Подходы к изучению когнитивного развития: теория обработки информации

Введение

Подход к изучению когнитивного развития

Теория обработки информации – это подход к изучению когнитивного развития, возникший из американской экспериментальной традиции в психологии. Психологи развития, использующие перспективу обработки информации, объясняют психическое развитие изменениями в базовых компонентах детского ума. Теория основана на идее, что люди не просто реагируют на стимулы, а активно обрабатывают получаемую информацию. Эта перспектива использует аналогию, рассматривая работу разума подобно работе компьютера. Таким образом, мозг функционирует как биологический компьютер, отвечающий за анализ информации из окружающей среды. Согласно стандартной модели обработки информации в контексте психического развития, «механизм» разума включает в себя механизмы внимания для привлечения информации, рабочую память для ее активной обработки и долговременную память для пассивного хранения с возможностью последующего использования. Эта теория объясняет, как по мере роста детей созревает их мозг, что приводит к улучшению их способности обрабатывать и реагировать на информацию, поступающую через органы чувств. Теория подчеркивает непрерывный характер развития, в отличие от стадийной теории когнитивного развития Жана Пиаже и других когнитивных теоретиков.

Люди как системы обработки информации

Теория обработки информации, в упрощенном виде, сравнивает человеческий мозг с компьютером или базовым процессором. Предполагается, что мозг работает в определенной последовательности, подобно компьютеру. Эта последовательность выглядит следующим образом: "получает входные данные, обрабатывает информацию и выдает результат". Эта теория предполагает, что мы, люди, обрабатываем информацию аналогичным образом. Подобно тому, как компьютер получает входные данные, разум получает информацию через органы чувств. Если информация привлекает внимание, она перемещается в кратковременную память. Находясь в кратковременной или рабочей памяти, разум способен использовать эту информацию для взаимодействия с окружающим миром. Затем информация кодируется и сохраняется в долговременной памяти. При необходимости информация может быть извлечена с помощью центрального исполнителя. Центрального исполнителя можно понимать как сознание. Центральный исполнитель может извлекать информацию из долговременной памяти обратно в рабочую память для использования. Считается, что наш разум обрабатывает информацию так же, как это делает компьютер. Результат, выдаваемый компьютером, можно сравнить с тем, как разум выдает информацию посредством поведения или действий.

Компоненты

Хотя обработку информации можно сравнить с компьютером, многое еще предстоит объяснить. Обработка информации состоит из нескольких компонентов. Основными компонентами являются информационные хранилища, когнитивные процессы и исполнительное познание. Информационные хранилища – это различные места, где информация может храниться в уме. Информация кратковременно хранится в сенсорной памяти, лишь достаточно долго, чтобы мы могли перенести ее в кратковременную память. Джордж Армитаж Миллер обнаружил, что кратковременная память может удерживать одновременно лишь 7 (плюс или минус два) элемента. Информация здесь также хранится всего 15–20 секунд. Информация, хранящаяся в кратковременной памяти, может быть зафиксирована в долговременной памяти. Объем информации, хранящейся в долговременной памяти, не ограничен. Информация, хранящаяся здесь, может сохраняться годами. Долговременная память подразделяется на семантическую, эпизодическую и процедурную. Процедурная память, например, состоит из выученных процедур или процессов, таких как езда на велосипеде. Каждая из этих категорий является подкатегорией долговременной памяти. Когнитивные процессы – это способ, которым люди переносят информацию между различными хранилищами памяти. Важнейшие процессы, используемые при передаче информации, – это кодирование, извлечение и восприятие. Кодирование – это процесс переноса информации из кратковременной в долговременную память путем установления связи между информацией в долговременной памяти и элементом в кратковременной памяти. Это можно сделать с помощью техник запоминания. Извлечение используется для возвращения информации из долговременной памяти в кратковременную. Этого можно достичь с помощью различных методов воспроизведения. Восприятие – это использование обработанной информации для интерпретации окружающей среды. Еще одна полезная техника, рекомендованная Джорджем Миллером, – это рекодирование. Рекодирование – это процесс перегруппировки или организации информации, с которой работает ум. Успешным методом рекодирования является чанкинг (группировка). Он часто используется при попытке запомнить номер телефона. Исполнительное познание – это осознание человеком того, как он обрабатывает информацию, знание своих сильных и слабых сторон. Эта концепция схожа с метапознанием. Сознательный ум контролирует процессы, лежащие в основе теории обработки информации.

Though information processing can be compared to a computer, there is much more that needs to be explained. Information processing has several components. The major components are information stores, cognitive processes, and executive cognition. Information stores are the different places that information can be stored in the mind. Information is stored briefly in the sensory memory. This information is stored just long enough for us to move the information to the short term memory. George Armitage Miller discovered the short term memory can only hold 7 (plus or minus two) things at once. The information here is also stored for only 15–20 seconds. The information stored in the short term memory can be committed to the long term memory store. There is no limit to the information stored in the long term memory. The information stored here can stay for many years. Long term memory can be divided between semantic, episodic, and procedural memories. Lastly, procedural memory is made up of procedures or processes learned such as riding a bike. Each of these are subcategories of long term memory. Cognitive processes are the way humans transfer information among the different memory stores. Some prominent processes used in transferring information are coding, retrieval, and perception. Coding is the process of transferring information from the short to long term memory by relating the information of the long term memory to the item in the short term memory. This can be done through memorization techniques. Retrieval is used to bring information from the long term memory back to the short term memory. This can be achieved through many different recall techniques. Perception is the use of the information processed to interpret the environment. Another useful technique advised by George Miller is recoding. Recoding is the process of regrouping or organizing the information the mind is working with. A successful method of recoding is chunking. This is commonly used when trying to memorize a phone number. Executive cognition is the idea that someone is aware of the way they process information. They know their strengths and weaknesses. This concept is similar to metacognition. The conscious mind has control over the processes of the information processing theory.

Появление

Обработка информации как модель человеческого мышления и обучения является частью возрождения когнитивных подходов к изучению обучения. Когнитивный подход утверждает, что сложные ментальные состояния влияют на человеческое обучение и поведение, и что эти состояния поддаются научному исследованию. Компьютеры, осуществляющие обработку информации, имеют внутренние состояния, которые влияют на эту обработку. Таким образом, компьютеры стали моделью возможных ментальных состояний человека, предоставив исследователям отправные точки и направление для понимания человеческого мышления и обучения как процесса обработки информации. В целом, модели обработки информации способствовали возвращению изучения ментальных процессов – процессов, которые нельзя наблюдать напрямую – в область легитимных научных исследований.

Основные теоретики

Джордж Армитаж Миллер был одним из основателей области психологии, известной как когнитивная психология. Он сыграл важную роль в развитии теории обработки информации. Он исследовал ёмкость оперативной памяти, обнаружив, что люди могут удерживать в ней лишь около 7 плюс-минус 2 единиц информации. Он также ввёл термин "чанкинг", объясняя, как максимально эффективно использовать кратковременную память. Ричард Аткинсон и Ричард Шифрин – ещё два теоретика, связанных с теорией когнитивной обработки информации. В 1968 году они предложили многоступенчатую теорию памяти, согласно которой информация, поступающая в систему обработки, проходит различные этапы для полного сохранения. Они выделили сенсорную память, кратковременную память и долговременную память (Аткинсон). Позднее, в 1974 году, Алан Бэддели и Грэм Хич внесли дополнительный вклад в теорию обработки информации благодаря своим открытиям, углубив понимание памяти посредством концепций центрального исполнителя, фонологической петли и визуально-пространственного буфера. Бэддели впоследствии дополнил свою модель эпизодическим буфером.

Модель Аткинсона и Шиффрина

Модель памяти Аткинсона-Шиффрина была предложена в 1968 году Ричардом С. Аткинсоном и Ричардом Шиффрином. Эта модель иллюстрирует их теорию о человеческой памяти. Эти два теоретика использовали эту модель, чтобы показать, что человеческую память можно разделить на три компонента: сенсорная память, кратковременная память и долговременная память.

Сенсорная память

Сенсорная память отвечает за удержание информации, поступающей в разум через органы чувств, например, слуховой и зрительной. Например, если кто-то услышит чириканье птицы, он поймет, что это птица, потому что эта информация удерживается в кратковременной сенсорной памяти.

Краткосрочная память

Кратковременная память длится примерно 30 секунд. Она удерживает информацию, необходимую лишь на короткий промежуток времени, например, запоминание номера телефона для набора.

Долговременная память

Долговременная память обладает неограниченным объемом. В ней может храниться информация, накопленная на протяжении всей жизни. Долговременная память активируется, когда возникает необходимость вспомнить событие из прошлого опыта человека.

Модель рабочей памяти Баддели и Хича

Бэддели и Хич представили модель рабочей памяти в 1974 году. Благодаря своим исследованиям они внесли значительный вклад в понимание того, как разум может обрабатывать информацию. Они выделили три компонента, которые более детально описывают когнитивные процессы. Эти компоненты – центральный исполнительный контроль, фонологическая петля и визуально-пространственная рабочая память. Позже Алан Бэддели добавил четвертый компонент в модель рабочей памяти, названный эпизодическим буфером. В совокупности эти идеи поддерживают теорию обработки информации и, возможно, объясняют, каким образом разум обрабатывает информацию.

Фоналогическая петля

Работающая в связке с центральным исполнительным процессом – это фонологическая петля. Фонологическая петля используется для удержания слуховой информации. Фонологическая петля состоит из двух подкомпонентов: фонологического хранилища и артикуляторного процесса повторения. Фонологическое хранилище удерживает слуховую информацию в течение короткого времени. Артикуляторный процесс повторения поддерживает информацию в хранилище в течение более длительного времени посредством повторения.

Визуально-пространственная блокчейн для эскизов

Визуально-пространственный блокнот – это другая составляющая центрального исполнителя. Он используется для удержания визуальной и пространственной информации. Визуально-пространственный блокнот помогает сознанию представлять объекты и ориентироваться в физическом окружении. Наследственность основывается на идее, что на нас влияет наша генетика, включая все наши физические характеристики и особенности личности. Воспитание, с другой стороны, базируется на представлении о том, что на нас влияет окружающая среда и наш опыт. Некоторые полагают, что мы такие, какие мы есть, благодаря нашему воспитанию, среде, в которой мы росли, и опыту, полученному в раннем детстве. Эта теория рассматривает человека как активно воспринимающего, извлекающего, обрабатывающего и сохраняющего информацию. Контекст, социальное содержание и социальные влияния на обработку информации рассматриваются как просто информация. Наследственность предоставляет аппаратную основу для когнитивной обработки, а теория обработки информации объясняет когнитивные функции, опираясь на эту основу. Люди от природы различаются по некоторым когнитивным способностям, таким как объем памяти, но человеческие когнитивные системы функционируют схожим образом, основываясь на наборе хранилищ памяти, которые сохраняют информацию, а управляющие процессы определяют, как эта информация обрабатывается. Фактор "Воспитание" обеспечивает информационный ввод (стимулы), который обрабатывается и приводит к поведению и обучению. Изменения в содержании долговременной памяти (знаний) и есть обучение. Предыдущие знания влияют на дальнейшую обработку информации и, следовательно, на будущее поведение и обучение.

Количественный и качественный

Теория обработки информации сочетает в себе элементы как количественного, так и качественного развития. Качественное развитие происходит благодаря возникновению новых стратегий хранения и извлечения информации, развитию репрезентативных способностей (например, использование языка для представления понятий) или приобретению правил решения задач (Миллер, 2011). Увеличение объема базы знаний или способности удерживать больше элементов в рабочей памяти являются примерами количественных изменений, равно как и усиление связей между когнитивными ассоциациями (Миллер, 2011). Качественные и количественные компоненты часто взаимодействуют, способствуя развитию новых и более эффективных стратегий в системе обработки.