Зависимость успешности формирования понятий от свойств знака

Актуальность исследования и постановка проблемы. Категоризациябазовая когнитивная функция, которая позволяет создавать множество понятий, необходимых для понимания окружающих предметов, событий и их связей. Благодаря имеющимся у взрослого человека понятиям, он может гораздо быстрее опознавать новые объекты, выбирать подходящие действия в отношении них, осуществлять индуктивные выводы. Известно, что свойства понятий очень сильно различаются на разных этапах онтогенетического развития. Так, у взрослого человека понятийная система тесно связана с речью, которая в свою очередь обслуживает процессы коммуникации.

Относительно конкретных механизмов связи между понятиями и речью в психологии нет общепринятой точки зрения. С одной стороны, признается, что речь — это просто разновидность вербальных знаков, которые также как и другие знаки выполняет функцию обратной связи при проверке гипотез, а процессами построения обобщений и их хранения занимается понятийная система. Одним из первых и наиболее типичным примером исследования такого рода можно назвать эксперимент Дж. Брунера (Bruner, 1976). Продолжая, можно сказать, что в рамках этого представления, понятия могут создаваться и без участия речи (Smith, 2004) и даже младенцами (Marschall, 2003), однако, на это потребуется значительно больше времени. Согласно другому представлению, речь вообще и слова в частности, нечто большее, чем указания на правильные и неправильные гипотезы. Поскольку речь сопровождает восприятие множества объектов и событий, то она начинает с ними коррелировать, тем самым усиливая внимание к повторяющимся признакам и ослабляя внимание к случайным (Lupyan, 2012). Другими словами, речь необходима для управления процессом построения обобщения, и большая часть понятий вообще не могла бы существовать без наличия вербальных знаков для них (Выготский, 1999).

Около десяти лет назад в психологии категориального научения появилась идея о существовании качественно различных систем категоризации, обеспечивающих формирование разных типов обобщений. Так, в исследованиях Г. Эшби (АэЬЬу, 2002) были открыты две относительно независимые друг от друга системы по построению правила категоризации: имплицитная или система построения статистически-плотных категорий (строящая правила категоризации на основе суммирования большого количества внешне воспринимаемых изменений), и эксплицитная, или система для построения статистически-неплотных категорий (строящая правила категоризации на основании выделения небольшого количества релевантных признаков). В дополнительных исследованиях было обнаружено, что функционирование этих систем категоризации нарушается при различных неврологических расстройствах независимо друг от друга и что им соответствуют различные группы нейронных структур (зрительные отделы коры для имплицитной системы и префронтальные для эксплицитной). Также Эшби предположил, что в ходе эволюции имплицитная система является более ранней, базовой, эксплицитная же появляется позже и свойственна только таким развитым существам, как человек и некоторые виды приматов.

Проблема связи речи и понятий может таким образом решаться через анализ этой связи в категориях разного типа. Отличия между разными системами категоризации могут состоять в том, что различные свойства речевых знаков имеют разную функцию при формировании разных типов категорий, поскольку знаки и специфическое отношения человека к ним эволюционировали вместе с развитием систем произвольного внимания, в то время как перцептивный анализ объектов сохранил более автономное существование.

Объект исследования — процесс формирования категорий разного типа.

Предмет исследования — зависимость успешности формирования плотных и неплотных категорий от перцептивных, семантических и вербальных свойств знака.

Перцептивные свойства знака связаны с его физическим воплощением: размером, цветом, формой и др. Семантика знака — его значение, известное или неизвестное человеку из прошлого опыта. По наличию семантики слова могут быть искусственными (например «бликет») и естественными {"цветок"). Возможность вербализации — форма знака, при которой он может быть произнесен, артикулирован. Слова, записанные с помощью знакомого алфавита, — знаки, которые могут быть вербализованы, а в незнакомом — нет.

Цель исследования — изучить зависимость успешности формирования понятия в категориях разного типа от названных свойств знака.

Задачи исследования:

1. Создать материал для формирования понятий по правилу внешнего сходства и по правилу выделения одного признака для актуализации категорий разного типа;

2. Проанализировать, какие свойства знака наиболее релевантны для формирования понятий;

3. Провести экспериментальную проверку гипотез и сравнить успешность формирования понятий в категориях разного типа от доступности разных свойств знака.

Теоретико-методологическая основа работы. В ходе планирования исследования и интерпретации полученных результатов были использованы следующие теоретические модели: гипотеза Л. С. Выготского о связи между понятиями и речью, парадигма представления понятия как теории Г. Мерфи и Д. Медина, теория о нейронных основах категорий разного типа Г. Эшби и ее адаптация к развитию понятий в модели онтогенеза понятий В. Слуцкого для построения задач на формирование понятиймодель рече-обогащенной категоризации Г. Лупяна для анализа участия в категоризации разных свойств знака.

Общая гипотеза исследования: при формировании новых понятий в условиях категорий с различной статистической плотностью распределения признаков задействованы качественно разные системы научения. В случае категорий с высокой статистической плотностью формирование понятий не требует произвольного контроля и может происходить автоматически через выделение наиболее часто встречаемых признаков. В случае категорий с низкой статистической плотностью формирование понятий невозможно без развитой функции произвольного контроля за визуальным выделением отдельных признаков и их сравнением в разных примерах категорий.

Вследствие этого, мы предполагаем, что различные свойства знака будут выполнять различные функции при формировании понятий в категориях разного типа: 1) успешность формирования плотных категорий будет зависеть от визуальных, перцептивных свойства знака, а 2) успешность формирования неплотных категорий будет зависеть от свойств, связанных с лексичностыо (наличие привычной семантики и вербализуемости).

Методы исследования: формирование искусственных понятий в условиях эксперимента, проводимого по смешанному факторному плану. Статистическая обработка результатов производилась с помощью различных видов дисперсионного анализа.

Научная новизна исследования. Традиционная точка зрения в области изучения формирования понятий заключается в том, что речь и знаковые средства крайне важны для формирования любых понятий (Выготский, 1999). Однако более современные теоретические подходы утверждают, что любые признаки примеров формируемого понятия, коррелирующие друг с другом (включая и слово, которое выступает одним из них), приведут к его более успешному формированию ((¡-)шпп, ЕтаБ, 2010). Или — чем больше согласованных между собой признаков выделяет внимание, тем успешнее происходит формирование понятий.

В нашей работе предлагается новый компромиссный вариант объяснения — разные свойства знака выполняют несовпадающие функции при формировании категорий разного типа. Помимо того, что наше теоретическое объяснение более гибкое, так как объясняет факты, полученные в обоих предыдущих подходах, оно также в лучшей степени, чем оба предыдущих подхода согласуется с эволюционными и онтогенетическими данными, характеризующими становление механизмов категоризации.

Положения, выносимые на защиту: 1. Формирование новых понятий опирается на качественно разные в генетическом и структурном отношениях системы научения. Эти системы научения связаны с опорой на различные перцептивные свойства примеров (плотность распределения признаков в примерах категорий), а также с различными свойствами знаковых средств (перцептивными, семантическими и вербальными).

2. Помимо выполнения коммуникативной функции речь осуществляет эффективную поддержку некоторых систем научения, связанных с формированием неплотных категорий (содержит индикаторы для запуска действий обобщения и подготовки к нам, средства для произвольного контроля выделения релевантных значений и переключения между ними), но не поддерживает другие — связанные с формированием плотных категорий. В случае актуализации систем научения, названных вторыми, речь не реализует перечисленные функции, и формирование обобщений происходит с опорой на другие когнитивные ресурсы.

3. Существуют различия во влиянии свойств знака на формирование категорий разного типа. Для формирования плотных категорий важное значение имеют визуальные характеристики знака — именно их наличие повышает успешность формирования понятий, в то время как семантика знака и возможность его вербализации не важны. Для формирования неплотных категорий важное значение имеет семантика знака и его вербализация, а перцептивные свойства знака, напротив, имеют подчиненное значение.

4. Формирование плотных категорий не зависит от произвольного контроля и может происходить автоматически без опоры на знаковые средства, формирование неплотных категорий происходит произвольно и с обязательной опорой на знаковые средства.

Практическая значимость исследования. Результаты, полученные в работе, можно использовать при диагностике сформированности в разных возрастах способностей обобщения и при создании программ обучения, ориентированных на формирование научных понятий, а также при развитии учебных средств для формирования навыков обобщения в старших классах школы и на начальных курсах вуза.

Апробация результатов диссертационного исследования.

Основные положения и результаты работы были представлены в виде докладов и обсуждались на десяти российских и международных конференциях: XI Международных чтениях памяти Л. С. Выготского (Москва, 2010) — XII Международных чтениях памяти Л. С. Выготского (Москва, 2011) — XVII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов» (Москва, 2010) — 3-ей Конференция молодых ученых, посвященной памяти Карла Дункера «Теоретические и прикладные проблемы психологии мышления» (Москва, 2011) — Четвертой Международной конференции по когнитивной науке (Томск, 2010) — Второй Всероссийской конференции (Нижний Новгород, 2011) — Конференции «Когнитивные науки в Москве: новые исследования», (Москва, 2011) — Пятой Международной конференции по когнитивной науке (Калининград, 2012). Также промежуточные результаты исследования были представлены на заседаниях когнитивного семинара РГТУ в 2011;2012 гг.

Содержание работы отражено в восьми публикациях.

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет 120 страниц, включая 4 диаграммы, 1 таблицу и 4 приложения.

Список литературы

включает 124 наименований, из них 104 на иностранных языках.

Выводы.

1. Формирование новых понятий происходит на основе совместной работы качественно разных систем научения, которые запускаются как объективными факторами (статистическое распределение признаков в примерах), так и субъективными (вербализация и произвольное внимание).

2. Речь участвует в формировании понятий и поддерживает его лишь в случае некоторых систем научения, тех что используются для создания неплотных категорий. Система создания плотных категорий не использует возможности предоставляемые речью и вербальными знаками, такие категории являются генетически более ранними и создаются через возможности, предоставляемые системой восприятия.

3. Для формирования плотных категорий более удобными являются визуальные характеристики знака, в то время как для формирования неплотных категорий — характеристики, связанные с лексичностью. Лексичность знака определяется сочетанием двух свойств — наличие семантики и возможности вербализации, последнее свойство является более значимым для формирования понятий в неплотных категориях.

4. Успешность формирования плотных категорий не снижается как при вербальной интерференции, так и невербальной, а успешность формирования неплотных категорий снижается при вербальной интерференции и не снижается при невербальной интерференции, что доказывает значение вербализации, как коммуникативного средства при формировании понятий.

5. При формировании понятий в плотных категориях знак помогает находить перцептивные соответствия между коррелирующими признаками объекта и его обработка происходит автоматически наряду с обработкой другой визуальной информации. При формировании понятий в неплотных категориях знак помогает произвольному управлению вниманием при обработке визуальной информации.

Заключение

и выводы.

Наше исследование было направлено на изучение роли свойств знака для формирования категорий разного типа. Мы давали испытуемым задания на классическое формирование понятий с обратной связью. Испытуемые получали, так называемые, статистически-плотные категории и статистически-неплотные категории. В четырех экспериментах мы варьировали такие свойства знака, как его визуальность, лексичность, иконичность и нагруженность дополнительными действиями со знаком. Мы обнаружили, что для формирования плотных категорий более удобными являются визуальные характеристики знака, в то время как для формирования неплотных категорий более важным был параметр лексичности. Дополнительно мы показали, как устроено управление вниманием при работе со знаком в разных категориях.

Наиболее близкими к нашему исследованию являются работы по изучению категориального научения без обратной связи (Cabrera, Billman, 1996) или с избыточной обратной связью (Lupyan, Rakison, 2007). В этих работах показано, что в случае Н-категорий успешность их формирования значимо увеличивается, если в знаки вводить отношения присущие грамматике языка (лексику наряду с синтаксисом). В этом случае внимание к коррелирующим признакам объектов значительно усиливается. Также было показано, что даже в тех случаях, когда знаком может выступать звук, просто добавление к нему искусственных слов улучшает формирование категории, но при этом пространственное расположение знака не улучшает. Эти данные согласуются с нашими, свидетельствующими, что формирование Н-категорий в отличие от П-категорий опосредовано большим количеством свойств знака. Дальнейшие исследования должны помочь выяснить онтогенетические закономерности в работе этих механизмов.

Расширяя интерпретацию наших результатов можно отметить, что в последние два десятилетия область психологии понятий серьезно изменяется под влиянием так называемых гибридных теорий. Если до 1990;х гг. главные дискуссии в этой области психологии касались описаний наиболее релевантных эмпирическим данным структур обобщения (примеры, прототипы, схемы), то в настоящее время доминирует точка зрения, что гораздо более удобным является позиция о гетерогенности систем категоризации. Выделение различных типов категорий соответствует как принципу эволюции (разные формы обобщения появились в разное время в ходе эволюции), так и принципу когнитивной экономии (обобщение берет на себя та система категоризации, которая наиболее хорошо соответствует задачам и возрастным характеристикам когнитивных функций).

Похожую идею развивал Л. С. Выготский, когда анализировал генетически разные корни у псевдопонятий и потенциальных понятий. Кроме того, он также указывал, что все генетические ранние формы обобщения, например, синкреты и комплексы имеют функциональное значение во взрослом возрасте в определенных ситуациях. Наиболее интересной и отличительной характеристикой представлений Выготского, существенно противопоставляющей его идеи работам Г. Эшби и В. Слуцкого, является идея о социальном характере практически всех форм обобщения. Например, комплекс-коллекция имеет место в детских понятиях, поскольку он отражает прагматику, сформированную в дошкольном возрасте, что наборы одинаковых вещей крайне редки и функционально бесполезны. Такой тематический характер обобщений в настоящее время может быть интерпретирован, как обобщение на основе одновременно большого количества признаков. Но с другой стороны он также отражает конвенциональные особенности специфически человеческих знаний если другой человек показывает на предмет, то возможно он имеет в виду не группу таких же предметов, а его отношение к целостной предметной ситуации.

Наше исследование, с одной стороны, показывает, что речь имеет органическую связь с более поздними формами обобщения — формированием неплотных категорий. Такая связь имеет двойное значение. Во-первых, лексикализация помогает изолировать в восприятии отдельные признаки и проводить обобщение на основе не целостных перцептивных структур, а на основе произвольно выбранного свойства объекта. Во-вторых, лексикализация важна для создания неплотных категорий, поскольку такие категории не встречаются среди так называемых «природных» категорий (natural kinds). Для обобщения животных, растений и явлений природы крайне редко нужны обобщения на одном изолированном признаке — цвете, размере и других. Такое сосредоточение на отдельных измерениях в примерах категорий более часто в практике коммуникации среди людей, когда практически только посредством речи для разных действий можно указать релевантные признаки объектов. Получается, что за связью неплотных категорий с речью могут лежать не столько когнитивные функции (произвольное внимание, переключение в рабочей памяти), но также и культурные и социальные особенности коммуникации. Наша работа показывает, что эти две стороны очень тесно связаны и выступают опорой одна для другой. Наше исследование предоставляет возможности для развития этой проблемы и создания на ее основе не просто новой теории о разных системах категоризации или разной форме кодирования информации в памяти, но и также об участии механизмов социального познания в категориальном научении.