stringtranslate.com

Модель иерархической сложности

Модель иерархической сложности ( MHC ) — это основа для оценки сложности поведения , например вербального рассуждения или других когнитивных задач. [1] Он количественно определяет порядок иерархической сложности задачи на основе математических принципов организации информации с точки зрения информатики . [2] Эта модель была разработана Майклом Коммонсом и Фрэнсисом Ричардсом в начале 1980-х годов. [3]

Обзор

Модель иерархической сложности (MHC) представляет собой формальную теорию и основу математической психологии для оценки сложности поведения. [4] Разработанный Майклом Лампортом Коммонсом и его коллегами, [3] он количественно определяет порядок иерархической сложности задачи на основе математических принципов организации информации, [5] с точки зрения информатики . [6] [7] [8] Его предшественником была общая сценическая модель. [6]

Поведение, которое может быть оценено, включает поведение отдельных людей или их социальных групп (например, организаций, правительств, обществ), животных или машин. Это позволяет оценить иерархическую сложность выполнения задач в любой области. [9] Он основан на очень простых представлениях о том, что действия задач более высокого порядка: [2]

  1. определяются в терминах следующих ниже (создание иерархии);
  2. организовать следующие нижестоящие действия;
  3. организовывать низшие действия непроизвольно (отличая их от простых цепочек поведения).

Это справедливо для разных культур и видов. Причина, по которой он применяется в межкультурном контексте, заключается в том, что оценка основана на математической сложности иерархической организации информации. Оценка зависит не от содержания информации (например, что сделано, сказано, написано или проанализировано), а от того, как информация организована.

MHC представляет собой нементалистическую модель стадий развития . [2] Он определяет 16 порядков иерархической сложности и соответствующие им этапы . Оно отличается от предыдущих предположений о стадиях развития, применимых к человеку; [10] вместо того, чтобы приписывать изменения поведения человека в зависимости от возраста развитию психических структур или схем , эта модель утверждает, что последовательности задач в поведении задач образуют иерархии, которые становятся все более сложными. Поскольку менее сложные задачи должны быть выполнены и отработаны, прежде чем можно будет овладеть более сложными задачами, это объясняет изменения в развитии, наблюдаемые, например, в выполнении отдельными людьми сложных задач. (Например, человек не может выполнять арифметические действия , пока не выучит числовое представление чисел. Человек не может оперативно умножать суммы чисел, пока не научится складывать. Однако, хотя природный интеллект помогает человеку понимать некоторые числа, он не играет никакой роли. Полноценная роль в умножении больших чисел без обучения сложениям.

Создатели MHC утверждают, что предыдущие теории стадии смешивали стимул и реакцию при оценке стадии, просто подсчитывая ответы и игнорируя задачу или стимул. [2] MHC отделяет задачу или стимул от выполнения. Выполнение участником задания заданной сложности представляет собой этап сложности развития.

Теории предыдущих стадий не удовлетворили Коммонса и Ричардса, потому что эти теории не доказывали существования стадий, а лишь описывали последовательные изменения в человеческом поведении. Это побудило их составить список из двух концепций, которые, по их мнению, должна учитывать успешная теория развития. Они хотели изучить две идеи: (1) иерархическую сложность решаемой задачи и (2) психологию, социологию и антропологию выполнения задачи (и развития производительности). [3]

Вертикальная сложность выполняемых задач

Одной из основных основ этой теории развития является анализ задач . Изучение идеальных задач, включая их реализацию в реальном мире, легло в основу раздела управления стимулами, называемого психофизикой . Задачи определяются как последовательности непредвиденных обстоятельств, каждая из которых представляет стимулы и требует определенного поведения или последовательности действий, которые должны происходить каким-то непроизвольным образом. Сложность поведения, необходимого для выполнения задачи, можно указать с помощью определений горизонтальной сложности и вертикальной сложности, описанных ниже. Поведение рассматривается с учетом аналитически известной сложности задачи.

Задачи носят количественный характер. Они либо заполнены правильно, либо не заполнены вообще. Промежуточного состояния ( tertium non datur ) не существует . По этой причине модель характеризует все этапы как P-жесткие и функционально различные. Порядки иерархической сложности квантованы , как электронные атомные орбитали вокруг ядра : каждая сложность задачи имеет порядок иерархической сложности, необходимый для ее правильного выполнения, аналогично атомному определителю Слейтера . Поскольку задачи заданного количественного порядка иерархической сложности для их выполнения требуют действий данного порядка иерархической сложности, стадия выполнения задачи участником эквивалентна порядку сложности успешно выполненной задачи. Таким образом, количественная характеристика задач особенно важна для оценки этапов, поскольку баллы, полученные за этапы, также дискретны.

Каждая задача содержит множество подзадач. [11] Когда подзадачи выполняются участником в необходимом порядке, рассматриваемая задача успешно выполнена. Таким образом, модель утверждает, что все задачи укладываются в некоторую настроенную последовательность задач, что позволяет точно определить иерархический порядок сложности задач. Задачи различаются по сложности двумя способами: либо по горизонтали (с использованием классической информации); или как вертикальный (с использованием иерархической информации). [2]

Горизонтальная сложность

Классическая информация описывает количество вопросов «да–нет», необходимых для выполнения задачи. Например, если кто-то спросит человека, находящегося на другом конце комнаты, выпадает ли монета орел, когда он ее подбрасывает, его слова «орёл» передадут 1 бит «горизонтальной» информации. Если бы было 2 пенни, нужно было бы задать как минимум два вопроса, по одному о каждой копейке. Следовательно, каждый дополнительный 1-битный вопрос будет добавлять еще один бит. Допустим, у них был четырехгранный волчок с номерами 1, 2, 3 и 4. Вместо того, чтобы крутить его, они бросали его в щит, как это делают кости в игре в кости . Опять же, будет 2 бита. Можно было спросить их, есть ли на лице четное число. Если бы это было так, можно было бы спросить, равно ли это 2. Тогда горизонтальная сложность — это сумма битов, необходимых именно для таких задач, как эта.

Вертикальная сложность

Иерархическая сложность означает количество рекурсий , которые координирующие действия должны выполнить над набором первичных элементов. Действия более высокого уровня иерархической сложности: (а) определяются в терминах действий следующего более низкого уровня иерархической сложности; (б) организовать и трансформировать действия низшего порядка (см. рисунок 2); (в) создавать организации действий более низкого порядка, которые являются качественно новыми и не произвольными и не могут быть достигнуты только этими действиями более низкого порядка. Как только эти условия выполнены, мы говорим, что действие более высокого порядка координирует действия следующего более низкого порядка.

Чтобы проиллюстрировать, как действия низшего уровня организуются в более иерархически сложные действия, давайте обратимся к простому примеру. Выполнение всей операции 3 × (4 + 1) представляет собой задачу, требующую распределительного акта. Это действие непроизвольно приказывает складывать и умножать их для координации. Таким образом, распределительный акт на один порядок иерархически сложнее, чем одни только акты сложения и умножения; оно указывает на единственную правильную последовательность более простых действий. Несмотря на простое добавление результатов в один и тот же ответ, люди, которые могут сделать и то, и другое, демонстрируют большую свободу умственного функционирования. Могут быть применены дополнительные уровни абстракции. Таким образом, порядок сложности задачи определяется путем анализа требований каждой задачи путем ее разбивки на составные части.

Иерархическая сложность задачи определяется количеством содержащихся в ней операций конкатенации , то есть количеством рекурсий, которые должны выполнить координирующие действия. Задача третьего порядка имеет три операции конкатенации. Задача третьего порядка оперирует одной или несколькими задачами второго вертикального порядка, а задача второго порядка — одной или несколькими задачами первого вертикального порядка (самые простые задачи).

Этапы развития

Стадийные теории описывают человеческую организменную и/или технологическую эволюцию как системы, которые с течением времени проходят через определенные стадии. Здесь развитие формально описывается в терминах модели иерархической сложности (MHC).

Формальное определение стадии

Поскольку действия определяются индуктивно, то же самое происходит и с функцией h , известной как порядок иерархической сложности. Каждому действию A мы хотим связать понятие иерархической сложности этого действия h(A) . Учитывая совокупность действий A и участника S , выполняющего A , этап выполнения S на A представляет собой высший порядок действий из A , успешно завершенных хотя бы один раз, т. е. это: этап ( S , A ) = max{ ч(А) | AA и A успешно завершено S }. Таким образом, понятие стадии разрывно и имеет те же переходные разрывы, что и порядки иерархической сложности. Это соответствует предыдущим определениям. [3] [12] [4]

Поскольку стадии MHC концептуализируются с точки зрения иерархической сложности задач, а не с точки зрения мысленных представлений (как на стадиях Пиаже), высшая стадия представляет собой успешное выполнение наиболее иерархически сложных задач, а не интеллектуальную зрелость.

Этапы иерархической сложности

В следующей таблице приведены описания каждого этапа MHC.

Связь с теорией Пиаже

MHC основывается на теории Пиаже , но во многом отличается от нее; в частности, у MHC есть дополнительные более высокие ступени. В обеих теориях можно найти: [2]

  1. Действия более высокого порядка определяются в терминах действий более низкого порядка. Это усиливает иерархический характер отношений и заставляет задачи более высокого порядка включать задачи более низкого порядка, а также требует, чтобы действия более низкого порядка иерархически содержались в относительных определениях задач более высокого порядка.
  2. Действия более высокого порядка сложности организуют действия более низкого порядка. Это делает их более мощными. Действия низшего порядка организованы действиями более высокого порядка сложности, т. е. более сложными задачами.

Что Commons et al. (1998) добавили:

  1. Действия более высокого порядка сложности организуют действия более низкого порядка непроизвольным образом.

Это позволяет приложению модели отвечать требованиям реального мира, включая эмпирические и аналитические. Возможная в теории Пиаже произвольная организация действий низшего порядка сложности, несмотря на иерархическую структуру определений, оставляет неопределенными функциональные корреляты взаимосвязей задач дифференциальной сложности.

Более того, модель согласуется с неопиажескими теориями когнитивного развития . Согласно этим теориям, переход на более высокие стадии или уровни когнитивного развития вызван увеличением эффективности обработки данных и объема рабочей памяти . То есть стадии более высокого порядка предъявляют все более высокие требования к этим функциям обработки информации, так что порядок их появления отражает возможности обработки информации в последующих возрастах. [13]

Заявке свойственны следующие размеры: [2]

  1. Задача и производительность разделены.
  2. Все задачи имеют порядок иерархической сложности.
  3. Существует только одна последовательность порядков иерархической сложности.
  4. Следовательно, существует структура целого идеальных задач и действий.
  5. Между порядками иерархической сложности существуют переходные разрывы.
  6. Стадия определяется как наиболее иерархически сложная решаемая задача.
  7. На этапе производительности, масштабируемом Рашем, существуют отдельные пробелы .
  8. Этап производительности — это разные области задач.
  9. Для исполнения не существует единой структуры — горизонтального декаляжа . Это не противоречивость мышления на определенном этапе развития. Декалаж – это нормальное модальное состояние.

Заказы и соответствующие этапы

MHC определяет 16 порядков иерархической сложности и соответствующие им этапы, утверждая, что каждый из подэтапов Пиаже на самом деле является чрезвычайно сложным этапом. [14] MHC добавляет пять постформальных стадий к траектории развития Пиаже: систематическая стадия 12, метасистематическая стадия 13, парадигматическая стадия 14, кросс-парадигматическая стадия 15 и мета-кросс-парадигматическая стадия 16. Возможно, консолидированная формальная стадия Пиаже то же, что и систематическая стадия. Последовательность следующая: (0) счетная, (1) автоматическая, (2) сенсорно-моторная, (3) круговая сенсо-моторная, (4) сенсо-моторная, (5) номинальная, (6) сентенциальная, (7) ) дооперациональный, (8) первичный, (9) конкретный, (10) абстрактный, (11) формальный и пять постформальных: (12) систематический, (13) метасистематический, (14) парадигматический, (15) кросс-парадигматический, и (16) мета-кросс-парадигматика. Первые четыре стадии (0–3) соответствуют сенсомоторной стадии Пиаже, на которой развиваются младенцы и дети очень раннего возраста. Подростки и взрослые могут выступать на любом из последующих этапов. Стадии MHC с 4 по 5 соответствуют предоперационной стадии Пиаже; 6–8 соответствуют его конкретной стадии работы; и с 9 по 11 соответствуют его официальной стадии работы.

Более сложное поведение характеризует несколько системных моделей. [15] Четыре высших этапа MHC не представлены в модели Пиаже. Высшие стадии MHC сильно повлияли на область позитивного развития взрослых . Говорят, что некоторые взрослые разрабатывают альтернативы формальным операциям и взгляды на них; они используют формальные операции внутри «более высокой» системы операций. Некоторые теоретики называют более сложные порядки когнитивных задач « постформальным мышлением », но другие теоретики утверждают, что эти более высокие порядки нельзя точно назвать постформальным мышлением. [16]

Джордан (2018) утверждал, что одномерные модели, такие как MHC, которые измеряют уровень сложности некоторого поведения, относятся только к одному из многих аспектов развития взрослых, и что необходимы другие переменные (в дополнение к одномерным мерам сложности) для более полное описание развития взрослых.

Эмпирическое исследование с использованием модели

MHC имеет широкий спектр применения. [2] Его математическая основа позволяет использовать его любому, кто изучает выполнение задач, разбитых на этапы. Он предназначен для оценки развития на основе порядка сложности, который субъект использует для организации информации. Таким образом, модель позволяет провести стандартный количественный анализ сложности развития в любой культурной среде. Другие преимущества этой модели включают в себя отказ от менталистских объяснений, а также использование количественных принципов, которые универсально применимы в любом контексте. [2]

Следующие специалисты могут использовать MHC для количественной оценки стадий развития: [2]

Список примеров

В одном репрезентативном исследовании Коммонс, Гудхарт и Доусон (1997) обнаружили, используя анализ Раша (Rasch, 1980), что иерархическая сложность данной задачи предсказывает этап выполнения, причем корреляция составляет r = 0,92. Корреляции аналогичной величины были обнаружены в ряде исследований. Ниже приведены примеры задач, изучаемых с использованием модели иерархической сложности или теории аналогичных навыков Курта В. Фишера : [2]

По состоянию на 2014 год люди и институты со всех основных континентов мира, кроме Африки, использовали модель иерархической сложности. [17] Поскольку модель очень проста и основана на анализе задач, а не только производительности, она динамична. [17] С помощью модели можно количественно оценить возникновение и развитие переходных процессов при выполнении задач любого порядка иерархической сложности. [18]

Критика

Описания стадий 13–15 были охарактеризованы как недостаточно точные. [19] [20]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Робинсон, 2013 г.
  2. ^ abcdefghijk Commons, 2007 г.
  3. ^ abcd Commons и др., 1998 г.
  4. ^ ab Commons & Pekker, 2008; Коммонс и др., 2014 г.
  5. ^ Кумбс, Дауэс и Тверски, 1970.
  6. ^ ab Commons & Richards, 1984a, Commons & Richards, 1984b
  7. ^ Линдси и Норман, 1977
  8. ^ Commons и Родригес, 1990, Commons и Родригес, 1993
  9. ^ Гири, Коммонс и Харриган, 2014; но иную точку зрения см.: Mascolo, 2008.
  10. ^ Например, Инхельдер и Пиаже, 1958 г.
  11. ^ Овертон, 1990.
  12. ^ Коммонс и Миллер, 2001 г.
  13. ^ Деметриу, 1998 г.
  14. ^ Commons, Кроун-Тодд и Чен, 2014 г.
  15. ^ Каллио, 1995; Каллио и Хелкама, 1991 г.
  16. ^ Каллио, 2011 г.
  17. ^ ab Commons и Чен, 2014 г.
  18. ^ Росс, 2014 г.
  19. ^ Янг, 2011 г.
  20. ^ Росс и др., 2014.

Литература

Внешние ссылки