Познавательное обучение

Мы узнали кое-что о феноменах обучения. Теперь можно попробовать применить эти знания к рассмотрению проблемы представления информации в структуре памяти. Разумеется, наша цель — описать глубинные понятий­ные сети, возникающие в процессе обучения. Мы рассматриваем обучение с той же самой точки зрения, с какой мы рассматривали память: когда при обуче­нии усваивается новая информация, то она добавляется к смысловым структурам, уже существующим в запоминающей системе. Проблема, стоящая перед обучающимся, состоит в том, чтобы выяснить условия, которые на него влияют, и надлежащим образом записать эту информацию.

Подкрепление как сигнал. В экспериментах, описанных в разделе об обучении, подкрепление служило средством, помогающим организму усвоить реакцию, за которой оно следует. Но подкрепление есть также и некоторый сигнал, указывающий организму на то, какие условия являются желательными, а какие — нет. Так, можно ожидать, что подкрепление будет оптимальным образом проявлять свои сигнальные свойства только в том случае, когда оно недвусмысленно, т. е. не оставляет сомнений относительно то какое именно конкретное действие подкрепляется. Максимизация сигналы эффективности подкрепления достигается при соблюдении по крайней мере одного из следующих двух условий: 1) либо подкрепление должно быть дано сразу же после совершения животным надлежащего действия так, чтобы последнее не смешивалось с иными, не относящимися к делу действиями, и, кроме того, чтобы животное успело записать это успешное действие в свою оперативную память; 2) либо если результат получается не сразу, то соответствующее событие должно достаточно хорошо отличаться от других, с тем, чтобы его можно было опознать в долговременной памяти, хранящей события.

Как правило, для того чтобы обучить животное некоторому действию, подкрепление должно последовать за ним не позднее чем через 5 секунд. Этому пределу задержки подкрепления давалось много различных объяснений. Самое простое из них сводится к тому, что при этом условии гарантируется присутствие образа подкрепляемого действия в кратковременной памяти животного. Это «правило 5 секунд» допускает, однако, одно важное исключение. Животные, - по-видимому, способны отличать (и тем самым избегать) вреди пищу, хотя пищеварительные расстройства, вызванные поеданием такой пищи, начинаются лишь спустя много часов (Гарсия и Кёллинг, 1966). Ассоциация определенной пищи с болезненными симптомами устанавливается, надо полагать, на двоякой основе: это, во-первых, врожденная стратегия организма, и, во-вторых, надлежащее использование структуры долговременной памяти. По всей вероятности, животное автоматически связывает всякое ощущение тошноты с последней новой для него пищей, которую оно съело, с тем чтобы впредь этой пищи избегать. Подобная стратегия предполагает, что информация о самых последних трапезах должна быть достаточно полной и доступ к ней сравнительно легким. Эти условия, безусловно, выполняются в случае человека, хотя он и не стремится сознательно запоминать свои меню. Вспомните, что вы ели сегодня на завтрак и вчера на ужин! В обычных условиях стратегия избегания новой пищи достаточна для предотвращения повторных расстройств, вызванных пищей. О врожденном характере этой стратегии говорит тот факт, что если вызывать тошноту у животного каким-либо непищевым воздействием (например, рентгеновскими лучами), то оно отказывается от последнего испробованного им нового вида пищи. Более того, его невозможно научить избегать условий, сильно коррелирующих с будущей тошнотой, даже если эти условия резко маркированы светом, звонками и т. п. Тошнота, по-видимому, служит лишь признаком отвращения к пище.

Подкрепление не является необходимым условием запоминания. Запом­нится ли событие или понятие, определяется, по-видимому, типом перера­ботки в мозгу образа этого события в момент его переживания животным. Если эта информация вошла в состав какой-либо схемы или действия, она вероятно, сохранится в памяти, а в противном случае — нет.

• Помните ли вы, какая буква соответствует цифре 7 на диске телефонного аппарата? Вероятно, нет, даже если вам приходилось видеть и использо­вать эту информацию бессчетное число раз (ответ будет положительным, если вы когда-то приложили усилие, чтобы запомнить это).

• Помните ли вы, какой костюм был на вас вчера? Скорее всего да, хотя вы и не старались запомнить это обстоятельство. Акт выбора одежды и одевания автоматически откладывается в памяти в виде схемы, поскольку это одно из важных повседневных дел; поэтому он должен запоминаться.

• Вспомните, как ведет себя человек или животное в состоянии заученной беспомощности. Для них угрожающий удар электрического тока — про­сто неприятный сигнал обратной связи, подтверждающий и укрепляющий их убежденно в том, что удар неизбежен. В результате принятая ими фор­ма поведения сохраняется, хотя, казалось бы, за ней следует наказание, а не подкрепление.

Обучение и осознание. Многие годы важной теоретической проблемой был вопрос о том, возможно ли обучение без осознания. Это весьма трудный вопрос, о чем свидетельствует продолжительность и ожесточенность связан­ных с ним споров. Люди, утверждающие, что осознание не обязательно, часто пытаются этим доказать, что в опытах по обучению результат должен служить только подкреплением, но не сигналом. Но, как мы увидим в последую­щих главах, человеческое мышление возможно и без непосредственного осознания и определенно возможно без осознания ретроспективного. Например, можно знать ключ к решению задачи или, скажем, содержание сновидения, однако забыть то и другое по прошествии нескольких минут. В результате экспериментатор, задавая контрольный вопрос, может обнаружить полное отсутствие осознания. Предполагаемая кратковременность сохранения осо­знания препятствует экспериментальному разрешению упомянутой пробле­мы. Однако, даже если бы имелась возможность ответить на этот вопрос, это но исключает предположения, что схемы памяти и гипотезы могут создаваться и проверяться подсознательно, без ведома человека.

Обучение через эксперимент. Система усвоения связей, нацеленная просто на извлечение корреляций между окружающей средой, действиями и результатами, имеет фатальный недостаток. Она не позволяет отделить факторы, действительно вызывающие результат, от факторов, которые корре­лируют с ним чисто случайно. Игрок может верить, что, переплетая опреде­ленным образом пальцы под столом, он непременно выиграет, парашютист — что талисман спасет его от несчастного случая. А шимпанзе может верить, что стояние на левой ноге существенным образом связано с появлением виногра­да. Подобные явления относятся к разряду суеверий или предрассудков. Их легко продемонстрировать в лаборатории. Предполагается, что, коль ско­ро обстоятельства, сопутствующие данному событию, установлены, животное обречено повторять свои действия всякий раз, когда оно сталкивается с эти­ми обстоятельствами. Этот аспект обучения зависимостям позволяет объяс­нить весьма многие предрассудки - от убеждения, что можно вызвать дождь с помощью ритуальных танцев, до обычая стучать по дереву.

Однако у человека имеются защитные механизмы. Даже совсем маленький ребенок не полагается слепо на контекстные ключи. Он не повторяет механически реакции, связанные с сенсомоторными схемами, которые созда­ны его прошлым опытом. Оказывается, ребенок разнообразит свои действия, и притом намеренно, пытаясь установить черты сходства и различия в полу­чаемых результатах. Вот как описывает, например, Пиаже (1952) «эксперименты» своего 10-месячного сына Лорана:

«На этот раз Лоран лежит на спине. Тем не менее он продолжает свои вчерашние эксперименты. Он схватывает по очереди целлулоидного лебедя, коробочку и т. д., вытягивает руку и разжимает пальцы, чтобы предмет упал. Он явно варьирует место падения предмета. То он держит руку вертикально, то наклоняет ее к ногам, или к голове, или как-нибудь еще. Когда предмет падает на новое место (напри­мер, на подушку), он бросает его еще два-три раза туда же, как бы исследуя пространственное отношение; затем переходит к следующему положению».

Ребенок экспериментирует с окружающим его миром. Таким путем он узнает, как его действия влияют на окружающую среду. При этом в самом процессе эксперимента заключена надежная гарантия от фиксации случайных связей между его реакциями и результатами во внешнем мире. Такая стра­тегия отделяет причины от корреляций. В некоторых случаях, разумеется, этот принцип соблюсти трудно. Парашютист не решится оставить свой талисман дома, чтобы проверить его силу. И все же экспериментирование - решающий аспект интеллектуального развития человеческого существа.

Роль ожидания. Целенаправленное поведение. Уже в весьма раннем возрасте становится очевидным, что ребенок ждет от своих действий определен­ных результатов. До 6 месяцев он, по-видимому, только реагирует на внеш­ние сигналы. Он отвечает на них, когда они возникают, но сам не вызывает их произвольно. Если ребенок видит предмет, он может потянуться за ним или сунуть его в рот, но если предмет вдруг исчезает, его это, по-видимому, не слишком огорчает.

Однако в возрасте около 6 месяцев ребенок начинает проявлять признаки того, что при взаимодействии со средой он заранее ждет неких определенных результатов. Эти ожидания проявляются прежде всего в поисковом поведе­нии. До 6 месяцев попытки отыскать предмет, пропавший из виду, довольно примитивны: недолгий осязательный или зрительный поиск. Но вскоре ребе­нок начинает предпринимать систематическое обследование всех мест, где мог скрыться интересующий его предмет: под одеялом и простыней, позади препятствий, в сжатом кулаке отца или матери, В конце концов умозаключе­ние о местонахождении предмета, выведенное из наблюдений над внешними событиями, входит в его поисковое поведение как обязательная состав­ная часть.

Наиболее сложные аспекты целенаправленного поведения обнаружива­ются, когда мы наблюдаем, как ребенок применяет свой сенсо-моторный опыт для решения практических задач. Посмотрим снова, как вел себя Лоран Пиаже:

«Лорану 10 месяцев и 5 дней. Он сидит за столом. Я кладу перед ним хлебную корочку, но на таком расстоянии, что он не может до нее дотянуться. Кроме того, я кладу недалеко от его правой руки палочку длиной около 25 сантиметров. Сначала Лоран пытается схватить хлеб, не обращая внимания на палочку. После нескольких попыток он отка­зывается от этого пути».

Перед Лораном трудная проблема. Привычный способ завладеть предме­том не приводит к желаемой цели. Необходимо испробовать какой-то новый способ. Но как он станет выбирать этот новый способ: случайным образом, методом проб и ошибок или, наконец, исходя из тех действий, которые он со­вершал до сих пор, сидя за столом?

«Тогда я кладу палочку между ним и хлебом. Он не понимает смысла моего действия и тем не менее видит в нем какой-то несомненный визу­альный намек. Лоран сидит неподвижно. Он смотрит на хлеб, затем бросает очень короткий взгляд на палочку и вдруг хватает ее и направ­ляет к корке. Однако он схватил палочку за середину и поэтому не может дотянуться. Тогда Лоран бросает палочку и снова протягивает руку к хлебу. Затем, уже не раздумывая, берет палочку опять, на этот раз за конец (случай или намерение?) и придвигает хлеб к себе... Две повторные попытки дают тот же результат.

Через час я ставлю перед Лораном игрушку на недоступном рас­стоянии. Он даже не пытается достать предмет рукой, а сразу хватает палочку и придвигает игрушку к себе».

Каким-то образом Лоран «открыл», что последовательность действие — результат должна быть изменена для достижения определенной цели. Но как он научился новой схеме? Никогда прежде он не пользовался палкой для доставания предметов. Что руководило им в выборе действий и какое, собственно, знание он извлек из первоначальной неудачи? Догадался ли он, что его рука недостаточно длинна и ему следует найти «удлинитель руки»? Как он узнал это? Каким образом окружающий контекст — присутствие палки, на­пример,— способствовал его поискамрешения проблемы?

Открытие того, что палкой можно воспользоваться для доставания предмета, может показаться примитивной задачей, и тем не менее это совершенно не так. Этот уровень решения задач превосходит объяснительные возможности любой из существующих теорий усвоения связей, поскольку этот вид обучения чрезвычайно сложен, несмотря на его кажущуюся простоту. Фак­тически здесь лежит предел умственных способностей животных. Только неко­торые виды приматов и человек способны решать «проблему палки». Пробле­ма следующего уровня — изготовление орудия для определенной цели (вме­сто того чтобы воспользоваться тем, что имеется под рукой) — под силу уже только человеку.

2