятельность испытуемого при любой размерности набора стимулов и при любом способе их упорядочения характеризуется чередованием парных сравнений и одиночных проб, следующих непрерывно (активная область), с паузами, фиксирующими определенные промежуточные состояния упорядочиваемых объектов (пассивная область). Для описания работы испытуемого удобно воспользоваться графическим представлением его исполнительской деятельности.
Заданный набор частот определяет на диаграммах исходное положение (ИП). Активные действия испытуемых изображаются стрелками, траектории приемников звука, а следовательно, и связанных с ними компонентов набора — пунктиром, паузы — штриховкой. Временной масштаб на диаграммах не выдерживается.
Задание п = 3, т = 2. Комбинации частот № 23/103, 23/056 и 23/004 (табл. 3) представляют для испытуемого задания различной сенсорной и интеллектуальной трудности: разнос смежных частот в наборе 23/103 превышает октаву, в наборе 23/056 равен полуоктаве, а набор 23/004 включает две одинаковые частоты 8 кГц.
Работа по упорядочению каждого из указанных наборов укладывается в один этап, паузы отсутствуют. Основной прием работы — парные сравнения. При этом испытуемый берет правой рукой один из громкоговорителей, приближает его, не меняя ориентации ушных раковин, на расстояние порядка 20 см и возвращает в прежнее положение. Во время обрат-
ного движения правой руки левой рукой испытуемый берет соседний громкоговоритель, приближает его на то же расстояние и, придя к выводу о соотношении предъявленных стимулов, фиксирует их ранговый порядок.
Отдельные пробы встречаются как исключения для тонов, имеющих большой разнос по частоте (например, пара 2 и 8 кГц). Как правило, всем испытуемым одного парного сравнения оказывается достаточно для решения задачи. В виде исключения два парных сравнения встречаются при упорядочении высоких (4 и 8 кГц) и совпадающих (8 и 8 кГц) частот.
Интересно отметить относительное постоянство числа проб, потребовавшихся для упорядочения всех трех комбинаций. В условиях возрастания трудности задания отмечается повышение длительности каждого элементарного сравнения при постоянной стратегии деятельности испытуемого.
Увеличение средней длительности одного элементарного действия при переходе от комбинации 23/103 к 23/004 видно из табл. 3.
Все испытуемые отмечали различие воспринимаемой высоты двух одинаковых тонов частотой 8 кГц. Это объясняется, во-первых, относительно редким появлением одинаковых сигналов, что настраивало испытуемого на ожидание появления отличающихся тонов. Кроме того, неизбежные отличия сигналов по громкости и вибрации корпусов, в которых помещались громкоговорители, обогащали звуки новыми обертонами. Во всех других случаях имела место высокая степень совпадения установленного порядка следования стимулов с объективным порядком, подтверждающая правильный выбор разноса частот, сводящий практически к нулю маскирующий эффект.
Однако даже в случае этого простейшего задания ни один из испытуемых не давал ответа без предварительного опробования набора. Таким образом, в условиях одновременного предъявления стимулов выявление их отношений идет путем приписывания одному из стимулов роли эталона и последующего их сукцессивного сравнения.
Задание я=4, т=3. Предложенные комбинации частот (табл.) охватывают различные диапазоны, представляя для испытуемых задания, отличающиеся по трудности: диапазон набора 34/069 составляет 3,5 октавы, 34/0,68 — 3 октавы и 34/025 — 1 октаву при наличии двух одинаковых тонов частотой 8 кГц.
В деятельности испытуемого выявляется несколько активных областей, имеющих в ряде случаев специфический характер. Общее число активных этапов и их специфика (стратегия испытуемого) определяются сложностью задания. Разделим задания по трудности на две группы: ординарные и повышенной трудности. Деление это грубое и носит субъективный характер для каждого испытуемого. Будем считать ординарным заданием (для данного испытуемого) комбинацию тональных стимулов, в которой возможна абсолютная идентификация одного из тонов.
Другие компоненты выступают в этом случае в качестве фона. Заданием повышенной трудности будем называть комбинацию частот звучащих аккордно без выделения отдельных ее составляющих. В этом случае возможности простого дифференцирования исчерпаны и получение решений, близких к требуемому порядку следования стимулов, возможно лишь в результате оценочной деятельности человека.
При выполнении ординарного задания выявляются две стратегии.
В первом случае испытуемый после идентификации одного из тонов фиксирует его ранговый порядок и, не обращаясь к нему, работает в дальнейшем с другими составляющими набора. Примером этого случая является триада 8—1, 4-0,7 кГц (протоколы № 234/069 и 434/069, рис. 4, а, б). Испытуемый С. первым же движением устанавливает нижнюю частоту набора 0,7 кГц, отстоящую от ближайшей смежной на 1 октаву, в позицию. Испытуемый М. в этой же триаде выделяет высшую частоту 8 кГц, отстоящую от ближайшей на 2,5 октавы, и фиксирует ее в нужной позиции.
Во втором случае испытуемый запоминает выявленную им компоненту, упорядочивает остальные, не обращаясь к ней, и после паузы помещает ее в соответствующую позицию.
Так, при работе с триадой 5,6—1,4—0,7 кГц (протокол 334/068, рис. 4), испытуемый К. завершающей пробой устанавливал нижнюю частоту набора 0,6 кГц, отстоящую на 1 октаву от ближайшей смежной, в нужную позицию.
| а | б | в | г |
Рис. 4. Примеры выполнения ординарных заданий п= 4, т = 3 испытуемыми: а — С. (фрагмент первого протокола № 234/069); б — М. (фрагмент первого протокола № 434/069); в — К. (фрагмент первого протокола № 434/069); г — М. (фрагмент первого протокола № 434/069)
Задание повышенной трудности также выполняется двумя способами. Первый способ характеризуется наличием ознакомительного этапа, состоящего из серии проб, начиная с первого тона, в порядке их следования на приемниках звука. Не имея возможности непосредственного выделения отдельного тона из набора повышенной трудности, испытуемый в начале работы по упорядочению непроизвольно прибегает к сложившемуся стереотипу выполнения действия — движения слева направо.
Второй способ отличается случайным порядком следования отдельных проб, имеющих часто повторный характер (см., например, триаду 1,4— 5,6—8 кГц протокол № 234/069, рис. 5, а).
Выбор стратегии во многом определяется индивидуальными особенностями испытуемых. Если испытуемый М. выполнял все задания с использованием стадии ознакомления за исключением простейшего случая — триады 8—1,4—0,7 кГц (протокол № 434/069, рис. 4, б), то испытуемый С. обращался к этому лишь в половине случаев.
Работа испытуемого К. по числу ознакомительных этапов занимает промежуточное положение между М. и С.
Субъективными особенностями испытуемых определяется и наличие проверочных проб, характеризующих в некоторой степени их неуверенность в своих результатах. Наблюдается корреляция случаев наличия этапов озна-
комления и проверки. Так, испытуемый М., прибегавший чаще других к ознакомительным пробам, отличается и большим числом использованных проверок. Небольшое число рассмотренных здесь комбинаций было упорядочено всеми испытуемыми с одинаковой достоверностью (степенью совпадения с истинным порядком следования стимулов). Можно предположить, что отсутствие этапов ознакомительного и проверочного, придающих деятельности испытуемого М. определенную последовательность и систематичность, уменьшило бы этот показатель.
Рис. 5. Примеры выполнения заданий повышенной трудности п= 4, т — 3 испытуемыми:
а — С. (фрагмент второго протокола № 234/069); б —. М. (фрагмент первого протокола № 434/025).
а б
С усложнением задания для всех испытуемых характерен рост длительности отдельных сравнений при сохранении относительно постоянного общего числа проб. Наблюдается более частая смена стратегий испытуемого, растет число пауз и общее число этапов.
Рассмотрим на примере испытуемого М. усложнение его деятельности при переходе от упорядочения триады 1,4—5,6—8 кГц (протокол 434/069, рис. 4, г) к триаде 8—5,6—4 кГц (протокол 434/025, рис. 4, б).
Выдержка из протокола 434/069. Испытуемый М. Триада 2. ИП: на громкоговоритель Гр 1 (позиция 1) подается звуковой сигнал частотой 1,4 кГц, на Гр 2 (позиция 11) — 5,6 кГц и на Гр 3 (позиция III) — 8 кГц. Испытуемый начинает упорядочение с трех ознакомительных проб, прибли-
жая к себе поочередно опробуемые приемники звука и возвращая их в прежнее положение. Оставив 1,4 кГц в позиции I, испытуемый оперирует далее только с высокими частотами набора: 5,6 и 8 кГц. Проведя серию из двух сравнений 5,6 и 8 кГц, М. фиксирует порядок, совпадающий с истинным. Вся работа укладывается в один этап, совмещающий пробы ознакомительные и исполнительные.
При замене 1,4 кГц частотой в 4 кГц приходим к триаде 8—5,6—4 кГц, рассмотренной в протоколе № 434/025. Выдержка из протокола № 434/025. Испытуемый М. Триада 1. ИП: Гр 1—8 кГц, Гр 2—5,6 кГц, Гр 3—4 кГц.
Начиная с 8 кГц (Гр 1), проводится серия из трех ознакомительных проб. Пауза. Сравниваются две крайние частоты диапазона 8 и 4 кГц и сразу же за ними — опробование средней частоты 5,6 кГц, фиксирующее ее в позиции I. Следующее после паузы сравнение 5,6 и 8 кГц установленного порядка не изменяет. Отдельной проверкой частота 4 кГц устанавливается в позицию I. Пауза. Проверочная серия из трех проб закрепляет это положение, совпадающее с истинным.
Упорядочение этой триады происходит в пять этапов, два из которых — ознакомительный и проверочный.
При работе с триадой 1,4—5,6—8 кГц трех ознакомительных проб было достаточно для идентификации частоты 1,4 кГц, к которой испытуемый больше не возвращался. Триада 8—5,6—4 кГц потребовала на втором этапе фактического повторения ознакомительных проб, а третий этап сравнения уже упорядоченных частот 8 и 5,6 кГц носил явный характер проверочного, отражающего неуверенность испытуемого в своем решении. Об этом свидетельствует и повторный характер сравнений. Все компоненты опробовались по 4 раза.
Задание п=5, т=4. Комбинации частот 45/056, 45/041 и 45/048, имеющие соответственно диапазоны в 5; 2,5 и 2 октавы, составляют для испытуемых задания различной трудности. Наличие в наборе 45/056 двух совпадающих частот 8 кГц усложняет задачу, что проявляется в увеличении ма-нипуляционной активности испытуемого и среднего времени, затрачиваемого на одну пробу (табл. 3). Для всех наборов характерны многоэтапность процесса, повторяемость сравнений и отдельных проб. Упорядочение каждой тетрады требует не менее двух этапов, что свидетельствует о смене стратегий в процессе работы. Резко сокращается число ознакомительных этапов вследствие их малой информативности,
ограничиваемой, по-видимому, пределами оперативной сенсорной памяти. С этим связано и одновременное увеличение числа повторных сравнений и проб. Отсутствует явное субъективное разделение заданий по их сложности, несмотря на большие различия объективных показателей составляющих набора (диапазон и разнос частот).
При усложнении задания все больше нивелируются субъективные отличия стратегий испытуемых, что хорошо видно при сравнении упорядочений трех наборов: 45/056, 45/041 и 45/048.
Тетрада 8—8—1,4—0,25 кГц комбинации 45/056, имеющая в своем составе компоненту 0,25 кГц, отнесенную по частоте от ближайшей смежной на 2,5 октавы, представляет, казалось бы, испытуемому возможность идентификации «с ходу» этой компоненты. Основная сложность задания должна заключаться в упорядочении остальных компонент набора. Однако лишь двое испытуемых М. и П. начали упорядочение именно с этой составляющей. Испытуемые К. и С. начали проведение сравнений обычным способом — слева направо в порядке расположения приемников звука вне зависимости от значений частот привязанных к ним тонов. Этот порядок имеет место и при упорядочении тетрад, не содержащих частоты 0,25 кГц всеми испытуемыми.
Сравнительный анализ различных способов рангового упорядочения наборов стимулов
При анализе методов парного сравнения, триад и тетрад следует отметить в первую очередь резкое повышение трудоемкости решения при увеличении размерности способа. Взяв в качестве исходных данных две пары частот, разнесенных на 1 октаву и совпадающих, рассмотрим процесс упорядочения триад и тетрад, полученных путем дополнения исходных частот новыми компонентами.
Случай 1. Две частоты 4 и 8 кГц разнесены на 1 октаву (фрагмент 3 комбинации 23/004). Испытуемый М. в результате одного парного сравнения предъявленных частот, начиная с 4 кГц, сохраняет исходное положение, Совпадающее с истинным порядком. Вся работа укладывается в один этап, занимая время 10 с.
Перейдем к рассмотрению триады 4—5,6—8 кГц, полученной из данной пары добавлением частоты 5,6 кГц. Наблюдается резкое увеличение сложности задания.
Решение складывается из двух этапов и занимает 15 с: Начиная с низшей частоты набора 4 кГц, проводится серия из трех ознакомительных проб. При сравнении смежных частот 5,6 и 8 кГц самая высокая частота набора 8 кГц устанавливается ошибочно между 4 и 5,6 кГц. После паузы следует проверочная серия из трех проб, закрепляющая порядок, отличный от истинного. Общее число проб равно 6.
Испытуемый С. при упорядочении пары 4 и 8 кГц также ограничивается одним этапом, состоящим из парного сравнения частот, начиная с 4 кГц. Это заняло 10 с. При переходе к упорядочению триады 4—5,6—8 кГц, полученной как и прежде добавлением частоты 5,6 кГц, отмечается увеличение числа этапов и числа проб (соответственно 2 и 6). Ознакомительная стадия отсутствует. Серия из трех проб смежных частот 4 и 5 кГц заканчивается ошибочной фиксацией нижней частоты набора 4 кГц в позиции 3. После паузы парное сравнение частот 8 и 4 кГц приводит к установлению 4 кГц в позиции I и фиксации тем самым порядка, совпадающего с истинным. Проверочная стадия отсутствует.
Испытуемый К. затрачивает на упорядочение пары 4 и 8 кГццва парных сравнения, начиная с 4 кГц, укладываясь в один этап длительностью 9 с.
Упорядочение им триады 4—5,6—8 кГц происходит в три этапа с общим числом проб, равным 7, и занимает время 22 с. Начиная с нижней частоты набора в 4 кГц, следует серия из четырех ознакомительных проб, отличающаяся наличием в ходе второй пробы одновременного сравнения смежных нижних частот набора 4 и 5,6 кГц. После паузы повторное сравнение смежных 4 и 5,6 кГц приводит к ошибочной фиксации 5,6 кГц в позиции I. Следующая после очередной паузы отдельная проба 8 кГц установленного порядка не изменяет. Проверка отсутствует.
Из рассмотренных примеров видно, что упорядочение триадой представляет уже не одноразовое сопоставление как в случае парных сравнений, а развернутое организованное действие, включающее определенные приемы, приводящие к цели. Способность испытуемого устанавливать ранговый порядок триады, оперируя теми же приемами парного сравнения и одиночных проб, связана с качественно новым элементом — фиксацией «опорных точек», относительно которых строятся временные рабочие гипотезы, отвергаемые или подтверждаемые последующей проверкой. Значения опорных точек находятся как бы в тени, на втором плане; с их по-
ложением на шкале отношений соотносятся результаты сравнений других элементов и вносятся необходимые коррективы. В случае ординарного задания опорная точка сразу занимает соответствующую ранговую позицию, являясь эталоном для дальнейших оценок.
а
Рис. 6. Диаграммы манипуляций испытуемых: а — М. (фрагмент второго протокола № 445/048); б — С. (фрагмент второго протокола № 245/048); в — К. (фрагмент второго протокола № 345/049); Заданием-5, т-4.
б в
Испытуемый М. совершает упорядочение тетрады 2,8—8—4—5,6 кГц (протокол № 445/048, рис. 6, а) за пять этапов с общим числом проб, равным 16 и затратами времени 21 с. Ознакомительная стадия отсутствует. Серия из четырех проб частот 2,8 и 8 кГц, начиная с 2,8 кГц, исходного положения не изменяет. Пауза. Сравнение двух смежных частот 4 и 5,6 кГц сохраняет прежний порядок. Следующее после паузы сравнение частот 8 и 4 кГц, разнесенных на 1 октаву, приводит к фиксации 4 кГц в позиции II. После паузы идет серия из четырех проверочных проб, следующих слева направо, и трех проб в обратном порядке. Последняя проба фиксирует ошибочно 2,8 кГц в позиции
II. После очередной паузы частота 8 кГц устанавливается в крайнее правое положение (позиция IV).
Деятельность испытуемого С. по упорядочению тетрады 2,8—8—4— 5,6 кГц (протокол № 245/048, рис. 6, б) складывается из четырех этапов с общим числом проб, равным 13 и затратами времени 17 с. Минуя стадию ознакомления, испытуемый проводит две пары сравнения частот 4 и 5,6 кГц, в результате которых сохраняется исходное положение. После паузы следует серия из трех пар сравнений смежных высоких частот набора 8 и 5,6 кГц, также сохраняющая исходное положение неизменным. Пауза. Отдельной пробой частота 4 кГц устанавливается ошибочно в позиции I. Последнее после очередной паузы сравнение частот 2,8 и 8 кГц фиксирует 8 кГц в крайнем правом положении (позиция IV).
Испытуемый К. совершает упорядочение тетрады 2,8—8—4—5,6 кГц (протокол № 345/048, рис. 6, в) в четыре этапа, затрачивая при этом 13 проб общей длительностью 26 с. В деятельности К. явно выделяется ознакомительная стадия из четырех сравнений, начиная с первой по порядку частоты 2,8 кГц. После паузы следует сравнение частот 2,8 и 8 кГц, отстоящих друг от друга на 1,5 октавы. При этом частота 2,8 кГц ошибочно устанавливается в позиции II, т. е. вслед за 8 кГц. Следующая после очередной паузы серия из трех проб высоких частот набора 4—5,6 и 8 кГц фиксирует 8 кГц в позиции IV Последний этап из четырех сравнений смежных частот 2,8 и 4 кГц фиксирует их ошибочно в одной позиции I.
Итак, при переходе от триад к тетрадам наблюдается резкое увеличение числа этапов решения задачи, общего числа проб, времени упорядочения и, что особенно существенно, числа повторных сравнений. Это свидетельствует о переходе к качественно новому этапу, возможно связанному с достижением пределов оперативной сенсорной памяти. Серии из трех и более проверочных проб имеют все меньший удельный вес, заменяясь большим числом парных сравнений и отдельных проб, следующих в случайном порядке.
Так, испытуемый М. уже после упорядочения частот 4 и 8 кГц в тетраде 2,8—8—4—5,6 кГц, занявшего две пробы, провел на следующем этапе еще четыре сравнения этих же частот. Повторяемость проб, фиксация ошибочного ре-
зультата говорят о неуверенности испытуемого в правильности своего решения.
Случай 2. Наличие совпадающих частот 8 кГц.
Испытуемый М. после одного парного сравнения сохраняет неизменным исходное положение: 8—8 кГц. Несмотря на совпадение частот, М. отмечал небольшие отличия в восприятии предъявленных тонов, которые он не мог полностью отнести к высоте тона.
Добавление частоты 4 кГц приводит к триаде 4—8—8 кГц, рассмотренной в протоколе № 434/025. Работа по ее упорядочению занимает уже три этапа с общим числом проб, равным 10, и длительностью 33 с. Выделяется ознакомительный этап из трех проб, начиная с 4 кГц. Следующие после паузы два парных сравнения частот 4 и 8 кГц исходного положения не меняют. После паузы три сравнения совпадающих частот фиксируют исходный порядок.
Испытуемый С. при упорядочении пары совпадающих частот 8 кГц использует два парных сравнения, приводящих к фиксации исходного положения, отличного от истинного.
Триада 4—8—8 кГц потребовала на упорядочение всего один этап при общем числе Проб, равном 4, и длительности 16 с. Исключительная быстрота упорядочения связана со способностью С. идентифицировать за одну пробу частоту в 4 кГц и свести в дальнейшем задачу к двумерному случаю. В ряде других сложных комбинаций работа испытуемого С. отличается наибольшей скоростью по сравнению с работой других испытуемых, хотя не выделяется надежностью результатов. Так и в данной комбинации зафиксирован порядок 4—8—8 кГц, отличный от истинного.
Наличие двух совпадающих частот представило большую трудность при упорядочении пары 8—8 кГц по сравнению с частотами 4 и 8 кГц, разнесенными на 1 октаву. Переход к триаде при добавлении частоты 4 кГц не вызвал больших осложнений в работе по сравнению с триадой 4—5,6—8 кГц. При упорядочении триады 4—8—8 кГц для всех испытуемых характерно сохранение стратегии, применявшейся при работе с триадой 4—5,6—8 кГц.
Как и прежде, испытуемые М. и К. начинают упорядочение с серии ознакомительных проб. В обоих случаях результирующий порядок отличается от истинного. Таким образом, сложность задания в случае триад определяется ком-
плексньш расположением всех составляющих в наборе, находясь в малой зависимости от сложности отдельных пар.
Увеличим размерность способа добавлением частоты 1,4 кГц к рассмотренной выше триаде. Полученная тетрада охватывает диапазон частот в 2,5 октавы и включает две одинаковые частоты 8 кГц.
Испытуемый М. (протокол № 445/056, рис. 7, а) проводит серию из четырех ознакомительных проб, начиная с 1,4 кГц. После паузы в обратном порядке сравниваются частоты 8, 1,4 и 8 кГц, в результате чего 8 кГц (Гр 2) устанавливается в позиции III. Следующая после паузы проверочная серия из трех проб корректирует положение одной из частот 8 кГц (Тр. 4), фиксируя порядок, совпадающий с истинным. Работа состоит из трех этапов с общим числом проб, равным 10 и длительностью 18 с.
Рис. 7. Примеры выполнения заданий п = (5), т - 4, включающих совпадающие частоты испытуемыми:
а — М. (фрагмент второго протокола № 445/056);
б — С. (фрагмент второго протокола №245/056)
В деятельности испытуемого С. (протокол № 245/056, рис. 7, б) ознакомительные пробы отсутствуют. Проведенные, начиная с нижней частоты набора, четыре сравнения частот 1,4 и 8 кГц исходного положения не изменяют. После паузы следуют четыре сравнения смежных частот 4 и 8 кГц, в результате которых 8 кГц (Гр 2) устанавливаются в позиции III. Следующие после паузы три сравнения одинаковых частот 8 кГц приводят к ошибочной фиксации 8 кГц (Гр. 2) в одной позиции II с частотой 4 кГц. Упорядочение тетрады складывается из трех этапов с числом проб, равным 11, и длительностью 20 с.
Для всех рассмотренных тетрад характерна многоэтап-ность процесса. Испытуемые начинали упорядочение в порядке следования приемников звука — слева направо. Основной прием работы — парные сравнения. Отдельные пробы отсутствуют.
Подведем итоги. Результаты исследования показали, что оценка и ранжирование звуковых стимулов, осуществляемые без специальных средств измерения ранжируемого параметра (высота чистого тона), выполняются путем соотнесения двух сравниваемых стимулов, выделения одного из них в качестве эталона и оценки другого стимула по отношению к эталону. В случае незначительного числа стимулов (два, три) эта деятельность осуществляется как простое сопоставление без развернутого анализа отношений между различными стимулами. Лишь в случае трудностей сенсорной дифференцировки (одинаковые или плохо различимые стимулы) возникает необходимость в выделении эталона, по отношению к которому оцениваются другие стимулы. Особенно отчетливо звено оценки одного стимула по отношению к другому на основе выделения специального стимула-эталона выявляется при усложнении задания по числу стимулов. В этом случае испытуемый выделяет один из стимулов в качестве обязательного эталона, по отношению к которому он оценивает и размещает другие стимулы.
Структура деятельности ранжирования, выполняемой разными способами (парное сравнение, триады, тетрады), различна. Именно в случаях выполнения ранжирования триадами и тетрадами в результате усложнения деятельности возникает необходимость в некотором специальном способе выполнения этой деятельности. Возникает необходимость в выделении некоторых опорных стимулов как определенных точек отсчета, по отношению к которым производится ранжирование.
Вместе с тем во всех случаях процесс ранжирования происходит путем последовательного попарного сравнения и оценки стимулов. Причем главным моментом этого сравнения является не сенсорное звено различения стимулов, а оценка их отношений к выделенному эталону. Поэтому по мере усложнения заданий ранжирования по числу предъявляемых стимулов и размерности способа
ранжирования, трудность этих заданий по отношению к сенсорным характеристикам стимулов все более нивелируется. Если при простых заданиях главными показателями трудности являются трудности дифференцировки стимулов, то в более сложных заданиях главными показателями, определяющими трудность, становятся число стимулов и размерность способа ранжирования. Попарное сопоставление в этих случаях предполагает изменение точек отсчета. Первоначально воспринимаемый стимул выступает в качестве стимула-эталона, а последующий в качестве измеряемого и оцениваемого стимула. В случаях выполнения ранжирования с помощью триад и тетрад соответствующие три или четыре стимула сравниваются попарно, а роль эталона может переходить от одного стимула к другому.
В проведенных экспериментах не создавались условия для научения испытуемого. Поэтому можно рассмотреть полученные данные с позиций надежности ранжирования по показателю безошибочности выполнения задания. Соответствующие статистические данные приведены в [16а]. Оказалось, как это и отмечено во многих исследованиях, начиная с В. Вундта, при отсутствии благоприятных условий для научения достаточная степень надежности возможна лишь при ранжировании не более чем пяти стимулов. При увеличении числа стимулов надежность ранжирования резко падает.
Литература
1. Ананьев Б. Г. Психология чувственного познания. — М.: Изд-во АПН РСФСР, 1960.
2. Ананьев Б. Г. Психология педагогической оценки. — Л.: Институт мозга, 1935.
3. Анохин П. К. Новые данные об особенностях афферентации аппарата условного рефлекса // Материалы совещания по психологии. — М.: Изд-во АПН РСФСР, 1957.
4. Бартлетт Ф. Психика в труде и игре. — М.: Изд-во АПН РСФСР, 1958.
5. Бернштейн Н.А.О построении движений. — М.: Медгиз, 1947.
6. Веккер Л. М. О сигнальной функции психического // Вопросы психологии. — 1955. — № 4.
7. Войтинский Е. Я. Дифференциальная чувствительность при абсолютном различении сигналов // Биофизика. — 1957. — 1. 2. — Вып. 2.
8. Градштейн И. С. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений / И. С. Градштейн, И. М. Рыжик 5-е изд. — М.: Наука, 1971.
9. Геллерштейн С. Г. Действия, основанные на предвосхищении, и возможности их моделирования в эксперименте // Проблемы инженерной психологии: Сб. науч. тр. — Вып. 4. — Л., 1966.
10. Запорожец А. В. Развитие произвольных движений. — М: Изд-во АПН РСФСР, 1960.
11. Кравков С. В. Очерк общей психофизиологии органов чувств. — М.: Изд-во АН СССР, 1946.
12. Леонтьев А. И. Проблемы развития психики. — М.: Изд-во АПН РСФСР, 1959.
13. Леонтьев А. Я. Чувственный образ и модель в свете ленинской теории отражения // Вопросы психологии. — 1970. — № 2.
14. Ликлайдер Дж. К. Р. Основные корреляты слухового стимула // Экспериментальная психология Под ред. С. С. Стивене. — М.: Изд-во иностр. лит., 1963. — Т. И.
15. Матюшкин А. М. Классификация проблемных ситуаций // Вопросы психологии. — 1970. — № 5.
16. Матюшкин А. М. Вариант методики определения надежности рангового упорядочения наборов тональных сигналов / А. М. Матюшкин, М. П. Егоров // Вопросы психологии. — 1971. — № 2.
16а. Матюшкин А. М. Некоторые статистические характеристики метода рангового упорядочения / А. М. Матюшкин, М. П. Егоров // Новые исследования в психологии. — 1972. — № 1.
17. Мерабишвили Г. М. Моторное действие и установка: Автореф. дис. канд. наук.—Тбилиси, 1971.
18. Пушкин В. Н. Оперативное мышление в больших системах. — М.: Энергия, 1965.
19. Рубинштейн С. Л. Бытие и сознание. — М.: Изд-во АН СССР, 1958.
20. Ржевкин С. П. Слух и речь в свете современных физических исследований. - М.; Л., 1936.
21. Смирнов А. А. Ленинская теория отражения и некоторые новые научные понятия // Новые исследования в психологии. — 1970. — № 1.
22. Теплое Б. М. Чувствительность к различению и сенсорная память / Б. М. Теплов, М. Н. Борисова// Вопросы психологии. — 1957. — № 1.
23. Фельдкеллер Р. Ухо как приемник информации / Р. Фельдкеллер, Э. Цвикер. - М.: Связь, 1965.
24. Янко Я. Математико-статистические таблицы. — М.: Госстатиздат ЦСУ СССР, 1961.
25. Pollakl. The Information of Elementary Auditory Displaus. — JASA, 1952.
26. Plomp R. The Ear as a Frequency Analyzer. - TASA, 1964. — Vol. 36. — №9.
27. Thulow W. R. Discrimination of Number of Simultaneously Sounding Tones / W. R. Thulow, I. L. Rau lings. - TASA, 1959. - Vol. 31. - № 10.
28. Thurlow W. R. Simultaneous two-tone pitch discrimination / W. R. Thurlow, S. Bernstein. - TASA, 1957. - Vol. 29. - № 3.