Глава 4. Формирование моделирующих мозговых систем

1. Формирование водительских навыков

Из описанного в первой главе общего понимания психики следует, что в основе процесса вождения лежит созданная в клетках коры головного мозга функциональная система, которая обеспечивает моделирование предметов внешнего мира и тонкую подстройку координации движений к постоянно изменяющейся среде. Поэтому внутренним психологическим содержанием обучения машиниста является формирование такой системы в его мозгу. Иначе говоря, в процессе обучения происходит создание в голове человека специального "нервного органа". Замечательный русский физиолог А. А. Ухтомский называл системы такого рода функциональными органами нервной системы.

Разумеется, орган этот особый. Он отличается от всех других органов человека. Если сравнить мозг машиниста-новичка, только что севшего за контроллер, с мозгом машиниста первого класса, то внешне никаких различий обнаружить не удастся. Вместе с тем, у одного функциональная система сформирована, а у другого - нет. И этот функциональный орган невозможно увидеть даже при использовании всех современных средств оптики и электронного микроскопирования. Ведь речь идет о системе записей на частицах нервных клеток, разбросанных в различных участках коры и каким-то, пока еще не понятным, образом взаимодействующих между собой.

Такая сложная функциональная мозговая система, предназначенная для обслуживания определенного вида деятельности, сформировывается не сразу. Для того чтобы на частицах нервных клеток возникли нужные кодовые записи и для того чтобы эти записи смогли работать и вызывать соответствующие движения, нужно время. В течение всего периода обучения мозговая система водителя проходит определенные этапы своего формирования.

Само создание функциональной системы, происходящее в мозгу, в настоящее время наблюдать нельзя. Информационные процессы, происходящие в нервных клетках, настолько тонки И неуловимы, что даже если бы можно было на время обнажить клеточные слои без вреда для живого человека, то и тогда невозможно с помощью аппаратуры зафиксировать процесс создания динамических информационных моделей в клетках. И все же формирование функциональной системы нетрудно проследить по внешнему проявлению - по способности человека управлять локомотивом.

Объективным выражением при этом может служить скорость езды, число ошибок при вождении. Если, например, на рычаги управления поставить специальные тензодатчики, то можно без труда записать общее напряжение молодого водителя, которое будет выражаться в степени зажима рычагов. Тот или иной использованный объективный критерий позволяет построить график, показывающий динамику научения. На оси абсцисс этого графика откладывается число тренировочных поездок, а на оси ординат - показатель того или иного критерия (скорость, число ошибок, зажим рычагов управления и т. д.).

Такая кривая обучения дает возможность проследить, как от поездки к поездке у молодого водителя скорость езды увеличивается, а число ошибок и степень зажима рычагов управления снижается. Вот эта кривая развития водительского навыка и будет внешним объективным показателем формирования в клетках мозга невидимой функциональной системы.

Многочисленные экспериментально-психологические исследования процесса формирования навыка позволили обнаружить некоторые специфические особенности. Так, в начале обучения кривая поднимается вверх круто, но по мере дальнейшего развития трудовых навыков крутизна подъема снижается. Следовательно, с течением тренировок прирост навыка уменьшается.

Другой особенностью кривой является остановка в развитии, которую психологи называют "плато" научения. В эти периоды навык как бы остается на одном уровне, и кривая обучения приобретает вид прямой линии, параллельной оси абсцисс. В психологической литературе различают два вида плато - истинное и ложное. Ложным плато называется такая остановка в развитии навыка, которая имеет временный характер и преодолевается обучающимся после некоторого количества упражнений. На кривой это находит выражение в том, что после отрезка линии, параллельной оси абсцисс, вновь наступает более или менее крутой подъем.

Совсем иной характер имеет плато истинное. Оно отличается исключительной стойкостью. Эта стабильность результатов показывает, что используемый способ обучения, по-видимому, исчерпал свои возможности. Резервы дальнейшего развития навыка следует искать в перестройке методов обучения или изменения самой структуры деятельности.

Психологические данные, суммированные в кривой формирования навыка, могут иметь определенное практическое значение. Так, при обучении всегда необходимо дифференцировать временную остановку в развитии навыка от "потолка", показывающего границы возможностей как обучаемого, так и обучающего.

Очень важным показателем развития навыка является уменьшение общего напряжения при формировании функциональной мозговой системы.

Когда молодой водитель локомотива впервые едет даже на небольшой скорости, нетрудно по кистям рук, судорожно сжимающим контроллер или кран машиниста, по напряженной позе заметить, как много усилий тратит он на управление локомотивом. Такое общее напряжение приводит к тому, что машинист уже через незначительное время начинает ощущать утомление. С течением времени по мере развития навыка вождения сформированная мозговая система дает ему возможность легко, без особого напряжения и усталости длительное время вести состав на определенной скорости (60-70 км/ч).

Но вот этому же машинисту приходится несколько часов ехать со скоростью, близкой к 100 км/ч, и снова отмечается напряжение, возрастание утомления. Такая реакция организма на увеличение скорости езды обусловливается тем, что водителю за тот же промежуток времени, что и раньше, приходится перерабатывать значительно большее количество информации, моделировать большее количество предметов внешнего мира. С другой стороны, у него притупляется чувство времени и оценки своей реакции в новых условиях. Он не уверен, что в условиях возросшей скорости сможет отреагировать на неожиданно возникшую аварийную ситуацию. Но и это напряжение с течением времени у большинства водителей проходит - по мере формирования мозговой системы.

Приведенные факты показывают, что водительский навык является относительным. Так, машинисты первого класса, отлично справляющиеся со своими обязанностями при скорости 70-80 км/ч, стали испытывать чувство значительного напряжения при переходе к скорости 100-120 км/ч. В ходе анализа было обнаружено, что психологическое состояние находит свое объективное, внешнее выражение в напряженной позе машиниста, в необходимости дополнительного активного контроля за своими действиями по передвижению рычагов управления, которые ранее выполнялись автоматически.

Результаты исследований, посвященных переходу на вождение при более высоких скоростях, свидетельствуют о том, что такому переходу обязательно должен предшествовать период специальной тренировки.

Одним из наиболее важных практических вопросов психологии водительских профессий и, в частности, профессии машиниста является вопрос о принципах построения тренажеров.

В автодорожном транспорте - это учебные столы с соответствующим оборудованием, которые позволяют одному инструктору обучать "практическому вождению" сразу большое количество учеников, сидящих в учебном классе. Само оборудование тренажера напоминает устройство автомобиля. На экране перед учащимися демонстрируются кадры с различными дорожными ситуациями. Ученики должны реагировать на изменение характера движения, причем работа каждого ученика регистрируется специальными контрольными приборами. Такая система позволяет инструктору следить за ошибками учеников и сразу их исправлять.

В США построен тренажер для обучения машинистов приемам вождения локомотивов. Он представляет собой типовую кабину машиниста тепловоза с обычным контроллером, тормозным краном, кнопками, рукоятками управления и измерительными приборами. Установлено также новейшее оборудование: устройство для дистанционного управления локомотивами (система "Локотроль") и сигнализатор работы парового котла для отопления пассажирского поезда. Вместо лобового стекла кабины имеется специальный экран, на который проектируется цветной панорамный фильм, имитирующий движение локомотива по тому или иному реальному участку. Весь тренажер смонтирован в специальном железнодорожном вагоне, что дает возможность перевозить его и проводить обучение машинистов практически в любом железнодорожном депо или на станции.

В Англии создан специальный стенд для обучения машинистов вождению электровозов. Основной частью стенда является кабина машиниста натуральной величины, оборудованная всеми приборами, рукоятками и кнопками управления. Имеется также электронное счетно-решающее устройство, которое в зависимости от совершаемых операций приводит в действие визуальную и акустическую системы, вызывая соответствующую реакцию у обучаемого.

Визуальная система представляет собой экран, на который проектируется специальный кинофильм, создающий обстановку, наблюдаемую машинистом при движении электровоза по определенному участку в реальных условиях.

Сзади кабины машиниста расположен пульт управления. Сидя за ним, инструктор имеет возможность задавать скорость и вес поезда, давать разрешающий и запрещающий сигналы, изменять освещенность пути, имитировать различные повреждения локомотива и проверять, насколько правильно и быстро будущий машинист реагирует на них. Правильность и время реакции испытуемого в ответ на создавшуюся ситуацию регистрируются специальными контрольными приборами.

Аналогичная система имеется во Всесоюзном научно-исследовательском институте железнодорожной гигиены (ВНИИЖГ МПС).

Практика показала высокую экономическую и производственную эффективность применения тренажеров. Специальные исследования, проведенные в США, позволили установить, что применение тренажеров дает возможность сократить общую продолжительность практического обучения на 50% и значительно повысить уровень обучения.

В советской психологии труда был сформулирован ряд требований, при соблюдении которых тренажер может дать желаемый педагогический эффект [72]. Требования вырабатывались применительно к обучению летчиков, однако в обобщенном виде они могут использоваться при разработке тренажеров для обучения другим профессиям. Эти требования сводятся к следующему.

1. Навыки, развиваемые на тренажере, должны по своей структуре соответствовать навыкам вождения. В тренажере главное - это именно функциональная близость деятельности. Стремление во что бы то ни стало приблизить внешний вид тренажера к реальной обстановке может оказаться совершенно бесполезным, если это создает только внешнее подобие.

2. Тренажер должен предусматривать возможность введения независимых, меняющихся по величине отклонений для исправления их обучающимся.

3. Тренажер должен обеспечивать тренирующемуся возможность воспринимать результаты своих действий. Это требование основано на том известном в психологии факте, что навык может полноценно развиваться только тогда, когда обучающийся видит результаты своих действий и может оценить характер и величину совершаемой ошибки. Поэтому необходимо, чтобы тренажер имел объективную регистрацию результатов деятельности ученика. Такая регистрация должна количественно учитывать ход развития тех или иных компонентов водительского навыка.

4. Методика работы на тренажере должна предусматривать достаточное количество повторений. Без этого даже очень хороший тренажер превратится в наглядное пособие: он будет способствовать пониманию и запоминанию чего-либо, но не будет формировать необходимую мозговую функциональную систему, а следовательно, не будет развивать водительский навык.

Нетрудно понять, какое огромное значение для решения практических вопросов, связанных с созданием тренажеров, могут иметь электронные машины, которые в настоящее время широко внедряются в различные отрасли народного хозяйства. Электроника существенно расширяет возможности воссоздания, моделирования многообразных ситуаций в условиях классных комнат. Разумеется, для разработки тренажеров, основанных на электронике, необходимо решить много сложных теоретических и чисто конструкторских вопросов. Но можно с уверенностью предсказать, что в недалеком будущем электронные тренажеры прочно войдут в практику массового обучения водителей.

Следует, однако, иметь в виду, что даже самый совершенный тренажер не может в условиях классной комнаты смоделировать важнейший момент водительской деятельности - момент риска. Характерная для вождения ситуация риска предъявляет высокие требования к эмоционально-волевой сфере человека, предполагает способность к совершению быстрых и точных рабочих движений в условиях реальной опасности для жизни человека. Эта способность в психологии называется эмоционально-моторной устойчивостью. Необходимый уровень эмоционально-моторной устойчивости может сформироваться только в условиях реальной езды.