Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Феноменологическая модель проектно-конструкторской деятельности
1.1. Функциональная структура проектно-конструкторской деятельности (ПКД) 21
1.2. Графическая интерпретация феноменологической модели ПКД 22
1.3. Психологические инварианты проектно-конструкторской деятельности 24
Глава 2. Содержательная модель мыслительной деятельности человека-конструктора
2.1. Матричная форма содержательной модели мыслительной деятельности 28
2.2. Разновидности нечетко определенных
проектно-конструкторских задач 30
2.3. Этапы решения проектно-конструкторских задач различных типов 32
2.4. Функциональные уровни мыслительной деятельности.. 34
Глава 3 . Психологический анализ проектно-конструкторской деятельности
3.1. Особенности психологической регуляции мыслительной деятельности 37
3.2. Творческие формы ПКД и психологические мутации... 3 9
3.3. Неформальные способы порождения нового информационного содержания с помощью ЭВМ 3 9
3.4. Мыслительная деятельность человека-конструктора и информационные связи 4 4
3.5. Мышление как сложный синергетический процесс 4 5
Глава 4. Функциональная модель ПКД (психофизиологические основы поисковых и порождающих процедур)
4.1. Психологические особенности технического творчества 4 8
4.2. Обобщенная психофизиологическая схема ПКД 48
4.3. Замечание о специфике функционирования прямых и обратных информационных связей 51
4.4. Замечание об особенностях эмоционально-волевой сферы человека-конструктора 54
4.5. Вместо заключения 55
Глава 5. Нейрофизиологический "механизм" психологических мутаций
5.1. Основная гипотеза 57
5.2. Кумулятивный эффект и особенности целенаправленного возбуждения ансамблей корковых нейронов 59
5.3. Качественное сопоставление с экспериментальными данными других авторов 62
5.4. Нейрофизиологические основы психологических этапов решения новых проблем 62
5.5. Замечание о возможности взаимодействия подсознания
с информационно-энергетическим полем 64
5.6. Замечание о правдоподобности кумулятивного механизма
психологических мутаций 6Є
Глава 6. Психологические требования к математическим моделям ПКД
6.1. Особенности математизации мышления 67
6.2. О возможности формализованного представления процедур мыслительной деятельности 67
6.3. Психологические требования к математическим моделям ПКД 69
Часть II. Инженерно-психологическое проектирование средств функционального подкрепления творческой активности человека-конструктора
Введение 72
Глава 7. Содержательные методы пкд, "сомасштабные" нечеткой логике работы функциональных систем головного мозга
7.1. Вводные замечания об основных направлениях развития человеко-машинной методологии ПКД 72 ,у
7.2. Особенности рационального "включения" человека-конструктора в информационные контуры САПР 77
7.3. Метод принятия многокомпонентных решений в условиях неопределенности 7 9
7.4. Метод определения структурной и функциональной сложности ПКД 80
7.5. Аналитический способ построения внешних информационных моделей, понятийно-структурированных по ключевым параметрам разрешаемой проблемной ситуации. 80
Глава 8. Средства автоматизированного подкрепления творческой активности человека-конструктора
8.1. Концептуальная схема человеко-машинного взаимодействия.85
8.2. Процедурно-кибернетическая модель ПКД (модификацион-ный эвроритм репродуктивной деятельности человека-конструктора) 86 w
8.3. Инженерно-психологическая модель ПКД (поисковый эвроритм комбинационной деятельности человека-конструктора) 90
8.4. Эвристическая модель ПКД (порождающий эвроритм продуктивной деятельности человека-конструктора). 93 ^
Глава 9. Машиноориентированный способ объединения "психического" и "логического"
9.1. Функциональный дуализм творческого процесса 95 v
9.2. Системная модель интеллекта и уровни мыслительной деятельности человека-конструктора 95
9.3. Содержательная структура логико-психологических координат 100
9.4. Философские аспекты логико-психологических координат. 103 I
Глава 10. Методы гуманизации поисковых и порождающих процедур
10.1. Гуманизированный синтез конструкции "по ассоциации". 10 9
10.2. Гуманизированный синтез конструкции "по аналогии"... 113
10.3. Гуманизированный синтез нового конструктивного "образа" 118
10.4. Замечание о гуманизации полуобратного метода конечных элементов 126
10.5. Логико-психологические координаты как механизм формирования "образа мира" технического специалиста129
10.6. Логико-психологические координаты как спосб объединения различных методов формализации 130
Глава 11. Логико-психологические координаты и специфика ранних стадий проектного анализа
11.1. Структурные составляющие ранних стадий проектного анализа 138
11.2. Содержательные и функциональные особенности предпроектного анализа 141
11.3. Способы использования логико-психологических координат и лингвистических переменных
на начальных фазах проектирования 141
Глава 12. Структура интеллектуального подкрепления эвристического "выхода" человека-конструктора с помощью эвм (когнитивный интерфейс)
12.1. К вопросу о психологических "механизмах" автоматизированного подкрепления творческой активности..143
12.2. Общие соображения о структуре решения творческих задач с помощью ЭВМ 144
12.3. Психологические особенности логической и внелогической форм техничского творчества 145
12.4. Содержательный и функциональный анализ ошибок интуиции 146
12.5. Структура средств интеллектуального подкрепления ПКД (содержательный и функциональный состав когни-тивного интерфейса) 149
Часть III. Психолого-педагогическое обеспечение компьютеризированных технологий обучения технике и техническому творчеству
Введение 153
Глава 13. Особенности гуманизации, гуманитаризации и гармонизации предметного содержания
13.1. Специфика использования резервов функциональных систем головного мозга при подготовке технических специалистов как творческих личностей 155 -
13.2. Содержательная структура логико-психолого-педагогических координат 158
13.3. Способы функционального объединения "психологического", "педагогического" и "технического" 161 1
Глава 14. Функциональные особенности автоматизированного управления качеством проектно-конструкторской и познавательной деятельности
14.1. Функциональные элементы матричной модели мыслительной деятельности, как основа структурного содержания системы управления качеством поисковых и порождающих процедур 164
14.2. Структурная блок-схема дуального управления проект-но-конструкторской и познавательной деятельностью 168
14.3. Функционально-технологическое управление ПКД...171
14.4. Структурно-методологическая схема управления качеством ПКД 175
14.5. Трехконтурная схема управления качеством познавательной деятельности 177
14.6. Содержательная структура интегрального показателя степени обученности и качества ПКД (индекс творческого потенциала (ИТП)) 181 !/
14.7. Особенности практического использования интегрального показателя "ИТП" 194
Глава 15. Графо-логическая система адаптивных учебно-педагогических средств
15.1. Функциональные средства психолого-педагогического обеспечения учебного процесса 197
15.2. Графо-логический способ представления предметного содержания 199
15.3. Пример вербально-символьных матричных сверток предметного содержания 202
15.4. Пример невербального контрольно-обучающего теста204
15.5. Графо-логическая система адаптивных учебно-педагогических средств 206
Глава 16. Психолого-педагогическое экспериментальное исследование
16.1. Общая логика эксперимента 210
16.2. Особенности обработки результатов 214
16.3. Обсуждение результатов 217
Заключение 222
3.1. Патентная новизна компьютеризированной технологии поискового конструирования 222
3.2. Патентная новизна компьютеризированной
технологии гуманизированного обучения 223
Основные выводы 225
Литература 231
- Функциональная структура проектно-конструкторской деятельности (ПКД)
- Матричная форма содержательной модели мыслительной деятельности
- Особенности психологической регуляции мыслительной деятельности
- Психологические особенности технического творчества
Введение к работе
Работа посвящена психологическим аспектам компьютеризации творческих форм проектно-конструкторской и познавательной деятельности. В настоящее время в проблеме автоматизации интеллектуальной деятельности технических специалистов имеет место явная диспропорция. Основное внимание уделяется разработке потребительских качеств аппаратных и программных средств, в то время, как вопросы повышения эффективности интеллектуальной деятельности самого человека-конструктора за счет учета его психофизиологических особенностей, практически, не рассматриваются.
Очевидно, что как технические, так и психологические аспекты этой проблемы взаимообусловливают друг друга. Поэтому автоматизированная деятельность технического специалиста, порождающего с помощью ЭВМ новое информационное содержание выступает в этом случае как новый объект психологических исследований.
Одной из отличительных особенностей этих исследований является их междисциплинарность, что и создает, прежде всего, терминологические трудности. И, хотя работа автоматизированных систем часто описывается в терминах достаточно привычных для психологов ("планирование", "интеллект", "стратегия", "тактика" и др.), а психологические проблемы - в терминах, хорошо знакомых техническим специалистам ("информация", "эвристический поиск", "модель-программа-алгоритм" и т.п.), широта междисциплинарного охвата, тем не менее, предопределяет возникновение своеобразного понятийного барьера.
В то же время, можно подчеркнуть, что необходимость проведения таких комплексных междисциплинарных исследований подтверждает мысль Ярошевского М.Г. (1982) о том, что будущее психологии связано с образованием "нового пучка междисциплинарных связей" и соответствующих "особых форм профессиональной деятельности".
П.2. Актуальность.
Актуальность проблемы определяется необходимостью дальнейшего развития общей методологии человеко-машинного взаимодействия. И, действительно, введение ЭВМ в область проектно-конструкторской и познавательной деятельности требует пересмотра многих тради
ционно сложившихся представлений не только в сторону их большей формализации, но и в сторону их методологической гуманизации. Особое значение проблема гуманизации творческих форм профессиональной деятельности технических специалистов приобретает на ранних стадиях проектного анализа, где человеко-машинный поиск новых технических решений осуществляется по сугубо человеческим, а не машиноподобным правилам (из-за наличия значительных неопределенностей как в исходных данных, так и в проектных критериях).
В соответствии с этим, предпринимаются многочисленные попытки формализованного представления такого "трудноуловимого" процесса, как человеко-машинное творчество. Однако, путь к Истине не укладывается в рамки традиционно используемых математических моделей. Существенную роль в этом процессе играют, наряду с количественными, и ,так называемые, качественные факторы, в том числе и порождающая деятельность человека-конструктора. Для ее формализованного представления необходимо разрабатывать специальные психологические и психофизиологические модели мыслительной деятельности, которые отражали бы не только логические но и внелогические формы человеко-машинного творчества. На этой основе в дальнейшем должны проектироваться некие инструментальные автоматизированные средства, функциональная структура которых была бы "сомасштабна" нечетко обусловленной логике работы функциональных систем головного мозга.
Таким образом, решение проблемы инженерно-психологического и психолого-педагогического обеспечения творческих форм проектно-конструкторской и познавательной деятельности представляет собой как научный, так и практический интерес. Это "вечно зеленая проблема", актуальность которой не вызывает сомнений.
П.З. Методические и теоретические предпосылки.
Методологические и теоретические предпосылки проведенного исследования опираются на работы многих отечественных и зарубежных авторов, которые рассматривали проблему профессиональной деятельности человека с различных точек зрения.
1. Психологические проблемы феномена творчества исследовали: Рубинштейн С.Л. (1957), Выгодский Л.С. (1960), Дункер Д.А. (1965), Бернштейн Н.А. (1966), Лурия А.Л. (1973), Завалишина Д.Н. (1976), Анохин П.К. (1976), Брунер Дж. (1977), Ливанов М.Н. (1979), Тихомиров O.K. (1979), Рубахин В.Ф. (1980), Брушлинский А.В. (1982), Ве-личковский Б.М. (1982), Пономарев А. Я. (1983), Степанов СЮ.
(1983), Семенов И.Н. (1983), Богоявленская Д.Б. (1983), Леонтьев А.Н. (1983), Умрюхин Е.А. (1984), Бабанин Л.Н. (1986), Вертгеймер М. (1987), Хебб Д.О. (1988), Пономарев Ю.П. (1991), Пископпель А.А.
(1994), Лебедев А.Н. (1995), Дружинин В.Н. (1996) и др.
Тем не менее, литературных источников, посвященных рассмотрению конкретных психологических "механизмов" технического творчества, очень мало. Известные нам работы носят, в основном, постановочный характер. Это исследования: Дусавицкого А.К. (1985), Шепетько В.Ф. (1988) и Чугуновой Э.С. (1990).
2. Общие вопросы инженерно-психологического проектирования рассматривались в работах: Леонтьева А.Н. (1959), Ломова Б.Ф.
(1963), Зараковского Г.М. (1966), Зинченко В.П. (1967), Смолян Г.А. (1967), Венды В.Ф. (1969), Щедровицкого Л.П. (1971), Дубровского В. Я. (1971), Мунипова В.М. (1979), Нафтульева А.И. (1979), Чернышова А.П. (1980), Душкова Б.А. (1981), Забродина Ю.М. (1982), Губинского А.И. (1985), Галактионова А.И. (1985), Смирнова Б.А.
(1990), Моргунова Е.В. (1994), Стрелкова А.А. (1995), Климова Е.А.
(1996), Стрелкова Ю.К. (1996) и др.
3. Методологическим основам проектно-конструкторской деятельности посвятили свои исследования: Якобсон П.М. (1934), Альт- шуллер Г.С. (1964), Хазнен Э. (1969), Гаспарский В. (1972), Хилл П.
(1973), Саймон Г. (1973), Джонс Дж. (1976), Уилсон М. (1976), Дитрих Я. (1981), Диксон Дж. (1979), Половинкин А.И. (1981), Мюллер И. (1984), Меерович Г.А. (1985), Годовский Б.И. (1990), Балабанов П.И. (1990) и др.
4. Методы и средства решения сложных технических задач в области САПР силовых конструкции рассматривали: Феодосьев В.И. (1960), Кан С.Н. (1966), Васильев В.В. (1975), Даревский В.М. (1981), Биргер И.А. (1983), Моисеев Н.Н. (1983), Поспелов Г.С. (1985), Усюкин В.И. (1988), Алфутов Н.А. (1991), Норенков И.П. (1994), Лисейцев Н.К. (1994) и др.
5. Психолого-педагогические основы автоматизированного обучения технике и техническому творчеству отражены в работах: Гальперина П.Я. (1958), Талызиной Н.Ф. (1969), Кузьминой Н.Ф. (1970), Беспалько В.П. (1972), Эрденева П.М. (1975), Ляудис В.Я. (1975), Анциферовой Л.И. (1976), Якиманской И.С. (1979), Калмыковой З.И. (1981), Андреева В.И. (1981), Сластенина В.А. (1984), Колесникова Л.Ф. (1985), Ильясова И.И. (1986), Волкова И.П. (1987), Вербицкого А.А. (1987), Петровского А.В. (1987), Аванесова B.C. (1989), Зимней И.А. (1992), Шадрикова В.Д. (1994), Смирнова С.Д. (1995) и др.
П.4. Цели работы, предмет, объект и заданы исследования.
Общая цель работы - построение целостной психологической концепции человеко-машинных взаимодействий, регламентирукхцих нечетко-обусловленный и многоаспектный процесс решения творческих задач техническими специалистами. Общая цель структурно подразделяется на ряд логически взаимосвязанных предметно и объектно ориентированных подцелей.
1. Выявление общих закономерностей регуляции мыслительной деятельности человека-конструктора, выполняющего свои профессиональные обязанности при поддержке ЭВМ.
2. Построение концептуальных психологических моделей, отражающих функциональные особенности проектно-конструкторскои и познавательной деятельности технических специалистов с различных сторон.
3. Разработка на базе психологических моделей специальных форм человеко-машинного взаимодействия, способствующих целенаправленному видоизменению многомерного "образа мира" технического специалиста (Леонтьев А.Н., 1975, Смирнов С.Д., 1985, Климов Е.А., 1995 и др.).
4. Разработка методов инженерно-психологического обеспечения творческих форм проектно-конструкторскои и познавательной деятельности, "сомасштабных" нечеткой логике работы головного мозга.
5. Построение содержательной и функциональной структуры когнитивного интерфейса, подкрепляющего эвристический "выход" человека-конструктора .
Предметом исследования являются психологические "механизмы" дивергентного мышления технических специалистов, взаимодействующих с ЭВМ (содержательные особенности мыслительной деятельности человека-конструктора).
Объектом исследования является структурная организация средств человеко-машинного взаимодействия, предназначаемых для целенаправленного порождения нового информационного содержания (функциональные особенности мыслительной деятельности человека-конструктора) .
Актуальность, цель, объект и предмет исследования предопределяют постановку и решение следующих задач:
- психологический анализ проектно-конструкторскои и познавательной деятельности человека, взаимодействующего с ЭВМ;
- разработка функциональной и содержательной структуры средств интеллектуального обеспечения творческих форм проектно конструкторской и познавательной деятельности человека в автоматизированных системах; - инженерно-психологическое и психолого-педагогическое проектирование гуманизированных средств обучения технике и техническому творчеству.
П.5. Гипотеза исследования.
Существует ряд содержательных и функциональных особенностей принципиально отличающих характер мыслительной деятельности человека-конструктора, взаимодействующего с ЭВМ, от мыслительных процедур, имеющих место при безмашинных вариантах порождения новой технической информации. При этом считаются правдоподобными следующие три предположения.
1. На характер мыслительной деятельности человека-конструктора оказывают существенное влияние множество различных факторов: содержание предметной области, степень неопределенности разрешаемых проблемных ситуаций, функциональная структура используемых автоматизируемых средств, а также и личностные профессионально значимые качества (способности, одаренность, креативность) . Имея это ввиду, можно предположить, что общим "механизмом" мыслительной деятельности человека-конструктора, взаимодействующего с ЭВМ является не только осознаваемая понятийно-личностная регуляция его мыслительных процедур, направленных на устранение смысловых "разрывов" (Семенов И.Н., 1983), но и неосознаваемая предметно-операционно-действенная регуляция, осуществляемая посредством подсознательных в том числе и моторно-поисковых действий, направленных на устранение зрительно фиксируемых содержательных рассогласований. Иными словами, предполагается, что присущее человеку-конструктору умение находить интуитивно-логические решения типа "попадание в цель" (реализуемые посредством биологической обратной связи), позволяет "переносить" с помощью ЭВМ процесс решения ряда нечетко обусловленных проектно-конструкторских задач с речемыслительно-го уровня обработки информации функциональными системами головного мозга на сенсомоторный, что, в свою очередь, позволяет понизить уровень необходимой квалификации.
Таким образом, считается, что в случае использования возможностей, предоставляемых современными ЭВМ, регуляция проектно-конструкторской деятельности человека-конструктора осуществляется на всех иерархических уровнях: личностном, понятийном,
предметном, операционном и действенном, образуя своеобразное многоуровневое возвратно-поступательное единство. Иными словами, первое предположение конкретизирует утверждение Ломова Б.Ф. (1987) о том, что психологические явления необходимо изучать лишь в контексте профессиональной деятельности.
2. Посредством соответствующего интеллектуального обеспечения, предоставляемого ЭВМ, можно повысить эффективность как логических, так и внелогических форм порождающей деятельности человека-конструктора . Здесь особо следует отметить и, так называемые, эмерджентные (внезапно возникающие) формы порождающей деятельности, повышение эффективности которых в ряде случаев основано на предположении, что феномен, получивший название информационно-энергетического поля (ИЭ-поля) реально существует
(Волченко В.Н., 1991, Зверев В.Ю., 1996). При этом считается, что взаимодействие человека с ИЭ-полем осуществляется посредством подсознания. Внесение изменений в подсознание может происходить как со стороны сознания, так и путем прямого ИЭ-взаимодействия.
Ключами, открывающими доступ к подсознанию со стороны сознания являются специальные (неинвазивные) информационные средства сервисного плана. При этом человек-конструктор получает доступ к функционально неосознаваемой полевой информации лишь в том случае, если он путем осознанных содержательных умозаключений преодолеет некий информационный порог, связанный с необходимостью рассмотрения полного множества альтернатив, уровнем их разнообразия, структурной сложностью и другими факторами, отражающими степень его "проникновения" в существо разрешаемой им проблемной ситуации, или, что все равно, степень его "приближенности" к порождению новой мысли. На профессионально значимые функции подсознания оказывают значительное влияние эмоционально-волевая и мотивационная сферы человека-конструктора. С их помощью формируются внелогические процедуры стереотипного поведения, а также и индивидуальный стиль человеко-машинного взаимодействия.
Таким образом, в качестве второго правдоподобного предположения можно принять следующий постулат: "Возникновение новой мысли есть результат многоуровневого взаимодействия параллельных информационных процессов в интеллектуальной, эмоциональной и биологической сферах человека-конструктора, которые могут быть активизированы посредством специального интеллектуального подкрепления, реализуемого в виде когнитивного интерфейса".
3. Будем считать, что позиция обучаемого человека-конструктора в компьютеризированном учебном процессе может быть различной: ак тивно-деятельностной (субъектной), безразлично-индеферентной (субъект-объектной) и пассивно-созерцательной (объектной). Очевидно, что для каждого вида учебной деятельности требуется свое соотношение вербальной и невербальной составляющих интеллекта человека-конструктора. В случае субъектного обучения, наиболее "сомасштабного" творческим формам проектно-конструкторской и познавательной деятельности, необходим "сдвиг" в сторону невербальных (наглядно-образных, знаково-символьных и др.) методов изложения учебного материала и контроля степени обученности. При этом должны разрабатываться специальные учебные стратегии, тактики и когнитивные человеко-машинные процедуры, обеспечивающие возможность "перехода" обучаемого на позицию субъекта собственной учебной деятельности.
В целом, в качестве третьего правдоподобного предположения можно принять следующее утверждение: "Творческие формы учебной деятельности базируются на присущем всей материи свойстве самоорганизации. Благодаря этому, с помощью ЭВМ может быть обеспечена возможность "выхода" в учебном процессе на другой более обобщенный уровень понимания, находящийся за пределами существующей знаково-описательной системы".
П.б. Используемые гюдкоды и фундаментальные принципы.
Изучение творческих форм проектно-конструкторской и познавательной деятельности имеет свою специфику и характеризуется в настоящее время наличием многих подходов и большим разнообразием эмпирических принципов. Содержательный анализ имеющихся работ позволяет выявить главную особенность образа мышления исследователей этой проблемы: изучение закономерностей продуктивной деятельности профессионала осуществляется преимущественно с позиций уже осознаваемых субъектом исследования психологических феноменов и конкретных данных. Сам процесс отражения реальной действительности предстает в этом случае перед исследователем не в своей изначальной непосредственности, как порождающий процесс, а как процесс, опосредованный продуктами предполагаемого конечного результата.
Иными словами, традиционное изучение процессов чувственного восприятия строится на базе уже известных продуктов психического отражения - закономерности же порождения этих продуктов остаются скрытыми от исследователя. Таким образом, представители традиционного подхода, хотя и обсуждают отражение как процесс, но рассматривают его закономерности лишь через конечные продукты отражения (Выготский Л.С, 1956, Гальперин П.Я., 1966, Ломов Б.Ф., 1969, Ру бинштейн С.Л., 1982 и др.). Вследствии этого, в известных нам исследованиях психологических основ технического творчества не содержится объяснений закономерностей самого процесса психического отражения, а имеется лишь методологическая схема понимания этого процесса .
С целью устранения этих "несоответствий" предлагается использовать комплексный подход к изучению процессов психического отражения, связанных с восприятием, преобразованием и воспроизведением технической информации. В рамках этого подхода упоминающиеся процессы рассматриваются не только операционально - как отношения между уже отраженными, осознаваемыми продуктами или данными (традиционный подход), но и процессуально - как порождающие процессы реализующиеся на основе фундаментальных принципов: субстанционального единства материи и психики, общности закономерностей их развития, функциональной анизотропности (неоднородности) процедур порождения свойств объектов и их отношений. Предполагается, что, опираясь на эти принципы, процесс непосредственно чувственного психического отражения можно представить и описать "беспродуктно", т. е. как процесс, в котором спонтанно возникают (порождаются) различные образы объектов и их свойства.
При рассмотрении проектно-конструкторской и познавательной деятельности с точки зрения процессов, связанных с порождением принципиально нового информационного содержания предполагается использовать такие понятия, принципы и закономерности, которые не зависят от продуктов психического отражения, т. е. Являются предметно независимыми инвариантами, обусловленными природными особенностями психики (Миракян А.14., 1983, 1987, 1990, Кочурова Э.И., 1992, Хананян А.А., 1992 и др.) .
При рассмотрении проектно-конструкторской и познавательной деятельности, с точки зрения процессов, опирающихся на уже готовые продукты отражения, используются, в основном, логически опосредованные понятия и представления о характере конечного результата. Это, в свою очередь, позволяет отвлечься от природных особенностей психики и рассматривать лишь внешнюю, феноменологическую сторону процедур порождения нового информационного содержания.
Тем самым, подчеркивается необходимость различения двух психологически разнородных процессов восприятия - непосредственно-чувственного, в котором отсутствует понятийно зафиксированная отнесенность к объектам отражения и опосредованного, характеризующегося уже отраженными и, следовательно, осознаваемыми объектами, их свойствами и признаками. Такое понимание психического отражения позво ляет представить процессы восприятия как полифункциональные. В этом случае речь идет о так называемом сопредставлении, т. е. возможности одномоментного восприятия как понятийно зафиксированных свойств и отношений, так и изначально необусловленных, спонтанно порождаемых объектов и их свойств.
Таким образом, в случае комплексного подхода к изучению процессов порождения нового информационного содержания можно выделить три
уровня психического отражения: уровть непосредственно-чувственного восприятия, являющийся исходной частью любого когнитивного процесса; уровень опосредованного восприятия изначально обусловленных, понятийно зафиксированных свойств объектов и их отношений; уровень полифункционального восприятия, характеризующийся "дозированным сосуществованием" как инвариантной (предметно независимой), так и девиантной (предметно ориентированной) составляющих порождающего процесса. При этом степень доминирования той или иной функциональной составляющей определяется характером выполняемой предметной деятельности, т. е. конкретными условиями, содержащимися в разрешаемой человеком-конструктором проблемной ситуации (типом прсектно-конструкторских задач, степенью их схема-тизированности, величиной имеющихся неопределенностей и др.) .
Перечисленные три уровня психического отражения предопределяют необходимость построения соответственно трех видов моделей мыслительной деятельности человека-конструктора (феноменологической, содержательной и функциональной), которые описывают его деятельность с трех различных психологически обоснованных сторон. Знание процессуальных механизмов и закономерностей порождающих процессов, связанных с восприятием, преобразованием и воспроизведением технической информации дает возможность более эффективно организовать поисковые и познавательные процедуры, и тем самым активизировать с помощью ЭВМ творческие способности человека-конструктора.
П.7. Научная новизна
Научная новизна проведенного исследования состоит в следующем.
1. Разработано новое научное направление - компьютеризированное инженерно-психологическое обеспечение творческих форм про-ектно-конструкторской и познавательной деятельности. Содержательная новизна компьютеризированного обеспечения заключается в особом способе функционального объединения субъективных способностей человека-конструктора и объективных возможностей программных модулей ЭВМ. В результате такого объединения реализуются благоприятные условия для возникновения (наработки человеком-конструктором)
некоторых высших качеств - так называемых, эмерджентных свойств, обусловленных идеальными, в том числе и внелогическими "силами".
Иными словами, посредством такого специализированного обеспечения (которое в дальнейшем мы называем эмерджентным) , в диалоговых порождающих процедурах начинают проявляться элементы функционального симбиоза человека и машины: синергетические, резонансные, информационно-энергетические и др., которые как известно не сводимы к простой сумме исходных составляющих.
Рассматрены психологические и психофизиологические основания эмерджентной формы человеко-машинного взаимодействия и на этой базе построены новые психологические модели (феноменологическая, содержательная и функциональная), которые с различных сторон описывают характерные особенности профессиональной деятельности человека-конструктора, связанные со спецификой восприятия, преобразования и воспроизведения проектной информации функциональными системами головного мозга.
Таким образом, на основе проведенного психологического анализа выявлена новая (эмердяентная) форма мыслительной деятельности человека-конструктора, порождающего с помощью ЗЕМ требуемое информационное содержание.
2. С целью повышения функциональной эффективности человеко-машинных взаимодействий разработана новая система средств интеллектуального подкрепления эвристического "выхода" технических специалистов. Психологическая особенность такой формы активизации порождающей деятельности состоит в том, что ее функциональная стимуляция осуществляется посредством предоставления человеку-конструктору (с помощью ЭВМ) предметно-ориентированного набора интеллектуальных поддержек: логических метаправил, содержательных подсказок, смысловыражающих опор, а также и различных информационных сверток, обладающих предсказательной "силой".
При этом интеллектуальное подкрепление играет роль внешних информационных моделей, на основе которых человек-конструктор целенаправленно формирует некое внутреннее семантическое пространство, понятийно-структурированное по ключевым параметрам разрешаемой им проблемной ситуации. Благодаря этому и обеспечиваются условия, способствующие "мышлению около проблемы", а это, в свою очередь, ведет к практической реализации особого (эмерджентного) вида дивергентной мыслительной деятельности, осуществляемой в "зоне ближайшего развития" на интуитивном уровне (в том числе и на уровне внелогического восприятия полевой информации).
Таким образом, технический специалист с помощью специального когнитивного интеБфейса может целенаправленно порождать принци пиально новую информацию, которая не содержится ни в его прошлом опыте, ни в базах знаний ЭВМ. В случае же использования семантически кодированных интеллектуальных подкреплений, выражаемых в виде, так называемой, когнитивной графики - человек-конструктор потенциально способен выявлять неизвестные ему ранее закономерности, носящие более общий характер, нежели те, которые были заложены в исходные разрешающие программы.
3. Разработаны методологические основы новой гуманизированной формы обучения технике и техническому творчеству. Принципиальное отличие такой формы обучения от традиционно применяемых педагогических приемов состоит в том, что глобальная гуманизация учебного процесса осуществляется посредством использования специальных механизмов функциональной связи - вспомогательных учебных средств, обеспечивающих органическое "вплетение" психолого-педагогических составляющих в логику конкретной предметной области. При этом, функциональное объединение "психического", "педагогического" и "технического" осуществляется таким образом, что в учебных процедурах реализуются различного рода системные, в том числе и эмерджентные эффекты, посредством которых, в конечном итоге, и обеспечивается требуемое качество подготовки технических специалистов, как творческих личностей. Иными словами, посредством гуманизации изучаемого технического содержания создаются благоприятные условия для перехода к новым функциональным формам подготовки технических специалистов, которые опираются как на ле-вополушарные, так и на правополушарные механизмы обработки учебной информации функциональными системами головного мозга.
Разработанная методология гуманизированного обучения опирается также и на выявленные посредством психолого-педагогического анализа мыслительной деятельности человека-конструктора новые дидактические закономерности. На их основе Формируются различные (матричные, иерархические, аналитические и др.) виды вербально-символьного изложения предметного содержания технических дисциплин, а также и соответствующие им формы невербального контроля степени обученности. Это, в свою очередь, обеспечивает возможность разработки психологических оснований, необходимых для построения, так называемой, дуальной структуры управления качеством познавательной деятельности, принципиальное отличие которой от известных структур состоит в том, что с ее помощью осуществляется интегрированное управление как самим процессом познания (субъектом), так и его конечными результатами (объектом).
П.8 Основные положения, характеризующие предметное содержание работы.
1. Психологические модели мыслительной деятельности человека-конструктора, взаимодействующего с ЭВМ: феноменологическая, содержательная и функциональная, которые с различных сторон описывают характерные особенности работы функциональных систем головного мозга.
а) Феноменологическая модель, в основном, отражает общие объективно существуоцие закономерности проектно-конструкторской и познавательной деятельности. С помощью этой модели выделяются наиболее типичные схемы поисковых действий, предметно-независимые психологические инварианты, а также и феноменологическая структура "переговорного" множества параметров, характеризующих служебные свойства проектируемого объекта. Иными словами, на основе феноменологической модели формируется своеобразная диаграмма интуитивно-логического "обмена", обработка которой ведется по сугубо человеческим правилам с использованием возможностей, так называемой, биологической обратной связи, а именно: посредством выполнения моторно-поисковых действий, направленных на устранение зрительно фиксируемых рассогласований. В целом, феноменологическая модель отражает "девиантный" характер мыслительной деятельности, которому соответствуют поисковые процедуры, обеспечивающие получение новизны модификационного типа.
С помощью человеко-машинных взаимодействий, построенных на основе феноменологической модели, у технического специалиста целенаправленно нарабатывается интуиция 1-го типа - прямое усмотрение истины (утверждение).
б) Содержательная модель отражает преобразовательные формы мыслительной деятельности которым соответствуют человеко-машинные процедуры, обеспечивающие возможность получения новизны комбинационного типа. С этой целью, посредством специального когнитивного интерфейса, осуществляется содержательное подкрепление творческих форм поисковой деятельности человека-конструктора путем предоставления ему посредством ЭВМ предметно-ориентированного набора интеллектуальных поддержек (содержательных подсказок), усиливающих его эвристический "выход".
С помощью человеко-машинных взаимодействий, построенных на основе содержательной модели проектно-конструкторской деятельности, целенаправленно формируется интуиция 11-го типа - прогнозирование (предсказание) .
в) Функциональная модель и ее механизм психологических мутаций отражают порождающий характер мыслительной деятельности, на основе которого реализуются поисковые процедуры, обеспечивающие получение принципиально новой информации, не содержащейся ни в прошлом опыте человека-конструктора ни в базах знаний ЭВМ. При этом используются разработанные с помощью функциональной модели мыслительной деятельности специальные эвроритмы и алгоритмы, так называемого гуманизированного синтеза новых технических решений, которые реализуются на основе "аналогии", "ассоциаций", а также и на беспрототипной основе. С целью наиболее эффективной активизации порождающих способностей человека-конструктора применяются проблемно-ориентированные средства функционального подкрепления: когнитивная графика, информационный "шум" и др.
С помощью человеко-машинных взаимодействий, построенных на основе функциональной модели создаются благоприятные условия для проявления интуиции-догадки, т.е. интуиции Ш-го типа -озарения (инсайта).
2. Эмерджентная технология инженерно-психологического обеспечения творческих форм проектно-конструкторской деятельности, посредством которой реализуется функциональное объединение субъективных способностей технических специалистов и объективных возможностей программных средств.
а) Методы содержательного анализа, обслуживающие нечеткую логику работы функциональных систем головного мозга:
- метод формирования внешних информационных моделей, структурированных по ключевым параметрам разрешаемой проблемной ситуации;
- метод генерации новых гипотез и выявления неизвестных закономерностей посредством компьютеризированных форм когнитивной графики;
- метод принятия многокомпонентных решений в условиях неопределенности как исходных данных, так и проектных критериев.
и др.
б) Способы функционального сопровождения творческих форм проектно-конструкторской и познавательной деятельности:
- процедурный эвроритм и трехуровневая схема принятия оперативных решений, регламентирующие функциональную структуру процедур целенаправленного порождения новых технических решений;
- спосоо дуального управления качеством проектно-конструкторской и познавательной деятельности, посредством которого обеспечивается наиболее эффективное сопровождение человеко-машинных процедур поискового и порождающего характера;
- способ оценки творческого потенциала разработчиков новой техники и диагностики качества создаваемых ими технических объектов.
3. Методологические основы гуманизированного обучения технике и техническому творчеству, с помощью которого при поддержке ЭВМ целенаправленно формируются профессионально значимые качества, необходимые техническому специалисту, как творческой личности:
а) Методологическая структура гуманизированных алгоритмов, посредством которых осуществляется человеко-машинный синтез новых технических решений на основе "аналогий", "ассоциаций", а также на беспрототипной основе.
О) Матричные информационные свертки (вербально-символьная, символьно-знаковая и др.), которые составляют методологическую основу графо-логической системы адаптивных учебно-педагогических средств.
г) Дидактические закономерности, на основе которых осуществляется психолого-педагогическое обеспечение учебного процесса в целом.
4. Практическая ценность исследования состоит в следующем.
а) Разработанные психологические модели мыслительной деятельности человека-конструктора, а также и построенная на их основе эмерджентная технология инженерно-психологического и психолого-педагогического обеспечения творческих форм проектно- конструкторской и познавательной деятельности позволяют научно обоснованно сформировать функциональную структуру человеко- машинных автоматизированных средств, усиливающих "логику открытия". Иными словами, обеспечивается возможность создания автоматизированных систем нового типа, подкрепляющих "закономерности удачи", путем целенаправленного порождения принципиально нового информационного содержания, выходящего за рамки исходных представлений.
б) Разработанное, эмерджентное психолого-педагогическое обеспечение поисковых и порождающих процедур позволяет с помощью ЭВМ целенаправленно формировать у обучаемых необходимые техническому специалисту внелогические формы знаний, умений и навыков.
к Например, тренировать профессионально значимые виды интуиции,
В связанные с "утверждениями", "предвосхищениями" и "озарениями",
к которые не могут быть наработаны посредством традиционно исполь W зуемых в высшей технической школе учебно-педагогических средств.
П.9. Логическая структура работы.
В работе выделено четыре концептуально различных направления, связанных с повышением интеллектуального потенциала разработчиков новой техники, использующих ЭВМ:
- психологический и психофизиологический анализ мыслительной деятельности человека-конструктора,
инженерно-психологическое проектирование содержательных методов и функциональных средств, предназначаемых для ав W томатизированного подкрепления творческой активности человека-конструктора,
- психолого-педагогическое обеспечение компьютеризированных технологий обучения технике и техническому творчеству,
- психолого-педагогическое экспериментальное исследование.
•
Функциональная структура проектно-конструкторской деятельности (ПКД)
Одна из давних сфер интересов психологов, занимающихся проблемами творчества - это познание тех механизмов, благодаря которым формируется мыслительная деятельность и другие когнитивные процессы. Существуют различные концепции: бихевиористская (Уотсон А., 1915), когнитивистская (Брунер Д., 1966), (Пиаже Ж., 1966) и др. Исследованием психологии творчества занимаются многие отечественные ученые: Брушлинский А.В. (1982), Пономарев Я.А. (1983), Тихомиров O.K. (1989), и др. Однако, рассматриваемые ими подходы носят слишком общий, предметно неориентированный характер. В то же время, предметное содержание проектно-конструкторских задач (ПКЗ) и структура используемых для их решения инструментальных средств оказывают значительное влияние на характер мыслительной деятельности человека-конструктора. По-видимому, это одна из причин из-за которой результаты исследований психологов до сих пор не нашли должного применения в конкретных процедурах автоматизированного решения ПКЗ.
При организации процедур машинной поддержки процесса проектно-конструкторской деятельности (ПКД) необходимо учитывать общие объективно существующие закономерности познавательной (поисковой) деятельности конструктора. Для выяснения этих закономерностей строится феноменологическая модель ПКД и на основе ее содержательного анализа выделяются наиболее характерные признаки: эталоны ситуаций, типичные схемы действий и другие предметно независимые особенности, которые получили название инвариантов ПКД.
Структура феноменологической модели ПКД построена на основе обобщения ряда работ, в которых процессы познавательной деятельности рассматриваются с различных сторон (Брушлинский А.В.
(1982), Дункер Д.А. (1985), Богоявленская Д.С. (1983), Завали-шина Д.Н. (1976) и др.). В целом, в механизме творческой деятельности конструктора можно выделить три содержательных этапа, включающих в себя семь функционально различимых позиций - составляющих ПКД.
ЭТАП I. Информационная подготовка, общий замысел (стратегия ПКД) . 1. Факторный анализ проблемы и ситуации: выявление ключевых параметров, характеризующих нечетко обусловленные проектно-конструкторские задачи (ПКЗ) (учет нужных и отбрасывание ненужных факторов). 2. Выражение содержания ключевых параметров на едином языке, объединение проблемы и ситуации в общую концепцию ПКД (учет тенденций изменения функции полезности). ЭТАП II. Формирование структуры решения (тактика ПКД). 3. Анализ прототипа и возможностей удовлетворения требований ТЗ: установление оценочных критериев (определение что "хорошо", что "плохо"). 4. Создание композиции: превращение общего замысла в упорядоченную совокупность элементарных проектно-конструкторских действий (объединение частей в целое с сохранением свойств частей) . 5. Декомпозиция: структурирование общего замысла (деление целого на части с сохранением свойств целого). 6. Обобщение и идеализация: установление функциональных связей, нахождение доминирующего фактора - параметра "платежа" (упрощение до допустимого предела). ЭТАП III. Оценка результатов и корректировка (механизмы регуляции ПКД) . 7. Корректировка стратегии и тактики ПКД, порождение и поиск множества приемлемых альтернатив и их оценка, нахождение эффек тивного решения (многопараметрический выбор рационального про ектно-конструкторского решения (ПКР)).
Графическая интерпретация феноменологической модели ПКД, показана на рис. 1. Отметим, что при решении ряда нечеткообуслов-ленных проектно-конструкторских задач конструктор применяет перечисленные семь составляющих ПКД не развернуто, во времени, а одномоментно, т.е. воспринимает "внутренним зрением" разрешав мую проблемную ситуацию целиком как единую совокупность ("картину"). За доли секунды мозг конструктора успевает отобразить и оценить до тысячи вариантов, что создает впечатление скачка в мышлении, инсайта или озарения (Дружинин В.В., 1985). Оказывается, что такой параллельный способ обработки информации при достаточно сложных взимообусловливающих друг друга составляющих ПКД является наиболее эффективным, так как упрощение за счет объединения сложных составляющих ПКД в единую "картину" становится более значительным, чем усложнение за счет поочередного использования каждой из них.
Следовательно, догадку или новую идею относительно решения нечетко обусловленных проектно-конструкторских задач последовательный (машинный) способ обработки информации (мышления) породить не может. Отсюда легко сделать практический вывод о том, что в условиях информационной неопределенности, требующей от конструктора интуитивно-логических действий невычислительного характера (озарений, предсказаний, внелогических решений и т.п.), наряду с поэтапной формой предъявления проектной информации должна использоваться и параллельная, полиэкранная или полифоническая форма с тем, чтобы создать для мозга конструктора продуктивную обстановку. Конструктор должен иметь возможность видеть всю "картину" сразу и целиком.
Феноменологическая модель ПКД отражает общие объективно существующие закономерности познавательной (поисковой) деятельности конструктора и поэтому ее удобно использовать при методическом согласовании человеческой и машинной частей САПР
Матричная форма содержательной модели мыслительной деятельности
Матричная модель отражает особый тип мыслительной деятельности человека-конструктора (оператора ЭВМ), решающего различные по своему характеру проектно-конструкторские задачи (ПКЗ) : вариантные, многокритериальные, нечетко обусловленные, несхематизиро-ванные, неформализуемые. В зависимости от предметного содержания и функциональной структуры этих задач в процессе их человеко-машинного решения реализуются разнообразные поисковые "траектории" целенаправленного преобразования исходной информации в конечный результат. При этом используются различные виды мышления: наглядно-действенное, наглядно-образное, словесно-логическое и др.
Отличительная особенность матричной модели (рис. 3-А) состоит в органической связи содержательных этапов ПКД - представлений человека-конструктора: "о мире", "о ценностях", "о себе" и структурных уровней его мыслительной деятельности: "продуктивного", "комбинаторного", "репродуктивного". Следует подчеркнуть, что трехстадийное (триадное) представление этапов и уровней мыслительной деятельности человека-конструктора есть одна из форм описания диалектики развития, так как решение творческих задач всегда осуществляется путем борьбы противоположностей (Пономарев Я.А., 1983). Можно привести целый ряд информационных, биологических и других обоснований, подтверждающих эффективность именно трехпараметрической структуры категоричного выражения смыслового содержания. Известна триада Гегеля "ДУХ-ПРИРОДА-ЛОГИКА", триада Дарвина "ИЗМЕЬІЧИВОСТЬ-НАСЖДСТВЕННОСТЬ-ОТБОР" и др. В целом, можно утверждать, что триада и троичный ритм развития чего-либо, представляют собой одну из форм концентрированного выражения диалектической сущности закона отрицания отрицания. Как известно, этот закон является основным философским законом прогрессивного развития и отображающего его мышления (Абдеев Р.Ф., 1994). Заметим, что механизмы развития (познания) закон отрицания отрицания раскрывает как борьбу противоположностей. Об этом свидетельствует и генезис гегелевской триады "ТЕЗИС-АНТИТЕЗИС-СИНТЕЗ".
Таким образом, принимая упорядоченную троичность в качестве категорийной структуры, отражающей некий обобщенный "СМЫСЛ" (Черышев СБ., 1994), можно считать, что матричная модель мыслительной деятельности размерностью 3x3 представляет собой наиболее рациональную (не избыточную) форму представления имеющегося содержания. Как видно из рис. 3-А, приведенные в клетках матрицы содержательные категории, так или иначе характеризующие мыслительную деятельность человека-конструктора, упорядочены по основанию "СЛЕДОВАТЬ ЗА ...". По горизонтали - это следование, в основном, "от сложного к простому" (преобразовательная форма деятельности), по вертикали - "от общего - к частному" (познавательная форма деятельности). В направлении главной диагонали (сверху, вниз, направо) - это следование от "абстрактно-чувственного к конкретно-действенному" (порождающая форма деятельности) . Упоминающиеся направления в пространстве мыслительной деятельности человека-конструктора играют роль "концептуальных координат" и, в соответствии с этим, выполняют структурообразующую функцию.
И, действительно, функциональная взаимосвязь содержательных категорий размерностью 3x3 (каждая из которых может быть формально отображена посредством специальных лингвистических переменных) , подобно сетке кроссворда обладает не только смысловы-ражающей, но и предсказательной "силой". Последнее обстоятельство является весьма существенным для практической реализации автоматизированных форм решения ПКЗ. В самой левой колонке матричной модели (см. рис. 3-А) помимо обозначения структурных уровней мыслительной деятельности, представлены и соответствующие им типы математических моделей. Приведенные там обозначения раскрыты в подрисуночных подписях.
В зависимости от характера решаемой проектно-конструкторской задачи (ПКЗ), в пространстве (3x3) мыслительной деятельности человека-конструктора могут реализоваться разнообразные поисковые "траектории", посредством которых исходная информация преобразуется в искомый результат. В самом общем случае эти "траектории" могут иметь различное число функциональных этапов. На рис. 3-Б приведены 5-ть пятиэтапных "траекторий", наиболее полно отражающих специфические особенности различных по харак теру ПКЗ (вариантных, многокритериальных, нечетко обусловленных, несхематизированных и неформализуемых). В целом, все разновидности ПКЗ можно по уровню их неопределенности (раскрытости мыслительной деятельности А) условно разделить на пять классов.
К первому классу относятся задачи, решение которых возможно посредством регламентированного оперирования готовыми продуктами мыслительной деятельности. Это нетворческие, детерминированные задачи. Параметр Д, характеризующий развернутость мыслительного процесса (развернутость мыслительной "траектории") в этом случае тождественно равен нулю по определению (см. на рис. 3-Б, A s 0) . Это класс полностью определенных ПКЗ, которые может решать и ЭВМ без участия человека-конструктора.
Ко второму классу можно отнести проектно-конструкторские задачи (ПКЗ), допускающие свободное (не регламентированное) оперирование готовыми продуктами мыслительной деятельности. Это задачи более сложные по своему функциональному содержанию. И, хотя мыслительный процесс остается максимально свернутым (А » 0), тем не менее, в этом случае автоматизированное решение ПКЗ требует номинального участия человека-конструктора. Это мыслительная деятельность по образцу, неизвестному ЭВМ. Для выполнения этой деятельности может привлекаться интуиция 1-го типа -интуиция "утверждение".
К третьему классу относятся проектно-конструкторские задачи (ПКЗ), которые для своего решения требуют реализации немгновенного инсайта, с последующим формально-логическим обоснованием истинности. Это уже задачи с некоторой долей неопределенности. Как правило, для ее устранения требуется новизна комбинаторного типа. Иными словами, в данном случае не известен ход решения задачи (тактика), в то время как само решение (стратегия) четко определено. С точки зрения развернутости мыслительного процесса (А), к третьему классу относятся ПКЗ, у которых этот процесс свернут лишь частично (см. на рис. 3-Б, индекс (-А 0). знак "-" при индексе А обозначает, что в этом случае интуитивно отыскивается лишь частичное положение - частная посылка обосновывающего силлогизма (Брушлинский А.В., 1982). Обычно для этого используется интуиция 11-го типа - интуиция "предвидение".
Особенности психологической регуляции мыслительной деятельности
Материальным субстатом психологических проявлений являются нервные процессы, изучаемые физиологией. Анохин П.К. (1975) предложил модель организации и регуляции поведенческой деятельности живых существ, в которой можно найти место для всех основных психических процессов и состояний (Немов Р.С, 1990). Эта модель получила название функциональной системы (рис. 6). Однако, как физиологические, так и психологические основы организации и регуляции мыслительной деятельности человека-конструктора имеют свои отличительные особенности, которые теорией функциональных систем Анохина П.К. не отражаются. Рассмотрим некоторые из них.
Основным системообразующим фактором в поведенческой деятельности Анохин П.К. считал получение полезного результата. Еще в 1935 году, изучая поведение живых организмов, он установил факт обратной афферентации - сопоставления параметров уже выполненного приспособительного действия с ожидаемым итогом принятого решения (см. на рис. 6, пункт В, "акцептор результата действия") . Это и дало возможность рассматривать функциональную систему как замкнутое физиологическое образование с непрерывной обратной информацией об успешности приспособительных действий.
В мыслительной же деятельности человека-конструктора, связанной с порождением нового информационного содержания, этап принятия решений является не начальным элементом, как это имеет место в схеме функциональной системы (см. на рис. 6, пункт Б), а одним из завершающих звеньев всего процесса ПКД. На начальных же этапах этого процесса (ранних стадиях проектного анализа) человек-конструктор осуществляет предвидение результатов еще не выполненных им проектно-конструкторских действий с последующей их смысловой оценкой. Таким образом, на ранних этапах ПКД саморегуляция интеллектуальных действий человека-конструктора приобретает форму гностических поисковых ориентировок, а не, пусть даже промежуточного, но решения (Климов Е.А., 1996).
Творческие формы мыслительной деятельности человека-конструктора, скорее всего, связаны с наличием некоего механизма "психологических мутаций", нежели с "акцептором результата действия" (см. на рис. 6, пункт В), функции которого, в основном, соответствуют поведенческим, рефлексивным актам, а не порождающим процедурам. Иными словами, необходимо различать предвосхищение полезного для живого организма результата ("акцептор действия") и собственно сознательное отражение (предвидение) человеком-конструктором результатов будущих действий.
В процессе ПКД, выполняемой человеком-конструктором при поддержке ЭВМ, его побудительные мотивы и связанные с ними исходные цели не остаются постоянными, как это имеет место в функциональной системе Анохина П.К.. В соответствии с этим, в процессе ПКД изменяются как сами поисковые процедуры ("траектории" ПКД), так и используемые наборы проектных критериев. При этом часть этапов ПКД, вследствие передачи их ЭВМ, "выпадает" из традиционного (безмашинного) строения мыслительной деятельности человека-конструктора и, в то же время, возникают новые, связанные с особенностями использования ЭВМ. Это, в свою очередь, ведет к выработке новых способов функционирования человека-конструктора в условиях компьютеризированной проблемной среды. Можно выделить два таких способа.
А Способ порождения новых гипотез с использованием "информационного ьиума". С помощью этого способа формируется значительно большее количество гипотез, чем это имеет место при неавтоматизированных процессах решения ПКЗ. Суть способа состоит в том, что с помощью обычных информационных сообщений ЭВМ ориентировочного характера у человека-конструктора целенаправленно формируется, так называемая, "зона ближайшего развития", на основании которой он в своих рассуждениях выходит за пределы обычных представлений о предмете ПКД в некоторую метаобласть. Затем посредством формируемых им самим, или имеющихся в машинной памяти "метаправил нарушения правил", он, в виде откликов ЭВМ, получает, хотя и менее ориентированный, но зато более широкий спектр сообщений, в том числе и о возможных целях, которые не являются первоначально заданными. Этот "шумовой информационный компонент добавляется к основным (обычным) сообщениям ЭВМ и тем самым увеличивает их неопределенность до такой степени, что новые интерпретации (догадки) становятся более вероятными.
Мозг человека-конструктора, по-видимому, работает так, чтобы выделить полезные, с точки зрения разрешаемой проблемной ситуации, "сигналы" из "шума" и с помощью этого породить новое информационное содержание из "случайных энергий". Таким образом, информационный "шум" целенаправленно используется в поисковых моделях без "шума". При этом поисковая активность человека-конструктора подкрепляется специальным набором интеллектуальных поддержек и смысловых опор, предоставляемых ему посредством ЭВМ (Добряков А.А., 1987).
Итак, информационный "шум" обусловливает содержательную трансформацию поисковой "траектории" и соответствующее ей изменение психологической регуляции ПКД. Такова одна из нетрадиционных, творческих форм использования ЭВМ, когда с ее помощью, по определенным "человеческим правилам" создаются наиболее благоприятные условия для целенаправленного порождения нового информационного содержания.
Б. Способ познания нового с помощью когнитивной графики. Чисто внешняя операционная сторона этого способа состоит в следующем.
Человек-конструктор изменяет содержание вводимых в ЭВМ числовых данных, исходных параметров или структурных координат таким образом, что ожидаемая им информация "выхода" приобретает вид неизвестной ему заранее закономерности (функциональной зависимости) , которая имеет более обобщенный характер, чем та, которая была "заложена" в программу ЭВМ (Добряков А.А., 1969).
В этом случае проблема отношения человека-конструктора к ЭВМ, как средству мыслительной деятельности вплотную связана с проблемой его понимания семантики машинных сообщений. Свои решения он строит не только на основе закономерностей, "заложенных" в разрешающую программу ЭВМ, но и ряда "внешних" источников информации: его опыта прошлого, привлекаемых силлогизмов, а также и предоставляемых ему ЭВМ других функциональных зависимостей, понятийно структурированных по ключевым параметрам разрешаемой проблемной ситуации. Эти зависимости играют роль содержательных подсказок и тем самым подкрепляют эвристический "выход" человека-конструктора (Добряков А.А., 1987).
Психологические особенности технического творчества
С целью более полного учета психологических особенностей, свойственных техническому творчеству, разработана обобщенная функциональная схема поисковой и порождающей деятельности человека-конструктора (рис. 8). Эта схема отражает основные психологические процессы: побуждающие, программирующие, порождающие регулирующие, реализующие, которые так или иначе связаны с проявлением творческих форм ПКД человека-конструктора. Ее нейрофизиологическим основанием является механизм "психологических мута-ций", посредством которого целенаправленно порождается необходимое множество приемлемых альтернатив и правдоподобных гипотез. Совокупность психологических проявлений и нейрофизиологических свойств, реализующих ПКД рассматривается здесь с единых взаимообусловленных позиций. Предлагаемая психофизиологическая система ПКД является функционально замкнутой и, в соответствии с этим, содержит в себе ряд проблемно-ориентированных блоков, выполняющих следующие функции: - анализ разрешаемой проблемной ситуации; - прогнозирование служебных свойств новых технических решений (НТР) и планирование рациональных поисковых "траекто-рий" ПКД; - генерирование альтернатив (гипотез) и определение их полноты (достаточности); - принятие многокомпонентных решений с учетом влияния как количественных, так и качественных факторов (многопараметрический выбор рационального варианта); - практические действия, направленные на реализацию найденного решения и оценка уровня новизны достигнутого.
Перечисленные выше проблемно-ориентированные блоки выделены в качестве- структурных компонентов психофизиологической системы ПКД на том основании, что отражаемые в них функции соответствуют 5-ти основным этапам автоматизированного процесса решения ПКЗ человеком-конструктором (см. на рис. 4, этапы ПКД, представленные посредством vтрансформационного кольца").
В первом блоке психофизиологической системы ПКД (см. рис. 8) осуществляется восприятие человеком-конструктором всей совокупности разнообразных параметров внешней Среды, которые на схеме обозначены как ситуация (с) и проблема (п) . Некоторые из этих параметров вызывают у человека-конструктора профессиональный интерес - ориентировочную реакцию. На схеме (см. рис. 8, блок I) они обозначены как "пусковая картина" (пк). Прежде чем вызвать поисковую или порождающую активность "пусковая картина" должна быть субъективно отражена человеком-конструктором в виде его ощущений, которые, взаимодействуя с опытом прошлого (оп), формируют концептуальный "образ" разрешаемой проблемной ситуации (РПС). Соотнесение концептуального "образа" РПС с памятью и тремя разновидностями мотивации: познавательной (п) , социальной (с), достиженческой (д) и приводит к возникновению поисковой, или порождающей активности. С ее помощью в сознании человека-конструктора формируется несколько вариантов поведенческих (гностических) действий, направленных на анализ РПС и получение дополнительной информации о ней (Климов Е.А., 1996).
Далее, на следующем этапе процесса решения ПКЗ (см. на рис. 8, блок II) осуществляется прогнозирование служебных свойств создаваемого НТР (см. на рис. 8, индекс "а") и определяется ориентировочный план ПКД, обеспечивающий их реализацию (см. рис. 8, индекс "б"). Кроме этого, в блоке II на интуитивном уровне вырабатывается понятийная установка на формирование как глобальной, так и локальных целей ПКД- По мнению физиологов (Голубева Э.А., 1980, Воронин Л.Г., 1982 и др.), прогнозные функции в центральной нервной системе выполняют специальные ансамбли корковых нейронов.
В третьем блоке психофизиологической системы ПКД осуществляются основные психофизиологические процессы, связанные с процедурами целенаправленного порождения нового информационного содержания. Эти процедуры реализуются посредством специального механизма "психологических мутаций", работа которого будет подробно рассмотрена в следующем параграфе (см. п. 5) . Поэтому здесь мы лишь остановимся лишь на чисто внешней стороне выполняемых им функций.
На "вход" механизма "психологических мутаций" поступают прогнозы, касающиеся характеристик разрабатываемого НТР, а также поисковые "траектории" (стратегии и тактики ПКД), связанные с возможностями их реального достижения. Служебные свойства генерируемых посредством механизма "психологических мутаций" НТР сопоставляются с требованиями, определяемыми поставленными локальными целями. Тем самым, из множества возможных решений выделяется множество приемлемых альтернативных вариантов. Затем альтернативные варианты поступают в блок принятия многокомпонентных решений (см. на рис. 8, блок IV), где с учетом требований глобальной цели, тем или иным способом выбирается наиболее рациональный из них. После этого параметры рационального варианта дорабатываются, в соответствии с имеющимся опытом прошлого (см. на рис. 8, блок V). Здесь же оценивается и возможность практической (в том числе и технологической) реализации нового технического решения (НТР). Такова общая схема обработки поисковой и порождающей информации в процессе решения нечетко определенных (ПКЗ).
