CC BY
32ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК: 159.9.072.533
Сукталиева Э. В.
к. пед. н., доцент, старший методист Московский центр качества образования Департамента образования
г. Москва
ОСОБЕННОСТИ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ СТИМУЛ-ОБЪЕКТОВ РАЗНОЙ СЛОЖНОСТИ У ПОЛЕЗАВИСИМЫХ И ПОЛЕНЕЗАВИСИМЫХ ИСПЫТУЕМЫХ
В статье представлены результаты реализованного автором в 2016 г. айтрекерного исследования особенностей дифференцирования стимул-объектов разной сложности полезависимыми и поленезависимыми испытуемыми. Выявлены статистически значимые различия в дифференцировке стимул-объектов разной сложности в группах испытуемых по доминирующему когнитивному стилю. Имеет место наличие превышения показателя среднего суммарного времени фиксации взгляда в зоне расположения стимул-объекта исключения. В целом итоги айтрекерной диагностики подтверждают гипотезу о причинно-следственной зависимости эффективности вычленения внешних полезных сигналов разной степени сложности от когнитивного стиля.
Ключевые слова: когнитивный стиль, полезависимые испытуемые, поленезависимые испытуемые, айтрекерное исследование.
Для мобилизации когнитивных способностей учащегося необходимо иметь чёткие представления об индивидуальных особенностях и возможностях психики и интеллекта отдельно взятой личности, включённой в процесс обучения. Эту инструментальную роль призваны сыграть диагностические методы психологии, которые служат для эмпирического обоснования выбора эффективных обучающих технологий.
Цель нашего исследования - с помощью айтрекера SMI HiSpeed изучить особенности дифференцирования стимул-объектов разной сложности у ПЗ и ПНЗ испытуемых. Объект исследования - когнитивные стили ПЗ и ПНЗ испытуемых. Предмет исследования -специфика дифференцирование стимул-объектов испытуемых в зависимости от поля. Нами была выдвинута гипотеза о том, что ПНЗ испытуемые быстрее упорядочивают внешние впечатления, т.е. визуальный контент разной степени сложности и эффективнее вычленяют полезный сигнал, чем ПЗ.
В процессе реализации экспериментального исследования были решены следующие практические задачи:
1. Сформирована выборка испытуемых по доминирующему когнитивному стилю полезависимости-поленезависимости;
2. Определены особенности дифференцирования сигналов (стимул-объектов) разной сложности в группе испытуемых в целом;
3. Выявлены особенности дифференцирования сигналов разной сложности в группах испытуемых по выявленному доминирующему когнитивному стилю.
Для проверки гипотезы и решения задач исследования была использована айтрекерная методика диагностики когнитивных особенностей студентов. Основными методами сбора эмпирической информации были метод скоростной классификации стимул-объектов по заданным признакам (Н.И. Чуприкова, Т.А. Ратанова), тест «Включенных фигур» (Г. Уиткин) [1, 2].
В качестве испытуемых были задействованы студенты Московского педагогического государственного университета, Московского государственного машиностроительного университета.
При формировании выборки предпочтение отдавалось испытуемым-добровольцам с нормальной остротой зрения. Вначале испытуемые были подвергнуты online тестированию «Тест включенных фигур» для определения когнитивного стиля полезависимости-поленезависимости. В итоге исследуемая выборка включала 40 испытуемых в возрасте от 18 до 20 лет, из них 20 ПЗ и 20 ПНЗ.
Для определения когнитивного стиля испытуемым поочередно предъявлялись тридцать сложных фигур, в каждом из которых был замаскирован один простой элемент, закодированный буквами. «Тест включенных фигур» предъявлялся испытуемым в режиме online test.
В ходе выполнения заданий, испытуемому необходимо было определить, какой из представленных простых элементов содержится в рассматриваемой сложной фигуре, и указать его (выбрать курсором мыши). После завершения заданий тестирующая программа выводила на экран итоговое заключение о доминирующем когнитивном стиле испытуемого (ПЗ или ПНЗ) на основе зафиксированного общего времени выполнения задания и правильности выбора простого элемента в сложной фигуре.
Исследование было проведено на базе и с использованием оборудования лаборатории нейронаук и когнитивных исследований Московского педагогического государственного университета. Применён айтрекер SensoMotoricInstruments и программы для проведения экспериментов, и обработки данных (IViewX 2.8; SMIExperimentCenter 3.4.115; BeGaze 3.4). В комплекте айтрекера имеется стойка, которая позволяет зафиксировать голову испытуемого перед монитором, на котором предъявлялся стимульный материал методики определения особенностей дифференцирования стимул-объектов разной сложности.
Первичными данными айтрекерного исследования особенностей дифференцирования визуального контента разной степени сложности ПЗ и ПНЗ испытуемыми были представлены в картах внимания и температурных картах. Данные карт внимания были статистически преобразованы и представлены в виде вторичных статистических данных.
В качестве вторичного показателя внимания используется среднее значение суммарного времени фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения в группе испытуемых в целом и в отдельности по подгруппам представителей когнитивных стилей ПЗ и ПНЗ (таблице 1 - 2).
Все показатели были подвергнуты частотному анализу по каждому типу заданий (сенсорные, перцептивные, семантические дифференцировки, установление отношения тождества или различия). Затем по каждому типу заданий анализу были подвергнуты показатели средних значений суммарного времени, затраченного испытуемыми на выполнение простых и сложных дифференцировок.
Для выявления различий в значении показателей между малыми выборками ПЗ и ПНЗ нами был использован статистический простой непараметрический критерий U-критерий Манна-Уитни. Этот критерий позволил определить зону перекрещивания показателей по ПЗ и ПНЗ. Чем меньше значение критерия, тем вероятнее, что различия между значениями параметра в выборках достоверны. Так, например, нами были выявлены три уровня значимых различий (р < 0,05, р < 0,01, р < 0,001) по ряду показателей между группами испытуемых ПЗ и ПНЗ (таблице 2).
Сравнительный статистический анализ осуществлён по показателям суммарного времени, затраченного испытуемыми на выявление стимульного объекта исключения по каждому из четырёх, предложенных испытуемым задач.
В целом статистическому анализу были подвергнуты результаты, полученные по 12 заданиям и 48 стимулам.
Анализ вторичных результатов начнем с определения особенностей дифференцирования стимульных сигналов (стимул-объектов) разных типов и разного уровня сложности в группе испытуемых в целом. Для этого рассмотрим средние значения суммарного времени фиксации взгляда на зоне расположения стимульного объекта исключения. Чем чаще
и в целом дольше на этой зоне сосредотачивался взор, тем больше значения суммарного времени фиксации взора на зоне расположения стимульного объекта исключения. Этот показатель использовался нами, чтобы определить, сколько времени зона расположения стимульного объекта исключения являлась зоной интереса испытуемого. Эти данные представлены в таблице 1.
Как видно из таблицы 1 в большинстве случаев суммарное время фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения было больше при работе с мульстимулами, требующих выполнения задания на простые дифференцировки.
Таким образом, именно при выполнении простых дифференцировок взор испытуемого дольше фиксировался на зоне расположения стимул-объекта исключения. Следует отметить, что в простых заданиях испытуемым предлагались объекты, сильно отличающиеся друг от друга, а в сложных заданиях испытуемым предъявлялись объекты, мало различающиеся между собой. При выполнении сложных дифференцировок возрастали требования к проведению более тонкой переработки воспринимаемого материала.
Таблица 1 - Средние значения суммарного времени фиксации взгляда на зоне )асположения стимул-объекта исключения_
Показатели дифференцирования Средние значения показателей
Сенсорные (линии) Простые 1293,6
Сложные 949,7
Сенсорные (квадраты) Простые 1533,55
Сложные 1491,9
Перцептивные Простые 1499,5
Сложные 1265,62
Тождества-различия (фигуры) Простые 951,25
Сложные 940,9
Тождества-различия (буквы) Простые 1001,25
Сложные 965,55
Семантические (слова «растение/не растение», «посуда/не посуда» Простые 1004,96
Сложные 954,2
Семантические (слова «черты характера/внешности»; «волевые/не волевые черты») Простые 851,5
Сложные 976,55
Выявленная тенденция сохраняется при сравнении простых и сложных дифференцировок любого типа. Исключение составляют простые семантические дифференцировки слова «черты характера/внешности». Для выполнения этого задания испытуемым необходимо было рассматривать мультистимул, который содержал в себе 3 слова, обозначающих черты характера и одно слово - черту внешности.
Показатель суммарного времени фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения при выполнении задания на простые семантические дифференцировки оказался меньше в целом для группы испытуемых. Следовательно, взор испытуемого при выполнении простых и сложных семантических дифференцировок указанного типа вызвал определённые затруднения.
Однако, сравнивая показатели группы испытуемых в целом, можно сделать заключение, что на выполнение задания по вычленению сложной семантической дифференцировки испытуемые тратили больше времени, чем на простую семантическую дифференцировку.
Сравнение показателей суммарного времени фиксации взгляда испытуемых на зоне расположения стимул-объекта исключения при выполнении заданий на дифференцировок разного типа позволяет нам заметить, что наибольшие значения этого показателя зафиксированы у группы испытуемых при выполнении ими простых перцептивных дифференцировок (в этом случае испытуемым предъявлялись мультистимулы, включающие в себя три квадрата одинакового цвета и один квадрат контрастного цвета), а также сложных перцептивных дифференцировок (требовалось рассматривать мультистимул, содержащий три квадрата одинакового цвета и один квадрат чуть отличающийся по оттенку).
Следовательно, с цветными мультистимулами испытуемым было работать легче, чем с не цветными. Заметим, что выборка формировалась таким образом, что в нее не были включены испытуемые с проблемным зрением, в том числе с цветопатией.
Полученные данные подтверждают необходимость использования для привлечения непроизвольного внимания, например, наглядности в образовательном процессе или в определённых видах работ табло с цветными элементами.
Для группы испытуемых, согласно полученным данным, среднее время фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения при работе с простыми и сложными сенсорными дифференцировками с нецветными фигурами (линиями), заметно меньше, т.е. взор испытуемого меньше времени фиксировался на зоне расположения стимул-объекта исключения. Это означает, что испытуемый отвлекался от этой зоны и его взор падал на другие зоны с линиями с одинаковым расположением.
Испытуемым вероятно труднее было сориентироваться при рассмотрении мультистимула, который содержал линии, чем цветные квадраты. Возможно также, это связано и с тем, что задания на простые и сложные сенсорные дифференцировки предъявлялись первыми, т.е. раньше всех остальных мультистимулов, и в этот период происходила адаптация испытуемых к работе с айтрекером.
Вторыми по показателю суммарного времени фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения оказались перцептивные дифференцировки. В ходе выполнения этого задания испытуемым требовалось сравнивать равносторонние квадраты (со сторонами по 20 мм) с прямоугольниками со сторонами 40х5 мм (простая дифференцировка) и прямоугольниками с параметрами 22х18 мм (сложная дифференцировка).
Сравнение суммарного времени фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения при выполнении заданий на тождества-различия (фигуры и слова) показало, что этот показатель немногим больше в случае работы с мультистимулами, требующими установления отношений тождества и различия при работе с парными буквами, в отличие от показателя времени фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения, полученного при изучении данных при предъявлении заданий на тождества-различия парных фигур.
При сравнении суммарного времени фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения семантических дифференцировок, требующих сравнение слов с разными содержанием, выяснилось, что рассматриваемый показатель в целом выше, при работе с простыми семантическими дифференцировками (предъявлялись одновременно три слова, обозначающие растения, и одно слово, не именующее растение). Таким образом, это задание вызывало меньше затруднений у испытуемых.
Итак, сравнение показателей суммарного времени фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения показало, что:
1) при работе с заданиями на простые дифференцировки разных типов испытуемые быстрее упорядочивали свои внешние впечатления и эффективнее вычленяли полезный сигнал - стимул-объект исключения. Такая тенденция сохраняется при сравнении простых и сложных дифференцировок любого типа, кроме семантических дифференцировок слов, обозначающих черты характера и особенности внешности, которые, судя по полученными данными, вызвали у испытуемых большие затруднения, нежели семантические
дифференцировки слов, обозначающий волевые черты характера и не волевые свойства личности;
2) при работе с заданиями на сенсорные цветные дифференцировки (на первом месте) и перцептивными дифференцировками испытуемые быстрее упорядочивали свои внешние впечатления и эффективнее вычленяли полезный сигнал - стимул-объект исключения, по сравнению с семантическими дифференцировками (словами) и дифференцировками, требующими установления отношения тожества или различия между объектами.
С целью выявления особенностей дифференцирования стимул-объектов разной сложности у испытуемых c разными когнитивными стилями полезависимости-поленезависимости и для проверки гипотезы, заключающиеся в предположении, что ПНЗ быстрее упорядочивают внешние впечатления разной степени сложности и эффективнее вычленяют полезный сигнал, чем ПЗ, нами был проведен среднегруппой анализ показателей суммарного времени фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения в группах испытуемых, выделенных по параметрам стиля ПЗ-ПНЗ.
Как было указано выше в наши задачи входило применение статистического критерия для определения статистической значимости зафиксированных диагностических различий. Данные о среднем суммарном времени фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения в группах испытуемых, выделенных по параметрам стиля полезависимости-поленезависимости, представлены в таблице 2.
Как видно из таблицы 2, по ряду показателей суммарного времени фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения между группами ПЗ и ПНЗ имеются статистически значимые различия по уровням значимости равным р < 0,05, р < 0.01, р < 0,001.
Таблица 2 - Среднегрупповой анализ суммарного времени фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения в группах испытуемых, выделенных по параметрам стиля полезависимости-поленезависимости_
Показатели дифференцирования Средние значения показателей ^критерий Манна-Уитни
ПЗ ПНЗ
1 2 3 4 5
Сенсорные (линии) Простые 1171,2 1416,0 -3,124 (р<0.05)
Сложные 890,3 1009,1 -2,047
Сенсорные (квадраты) Простые 1212,0 1855,1 -11,218 (р<0.001)
Сложные 1456,0 1528,8 -1,280
Перцептивные Простые 1308,3 1690,4 -6,225 (р<0.001)
Сложные 1106,25 1425,0 -5,247 (р<0.001)
Тождества-различия (фигуры) Простые 880,4 1022,1 -2,364
Сложные 889,1 992,7 -1,989
Тождества-различия (буквы) Простые 894,7 1107,8 -3,018 (р<0.05)
Сложные 856,4 1074,7 -3,026 (р<0.05)
Продолжение таблицы 2
1 2 3 4 5
Семантические (слова «растение/не растение», «посуда/не посуда» Простые 909,92 1100,00 -2,924
Сложные 901,00 1007,4 -1,999
Семантические (слова «черты характера/внешности»; «волевые/не волевые черты») Простые 637,00 1066,5 -8,117 (р<0.001)
Сложные 875,00 1078,1 -4,516 (р<0.01)
При этом следует сразу отметить, что среднее суммарное время фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения в группе ПНЗ во всех случаях дифференцировок больше, по сравнению с ПЗ.
Можно полагать, что дифференцировки разного типа в «зоне исключения» у ПНЗ подвергались более детальному анализу, вычленению простых элементов из целого ряда элементов мультистимула, который у ПЗ воспринимался как обобщенный предметный образ, что в результате привело к затрате большего времени на фиксацию на других зонах, не содержащих фигуру-исключение. Это свидетельствует о стремлении к точности оценки дифференцировок у ПНЗ.
На уровне значимости р < 0.001 были выявлены различия в пользу ПНЗ по показателям среднего суммарного времени фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения при выполнении испытуемыми простых сенсорных дифференцировок (при предъявлении испытуемым мультистимулов, включающих в себя три квадрата одинакового цвета и один квадрат контрастного цвета) ^ = -11,218 при р < 0,001), при выполнении простых семантических дифференцировок (слова «черты характера/внешности») ^ = -8,117 при р < 0,001), перцептивных дифференцировок разного уровня сложности: простых (и = -6,225 при р < 0,001) и сложных (и = -5,247 при р < 0,001).
На уровне значимости р < 0,01 ПНЗ, в отличие от ПЗ, различаются по показателям среднего суммарного времени фиксации взгляда на зоне расположения стимул-объекта исключения при выполнении сложных семантических дифференцировок (слова «волевые черты характера/не волевые свойства личности») ^ = -4,516 при р < 0,01).
Выявлены статистически значимые различия между ПЗ и ПНЗ испытуемыми на уровне значимости р < 0,05 по следующими показателям среднего суммарного времени фиксации взгляда в зоне расположения стимул-объекта исключения: при выполнении простых сенсорных дифференцировок с линиями ^ = -3,124 при р < 0,05), а также при выполнении простых и сложных дифференцировок на установление отношений тождества / различия между буквами (соответственно, и = -3,018 при р < 0,05 и и = -3,026 при р < 0,05).
По остальным дифференцировкам на уровне тенденции также сохраняется превышение показателя среднего суммарного времени фиксации взгляда в зоне расположения стимул-объекта исключения у ПНЗ испытуемых, по сравнению с ПЗ.
Это позволяет сделать вывод о том, что ПНЗ испытуемые быстрее упорядочивают внешние впечатления разной степени сложности и эффективнее вычленяют полезный сигнал, чем ПЗ. Таким образом, наша гипотеза нашла свое подтверждение.
В пользу подтверждения гипотезы также наглядно демонстрируются когнитивные особенности дифференцирования стимул-объектов при рассмотрении тепловых карт.
На тепловых картах видно, что, например, у ПЗ испытуемых (рисунок 1) взгляд задерживается то в одной, то в другой зоне, то зависал в центре, и в связи с этим меньшее время находиться в зоне расположения стимул-объекта исключения.
Рисунок 1 - Тепловая карта полезависимого испытуемого (сложные тождеств-различия, фигуры)
У ПНЗ испытуемых наблюдается другая картина (рисунок 2). Согласно представленной одной из тепловых карт, взгляд большее время находиться в зоне расположения стимул-объекта исключения.
Интересным также является наблюдение за количеством саккад - вхождений в зону расположения стимул-объекта исключения. У ПЗ испытуемых эти вхождения случались от 2 до 6 раз чаще и на непродолжительное время, чем у ПНЗ испытуемых.
Опрос испытуемых экспериментатором после проведения методики на айтрекере показал следующее: ПЗ испытуемые фрагментарно вспоминали что видели на экране фигуры (не всегда точно вспоминая количество элемент мультистимула) и в большинстве случаев не сообщали экспериментатору о наличии на экране фигуры-исключения кроме случаев с перцептивными дифференцировками и цветными сенсорными дифференцировками, которые по полученным данным оказались более простыми для выполнения.
Рисунок 2 - Тепловая карта поленезависимого испытуемого (сложные тождества-различия, фигуры)
ПЗ испытуемые в абсолютном большинстве случаев называли рассмотренные объекты (фигуры и слова) в исследовании и заметили, что на каждом новом слайде (картинке) была одна лишняя (стимул-объект исключение) фигура, их сочетание, буквосочетание или слово.
Это позволяет также полагать, что ПЗ испытуемые при получении инструкции, согласно которой необходимо было не просто смотреть на дисплей, но и еще ответить об увиденном экспериментатору на вопросы (а для этого надо как минимум запомнить увиденное), не могли быстро сориентироваться, дифференцировать и упорядочивать полученные впечатления. В отличие от них ПНЗ испытуемые эффективнее вычленяли полезный сигнал и упорядочивали полученные впечатления, которые могли помочь им ответить на вопросы экспериментатора.
Итак, было выявлено, что ПЗ испытуемые быстрее упорядочивают внешние впечатления разной степени сложности и эффективнее вычленяют полезный сигнал, чем ПЗ.
Результаты нашего исследования подтверждают выдвинутую нами гипотезу и позволяют сделать следующие выводы:
1. Когнитивный стиль «полезависимые-поленезависимые» определяет специфику поведения и интеллектуальной активности человека. В процессе восприятия информации ПЗ и ПНЗ проявляются в степени эффективности вычленении человеком полезного сигнала на фоне помех, поступающих из перцептивного поля.
2. Для изучения полезависимых и поленезависимых способ переработки информации об окружающем человека мире в эмпирической и прикладной психологии активно применяется методика, направленная на выявление способности испытуемых визуально обнаруживать и дифференцировать стимул-объекты разной степени сложности, современной разновидностью которой является окулография, т.е. айтрекерное исследование.
3. Реализованное нами в 2016 г. айтрекерное исследование особенностей дифференцирования стимул-объектов разной сложности ПЗ и П испытуемыми позволяет констатировать, что имеют место статистически значимые различия в дифференцировке стимул-объектов разной сложности в группах испытуемых, отличающихся по доминирующему когнитивному стилю полезависимости-поленезависимости. По сравнению с полезависимымми поленезависимые испытуемые демонстрируют превышенные показатели среднего суммарного времени по дифференциации стимул-объектов различной степени сложности.
В целом итоги айтрекерной диагностики подтверждают нашу исследовательскую гипотезу о причинно-следственной зависимости эффективности вычленения внешних сигналов разной степени сложности от когнитивного стиля.
Представленные выводы позволяют выдвинуть ряд предложений и рекомендаций, направленных на повышение качества образовательного процесса в вузах и мобилизацию когнитивных способностей учащихся.
Индивидуальные стилевые особенности каждого студента являются внутренним фактором, участвующим в регулировании когнитивной активности студента, что, в конечном счёте, сказывается на успеваемости, на готовности усваивать профессиональные компетенции.
Необходимо внедрять в учебных заведениях практику выявления стилевой специфики конкретных учащихся, что даст возможность скорректировать и сформировать как внешние объективные условия процесса обучения, так и внутриличностные субъективные факторы.
С учётом когнитивной специфики можно фиксировать направленность познавательной активности студентов и на её основе проектировать интерактивные образовательные методики, корректировать и адаптировать соответствующие дидактические средства обучения, оценивать и оптимизировать уровень взаимовоздействия участников образовательного процесса.
Литература
1. Ратанова Т. А., Чуприкова Н. И. Время реакции как показатель дискриминативной способности мозга, интеллекта и специальных способностей // Психология высших когнитивных процессов / Под ред. Т.Н. Ушаковой, Н.И. Чуприковой. - М., 2004. - С. 33-56.
2. Чуприкова Н. И. Метод тестирующего стимула в изучении механизмов аналитико-синтетической деятельности мозга человека // Психология высших когнитивных процессов / Под ред. Т. Н. Ушаковой, Н. И. Чуприковой. М., 2004. - С. 10-32.
3. Воронцова Ю., Ермолаев В. В. Представления «поколения Z» о своей будущей семье (на примере литовских старшеклассников) // Психолог. - 2016. - № 1. - С.1-12. DOI: 10.7256/2409-8701.2016.1.16664.
