Когнитивные схемы (декларативные, процедурные, темпоральные)

Следующим структурным компонентом когнитивного опыта являются когнитивные схемы. Когнитивная схема — это обобщенная и стереотипизированная форма хранения прошлого опыта относительно строго определенной предметной области (знакомого объекта, известной ситуации) либо привычной последовательности событий и возможных действий. На данном этапе исследования когнитивных схем можно говорить о следующих основных их видах: декларативные, процедурные и темпоральные.

Декларативная схема — это когнитивная структура, которая отвечает за прием, сбор и преобразование информации в соответствии с требованием воспроизведения устойчивых, нормальных, типичных характеристик происходящего (в том числе прототипы, предвосхищающие схемы, когнитивные карты, фреймы и т. д.).

В рамках когнитивной психологии выделяются две основные функции декларативных схем: во-первых, схемы формируют первичные интерпретации, определяя форму восприятия объекта, ситуации, события и любого другого фрагмента реального мира; во-вторых, схемы участвуют в реинтерпретации данных, что ведет к реконструкции первичной интерпретации. То есть декларативные схемы «прорастают» до уровня концептуальных структур, регулируя форму интерпретации объектов и событий. Таким образом, декларативная схема не только хранит, но и организует предшествующий опыт и управляет нашим дальнейшим восприятием происходящего.

Возьмем, в частности, такую когнитивную схему, как прототип. Прототип — это когнитивная структура, которая воспроизводит типичный пример данного класса объектов или пример определенной категории. Так, исследования показали, что у большинства испытуемых наиболее типичным примером для категории «мебель» является «стул», а наименее типичным — «телефон»; для категории «фрукт» — «апельсин» и «фруктовое пюре» соответственно; для категории «транспорт» — «автомобиль» и «лифт» соответственно (Rosch, 1973; 1978).

Таким образом, прототип — это обобщенное визуальное представление, в котором воспроизведен набор общих и детализированных признаков типичного объекта и которое выступает в качестве основы для идентификации любого нового впечатления или понятия.

Рассмотрим, как работает прототип, в следующем простом случае. Каждый, безусловно, знает, что такое «птица». В одном из исследований испытуемым предлагали ответить на вопрос — кто в большей мере является «птицей»: воробей, орел или гусь? Подавляющая часть испытуемых почти мгновенно соглашалась с утверждением, что «воробей — птица», чуть медленнее — с утверждением, что «орел — птица», еще медленнее — с утверждением, что «гусь — птица». Можно не сомневаться, что на утверждение «страус — птица» ответ в виде согласия последовал бы после еще более длительной паузы.

О чем говорят эти результаты? О существовании в структуре ментального опыта человека когнитивной схемы «типичной птицы», причем прототипом птицы (ее наиболее ярким, очевидным примером), судя по этим данным, является формотип воробья, под который подгоняются представления о других птицах. Добавим, что когнитивная схема «птицы», по-видимому, предполагает, что это нечто, сидящее на ветке («типичная птица в типичной ситуации»). Поэтому неудивительно, что не только дети, но и многие взрослые не считают птицей пингвина.

Прототипические эффекты организации интеллектуальной активности имел в виду Дж. Брунер, когда вводил термин «фокус». «Фокус» — это пример понятия в виде схематизированного образа, который человек, решающий ту или иную задачу, использует в качестве точки отсчета. По его мнению, использование таких «фокус-примеров» в образовании понятий (фокус-примеры могут быть и положительными, и отрицательными) является одним из наиболее прямых и простых способов снижения перегрузки памяти и логического мышления. Брунер говорил о двух типах фокус-примеров: во-первых, о «видовых примерах» по отношению к конкретным понятиям (так, типичный апельсин имеет типичный цвет, размер, форму, запах и т. д.) и, во-вторых, о «родовых примерах» по отношению к общим родовым категориям (в виде типичного схематизированного образа принципа действия рычага или образа типичного треугольника).

Что будет воспринято и какова будет первичная интерпретация воспринятого, определяется, в частности, и такой разновидностью когнитивных схем, как фреймы (Минский, 1979). Фрейм является формой хранения стереотипных знаний о некотором классе ситуаций: его «каркас» характеризует устойчивые, всегда имеющие место отношения между элементами ситуации, а «узлы» (или «слоты») этого каркаса — вариативные детали данной ситуации.

При извлечении наличного фрейма он оперативно приводится в соответствие с характеристиками ситуации путем дозаполнения своих «узлов» (например, фрейм жилой комнаты имеет некоторый единый каркас в виде обобщенного представления о жилой комнате вообще, узлы которого каждый раз, когда человек воспринимает жилую комнату или думает о ней, могут заполняться новой информацией). Согласно Минскому, если мы говорим о человеке, что он умен, то это означает, что он обладает способностью чрезвычайно быстро выбирать в сложившихся обстоятельствах наиболее подходящий фрейм.

В условиях реальной интеллектуальной деятельности одновременно работает все множество наличных когнитивных схем: отдельные перцептивные схемы разной степени обобщенности оказываются.

«встроенными» одна в другую («зрачок» является субсхемой «глаза», «глаз», в свою очередь, является субсхемой, встроенной в схему «лица», и т. д.), прототипы выступают в качестве составных элементов фреймов, фреймы участвуют в образовании когнитивных карт и т. п.

Той областью, в которой игнорирование когнитивных схем имеет, возможно, наиболее драматические последствия, является процесс обучения. Исчерпывающе ясно суть этой проблемы определил П. Я. Гальперин. По его словам, «…все приобретения в процессе учения можно разделить на две неравные части. Одну составляют новые общие схемы вещей, которые обусловливают новое их видение и новое мышление о них, другую — конкретные факты и законы изучаемой области, конкретный материал науки» (Гальперин, 1969, с. 24). Только в том случае, если в учебном процессе создаются реальные условия для «…формирования тех обобщенных схем действительности, которые … становятся объединяющими схемами отдельных действий, новыми структурами мышления» (там же), можно говорить о том, что это тот тип учения, при котором приобретение знаний происходит вместе с интеллектуальным развитием учащихся.

Для нас важно подчеркнуть тот момент, что если необходимая когнитивная схема вообще отсутствует либо она неадекватна, то и полноценное усвоение соответствующего понятия невозможно в силу ошибки отнесения конкретного объекта к категории. Так, свидетельством недостаточной сформированности математического понятия «фигура» является тот факт, что ученик называет «фигурой» объекты типа / или C^Ib ^и столь же уверенно отказывается считать «фигурой» объекты типа z или Пожалуй, одним из самых сложных аспектов исследований когнитивных схем является вопрос о характеристиках их психического материала. У. Найссер считает, что по своему материалу когнитивные схемы являются обобщенно-визуальными образованиями, которые возникают как результат интеграции зрительных, слуховых и тактильно-осязательных впечатлений (Найссер, 1980). Вполне вероятно, что в образовании когнитивных схем, наряду с этими базовыми чувственно-сенсорными модальностями, участвует и словесно-речевая модальность опыта.

Наряду с декларативными когнитивными схемами, важную роль в организации интеллектуальной деятельности играют процедурные схемы — это когнитивные структуры, в которых фиксирована последовательность выполнения определенных действий (скрипты, или сценарии, содержащие информацию о последовательности нормативных действий в определенной ситуации и нормативных последствиях события в данной ситуации; алгоритмы; правила; «схемы ориентировочной основы действия», по П. Я. Гальперину; «оперативные схемы», по Дж. Паскуаль-Леону; и т. д.).

В рамках теории Ж. Пиаже к процедурным схемам можно отнести «схемы действия» — то общее, что сохраняется в действии при его многократном повторении в разных обстоятельствах (Пиаже, 1969).

Среди схем действия Пиаже выделял «сенсомоторные схемы» (формируются на этапе досимволического интеллекта и вбирают в себя перцептивные схемы и схемы, относящиеся к привычному действию) (от 0 до 2 лет); «символические схемы» (позволяют действию выйти из реального контекста в символический, например, двухлетний ребенок притворяется спящим или начинает лечить своего игрушечного мишку) (от 2 до 3—4 лет); «интуитивные (образные) схемы» (складываются по мере развития знаково-символических функций, однако мысль ребенка находится под полным контролем наглядного образа ситуации, например, ребенок уверен, что, если шарик пластилина раскатать в лепешку, то пластилина «стало больше», а если тот же шарик превратить в колбаску, то пластилина «стало меньше») (от 3—4 до 7—8 лет); операциональные схемы конкретного порядка, лежащие в основе понимания реальных процессов в конкретной предметной ситуации на основе обратимости мыслительных действий (от 7—8 до 11—12 лет); операциональные схемы формального порядка, обеспечивающие гипотетико-дедуктивные рассуждения, комбинаторное мышление и контрфактическое воображение, то есть выступающие в качестве психической основы понятийного мышления (от 11—12 до 1А—15 лет).

Примером синтеза существующих представлений о когнитивных схемах в связи с проблемой индивидуальных интеллектуальных возможностей является теория «конструктивных операторов» Дж. Паскуаля-Леона (Pascual-Leon, 1970; 1987; Pascual-Leone, Goodman, 1979). Паскуаль-Леон ввел понятие «ментальная способность», которая характеризует индивидуальный ресурс внимания (или уровни развития внимания). Ментальная способность, в свою очередь, имеет две составляющие:

• 1) «структурная ментальная способность» (включает фигуративные схемы, которые содержат предметно-специфическую информацию относительно происходящих событий и фиксируют инварианты различных ситуативных взаимодействий человека со своим окружением, и оперативные схемы, которые характеризуют правила организации и преобразования этой информации);
• 2) «функциональная ментальная способность» (включает ментальные операторы, которые отвечают за оперативную и избирательную актуализацию релевантной схемы, мобилизацию части или всего набора схем и их распределение в процессе решения конкретной проблемы).

Особое значение для эффективной интеллектуальной деятельности имеют ментальные операторы. Основные среди них:

• • М-оператор (mental power) (отвечает за активизацию необходимого количества схем, релевантных конкретной задаче, и характеризующий уровень «ментальной энергии» субъекта);
• • 1-оператор (interrupt) (отвечает за торможение нерелевантных схем);
• • L-оператор (learning) (отвечает за усвоение знаний и способов деятельности).

В более поздних работах к этим операторам были добавлены Е-оператор (executive) (обеспечивает оперативную регуляцию работающих схем) и F-оператор (field of activation) (оперативно активизирует весь комплекс схем в долговременной памяти) (Pascual-Leone, Baillargeon, 1994; Pascual-Leone, 1996).

Нельзя не заметить, что ментальные операторы — по отношению к когнитивным схемам (фигуративным и оперативным) как компонентам когнитивного опыта — являются ментальными структурами более высокого порядка, выступая в качестве компонентов метакогнитивного опыта.

Характерно, что, согласно теории Паскуаль-Леона, когнитивный стиль полезависимость / поленезависимость играет центральную роль в интеллектуальной деятельности, поскольку оказывает влияние на тот способ, которым субъект использует свою ментальную способность. То есть этот когнитивный стиль связан со сформированностью ментальных операторов, прежде всего М-, Iи L-операторов (Pascual-Leone, Goodman, 1979; Ribaupierre, 1988).

В соответствии с теорией Паскуаль-Леона, в одном и том же возрасте дети либо взрослые могут иметь одинаковую структурную ментальную способность, но различаться в уровне сформированности ментальных операторов, которые и определяют меру эффективности интеллектуального поведения. «Эти „скрытые“ измерения ментальных возможностей индивидуума являются количественными характеристиками качественных стадий когнитивного развития, описанных в пиажеанском и неопиажеанском подходах и наиболее важным внутренним компонентом развивающегося и общего интеллекта» (Pascual-Leone, Baillargeon, 1994, р. 163).

Попытку соотнесения уровня развития индивидуальных интеллектуальных возможностей с характеристиками когнитивных схем можно найти в работах разных авторов. Наиболее радикален в оценке роли когнитивных схем, пожалуй, У. Найссер. Он считает, что «те виды информации, для которых у нас нет схем, мы просто не воспринимаем» (Найссер, 1981, с. 105). Представляет интерес идея М. Минского о том, что индивидуальные различия в интеллекте обусловлены мерой богатства набора наличных фреймов (Минский, 1979).

Соответственно для оценки индивидуального интеллекта важно знать, каким репертуаром схем человек владеет и какое количество релевантных схем может быть актуализовано в данный момент времени с учетом требований ситуации.

Наконец, особый интерес среди когнитивных схем представляет такая их мало изученная разновидность, как темпоральные схемы. Темпоральные схемы — это когнитивные структуры, отвечающие за оперативную переработку информации о временных аспектах происходящего (шире — за организацию психического времени).

Вопрос о природе субъективного отражения времени, занимая важное место в психологической науке, практически не обсуждается в контексте психологии интеллекта. Парадоксальное упущение! Традиционная феноменология интеллекта ограничивается особенностями познавательного отражения объективной действительности как пространственной реальности. Однако объективная действительность имеет временную компоненту, следовательно, механизмы интеллекта должны быть связаны с особенностями организации психического времени, а развитие интеллекта — с формированием все более зрелых темпоральных когнитивных схем.

Анализ известных нам исследований психического времени позволяет отметить несколько отличительных аспектов этого феномена. Во-первых, основы и закономерности времени как психической реальности следует искать в особенностях сенсорного времени, исходной формой которого является психическое отражение движений и изменений (Веккер, 1981). Во-вторых, субъективной единицей психического времени является «перцептивный момент», выступающий в сознании как «действительное настоящее», за пределами которого заканчивается «прошлое» и начинается «будущее» (Цуканов, 1985). То есть «настоящее психическое время» — это целостное отражение настоящего, прошлого и будущего в их последовательных переходах одного в другое. В-третьих, существуют индивидуальные различия в степени структурированности временного поля, которые проявляются не только в степени точности отражения даже очень коротких — в доли секунды — временных длительностей, но и в динамике протекания психического времени — эффектах «быстрого, медленного и хаотичного времени» (Nosal, 1990). В-четвертых, темпоральные схемы могут быть разной степени обобщенности, образуя своего рода иерархию временных ориентаций человека, начиная с уровня непосредственного отражения временной длительности и заканчивая переживанием личностного времени в условиях реконструкции времени собственной жизни (Роговин, Карпова, 1985).

В одном из наших исследований была предпринята попытка выявить связи между, с одной стороны, точностью отражения коротких временных длительностей (0,2; 0,5; 1,0; 1,5 и 2,0 секунды; учитывался средний показатель величины ошибки воспроизведения) и особенностями переживания «субъективного настоящего времени» — величины того физического интервала времени, который воспринимается как длящееся настоящее время (испытуемый трижды воспроизводил свое «субъективное настоящее время» путем нажатия кнопки, обозначив «начало настоящего» и затем повторного нажатия кнопки в момент, когда, по его мнению, настоящее перешло в прошлое; учитывалась средняя величина данного интервала времени по трем ответам) и, с другой стороны, — с продуктивными и стилевыми характеристиками интеллектуальной деятельности, имеющими отношение к структурированию пространственных впечатлений и выполнению категориальных (понятийных) преобразований (использовались субтесты шкалы Векслера «Кубики Кооса» и «Сходство», а также методики «Включенные фигуры»;

показатель «Время обнаружения простой фигуры» и «Свободная сортировка слов», показатель «Количество групп» для измерения когнитивных стилей полезависимость / поленезависимость и узкий/широкий диапазон эквивалентности) (п = 26) (Музычук, Холодная, 1989).

Согласно полученным данным, величина ошибки воспроизведения (тенденция к переоценке коротких временных интервалов) соотносится с полезависимостью (г = 0,46, р < 0,05), низким уровнем способности к пространственным преобразованиям (г = -0,55, р < 0,01), высоким уровнем способности к категориальному обобщению (г = 0,45, р < 0,05) и в тенденции широтой диапазона эквивалентности (синтетичностью) (г = -0,38, не знач.) Таким образом, влияние невербальных и вербальных компонентов интеллектуальной деятельности на отражение времени, по нашим данным, оказывается прямо противоположным.

Что касается субъективного настоящего времени, то величина его интервала (по выборке она варьировала в диапазоне от 3 до 10 секунд) положительно связана с величиной ошибки воспроизведения (г = 0,47, р < 0,05) и полезависимостью (г = 0,42, р < 0,05).

Таким образом, можно говорить о существовании определенного симптомокомплекса: связях эффекта «быстрого времени» (уменьшение времени воспроизведения коротких звуковых длительностей и соответственно большая точность восприятия коротких временных интервалов) и «сжатости» субъективного настоящего времени (соответственно большая скорость перехода воспринимаемого настоящего в прошлое), с одной стороны, и высоким уровнем способности к пространственным преобразованиям (поленезависимым стилем и высокой успешностью составления целой фигуры из деталей) и низким уровнем способности к категориальному обобщению. Следовательно, можно говорить о единстве проявлений артикулированности темпоральных и пространственных схем. Обращает на себя внимание тот факт, что большая активность в выполнении пространственных преобразований соотносится с проявлением большей интенсивности субъективного «потока времени».

По-видимому, существуют единые когнитивные механизмы, отвечающие за организацию пространственно-временной структуры познавательных образов. Поэтому понятие «ментального пространства» является терминологически неполным: возможно, следует говорить о «ментальном пространственно-временном поле» как следствии разворачивания пространственных и временных когнитивных схем.