108

 

ВРЕМЕННÁЯ СТРУКТУРА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

И ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОБУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫМ МЕТОДАМ ТРУДА В ПТУ

 

Г.З. БЕДНЫЙ

 

Обучение учащихся высокопроизводительным методам труда предполагает предварительное изучение мастером производственного обучения методов труда новаторов производства. Предполагается, что мастер должен уметь критически анализировать трудовую деятельность различных рабочих, применяемую ими оснастку и приспособления, способы организации рабочего места и т.д. Более того, он должен в ряде случаев самостоятельно проектировать прогрессивные способы труда [3]. В достижении поставленной цели важное значение приобретает психологический анализ структуры трудовой деятельности, способы ее проектирования [5], [7], [9].

Поскольку деятельность разворачивается в виде процесса, особую роль имеет изучение и построение временной структуры деятельности, в которой в качестве единиц анализа должны выступать ее типовые элементы. Наличие двух типов единиц анализа в виде типовых единиц задания и типовых элементов деятельности позволяет выделить два вида нормативов времени: нормативы времени на типовые элементы задания или работы и нормативы времени на типовые элементы деятельности. При построении временной структуры деятельности должны использоваться нормативы второго вида. Временная структура деятельности отражает длительность ее элементов, особенности распределения элементов деятельности во времени. При построении временной структуры деятельности в процессе производственного обучения нужно определить, как меняются предпочтительные стратегии деятельности в процессе обучения, как реорганизуется временная структура по мере приобретения навыков и умений, какова окончательная структура на заключительном этапе обучения.

Предположим, что необходимо построить модель временной структуры деятельности приема: «Взять из тары два стержня, переместить их к отверстию и установить в заданном положении». Ориентировка стержней зависит от того, имеют ли стержни канавки или нет. Деятельность состоит из набора движений, осуществляемых правой и левой рукой, а также психических актов, связанных с опознанием вида стержня и принятием решения о том, как его ориентировать. Допустим, что нам известна длительность каждой элемента деятельности и особенности совмещения их во времени. Известна также стратегия деятельности исполнителя. Она заключается в том, что после взятия стержней происходит опознание их с целью выявления наличия у стержней канавок и принятие решения о том, как повернуть стержни. Одновременно с этим происходит их перемещение к отверстиям с одновременным поворотом в нужное положение, установка в отверстие и отпускание стержней. Графическая модель временной структуры этого фрагмента деятельности (при отсутствии канавок) представлена

 

109

 

на рис. 1. Мера квантования деятельности определяется задачами исследования, и в нашем примере она соответствует длительности рабочих движений и психических актов. Отрезки прямых представляют собой кирпичики, из которых складывается структура деятельности. Протяженность отрезков — это длительность промежутков времени, приходящихся на соответствующие элементы деятельности. Отрезок под цифрой 1 обозначает графически длительность процесса опознания вида стержней и принятия решения, как их ориентировать, отрезки 2 и 6 — начальное перемещение стержней, 3 и 7 — окончательное перемещение стержней к отверстиям. Эти отрезки времени приходятся на выполнение более точных движений к отверстиям. Отрезки 10 и 11 связаны с поворотом стержней, 4 и 8 — с установлением их в отверстия, а 5 и 9 —с отпусканием стержней. Становится понятно, что с помощью временной структуры можно отразить длительность элементов деятельности, их последовательность, характер совмещения и т.д. Анализ приведенного примера показывает, что при построении временной структуры деятельности необходимо предварительно определить длительность отдельных ее элементов, очередность их следования, возможность совмещения элементов во времени и т.д. Нормативы времени на двигательные элементы деятельности с высокой точностью можно установить путем киносъемки. Наиболее сложной задачей является определение нормативов времени на умственные процессы. В психологии хронометражный метод измерения длительности психических процессов разработал в 1862 г. Ф. Дондерс [12]. Его метод получил название метода вычитания. Данный метод должен быть дополнен электрофизиологическими способами измерений, микроструктурным анализом, позволяющими определить длительность кратковременных элементов активности человека. В качестве таковых может выступать длительность нервных импульсов, время преобразования информации в функциональном блоке и т.д. На их основе можно определить время осуществления целостного психического акта. Серьезным недостатком приведенных методов определения нормативов времени является то, что они игнорируют темп психической деятельности и предполагают, что человек реагирует с максимальной скоростью на ту или иную ситуацию в трудовом процессе. Поэтому при проведении хронометражных замеров необходимо моделировать не только те случаи, когда человек благодаря сложившейся системе ожиданий может максимально быстро реагировать на те или иные внешние воздействия, но и определять время выполнения отдельных элементов в темпе, соответствующем их реализации в целостной деятельности. Возникает необходимость моделирования в эксперименте системы ожиданий человека, соответствующих реальной деятельности,— в этом случае темп трудового процесса будет ниже.

 

 

Рис. 1. ПР— линия, отображающая временную структуру

действий для правой руки, ЛР — то же для левой руки,

УМ — для умственных процессов.

 

На этапе проектирования деятельности время выполнения отдельных ее элементов можно определить с помощью специально разработанных микроэлементных систем. При анализе трудовых процессов рабочих с наиболее высокой точностью определяют затраты времени на типовые элементы деятельности с помощью микроэлементной системы МТМ-1 (Methods-Time-Measurement — система определения методов и продолжительности работы) [12]. Она позволяет определить не только двигательную, но и умственную активность

 

110

 

в ней выделяются типовые элементы деятельности (микроэлементы) с указанием времени их выполнения. Каждый микроэлемент имеет специальное обозначение. На первое место ставится латинская буква, обозначающая тип микроэлемента, далее указывается расстояние перемещения и затем способ осуществления. Например, микроэлементы R30A, R30B и R30C означают «протянуть руку» (символ R) на расстояние 30 см способами, А, В и С (требующие минимального, среднего и высокого уровня концентрации внимания в зависимости от точности движения). Если впереди стоит буква М, то это обозначает микроэлемент «переместить» на такое же расстояние и такими же способами. Рассмотрим еще некоторые обозначения, которые будут использованы в дальнейшем. Микроэлемент «всмотреться» и принять решение типа «да», «нет» обозначаются буквами EF, отпустить, разжав пальцы — RL1, установить симметричную деталь в отверстие при условии, что деталь легко взять и соединение плотное, обозначается P2SE. Повернуть кисть на 90° при малом усилии обозначается T90S и т.д.

В трудовом процессе часто наблюдается совмещение элементов деятельности. Это четко видно из рис. 1, отражающего временную структуру приема установки стержней в отверстие. Становится понятно, что при построении временной структуры деятельности первостепенное значение имеет классификация ситуаций, описывающих возможность последовательного либо параллельного выполнения ее элементов.

В работе В. Хаккера при анализе возможных совмещений элементов деятельности выделяются когнитивные (психические) и внешние (двигательные) компоненты деятельности. При этом не указывается, являются ли когнитивные компоненты самостоятельными элементами деятельности либо составными частями двигательного акта. В работах В. П. Зинченко было показано, что любой двигательный акт имеет три функциональных блока: блок программирования, контроля и коррекции, которые относятся к когнитивным компонентам деятельности, и исполнительный блок, связанный с реализацией двигательного акта [1]. Таким образом, в трудовом процессе необходимо различать когнитивную и исполнительную деятельность. Когнитивную деятельность можно подразделить на действия, связанные непосредственно с реализацией двигательного акта (сюда входят блоки программирования, контроля и коррекции, моторного действия), и на самостоятельные когнитивные действия (связанные с опознанием, принятием решений, оценкой предыдущих этапов деятельности либо с регуляцией последующих). В дальнейшем будут анализироваться следующие ситуации: 1) возможность совмещения двигательных компонентов деятельности, 2) возможность совмещения когнитивных компонентов деятельности, 3) возможность совмещения двигательных и когнитивных компонентов деятельности.

При этом когнитивные компоненты деятельности, которые включены непосредственно в регуляцию двигательного действия как самостоятельные элементы деятельности, рассматриваться не будут, так как их наличие учитывается при анализе рабочих движений. Чем больше удельный вес в движении имеют функциональные блоки программирования, контроля и коррекции, тем выше уровень контроля таких движений в микроэлементных системах анализа, тем большей концентрации внимания они требуют при своем выполнении. В микроэлементной системе МТМ-1 имеется разработанная система правил, которая позволяет анализировать возможность совмещения движений в зависимости от специфики контроля за их выполнением. Правила исходят из положения, согласно которому чем выше контроль за выполняемым движением, тем сложнее их совмещать во времени. Имеются указания, какие микроэлементы можно совмещать, а какие нельзя [12].

Разработанная система правил в микроэлементной системе МТМ-1 требует определенных уточнений. Здесь фактически

 

111

 

учитывается характер только зрительного контроля. Так, например, движения, требующие высокого уровня двигательного контроля, могут при длительной тренировке совмещаться вне зависимости от того, находятся ли они в нормальном поле зрения или нет. Важно учесть, одинаковы ли совмещаемые движения, требуется зрительный контроль на всем протяжении движения или на завершающих участках их осуществления и т.д. Нами была поставлена задача разработать более совершенную систему правил совмещения элементов деятельности во времени. При этом мы изучали ситуации, связанные не только с совмещением двигательных, но и умственных компонентов деятельности.

В исследованиях, посвященных психологическому анализу регуляции моторного действия, было выявлено, что когнитивные компоненты действия могут совмещаться с исполнительными (двигательными). В то же время совмещение когнитивных компонентов двигательных действий затруднительно и приводит к удлинению рефрактерного периода. Это наблюдается как на этапе программирования действий, так и на этапе их контроля и коррекции [1]. Аналогичные результаты приведены в работе В. Хаккера, где анализируются различные варианты возможных совмещений элементов трудового процесса [8]. Анализ приведенных вариантов показывает, что возможность совмещения когнитивных компонентов деятельности исключается. В исследованиях Д. Бродбента было показано, что у нетренированных испытуемых попытка слушать одно сообщение и одновременно отвечать на другое ухудшает точность восприятия и ответа [10]. В экспериментах В.Д. Глезера и А.А. Невской было выявлено, что если в поле зрения испытуемого имеется несколько объектов, то опознание второго объекта практически начинается тогда, когда вероятность опознания первого достигает 0,7. Следовательно, в первом приближении можно предположить, что когнитивные компоненты деятельности не могут совмещаться во времени.

Значительный интерес для анализа возможностей совмещения когнитивных компонентов деятельности представляет исследование процессов внимания при восприятии информации от двух источников [2]. Было выявлено, что сознательной, активной обработке подвергается только один канал информации, на который направлено наше внимание. Такой процесс обработки информации предполагает участие механизмов долговременной памяти, системы сложившихся ожиданий, что связано с включением речемыслительных процессов. Неосновной канал информации обрабатывается в значительной мере автоматически, и этот процесс недостаточно четко осознается. Автоматический анализ обеспечивается пассивной частью системы внимания. Долговременная память, система ожиданий в процессе обработки информации участвует весьма незначительно. Поэтому информация достигает в основном только кратковременной памяти, в связи с чем она быстро теряется и недостаточно четко осознается. Восприятие информации от двух невзаимосвязанных источников сопровождается значительной перегрузкой оперативной памяти. Активная часть внимания имеет гораздо большие ограничения в возможности параллельной обработки информации по сравнению с пассивной частью системы внимания. Информация, не обработанная активной частью системы, почти полностью теряется.

Приведенные данные базируются на тех исследованиях, где внимание представлено в виде определенных блоков, отражающих последовательность этапов обработки информации. Другой подход связан с гипотезой, согласно которой внимание необходимо рассматривать как внутреннее усилие, имеющее ограниченные ресурсы [13]. Умственное усилие или акт внимания определяется, согласно данному подходу, прежде всего сложностью задачи. С увеличением сложности задачи увеличивается количество ресурсов внимания, выделяемых на ее решение. Совмещение когнитивных компонентов деятельности требует использования больших

 

112

 

ресурсов внимания. Поэтому два независимых процесса обработки информации могут интерферировать, предъявляя требования к ресурсам из одного и того же ограниченного источника. Так было выявлено, что в задаче сравнения физической идентичности двух последовательно показываемых букв, время на неожиданный акустический сигнал возрастало, когда он подавался в период принятия решения в основной задаче.

Важное значение в рассматриваемой теории внимания уделяется перцептивной организации, предъявляемой информации и стратегиям в распределении внимания. Перцептивное поле подвергается группировке, и на образовавшиеся группы символов выделяется меньшая доля ресурсов внимания. Данное положение имеет значение при определении структурированных единиц информации, предъявляемой оператору, и решении вопросов о возможности распределения между ними внимания.

Факторы, ограничивающие возможности человека в параллельной обработке информации, не определяются одним каким-то центральным механизмом нервной системы и в значительной мере специфичны для определенных действий и навыков как двигательного, так и когнитивного характера [4]. Это значит, что сложность совмещения элементов деятельности обусловлена многими причинами. Так, например, сложность совмещения движений может определяться спецификой координации каждого из них, характером зрительного контроля, особенностями согласования движений рук и тела и т.д. Аналогично при решении когнитивных задач человеку сложно совмещать элементы деятельности, когда в процессе восприятия один сигнал маскируется другим или же для достижения двух невзаимосвязанных целей нужно использовать один и тот же способ обработки информации. Нельзя мысленно представлять себе пространственное расположение предметов и в то же время рассматривать другую группу предметов.

Опыт показывает, что когда речь идет о совмещении элементов деятельности, то обычно совмещаются двигательный либо двигательные и когнитивные компоненты. Возможность совмещения когнитивных компонентов деятельности oграничена. Например, можно осуществлять зрительное наблюдение за мало изменяющейся, хорошо прогнозируемой ситуацией и вести одновременно речевой обмен. Но если возникает неожиданная ситуация, возможность такого совмещения затруднительна. Это обусловлено включением более сложных когнитивных процессов, связанных анализом, оценкой ситуации и принятием решений. Для анализа возможности совмещения первостепенное значение имеет уровень тренированности исполнителя, эмоциональный стресс.

Анализ приведенного материала показывает, что в настоящее время нет единой теоретической точки зрения, которая могла бы объяснить, чем обусловлены ограниченные возможности человека в одновременном выполнении различных элементов Деятельности. Однако накопленные данные уже сейчас позволяют разработать практические рекомендации, которые необходимо учитывать при проектировании деятельности с рассмотрением возможностей совмещения ее компонентов.

Один из важнейших практических выводов, заключается в том, что когнитивные компоненты деятельности могут совмещаться крайне редко в трудовом процессе. Причем такое совмещение связано с перегрузкой Оперативной памяти, требует максимальной концентрации внимания. При этом возможным ошибки, повышенное утомление и снижение надежности работы человекам Конечно, представление о том, что когнитивные компоненты деятельности ни в каких случаях не могут совмещаться во времени, является в определенной мере упрощением реальных процессов, протекающих в головном мозге человека. Однако такое представление упрощает, а не искажает того, что происходит в действительности, и позволяет решать практические задачи, связанные с проектированием высокопроизводительных методов труда. В связи с этим можно использовать следующие правила совмещения

 

113

 

элементов деятельности, когда учитывается не только двигательная, но и умственная активность. Приведенная система правил исключает из поля зрения случаи предельных нагрузок на человека, так как при решении задач проектирования в центре внимания проектировщика находятся вопросы, связанные с оптимизацией деятельности.

1. Два движения, требующие высокого уровня концентрации внимания, при участии зрительного контроля, могут выполняться одновременно в редких случаях после длительной тренировки, если они осуществляются в пределах нормального поля зрения при условии, что действия идентичны и их совмещение упрощает процесс координации движения.

2. Два действия, требующие высокого уровня концентрации внимания, при участии зрительного контроля на всей траектории движения и осуществляемые вне нормального поля зрения, должны выполняться последовательно.

3. Два движения, требующие высокого уровня концентрации внимания, при участии зрительного контроля, особенно на завершающих участках пути движения, которые находятся вне нормального поля зрения, должны осуществляться одновременно и только на завершающих участках пути выполняться последовательно.

4. Движения, требующие невысокого и среднего уровня концентрации внимания, должны выполняться одновременно.

5. Два движения, из которых одно требует высокого уровня концентрации внимания, а другое — низкого или среднего уровня концентрации внимания, должны выполняться одновременно.

Приведенные правила относятся только к двигательным компонентам деятельности. Они представляют собой уточненные и откорректированные правила, заложенные в МТМ-1. Ниже приводятся правила, связанные с учетом умственных действий.

1. Если осуществляется процесс опознания хорошо знакомых сигналов, то такие психические акты и опознавательные действия могут совмещаться с двигательными действиями, требующими низкого, среднего и высокого уровня концентрации внимания.

Если осуществляется опознание сигналов, требующих перенастройки системы ожиданий или малознакомых сигналов, то они могут совмещаться с двигательными действиями, требующими низкого и среднего уровня концентрации внимания.

Опознаваться параллельно могут только хорошо структурированные и взаимосвязанные сигналы при условии, что количество таких сигналов не больше трех-четырех и сложившаяся система ожиданий согласована с поступающей извне информацией. Во всех остальных случаях поступающая информация обрабатывается последовательно.

Принятие решений и двигательные действия, требующие высокого уровня концентрации внимания, должны выполняться последовательно.

Простейшие виды принятия решения (альтернативного типа) могут быть совмещены с двигательными действиями или движениями, требующими низкого и среднего уровня концентрации внимания.

Когнитивные компоненты деятельности в основном должны выполняться последовательно.

Элементы деятельности, которые при одновременном выполнении приводят к перегрузке оперативной памяти (например, требуют одновременного удержания в памяти различных данных), должны выполняться последовательно.

В стрессовой ситуации или при недостаточно высоком уровне обученности персонала в проекте необходимо предусмотреть, чтобы все элементы деятельности, требующие высокого уровня концентрации внимания, не совмещались во времени друг с другом, а выполнялись последовательно.

Разработанная система правил позволяет проектировать временную структуру деятельности с учетом не только последовательного, но и параллельного выполнения ее элементов, что имеет принципиальное значение для анализа и проектирования высокопроизводительных

 

114

 

методов труда. Естественно, что предложенная система правил представляет собой формализованную и упрощенную схему, которая не может охватить всего многообразия реальных стратегий деятельности и отражает их с определенным уровнем приближения. Однако такое упрощение реальности характерно не только для психологического, но и системно-технического проектирования. Итак, если известны закономерности формируемой структуры той или иной деятельности и завершающие структуры ее осуществления опытным исполнителем, то появляются возможности строить обучение с учетом выявленных закономерностей [6]. На рис. 2 показано, как изменяется временная структура навыка в процессе его формирования при установке стержней в отверстия, когда учитываются определенные правила установки стержней в зависимости от наличия или отсутствия на них канавок. Показано также, как учитываются временные затраты на выполняемую деятельность при переходе от одной стратегии к другой.

 

 

Рис. 2. Изменение временной структуры деятельности в процессе формирования навыка.

1' и 2' — перемещение стержней на 22 см способом М22С (на расстояние 22 см при максимальной концентрации внимания).

3' и 5' — опознание и принятие решения в ситуации, когда инструкция недостаточно усвоена (микроэлемент EF с учетом дополнительного времени на опознание и принятие решения).

4 и 6 — поворот стержней на 90° (микроэлемент T90S).

7 и 10 — перемещение стержней на 10 см способом М10С (при максимальной концентрации внимания).

8 и 11 — установка стержней в отверстия (микроэлемент Р2 Е).

9 и 12 — разжать пальцы (микроэлемент RL1). 1 и 2 — перемещение стержней на 22 см способом М22В (средний уровень концентрации внимания).

3 и 5 — опоздание и принятие решения в ситуации, когда инструкция хорошо усвоена (микроэлемент EF).

I—IV — номера стратегий.

 

Первая стратегия характеризуется наличием значительных двигательных пауз, последовательным опознанием сигнальных признаков и принятием решений, более длительными когнитивными компонентами деятельности, последовательным осуществлением поворота стержней от тары к отверстиям (см. расположение и длительность элементов деятельности 3' и 5', 4 и 6, а

 

115

 

также выполнение элементов 1' и 2' способом МС, требующим высокой кон­центрации внимания при его выполне­нии). Для второй стратегии характерно такое же распределение элементов деятельности во времени. Отличие за­ключается лишь в том, что сокращается длительность когнитивных компонентов деятельности (длительность элементов 3 и 5 меньше, чем 3' и 5'). В итоге двигательные паузы также сокра­щаются (см. расстояние между отрез­ками 1' и 4, 4 и 10, 2' и 6). Третья стратегия характеризуется тем, что уменьшается зрительный контроль при перемещении стержней двумя руками от тары к отверстиям. В результате эле­менты 1 и 2 становятся короче по дли­тельности (элементы 1 и 2, выполня­емые способом МС, заменяются на эле­менты 1 и 2, выполняемые способом MB). Когнитивный компонент деятель­ности (элемент 3) совмещается с дви­гательными элементами 1 и 2, а эле­мент 4 (поворот одного из стержней) начинает выполняться сразу после эле­ментов 1 и 2. Последняя, четвертая стратегия характеризуется дальнейшим сокращением двигательных пауз, так как элемент 10 начинает выполняться сразу после завершения элемента 1. Элемент 6 (поворот стержня) совме­щается с элементом 7 (перемещение стержней к отверстиям). Применяемые стратегии не во всех случаях осозна­ются исполнителем, что осложняет про­цесс обучения высокопроизводительным методам труда, которые характери­зуются высоким уровнем автоматиза­ции. Благодаря совершенствованию процесса обучения возможно частичное сокращение промежуточных стратегий, что ускоряет процесс обучения.

Исследование показало, что повыше­ние темпа деятельности и освоение высокопроизводительных методов труда сопровождается сложной перестрой­кой временной структуры деятельности, которая не сводится к повышению скорости ее выполнения. Происходит замена одних элементов деятельности другими, более простыми. Некоторые элементы деятельности носят времен­ный характер и не входят в сформи­рованную структуру. Благодаря упрощению элементов деятельности появ­ляется возможность их совмещения во времени, сокращаются двигательные паузы, характерные на первоначальных этапах усвоения навыка. Однако нали­чие таких пауз не дает оснований считать их незаполненными, «пустыми» промежутками времени. Во время дви­гательных пауз разворачиваются когни­тивные процессы, связанные с сенсор­но-перцептивными, мнемическими и мыслительными операциями, обеспечи­вающими психическую регуляцию дея­тельности. Эти операции носят более сложный характер на первоначальных этапах обучения. Их упрощение, сокра­щение некоторых из них влечет за собой уменьшение двигательных пауз. Анализ временной структуры деятельности на разных этапах обучения позволяет осу­ществить обоснованный выбор возмож­ных вариантов выполнения учебно-производственной операции, что имеет важное значение в оптимизации произ­водственного обучения.

 

1. Гордеева Н. Д., Зинченко В. П. Функциональная структура действия. М., 1982. 207 с.

2. Линдсей Л., Норман Д. Переработка информации у человека. М., 1984. 549 с.

3. Мартынов А. Г. Пути формирования у учащихся навыков высокопроизводительного труда и качественного выполнения учебно-производственных работ. М., 1979. 53 с.

4. Найсер У. Познание и реальность. М., 1981. 229 с.

5. Основы инженерной психологии / Под ред. Б.Ф. Ломова. М., 1986. 448 с.

6. Роговин М. С. Логическая и психологическая структура диагноза // Психологические проблемы рационализации деятельности: Межвуз.сб. Ярославль, 1979. С. 5—21.

7. Справочник по инженерной психологии / Под ред. Б.Ф. Ломова. М., 1982. 368 с.

8. Хаккер В. Инженерная психология и психология труда. М., 1985. 375 с.

9. Эргономика и безопасность труда. М., 1985. 112 с.

10. Broadbent D. E. Perception and communication. N. Y., 1958. 241 p.

11. Danders F. C. On the speed of mental processes // Koster W.G. (ed.) Attention and performance. Amsterdam, 1969. 167 p.

12. Karger D. W., Baya F. H. Engineered work measurement. 2-nd ed. The Industrial Press, 1963. 156 p.

13. Kahneman D. Attention and effort. Englewood Cliffs, 1973. 221 p.

 

Поступила в редакцию 12.VIII 1986 г.