Устойчивые ошибки в процессе научения: особенности и возможности прогнозирования

УДК 159.95

Вестник СПбГУ. Сер. 16. 2014. Вып. 4

Н. В. Андриянова

УСТОЙЧИВЫЕ ОШИБКИ В ПРОЦЕССЕ НАУЧЕНИЯ: ОСОБЕННОСТИ И ВОЗМОЖНОСТИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ1

В данной экспериментальной работе исследуется возможность прогнозирования устойчивых ошибок в процессе научения с помощью регистрации времени реакции и степени уверенности при ответе. Известно, что время реакции при совершении повторяющихся ошибок меньше, чем при одиночных ошибках. Действительно, проведенное исследование показало, что в начале процесса научения люди быстрее и увереннее реагируют при совершении устойчивых ошибок по сравнению с одиночными ошибками. Следовательно, эта реакция может служить сигналом

0 том, что данные ошибки будут повторяться при продолжении процесса научения. Кроме того, обнаружено увеличение времени реакции при правильных ответах перед устойчивыми ошибками, что также позволяет прогнозировать повторение этих ошибок. Библиогр. 9 назв. Ил. 2. Табл. 6.

Ключевые слова: устойчивые ошибки, научение, время реакции, прогнозирование, уверенность.

Andriyanova N. V.

REGULAR ERRORS IN THE LEARNING PROCESS: FEATURES AND POSSIBILITY TO PREDICT

The current study investigates predicting of regular errors in the learning process by means of reaction time and the level of confidence. It aims to describe the phenomenon of regular errors and to determine the features of wrong answers at the beginning of learning process which enable predicting of regular errors during the course of learning process. There is a lot of evidence on regularities of appearance and repetition of errors in the learning process. However such regularities are usually registered after completion of learning process and errors tend to consolidate. This work is directed towards detection of regular errors at the initial stage of learning process that will allow to correct such errors in due time and prevent their strengthening. It is generally assumed that reaction time is less for regular errors than for singular errors. Current experiments demonstrated that reaction is faster for regular errors in the beginning of learning process than for singular errors. This is the signal that such errors will be repeated in the course of learning process. Besides, a slowing of correct answers before regular errors was found. This fact also allowed to predict the repetition of these errors. Confidence of the answer is also different for different types of answers. The present study showed that the level of confidence of regular wrong answers increases in the course of learning process. Refs 9. Figs 2. Tables 6.

Keywords: regular errors, learning process, reaction time, predicting, confidence.

Данная работа направлена на описание феномена и исследование возможности прогнозирования устойчивых ошибок, совершаемых в процессе сенсомоторного научения, с помощью регистрации времени реакции и степени уверенности в ответе при совершении таких ошибок в начале процесса научения.

Возникновение ошибок часто объясняется неким сбоем или ограниченностью ресурсов [1-2]. В более современных работах ошибки рассматриваются как закономерности работы психики и сознания. В исследованиях В. М. Аллахвердова [3-4]

Андриянова Наталья Владимировна — аспирант, Санкт-Петербургский государственный университет, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9; andriyanova89@ mail.ru

Andriyanova Natalya — postgraduate student, St. Petersburg State University, 7/9, Universitetskaya nab., St. Petersburg, 199034, Russian Federation; andriyanova89@mail.ru

1 Исследование выполнено при финансовой поддержке РГНФ в рамках научного проекта № 13-06-00535а «Роль осознаваемого и неосознаваемого в когнитивной деятельности», руководитель В. М. Аллахвердов (2013-2015).

было показано, что однажды невоспроизведенные или незамеченные знаки будут в дальнейшем воспроизводиться и замечаться испытуемыми значимо хуже, чем новые стимулы. При этом для того, чтобы неосознанно повторять ошибочные ответы, человек должен помнить, что именно он не осознал ранее. Анализ эмпирических данных, полученных зарубежными и отечественными исследователями, приводит к выводу, что человек способен неосознанно отличать свои правильные ответы от ошибочных, даже если сознательно не имеет представления о правильности своего ответа. Тем не менее в дальнейшем он не только не исправляет свои ошибки, но повторяет их, а иногда даже усиливает. Предполагается, что однажды принятое решение влияет на последующие выборы, обусловливая повторное осознание (последействие позитивного выбора) или неосознание (последействие негативного выбора).

Одной из причин повторения и усиления ошибки может выступать желание разрешить противоречия между реализуемым (ошибочным) поведением и неосознанным знанием правильного ответа, а также стремление сохранить свои (в том числе ошибочные) представления о мире и о самом себе. Кроме того, совершаемая человеком ошибка может быть следствием каких-то иных принятых им решений, порой неосознанных. Например, при решении некоторых однотипных задач человек заранее, не всегда осознавая это, определяет, что не может справиться со всеми задачами безошибочно, определяет вероятность правильности своих действий, при этом имплицитно выбирая для себя те конкретные задачи, в которых будет ошибаться. Так появляются устойчивые ошибки. Н. А. Иванова в своих исследованиях показала, что испытуемые склонны повторять свои ошибочные ответы в задачах на точность. Более того, с ростом эффективности работы испытуемого в процессе научения количество устойчивых ошибок увеличивается [5]. В процессе сенсомотор-ного научения человек склонен неосознанно повторять как правильные, так и ошибочные ответы — а ведь для этого он должен помнить, что именно он не осознал ранее. Было показано, что даже если испытуемый не способен дать отчет об эффективности собственной деятельности, он всё равно дает правильные ответы значимо быстрее и, как правило, увереннее, чем неправильные [6].

Схожие результаты были получены и в других исследованиях. Так, Р. Ванрул-лен и К. Кох предъявляли испытуемым для запоминания фотографии городского пейзажа. Оказалось, что участники эксперимента, которые не смогли воспроизвести некоторые из объектов, например автобус, в последующей задаче соотнесения слова с его изображением допускали больше ошибок и справлялись с заданием гораздо медленнее, если целевым словом являлся автобус, а не название одного из правильно воспроизведенных объектов [7]. Г. Хайкек и Р. Саймонс определяют повторяющуюся ошибку как совершение испытуемым ошибки в последующей пробе при условии, что предыдущий ответ также был ошибочным. В их экспериментальных исследованиях на материале теста Струпа было обнаружено, что время повторяющейся ошибки меньше, чем врЬ емя перехода к правильному ответу, а также меньше, чем время одиночной ошибки [8].

Проблема совершения ошибок и причин их возникновения исследуется как в отечественных, так и в зарубежных работах. Получено множество данных о закономерностях совершения и повторения ошибок в процессе научения. Однако такие закономерности регистрируются, как правило, после завершения процесса научения, в ходе которого происходит закрепление ошибок. Например, В. А. Гершкович

и коллеги в исследовании, посвященном ошибкам у спортсменов, показали, что не исправленные ошибки закрепляются и прогрессируют в ходе тренировок, поэтому при тренировке спортсменов необходимо задействовать методы профилактики повторяющихся ошибок и их предотвращения на начальных этапах процесса научения [9]. Наша работа имеет целью обнаружение устойчивых ошибок на начальном этапе процесса научения, что позволит своевременно корректировать такие ошибки и не допускать их закрепления. Кроме того, результаты исследования позволят расширить представления о природе устойчивых ошибок, об их связи с закономерностями работы сознания.

Цель исследования: описание феномена устойчивых ошибок и определение особенностей ошибочных ответов в начале процесса сенсомоторного научения с целью прогнозирования устойчивых ошибок при продолжении процесса научения.

Гипотеза исследования: время реакции на данный стимул и степень уверенности в ответе при совершении устойчивой ошибки в начале процесса научения будут отличаться от аналогичных показателей при одиночной ошибке, что позволит предсказать, какие ошибки будут повторяться по мере продолжения научения.

Задачи исследования:

1. Выявление устойчивых ошибок в экспериментальном исследовании и выделение их типов (ошибки «замены» и ошибки «пропуска»).

2. Сравнение времени реакции при устойчивых ошибках со временем реакции при правильных ответах и одиночных ошибках.

3. Сравнение времени реакции при правильных ответах перед устойчивыми и перед одиночными ошибками.

4. Сравнение показателей степени уверенности в правильных и ошибочных ответах.

Метод исследования. В ходе исследования было проведено два эксперимента, направленных на опознание однотипных стимулов.

Эксперимент 1. Испытуемым на экране компьютера на 200 мс в качестве стимулов предъявляются по одному циферблаты часов. После предъявления каждого стимула на экране появляется поле, куда испытуемому нужно вписать время, которое было показано на циферблате. Всего в эксперименте предъявляется 120 стимулов, сгруппированных в 10 серий по 12 стимулов, которые повторяются в сериях в разном порядке. В процессе выполнения задания регистрируются ответы испытуемого и время его реакции на стимулы. Временем реакции считалось время от окончания предъявления стимула до окончания введения испытуемым ответа. Сравнивается время правильных ответов, время одиночных неповторяющихся ошибок, время устойчивых ошибок в начале процесса научения (первые ошибочные ответы на данный стимул) и время устойчивых ошибок при продолжении процесса научения (повторные ошибочные ответы на данный стимул). Кроме того, половине испытуемых после каждого ответа предлагалось оценить степень уверенности в своем ответе по 5-балльной шкале. Будем также различать устойчивые ошибки замены (одинаковые ошибочные ответы на стимул) и устойчивые ошибки пропуска (идущие подряд разные ошибочные ответы на стимул). Понятие «устойчивые ошибки замены» предполагает замену правильного ответа на конкретный ошибочный ответ; под «устойчивыми ошибками пропуска» понимается совершение разных ошибок в ответ на одни и те же стимулы, т. е. пропуск верного ответа.

Предполагается, что в начале процесса научения время реакции при устойчивых ошибках будет отличаться от времени реакции при одиночных ошибках, что позволит прогнозировать повторение ошибок при продолжении научения. Другими словами, быстрая реакция на стимулы во время совершения ошибки в начале выполнения экспериментальной задачи является основанием полагать, что при дальнейших ответах именно на эти стимулы испытуемый будет совершать устойчивые ошибки.

В исследовании приняли участие 60 человек в возрасте от 17 до 30 лет.

Результаты:

1. В случае устойчивых ошибок замены обнаружены статистически достоверные различия между временем реакции при правильных ответах и устойчивых ошибочных ответах и временем реакции при одиночных ошибочных ответах (1=5,276; р<0,01) при парном сравнении по критерию Стьюдента для связных выборок. При совершении одиночных ошибок время реакции достоверно выше, чем при правильных ответах и устойчивых ошибках при продолжении процесса научения (1=4,739; р<0,01). Достоверных различий во времени реакции при правильных ответах и устойчивых ошибках при продолжении процесса научения не обнаружено. При совершении устойчивых ошибок в начале процесса научения время реакции достоверно выше, чем при правильных ответах (1=5,365; р<0,01), и достоверно ниже, чем при одиночных ошибках (1=2,148; р<0,05) (табл. 1). Таким образом, с помощью сравнения времени реакции при совершении одиночных ошибок и устойчивых ошибок в начале процесса научения можно определить, в каких стимулах будут повторяться устойчивые ошибки замены при продолжении процесса научения.

Табл. 1. Средние значения времени реакции при ответе

Ответ Среднее время

Правильный 5,3

Ошибочный неповторяющийся 7,1

Первая ошибка замены 6,4

Ошибочный повторяющийся (ошибка замены) 5,6

2. Обнаружены статистически достоверные различия между оценками уверенности в правильных и в ошибочных ответах (1=2,543; р<0,05). Испытуемые более уверены в правильных, чем в любых ошибочных ответах. Уверенность в устойчивых ошибочных ответах в начале и при продолжении процесса научения статистически достоверно выше, чем при одиночных ошибках (1=3,256; р<0,01) (табл. 2). Таким образом, при совершении устойчивых ошибок на разных этапах научения испытуемые более уверены в своем ответе, чем при совершении одиночных ошибок, что также позволяет прогнозировать повторение таких ошибок.

Табл. 2. Средние значения степени уверенности в ответе

Ответ Степень уверенности

Правильный 4,2

Ошибочный неповторяющийся 3,4

Первая ошибка замены 3,8

Ошибочный повторяющийся (ошибка замены) 3,9

3. Обнаружены статистически достоверные различия во времени реакции при правильных ответах перед устойчивыми ошибками пропуска в начале процесса научения и перед одиночными ошибками при парном сравнении по критерию Стьюдента для связных выборок. Перед устойчивыми ошибками время правильных ответов статистически достоверно выше, чем перед одиночными ошибками 0=2,128; p<0,05) (табл. 3).

Табл. 3. Средние значения времени реакции при правильном ответе перед ошибками пропуска

Тип ошибки Среднее время ответа перед ошибкой

Устойчивая ошибка пропуска 6,3

Одиночная ошибка 5,7

Таким образом, наблюдается замедление реакции перед устойчивыми ошибками в начале процесса научения, что позволяет прогнозировать повторение ошибок пропуска в ответ на данные стимулы при продолжении процесса научения (рис. 1). В случае ошибок замены таких различий не обнаружено.

6 М 16 21 26 31 36 4! 46 51 56

№ испытуемого

Рис. 1. Время реакции при правильном ответе перед ошибками пропуска

Выводы:

1. При опознании стимулов, принадлежащих к одному классу и не слишком различающихся между собой, испытуемые устойчиво ошибаются при предъявлении строго определенных стимулов.

2. Показатели времени реакции при совершении устойчивых ошибок замены в начале процесса научения позволяют предсказывать появление ошибок и их устойчивость по мере продолжения научения.

3. По времени реакции при правильных ответах перед устойчивыми ошибками пропуска в начале процесса научения можно предсказывать повторение этих ошибок по мере продолжения научения.

4. Степень уверенности в устойчивых ошибочных ответах увеличивается по мере продолжения процесса научения.

Эксперимент 2. Испытуемым на экране компьютера в качестве стимулов на 200 мс предъявляются по одному изображения шахматных досок размером 10х10 ячеек с одной фигурой, расположенной в одной из этих ячеек. После предъявления каждого стимула на экране появляется пустая шахматная доска без фигур, на которой каждая ячейка обозначена буквой и цифрой по аналогии с шахматной нотацией, что служит подсказкой для испытуемого. После просмотра подсказки на экране появляется поле, куда испытуемому нужно вписать номер ячейки, на которой находилась фигура. Всего в эксперименте предъявляется 120 стимулов, сгруппированных в 10 серий по 12 стимулов, которые повторяются в сериях в разном порядке. В процессе выполнения задания регистрируются ответы испытуемого и время его реакции на стимулы. Временем реакции считалось время от начала появления подсказки до начала введения испытуемым ответа. Сравнивается время правильных ответов, время одиночных неповторяющихся ошибок, время устойчивых ошибок в начале процесса научения (первые ошибочные ответы на данный стимул) и время устойчивых ошибок при продолжении процесса научения (повторные ошибочные ответы на данный стимул). Кроме того, половине испытуемых после каждого ответа предлагалось оценить степень уверенности в своем ответе по 5-балльной шкале.

В исследовании приняли участие 60 человек в возрасте от 17 до 30 лет.

Результаты:

1. При совершении одиночных ошибок время реакции достоверно выше, чем при правильных ответах (1=5,892; р<0,01) и устойчивых ошибках при продолжении процесса научения (1=5,016; р<0,01). Достоверных различий во времени реакции при правильных ответах и устойчивых ошибках при продолжении процесса научения не обнаружено. При совершении устойчивых ошибок в начале процесса научения время реакции достоверно выше, чем при правильных ответах (1=5,278; р<0,01), и не отличается от времени реакции при одиночных ошибках (табл. 4). Таким образом, более быстрая реакция при ошибочных ответах характерна только для устойчивых ошибок при продолжении процесса научения. Время реакции при совершении устойчивых ошибок в начале процесса научения не отличается от времени реакции при одиночных ошибках, что не позволяет прогнозировать повторение ошибок.

Табл. 4. Средние значения времени реакции при ответе

Ответ Среднее время

Правильный 2,4

Ошибочный неповторяющийся 3,1

Первая ошибка замены 3,1

Ошибочный повторяющийся (ошибка замены) 2,5

2. Результаты сравнения степени уверенности при правильных ответах и ошибках замены соответствуют результатам Эксперимента 1. Обнаружены статистически достоверные различия между оценками уверенности в правильных и в ошибочных ответах (1=3,164; р<0,01). Испытуемые более уверены в правильных, чем в любых ошибочных ответах. Уверенность в устойчивых ошибочных ответах в начале и при продолжении процесса научения статистически достоверно выше, чем при одиночных ошибках (1=2,720; р<0,01) (табл. 5). Таким образом, при совершении устойчивых

ошибок на разных этапах научения испытуемые более уверены в своем ответе, чем при совершении одиночных ошибок, что также позволяет прогнозировать повторение таких ошибок.

Табл. 5. Средние значения степени уверенности в ответе

Ответ Степень уверенности

Правильный 3,8

Ошибочный неповторяющийся 3,1

Первая ошибка замены 3,4

Ошибочный повторяющийся (ошибка замены) 3,5

3. Результаты сравнения времени реакции при правильных ответах перед устойчивыми и одиночными ошибками пропуска также соответствуют результатам Эксперимента 1. Обнаружены статистически достоверные различия во времени реакции при правильных ответах перед устойчивыми ошибками пропуска в начале процесса научения и перед одиночными ошибками при парном сравнении по критерию Стьюдента для связных выборок. Перед устойчивыми ошибками время правильных ответов статистически достоверно выше, чем перед одиночными ошибками (1=3,082; р<0,01) (табл. 6).

Табл. 6. Средние значения времени реакции при правильном ответе перед ошибками пропуска

Тип ошибки Среднее время ответа перед ошибкой

Устойчивая ошибка пропуска 2,7

Одиночная ошибка 2,4

Таким образом, наблюдается замедление реакции перед устойчивыми ошибками в начале процесса научения, что позволяет прогнозировать повторение ошибок пропуска в ответ на данные стимулы при продолжении процесса научения (рис. 2).

Рис. 2. Время реакции при правильном ответе перед ошибками пропуска

Выводы:

1. При опознании однотипных стимулов у испытуемых возникают устойчивые ошибки.

2. Показатели времени реакции при совершении устойчивых ошибок замены в начале процесса научения не отличаются от показателей времени реакции при одиночных ошибках.

3. По времени реакции при правильных ответах перед устойчивыми ошибками пропуска в начале процесса научения можно предсказывать повторение этих ошибок по мере продолжения научения.

4. Степень уверенности в устойчивых ошибочных ответах увеличивается по мере продолжения процесса научения.

Заключение. Анализ полученных данных показал, что время реакции и степень уверенности при совершении устойчивых и одиночных ошибок в начале процесса научения различаются, так же как и время реакции при правильных ответах перед устойчивыми и одиночными ошибками. Испытуемые склонны быстрее и увереннее совершать устойчивые ошибки, чем одиночные, что может говорить о том, что они, не осознавая этого, воспринимают свои устойчивые ошибочные ответы как верные и поэтому реагируют почти так же быстро и уверенно, как при правильных ответах. Замедление правильных ответов перед устойчивыми ошибками может указывать на то, что испытуемый не уверен в правильности ответа на данный стимул и в дальнейшем может поменять его на ошибочный.

Таким образом, специфика устойчивых ошибок отличается от специфики одиночных ошибок. Некоторые особенности устойчивых ошибок, описанные выше, проявляются уже в начале процесса научения. Опираясь на выявленные особенности времени реакции и степени уверенности в ответах, можно предсказывать, какие ошибочные ответы будут повторяться при продолжении процесса научения.

Литература

1. Reason J. T. Human Error. Cambridge; New York: Cambridge University Press, 1990. xv+302 p.

2. Норман Д. Дизайн привычных вещей. М.: Вильямс, 2006. 364 с.

3. Аллахвердов В. М. Когнитивная психология сознания // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 16. 2012. № 2. С. 50-59.

4. Аллахвердов В. М. Опыт теоретической психологии (в жанре научной революции). СПб.: Печатный двор, 1993. 325 с.

5. Иванова Н. А. Удивительные приключения устойчивых ошибок в процессе научения // Экспериментальная психология познания. Когнитивная логика сознательного и бессознательного / В. М. Аллахвердов и др. СПб.: Изд-во СПбГУ 2006. С. 123-134.

6. Petrusuc W. M., Baranski J. V. Probing the locus of confidence judgments: Experiments on the time to determine confidence // Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 1998. Vol. 24, No. 3. P. 929-945.

7. VanRullen R., Koch C. Visual Selective Behavior Can Be Triggered Feed-Forward Process // Journal of Cognitive Neuroscience. 2003. Vol. 15, No. 2. P. 209-217.

8. Hajcak G., Simons R. F. Oops!.. I did it again: an ERP and behavioral study of double errors // Brain and Cognition. 2008. Vol. 68. Р. 15-21.

9. Гершкович В. А., Морошкина Н. В., Аллахвердов В. М., Иванчей И. И., Морозов М. И., Карпинская В. Ю., Кувалдина М. Б., Волков Д. Н. Возникновение повторяющихся ошибок в процессе сенсо-моторного научения и способы их коррекции // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 16. 2013. № 3. С. 43-54.

Статья поступила в редакцию 20 июня 2014 г.