Komputerowe metody diagnozy efektywności i zaburzeń

Maciej Stolarski
[email protected]
Uniwersytet Warszawski
Wydział Psychologii
Warszawa
Komputerowe metody diagnozy efektywności
i zaburzeń funkcjonowania procesów uwagi
Zjawisko uwagi w teorii psychologicznej
Pojęcie uwagi znajduje się w obszarze zainteresowań psychologii od samych
początków istnienia tej dyscypliny. Pisał o niej już Wiliam James pod koniec XIX wieku
[Nęcka, 2007], zaś od połowy XX wieku, uwaga stanowi podstawowe pojęcie psychologii
poznawczej oraz jeden z głównych tematów dociekań psychologii eksperymentalnej.
Istnienie uwagi jest związane z ograniczeniami, wynikającymi ze struktury i sposobu
działania systemu poznawczego [Nęcka, 2003]. Owe ograniczenia sprawiają, iż możliwe
jest przetworzenie jedynie małej części potencjalnie dostępnych informacji; w innym
wypadku umysł ludzki nie będzie w stanie funkcjonować efektywnie [Nęcka, 2007].
Sytuację, w jakiej znajduje się człowiek, dobrze obrazują wyniki analiz przeprowadzonych
przez Lehrla i Fishera [1988, za: Nęcka, 1994]. Badacze ci podkreślają, że jednostka jest
w stanie przetworzyć na poziomie świadomym maksymalnie kilkanaście bitów na sekundę.
Tymczasem do jej receptorów dociera przeciętnie kilkaset tysięcy bitów na sekundę, co
oznacza, że mechanizm uwagi odpowiedzialny jest za redukcję około 99,99% docierającej
do nas stymulacji [Nęcka, 1994]. Selekcja ta, mimo iż jest tak ostra, nie następuje
przypadkowo i pozwala jednostce na efektywne funkcjonowanie w otaczającym ją świecie.
Praktycznie wszystkie funkcje uwagi dotyczą, jak podkreśla Nęcka [2007], tego
samego zagadnienia: ograniczonej zdolności systemu poznawczego do przetwarzania
dużej ilości informacji w tym samym czasie, a więc są różnymi sposobami przejawiania się
opisanej powyżej cechy uwagi – selektywności.
Poszczególne jednostki różnią się preferencją w zakresie wyboru stosowanych
strategii uwagowych oraz poziomem wykonania czynności związanych z każdym
z aspektów uwagi. Możemy więc mówić o różnicach indywidualnych w zakresie
funkcjonowania uwagi [Nęcka, 1994].
Rola wiedzy o uwadze w kształtowaniu systemów edukacyjnych
Interpersonalne zróżnicowanie w funkcjonowaniu uwagi nabiera na początku XXI
wieku szczególnego znaczenia. W dobie rewolucji informacyjnej, w której stajemy wobec
konieczności porządkowania i strukturalizowania coraz większej liczby informacji,
narastających w tempie eksponencjalnym [Nowak, Vallacher, 1998], umiejętność
dokonywania adekwatnej selekcji informacji wydaje się być bezcenna. W literaturze wiele
mówi się o znaczeniu umiejętności metapoznawczych, takich jak kontrola poznawcza
[Ledzińska, 2007]. Ich rozwijanie ma kolosalne znaczenie dla radzenia sobie
1
z informacyjnym zalewem. Jednakże kompetencje metapoznawcze dotyczą tylko obszaru
świadomej selekcji. Uwaga natomiast działa już od najwcześniejszych etapów recepcji
i percepcji bodźców [Broadbent, 1957], przez co znacząca część procesu selekcji odbywa
się poza świadomością podmiotu. Niektórzy autorzy mówią nawet o zjawisku uwagi
przedświadomej [Kolańczyk, 2003]. Etapy procesu uwagowego wyprzedzające
uświadomienie sobie bodźca, stanowią fundament funkcjonowania całego mechanizmu
uwagi [Treisman, 1960]. Ich działanie odciąża świadomą część poznania, pozwalając
jednostce na racjonalne dostosowanie zachowania do sytuacji, w jakiej się znalazła.
Przez tysiąclecia istnienia rodzaju ludzkiego, możliwości systemu poznawczego
jednostek okazywały się wystarczające do poradzenia sobie z wyzwaniami otaczającego
świata. Jednak obecnie tempo i kierunek zmian rzeczywistości, w jakiej przyszło nam żyć,
staje się dla wielu osób źródłem stresu informacyjnego [Ledzińska, 2002]. W radzeniu sobie
z nim kluczową rolę odgrywają dwie grupy charakterystyk.
Pierwsza z nich dotyczy wspomnianego już metapoznania, a więc sprawnego
zarządzania własnymi zasobami poznawczymi i ich interakcją ze środowiskiem, w celu
maksymalizacji efektywności funkcjonowania poznawczego. Podlega ona rozwojowi,
dlatego też szczególnie ważne wydaje się włączenie treningu zdolności metapoznawczych
w zakres kompetencji przewidywanych przez systemy edukacyjne.
Druga grupa cech, determinujących efektywność radzenia sobie z informacyjnym
zalewem, związana jest z zasobami poznawczymi jednostki. Składają się nań przede
wszystkim pamięć robocza i uwaga, stanowiące poznawcze podłoże tego, co zwykliśmy
nazywać inteligencją [Nęcka, 1994]. Charakterystyki te są w znacznym stopniu genetycznie
i fizjologicznie uwarunkowane [Stolarski, 2006].
Wielkość zasobów uwagi i pojemność pamięci roboczej stanowią o zasobach
poznawczych jednostki. Wielkość dostępnych w danej chwili zasobów poznawczych zależy
od ich wartości absolutnej oraz od stopnia ich wykorzystania, który to stopień jest skutkiem
działania procesów pobudzenia [Nęcka, 1994].
Absolutna wielkość zasobów poznawczych stanowi swoistą bazę procesu
poznawczego. To od niej zależy, jakie znaczenie dla funkcjonowania poznawczego będą
miały regulacja poziomu pobudzenia oraz zastosowane strategie metapoznawcze. Dlatego
też, kiedy mówimy o oddziaływaniach edukacyjnych, mających z założenia przygotować
jednostkę do sprawnego funkcjonowania w otaczającym ją świecie, poznanie
indywidualnych charakterystyk poznawczych wydaje się być szczególnie istotne.
Jak już wspomnieliśmy, kluczowym składnikiem poznania jest zjawisko uwagi.
Indywidualna diagnoza wielkości zasobów, przebiegu oraz efektywności funkcjonowania
mechanizmu uwagi, może być przydatnym źródłem informacji o jednostce, pozwalającym
na zaprojektowanie takiego zespołu oddziaływań edukacyjnych, który okaże się adekwatny
do możliwości jej systemu poznawczego. Przeprowadzenie takiej diagnozy pozwala
odpowiedzieć na szereg pytań, począwszy od wskazania możliwych źródeł problemów
w nauce, a skończywszy na ukazaniu najmocniejszych stron jednostki. Z kolei wiedza
o atutach ucznia, ułatwi takie kształtowanie przebiegu nauczania, które pozwoli na
kompensację ewentualnych trudności i osiągnięcie satysfakcjonujących wyników. Dokładne
poznanie specyfiki funkcjonowania uwagi wydaje się być kwestią niezwykle ważką, także
2
ze względu na rosnącą w ostatnich latach liczbę przypadków dzieci ze zdiagnozowanym
deficytem uwagi z nadruchliwością (ADHD) [Seligman, Walker i Rosenhan, 2003].
Przez wieki rozwoju metod nauczania, ich twórcom wystarczało doświadczenie oraz
wiedza o ogólnych prawidłowościach dotyczących funkcjonowania poznawczego, w tym
procesów uwagi. Rzeczywistość społeczeństwa informacyjnego każe zastanowić się nad
dokładniejszą analizą indywidualnych charakterystyk jednostek w zakresie funkcjonowania
uwagi. Działanie takie byłoby zgodne z tendencją do indywidualnego podejścia do ucznia,
tak popularną we współczesnej pedagogice. Zresztą indywidualna diagnoza procesów
uwagi jest już praktykowana, na przykład w postaci testów inteligencji. Testy te, nie
pozwalają jednak na dokładne opisanie specyfiki jednostkowego profilu uwagi. Nie
wychwytują także niuansów związanych ze stosowanymi strategiami uwagowymi i różnicami
w zakresie poszczególnych aspektów uwagi, takich jak podzielność, wytrzymałość czy
przerzutność [Nęcka, 2007]. Z kolei dostępne na polskim rynku testy uwagi (TUS i d2)
badają tylko te charakterystyki procesu uwagi, które wiążą się z przeszukiwaniem pola
bodźcowego. Odpowiedzią na potrzebę indywidualnej diagnozy procesów uwagi może być
wykorzystanie w tym celu metod komputerowych, które stwarzają dużo większe możliwości
niż tradycyjne testy typu papier-ołówek.
Komputer jako narzędzie diagnozy uwagi
Do badań naukowych nad procesami poznawczymi coraz częściej wykorzystuje się
metodologię wykorzystującą komputer jako główne narzędzie badawcze. Szczególne
osiągnięcia w tej dziedzinie należą do Edwarda Nęcki, który wraz z zespołem badaczy
z Uniwersytetu Jagiellońskiego stworzył szereg programów komputerowych, mierzących
liczne charakterystyki funkcjonowania uwagi i pamięci roboczej [Nęcka, 1994]. Do
najbardziej istotnych należy test DIVA (ang. Divided Attention), mierzący takie aspekty
uwagi, jak czas reakcji, tempo automatyzacji, podatność na dystrakcję, podzielność
i łatwość przełączania uwagi pomiędzy dwoma zadaniami.
Zmodyfikowaną wersję programu DIVA wykorzystywaliśmy w badaniach własnych,
dotyczących związków inteligencji emocjonalnej i procesów uwagi.
Procedura DIVA składa się z dwóch części. W pierwszej z nich badani wykonują
zadanie, które polega na selekcjonowaniu bodźców według określonego klucza. Na ekranie
wyświetlane są trzy koncentrycznie umiejscowione ramki. W ramce wewnętrznej
(najmniejszej) wyświetlane jest słowo-wzorzec, zmieniające się co 30 sekund. W ramce
środkowej co 5 sekund pojawiają się i znikają inne słowa; naraz może być ich trzy, cztery
albo pięć. Zadaniem badanego jest możliwie najszybsze naciśnięcie lewego klawisza
reakcyjnego, gdy zauważy, iż jedno ze słów pojawiających się w środkowej ramce jest
synonimem słowa-wzorca. W ramce zewnętrznej (największej) również mogą pojawiać się
i znikać słowa, które stanowią zakłócenie, zaś badany ma je ignorować.
W oryginalnych badaniach E. Nęcki zadanie główne polegało na rozpoznawaniu
zgodności liter. W naszym badaniu zastąpiono litery słowami, zaś ocena zgodności
dokonywała się nie na poziomie sensorycznym, a semantycznym, dlatego zmodyfikowaną
wersję programu E. Nęcki nazwano DIVA-sem. Program generuje pary słów losowo z listy
3
34 par synonimów, a zadaniem badanego jest naciśnięcie klawisza reakcyjnego w sytuacji
rozpoznania synonimu.
W drugiej części eksperymentu zadaniem osoby badanej jest połączenie czynności
głównej z czynnością równoległą, która polega na kontroli stopnia jasności kwadratów,
znajdujących się po obydwu stronach koncentrycznie ułożonych ramek. Kwadraty na
zmianę zaczynają ciemnieć; badany naciskając prawy klawisz reakcyjny rozjaśnia ich
barwę. W sytuacji, w której któryś z kwadratów osiągnie skrajną barwę (czarny lub biały
kolor), generowany jest ciągły dźwięk, a tło zmienia kolor na żółty. Przykładowy układ
bodźców na ekranie komputera obrazuje rys. 1.
Rys. 1. Test DIVA – przykładowy układ bodźców na ekranie
Perspektywy rozwoju komputerowej diagnostyki uwagi
Otrzymane w naszych badaniach wyniki uznać można za obiecujące, zarówno jeśli
chodzi o otrzymane zależności empiryczne, jak i ogólne właściwości psychometryczne testu
DIVA-sem. Narzędzie będzie dalej modyfikowane, rozwijane i wykorzystywane w badaniach
nad uwagą.
Dobrym pomysłem wydaje się opracowanie i wydanie ogólnodostępnej wersji testu,
która mogłaby posłużyć do diagnozy indywidualnej. Do tego potrzebne są jednak dalsze,
szczegółowe badania, dotyczące rzetelności i trafności testu. Przeprowadzone analizy
wskazują, że narzędzie wymaga zwiększenia efektywności dystraktorów, a także większego
zróżnicowania stopni trudności. Niemniej specyfika zadania w znakomity sposób umożliwia
przeanalizowanie jednostkowej specyfiki funkcjonowania uwagi. Porównanie wyników
pierwszej i drugiej części pozwala na analizę zdolności do dzielenia uwagi pomiędzy dwa
zadania. Czas reakcji i liczba błędów mówią wiele na temat efektywności i przebiegu
procesów selekcji uwagowej. Każdy z warunków eksperymentalnych powtarza się
4
trzykrotnie – dzięki porównaniu przebiegu zadania w pierwszym, drugim i trzecim
powtórzeniu, możemy wnioskować o tempie automatyzowania nowej czynności
poznawczej. Z kolei obecność lub brak obecności dystraktorów umożliwiają oszacowanie
podatności jednostki na dystrakcję.
Ujęcie tak szerokiego spektrum aspektów uwagi z pewnością wyróżnia pomiar uwagi
za pomocą badania komputerowego. Wydaje się, iż dokonanie odpowiednich modyfikacji
oraz opracowanie norm dla komputerowego testu podzielności uwagi, a także
przygotowanie wersji odpowiednich dla różnych grup wiekowych sprawi, iż będziemy
w stanie w sposób rzetelny i trafny opisywać specyfikę funkcjonowania poznawczego
jednostki w zakresie procesów uwagi. Diagnoza taka może być niezwykle użyteczna przy
przygotowywaniu programów edukacyjnych dla poszczególnych grup wiekowych. Stanowić
będzie także cenne źródło informacji, pozwalające na dostosowanie oddziaływań
pedagogicznych do potrzeb jednostki, zarówno jeśli chodzi o odkrywanie mocnych stron
i związanych z nimi szans rozwojowych, jak i o rozpoznawanie trudności i wspieranie ucznia
w radzeniu sobie z nimi.
Literatura
Broadbent D. E.: A mechanical model for human attention and immediate memory.
„Psychological Review” 1957, nr 64, s. 205-215
Kolańczyk A.: Umysł afektywnie zdeterminowany. Jak afekt i nastrój kształtują celowe
spostrzeganie? [W:] Psychologia umysłu. Red. naukowa: Z. Piskorz i T. Zaleśkiewicz.
Gdańskie Wydawnictwo Psychologiczne, Gdańsk 2007, s. 160-183
Ledzińska M.: O możliwych sposobach radzenia sobie z nadmiarem danych: znaczenie
kontroli poznawczej. [W:] Komputer w edukacji. Red. naukowa J. Morbitzer. Wydawca:
Pracownia Technologii Nauczania, Akademia Pedagogiczna, Kraków 2007, s. 126-130
Ledzińska M.: Stres informacyjny. Sposoby radzenia sobie i przeciwdziałania.
[W:] Konteksty stresu psychologicznego. Red. naukowa I. Heszen-Niejodek. Wydawnictwo
Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 2002, s. 21-27
Nęcka E.: Inteligencja i procesy poznawcze. Oficyna Wydawnicza „Impuls”, Kraków 1994
Nęcka E.: Procesy uwagi. [W:] Psychologia. Podręcznik akademicki. T. II. Red. naukowa
J. Strelau. Gdańskie Wydawnictwo Psychologiczne, Gdańsk 2003, s. 77-96
Nęcka E.: Psychologia poznawcza. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007
Nowak A., Vallacher R. R.: Dynamical Social Psychology. Guilford Publications, New York
1998
Seligman M. E. P., Walker E. F., Rosenhan D. L.: Psychopatologia. Zysk i S-ka
Wydawnictwo, Poznań 2003
Stolarski M.: Alternatywne metody diagnozy inteligencji. Jak dokonać pomiaru intelektu
bez użycia testów? „Psychologia. Edukacja i Społeczeństwo” 2006, nr 3(2) s. 163-178
Treisman A.: Contextual cues in selective listening. „Quarterly Journal of Experimental
Psychology” 1960, nr 12, s. 242-248
5