2.1. ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ОБУЧЕНИЯ И  ИХ  ЧАСТНЫЙ ХАРАКТЕР

Проблема обучения традиционно является одной из центральных в психологической науке. Изучение психологических аспектов этой проблемы было начато Г. Эббикгаузом в 1885 г. на материале запоминания и забывания слов. Многочисленные эксперименты позволили Г. Эббиигаузу обнаружить монотонную экспоненциальную закономерность убывания числа слов, удерживаемых в памяти.

Последовавшие за этим широко известные эксперименты 3. Л. Торндайка по исследованию ассоциации и опыты И. П. Павлова по выработке и угасаиню условных рефлексов у животных подтвердили экспоненциальный  закон  Г. Эббингауза.

Наиболее сильное влияние на развитие монотонных асимптотических моделей обучения оказал К- Л. Халл. Он предположил, что высший (асимптотический) уровень нарыка определяется рядом факторов, таких, как интенсивность потребности, подкрепления, условного стимула, а также временными характеристиками стимулов н реакций В дальнейшем монотонные асимптотические процессы обучения стали классическими и общепризнанными. Основная масса количественных экспериментальных данных о процессах обучения была получена либо на животных, либо иа людях, обучавшихся выполнению максимально простых заданий. Наиболее типичной экспериментальной ситуацией была выработка навыка реакции выбора на два-три альтернативных сигнала.

Дальнейшее развитие модели процессов обучения получили в работах Р. Аткннеоиа, Г. Бауэра н Э. Кротерса [3]. Важным достижением Р. Аткннеоиа и его сотрудников было построение моделей целостного процесса обучения: уровень обученноети в опыте п выражался ие через состояние в опыте п — 1 и постоянные вероятности переходов из одного состояния в другое, как в марковских моделях Р. Буша, а через всю динамику обучения, характеризующуюся   переменной скоростью.

Несовпадение реальною процесса обучения с монотонной экспонентой выявлено во многих экспериментах, но не нашло достаточного теоретического обоснования. На основе большого числа экспериментальных данных Р. Вудвортс выделяет на кривой обучения начальную, промежуточную н конечную площадки («плато»). Промежуточную площадку впервые обнаружили Л. Р. Брайен и П. Хартер еще в 1896 г., исследуя экспериментально процесс обучения телеграфистов.

Обобщая результаты нсех экспериментальных исследований, в которых были обнаружены промежуточные плато, Р. Вудвортс в 1959 г. объяснил этот феномен изменением метода выполнения задания. Публикация таких данных в тот период была особенно примечательна, поскольку общепринятые психологическая и математическая теории обучения предписывали почти обязательную аппроксимацию экспериментальных дачных монотонной асимптотической кривой обучения. Например, в широко известном в США и Западной Европе учебнике американского ученого А. Чапаниса по методам н технике инженерно психологического эксперимента, изданном университетом, Дж. Гопкинса в 1959 г., рекомендовалась именно такая аппроксимация экспериментальных данных.

Аппроксимация процессов обучении монотонной экспоненциальной кривой стала особенно прочной традицией в некоторых прикладных отраслях психологии и в эргономике. Например, в работе [13] рассматриваются математические методы расчета такой кривой обучения по трем и даже по двум точкам. Экспериментальные данные об обучении испытуемых компенсаторному

слежению за параметрами приведены на рис. 2.1, причем один и тот же поток отслеживаемых сигналов выводился испытуемому на разное число приборов (п — = 1-Ьб), которые он мог одновременно воспринимать и в результате посылать по соответствующим каналам регулирующие сигналы.

Очевидно, что при всех числах приборов, кроме трех, процесс обучения носит явно немонотонный характер, включает в себя различные площадки и даже иа какой-то период иногда ухудшение показателей слежения (t — среднее время слежения за одним сигналом). Если же все эти сложные кривые усреднить, то мы получим вполне традиционную монотонную кривую [161.

Для аппроксимации кривых обучения еще в начале века С. Винсент была предложена шкала относительного времени, учитывающая разницу индивидуальных скоростей обучения.

Если применить шкалу С. Винсент к усреднению данных, приведенных на рис. 2.1, отложив на оси относительного времени Т координаты различных фаз процесса обучения, то получим немонотонную кривую. На этой кривой для каждой последовательно осваиваемой стратегии (способа слежения) можно проследить фазу начала освоения стратегии, фазу быстрого улучшения показателей, плато, фазу перехода от предыдущей к последующей   стратегии 1231.

Анализ такой кривой дает возможность поставить вопрос ие только об изолированном изучении процессов обучения человека каждой стратегии в отдельности, как, например, в опытах Брайена и Хартера, но и об изучении процессов перехода от одной стратегии к другой, иначе говоря, изучать не только эволюцию единичной стратегии, но и трансформации стратегий — их взаимопереходы.

До сих пор такие трансформации, наиболее интересные, на наш взгляд, в психологическом отношении, не Подвергались специальному анализу. Например, в книге Р. Аткинсона 131 дана зависимость латентного времени ответов испытуемых от числа  предварительно запоминаемых объектов,  причем взяты

отрезки для малого и большого числа объектов, а промежуточные числа из рассмотрения исключены.

Рассмотрим особо проблему исследования взаимосвязей между факторами (исходными условиями) и показателями (результатами)  выполнения заданий.

На основе рис. 2.1 построена экспериментальная кривая зависимости среднего времени компенсаторного слежения за сигналами для случая, когда сигналы, составляющие один и тот же поток, отображаются поочередно на одном, двух, шести приборах (п — 1ч-6). Эта кривая идентична данным, приведенным на рис. 2.1, для девятого дня обучения. Установлено оптимальное число приборов, при котором среднее время слежения за одним сигналом минимально f (я --- 3) — II с; nopt = 3. Кривая t (п) слева (при п < 3) и справа (при п > 3) аппроксимируется разными уравнениями:i-

Подобные кривые с четко выраженным оптимумом получены для многих случаев связи между различными психологическими факторами и критериями сложности решения мыслительных, перцептивных  и  сенеомоторных задач.

В проблеме обучения должен быть особо изучен аспект, связанный с учетом нелинейного характера связи между факторами (условиями) и критериями успешности выполнения человеком заданий в ходе обучения и наличия для каждого задания оптимального значения фактора при тон стратегии решения, которую реально применяет обучаемый в каждом эксперименте.

Дальнейшее развитие теории обучения необходимо связать с изучением не только процессов эволюции стратегий, но и процессов нх трансформации — перехода от одной стратегии к другой под влиянием способов обучения, индивидуальных особенностей обучаемого, условий и средств выполнения учебных заданий.