Когнитивные исследования

О лаборатории

Лаборатория когнитивных исследований изучает получение и использование человеком различных видов знаний для ориентировки в самых разных ситуациях. Мы имеем в виду знания в самом широком смысле этого слова: от информации о том, что Земля вращается вокруг Солнца, а “е” – наиболее часто встречающаяся буква английского алфавита до знания о том, как ходят шахматные фигуры или как грамотно составлять деловые письма, от того, как правильно чистить картошку и кататься на велосипеде, до того, как прокладывать маршрут по карте или правильно строить фразы на родном языке и т.д. Среди множества вариантов приобретения и использования людьми знаний, мы изучаем не только общие закономерности, через которые проходят все люди в процессе своего развития, но и особые, специальные способности, опираясь на которые люди становятся экспертами в той или иное области (успешными психотерапевтами, управленцами, учеными, шахматистами, врачами, программистами или даже успешными учениками математических школ – экспертами в решении алгебраических задач). Т.е. мы изучаем необязательное, факультативное развитие. The work of the Cognitive Research Lab is dedicated to the processes of acquisition of various kinds of knowledge that people use in different situations. The word “knowledge” in this case indicates all kinds of information, such as the Earth spinning around the Sun, “e” being the most frequently used English letter, how to move the chess pieces, how to write a business letter, how to peel a potato, how to ride a bicycle, how to make a route on a map and how to produce correct phrases in a language. Within the wide variety of ways to acquire and use knowledge we study not only the general regularities that all people go through but also the particular abilities that allow them to gain expertise in any field or activity (be it psychotherapy, management, research, chess, medicine, programming or successful mathematical problem solving). That is, we are studying the non obligatory, optional development.

Исследования

Заведующий лабораторией когнитивной психологии

Владимир Спиридонов

spiridonov-vf@ranepa.ru

Проекты

Проект 1 Эксперты и экспертиза (высокий уровень достижений) в сфере решения задач и проблем

Одним из основных направлений исследований нашей Лаборатории является изучение экспертов и экспертности в решении различных задач и проблем. Под экспертами мы понимаем людей, достигших значительных успехов в той или иной сфере деятельности. Причем эта сфера может быть сколь угодно узкой: скажем, можно быть экспертом в решении только одного типа задач (или даже одной задачи). Основной интерес здесь представляют отличия экспертов, специалистов в какой-либо области знания, от новичков: интересно понять, что позволяет экспертам быстро, эффективно и с несопоставимо маленьким по сравнению с новичками количеством ошибок решить задачу. Проблемные ситуации, процесс решения которых мы изучаем, самые разные – от текстовых арифметических и алгебраических задач из курса школьной математики до сложных слабоструктурированных управленческих проблем. Помимо собственно отличий экспертов от новичков нас интересуют объяснительные модели процесса решения задач и проблем. Как человек находит решение неизвестной ему (творческой) задачи? Почему одна и та же задача может решаться по-разному разными людьми? Или, наоборот, почему существует некий предпочтительный способ решения задач одного типа, который выбирается большинством решателей, даже если он не оптимальный?

Проект 2 Experts and expertise (high level of achievements) in problem solving

One of the major areas of research in our Lab is the study of experts and expertise in solving different problems. The “experts” are the people that achieved considerable success in any activity. It is worth noting that it does not matter how narrow the field of activity is: it could be only one type of problems or even just one problem. The main interest in this area represent the differences between experts – specialist in a field of knowledge, and novices. The main goal is to understand what exactly allows the experts to solve the problems quickly, efficiently and with far smaller amount of errors comparing to the novices. We are interested in a wide variety of problem situations – from arithmetic and mathematical word problems included in the school program to complex and poorly structured management problems. Besides the differences between the experts and the novices we are interested in explanatory models of problem solving. How does one find a solution to an unknown (creative) problem? Why do different people solve the same problem differently? Or, on the contrary, why do most people choose a preferred way to solve a problem even if it is not the optimal way?

Проект 3 Исследование процесса решения алгоритмизированных (регулярных) задач

Среди задач, процесс решения которых входит в круг научных интересов нашей Лаборатории, находятся так называемые регулярные задачи. Они называются так потому, что каждая из них несет в своей структуре некие регулярности, опираясь на которые и нужно искать решение. Ярким примером подобных задач могут служить текстовые задачи по алгебре, с которыми сталкиваются школьники на уроках математики (как, впрочем, и задачи из других школьных дисциплин – физики, химии и т.п.). Такие задачи отличаются от другого класса задач, который можно назвать творческим, т.е. таких задач, для которых не существует готового способа решения. Основной интерес для нас в исследовании алгоритмизированных задач представляет работа мышления, двигающегося в «пространстве задачи» от начального состояния к целевому – ответу. От решателя здесь требуется умение рассуждать, выбирать подходящие средства решения, упорядочивать посылки. Кроме того, интересна работа когнитивных процессов, сопутствующих решению, например, рабочей памяти. Это такой вид памяти, который помогает удерживать в уме информацию, необходимую для текущей деятельности, например, условия решаемой задачи, промежуточные результаты решения и т.п. Будет ли человек с большим объемом рабочей памяти успешнее решать алгоритмизированные задачи? Этот и другие вопросы мы пытаемся решить в своих исследованиях. Немаловажным является и практическое применение данных, получаемых в результате подобных исследований. Алгоритмизированные задачи являются основным типом задач, с которыми сталкиваются школьники и студенты в процессе обучения. Таким образом, данное направление исследований в том числе обслуживает и учебный процесс, объясняя трудности, возникающие в его ходе и помогая улучшать его результаты.

Проект 4 Problem solving of the algorithmic (regular) problems

The so called regular problems are among the types of problems our research is focused on. They are called this because their structure contains certain regularities which lead to a successful solution of the problem. A good example in this case would be the algebraic word problems that all students are assigned in the mathematics class (as well as in other disciplines – physics, chemistry, etc.). These problems differ from another class of problems – the creative problems – that do not have a ready algorithm or solution method. The main interest represents the process of thinking that moves in the “problem space” from the initial state to the solution. The solver is required to reason, choose the appropriate means and arrange the premises. Furthermore the research focuses on the cognitive processes accompanying problem solving such as working memory. It is a type of memory responsible for retaining information for the small amount of time necessary to carry out a certain activity. Is person with a larger working memory span more successful in algorithmic problem solving? This and other related questions are our research focus. The practical application of the results of these studies is also of great importance. Algorithmic problems are the main type of problems that students are assigned at school and university. Thus, this line of research contributes to the educational process by trying to explain its difficulties and increase its efficiency.

Проект 5 Исследования инсайта

Феномен инсайта – одна из самых сложных и самых загадочных проблем в психологии мышления. Инсайт (или если пользоваться наиболее близким по значению русскоязычным термином «озарение») тесно связан с процессами творчества и креативностью. На протяжении вот уже практически 100 лет психологи изучают этот неоднозначный феномен. Тем не менее, до сих пор в области изучения инсайта существует огромное количество пробелов и нерешённых проблем. Существует несколько различных подходов к изучению инсайта. Один из них связан с анализом существующих данных о том, как совершались научные открытия: например, как Менделеев создавал свою периодическую таблицу или как Дарвин пришёл к идее естественного отбора? Другим подходом является проведение полевых исследований в реально действующих научных лабораториях с тем, чтобы понять, как совершаются научные открытия в режиме реального времени. Третий же и наиболее удобный и распространённый подход к изучению инсайта связан с моделированием в лабораторных условиях ситуаций возникновения инсайта. Этот подход сопряжён с изучением задач определённого типа, решение которых требует преодоления ограничений нашего восприятия, нашего языка, а также имеющегося у нас опыта решения схожих задач. Используя типичные для современной когнитивной психологии методы и объяснительные модели, мы проводим экспериментальные исследования инсайта. Вот только некоторые из тех вопросов, поисками ответов на которые мы занимаемся: 1) Какие психологические механизмы лежат в основе инсайта? 2) Как феномен инсайта встроен в структуру решения мыслительной задачи? 3) Какие факторы влияют на вероятность возникновения инсайта? 4) Какими критериями необходимо пользоваться для того, чтобы отличить инсайт от других явлений; какие характеристики инсайта поддаются надёжному измерению? 5) Какую роль инсайт играет в ходе решения задач? 6) Отличается ли инсайт, возникающий при решении одного типа задач (напр., математических), от инсайта при решении других задач (напр., управленческих)? Если да, то чем? 7) Запоминаем ли мы лучше информацию, в ситуации возникновения инсайта? 8) Можно ли научить решать «инсайтные» задачи? Если да, то как?

Проект 6 The studies of insight

The phenomenon of insight is one of the most difficult and inscrutable problems in the psychology of thinking. Insight is closely connected to creative processes. Even though insight has been studied for almost 100 years for now, this field still has lots of gaps and unsolved problems. There are several different approaches to the studies of insight. One of them the analysis of the existing information about how the scientific discoveries were made. For example, how did Mendeleev create his periodic table or how did Darwin come up with the idea of natural selection? Another approach is carry out field studies in the real laboratories to observe the work of researchers in order to understand how the scientific discoveries are made in the online mode. The third and the most common and the most convenient approach is to model the insight emerging situation in the laboratory. This approach exploits a certain kind of problems, solving of which requires overcoming the limitations of certain perception properties, of language and of past experience of solving similar problems. In our Lab we conduct experimental research of insight, using modern methods and explanatory models of cognitive psychology. Here are some of the questions we are trying to answer: What are the underlying psychological mechanisms of insight? How the phenomenon of insight is embedded in the structure of solving a mental problem? What factors influence the probability of emerging of insight? What are the criteria of distinguishing insight from other phenomena? What is the role of insight in problem solving? Is there a difference between insight emerging in one type of problems (e.g., algebraic), and in another type (e.g., managing problems)? Do we memorize information better in the insight emerging situation? Is it possible to teach someone how to solve the “insight” problems? How?

Проект 7 Психологические механизмы решения проблем

Решение проблем является отдельной областью исследований, проводимых нашей Лабораторией, причем мы интересуемся и личностными, и научными, и профессиональными проблемами. Проблемы следует отличать от задач в нескольких отношениях. Прежде всего, это структурные различия: проблемы, как правило, более сложны, включают в себя значительно большее количество элементов, чем задачи. А во-вторых, проблемы обладают своей сложной динамикой, которую решатель должен учитывать, чтобы достичь успешного решения. Процесс решения проблем обычно ограничен во времени: и без того сложная ситуация постоянно меняется, вынуждая вас считаться с этим (например, болезнь, которую пытается диагностировать врач, развивается, и за время, потраченное на слишком тщательный сбор анализов для постановки как можно более точного диагноза, состояние пациента может существенно ухудшиться). В совокупности эти и некоторые другие отличия приводят к тому, что проблемы оказываются значительно хуже определены по сравнению с задачами. В начале решения проблемы у решателя отсутствует и однозначная цель, и средства ее достижения. Такую особенность проблем можно проиллюстрировать классической проблемной ситуацией из народных сказок: “Поди туда, не знаю куда, принеси то, не знаю что”. Основной интерес в этой области исследований для нас представляет изучение того, как люди преодолевают описанные выше затруднения, как они справляются с неопределенностью проблемных ситуаций: как структурируют множество разнородных кусков информации в целостную картину; как находят решение там, где цель неясна; как эксперты в конкретной области обучают новичков, если для решения проблем не существует готовых универсальных алгоритмов.

Проект 8 Psychological mechanisms of complex (ill-defined) problem solving

The complex or ill-defined problem solving is a separate line of research carried out in our Lab. We are interested in personal as well as in scientific and in professional problem solving. The ill-defined problems should be distinguished from aforementioned (well-defined) problems in several aspect. First of all, there are structural differences: the ill-defined problems are usually more complex and include a lot more elements than well-defined problems. Second, the ill-defined problems have their own dynamics which should be taken into account by the solvers if they want to find the correct answer. The process of solving of the ill-defined problems is usually restricted in time: the situation, already complex enough, is constantly changing, making the solver deal with it (for example, a disease a doctor is trying to diagnose is developing in time, so too thorough testing can lead to a significant aggravation of the patient’s condition). These and some other features make separate these problems from other, well-defined, problems. In the beginning of the solving process the solver does not have a definite goal or means to achieve it. Such difficulty of ill-defined problems can be illustrated with the famous saying from the Russian folk tales: “Go there, I don’t know, where. Bring that, I don’t know, what”. Our primary interest in this area is to study how people overcome such difficulties. How do they handle the uncertainty of the ill-defined problems: how do they structure many miscellaneous pieces of information into a full picture; how do they find a soultion where the goal itself is unclear; how do experts in a certain field teach novices if there are no ready universal algorithms?

Проект 9 Природа человеческих ошибок

Любая человеческая деятельность в какой бы то ни было области никогда не бывает свободна от ошибок. Ошибки же в использовании знаний особенно интересны тем, что вскрывают изнанку процесса мышления (и других когнитивных процессов), позволяя зафиксировать те закономерности, которые не были бы иначе видны. Какие ошибки привели к аварии на Чернобыльской АЭС, и почему они были допущены? Почему многие люди убеждены в том, что вакцина против кори является причиной аутизма у детей? Этим и многим другим примерам ошибочного мышления дает объяснение когнитивная психология. Мы изучаем случайные и устойчивые ошибки, которые совершают люди, решая задачи, стремясь таким образом обнаружить психологические механизмы, которые лежат в основании нашего познания.

Проект 10 The nature of human errors

Any human activity in any field can never be free of errors. Errors and mistakes in the use of knowledge, however, are particularly interesting, because they expose the reverse side of human thinking (and other cognitive processes), allowing to determine those regularities which would not be seen otherwise. What errors led to the Chernobyl disaster and why were they made? Why are many people convinced that the measles vaccine causes autism? The cognitive psychology explains these and many other examples of erroneous thinking. We are studying the occasional and regular problem solving errors with the intention to discover the psychological mechanisms, underlying human cognition.

Проект 11 Билингвизм и мультилингвизм

Большая часть населения планеты говорит на двух и более языках, именно поэтому исследования билингвизма вообще и его когнитивного аспекта в частности приобретают все большую актуальность. Мы понимаем билингвизм в самом широком смысле этого слова – чтобы быть билингвом, не обязательно одинаково хорошо владеть двумя языками: люди, только начинающие изучать иностранный язык, люди, изучившие второй язык в школьном или взрослом возрасте на продвинутом уровне, люди, «погруженные» в среду неродного языка, люди, рожденные в семье или в стране, где в ходу два или более языка – все они представляют одинаковый интерес для исследователей. Билингв – это не «два монолингва в одном», языковые системы являются взаимопроницаемыми и оказывают влияние друг на друга и на когнитивную систему в целом. Это кажется неочевидным и не всегда ощущается на личном опыте, но если вы знаете два или более языка, они все активны постоянно, помимо вашей воли, даже тогда, когда востребован только один. Что же в таком случае позволяет билингву говорить то на одном, то на другом языке без ошибок? Что позволяет сему свободно переключаться с языка на язык? В чем преимущества билингва или полиглота по сравнению с монолингвами? Какова природа трудностей, которые он испытывает? На какие общие когнитивные способности влияет владение двумя или более языками? Ответы на эти и другие вопросы волнуют исследователей нашей Лаборатории.

Проект 12 Bilingualism and multilingualism

The majority of human population is bilingual or multilingual. This is one of the main reasons why the studies of bilingualism and multilingualism in general and of their cognitive aspects in particular are particularly important and relevant. Beginner learners of a foreign language, adult proficient learners of a second language, learners immersed in the second language environment, so called simultaneous bilinguals, brought up in bilingual families or countries, etc. are all considered bilinguals in broad sense and are all of equally great interest in this area of study. A bilingual is not “two monolinguals in one”, the language systems are permeable and flexible, both languages affect one another and the cognitive system in general. It may seem counterintuitive and contrary to what some people can tell from their own experience, but if you know two or more languages all of them are constantly active even if only one of them is currently in use. What enables the bilinguals and multilinguals to switch from one language to another with a relatively low number of errors? Why do they switch languages so smoothly? What are bilingual and monolingual advantages over their monolingual counterparts? What is the nature of the difficulties they may experience? What general cognitive functions can benefit from bilingualism and multilingualism? These and many other questions are addressed in this line of research in our Lab.
Люди

В команде ШАГИ — сильнейшие российские исследователи и преподаватели.

  • Владимир Спиридонов

    Владимир Спиридонов

    Заведующий лабораторией когнитивной психологии
  • Мария Фаликман

    Мария Фаликман

    Старший научный сотрудник лаборатории когнитивной психологии