PSIHOLOGIE COGNITIVA - REZOLVAREA DE PROBLEME SI RATIONAMENTUL
REZOLVAREA DE PROBLEME
Rezolvarea de probleme este o rezultanta a functionarii interactive a mecanismelor cognitive studiate anterior. Desi rationamentul poate fi inclus in rezolvarea de probleme, procesul rationativ constituie un calcul specific, diferit de alte strategii rezolutive (Miclea, 1994). Pentru a nu ajunge la o abordare generala a rationamentului prin aglutinarea diferentelor sale fata de alte proceduri rezolutive, am optat pentru tratarea sa separata.
O problema apare atunci cand subiectul intentioneaza sa-si realizeze un scop, sau sa reactioneze la o situatie-stimul, pentru care nu are un raspuns adecvat stocat in memorie. Mai exact, o problema apare cand exista:
o stare initiala a organismului si a mediului sau.
o stare-scop - o situatie dezirabila diferita de cea initiala pe care subiectul e motivat sa o atinga.
o multime de actiuni sau operatii a caror realizare fac plauzibila atingerea scopului
Absenta uneia dintre aceste caracteristici suspenda problema. De exemplu, daca situatia actuala este complet satisfacatoare, daca nu exista o situatie diferita de cea actuala pentru care subiectul sa fie motivat, nu ne confruntam cu nici o problema. Trebuie sa avem capacitatea de a intrevedea o alta stare de lucruri decat cea prezenta si sa fim motivati sa o atingem pentru a putea apare problema. Daca nivelul intelectual nu ne permite sa intrezarim o alta stare de lucruri decat cea actuala sau daca realizarea acesteia nu ofera nici o satisfactie, nu satisface nici o trebuinta, traim "fara probleme" (Miclea, 1994).
SPATIUL SI MEDIUL PROBLEMEI
Modul in care subiectul isi reprezinta problema constituie spatiul problem ei. Una si aceeasi problema poate fi reprezentata diferit in mintea unor subiecti diferiti sau in mintea aceluiasi subiect, in functie de variatia cunostintelor sale si a capacitatilor de procesare. Sa presupunem ca o problema dintr-un manual de geometrie, este reprezentata intern de prezumptivul rezolvitor. Problema ca atare, asa cum este ea reprezentata in manualul respectiv, formeaza mediul problemei. Reprezentarea ei interna, dependenta de sistemul cognitiv al rezolvitorului este spatiul problem ei. Spatiul problemei consta intr-o multime de stari: a) starea initiala (=ceea ce se da), b) starea finala (=ceea ce se cere) si c) stari intermediare care reprezinta transformari succesive ale starii initiale in starea finala. Transformarea unei stari in alta stare, este facuta cu ajutorul unui operator. Un operator poate fi o actiune fizica ce schimba o stare de lucruri, sau o operatie cognitiva, care transforma o stare de cunostinte in alta. Orice operator se aplica numai daca anterior sunt indeplinite anumite conditii numite constrangeri de aplicare a operatorului in cauza. Rezolvarea problemei consta in aplicarea acelor operatori care vor permite transformarea starii initiale in starea finala, cu satisfacerea constrangerilor de aplicare. Cel mai scurt drum dintre starea initiala si cea finala, constituie solutia optima (Miclea, 1994).
In contextul discutiei despre spatiul problem ei, mai trebuie mentionata distinctia dintre probleme bine definite si probleme insuficient definite. Daca intr-o problema se specifica complet starea initiala, cea finala, setul de operatori si conditiile de aplicare a acestora, avem de-a face cu o problema bine definita. Demonstrarea unei teoreme de logica simbolica este un exemplu de astfel de problema. Se specifica starea initiala (axiomele din Principia Mathematica), se specifica starea finala (teorema ce trebuie demonstrata), setul de operatori (regulile de deductie) si conditiile de aplicare a acestora ( de ex. Daca se aplica regula substitutiei, atunci variabila substituita trebuie inlocuita in toate ocurentele sale dintr-o expresie) (Miclea, 1994).
Problemele insuficient definite sunt cele in care nu sunt complet specificate starile problemei, sau blocul de operatori, sau conditiile de aplicare ale acestora. Alegerea unei profesiuni, intemeierea unui mariaj sau inventarea unui nou tip de masini, sunt exemple de probleme insuficient definite (Miclea, 1994).
METODE DE CERCETARE A PROCESULUI REZOLUTIV
Protocolul gandirii cu voce tare
La baza acestei metode se afla asumptia ca subiectul isi poate verbaliza cunostintele si modul de procesare a acestora pe parcursul procesului rezolutiv, sau ulterior. Ca atare, rezolvitorul este pus sa gandeasca cu voce tare, fie in momentul efectuarii unei operatii, fie la sfarsitul rezolvarii problemei. In primul caz avem de-a face cu o verbalizare concomitenta in cel de-al doilea cu o verbalizare retrospectiva (Miclea, 1994).
STRATEGII REZOLUTIVE
Strategiile utilizate de subiecti pentru a "naviga" in spatiul problem ei, pot fi grupate in mai multe categorii. Dupa vectorul sau directia procedurii rezolutive putem distinge strategiile prospective de rezolvare de strategiile retrospective. Primul tip grupeaza acele metode de rezolvare care pornesc de la starea initiala (ce se da) si aplica diversi operatori pentru a atinge starea finala (solutia). De pilda, pentru a rezolva o ecuatie de ordinul doi, pornim de la datele cuprinse in ecuatia respectiva, dupa care aplicam o serie de operatori - specificati in algoritmul de calcul al acestui tip de ecuatie - pana cand obtinem solutia ceruta (Miclea, 1994).
Strategia retrospectiva consta intr-un demers invers, de la starea finala, spre starea initiala. Strategiile retrospective presupun cunoasterea exacta a starii finale, sau solutiei problemei in cauza. De exemplu, demonstrarea unei teoreme de geometrie sau a unei teoreme de logica simbolica se preteaza la aplicarea unor strategii rezolutive retrospective (Miclea, 1994).
Din punct de vedere al certitudinii cu care duc la solutia corecta, strategiile se impart in algoritmi si euristici. Algoritmii sunt proceduri standardizate care garanteaza obtinerea solutiei corecte printr-un numar finit de pasi. Ele sunt strict determinate si se aplica la o clasa intreaga de probleme.
Problemele de mare complexitate, cu multe variabile, care presupun adaptarea la un mediu dinamic si hipercomplex, nu pot fi rezolvate recurgand la strategii algoritmice. De pilda, nu exista algoritmi care, aplicati de la inceputul jocului de sah, ne-ar duce in mod cert la a-i da "mat" adversarului. Pentru solutionarea lor oamenii recurg la euristici. Euristicile sunt proceduri care limiteaza numarul de cautari in spatiul problemei, si care ne conduc spre o solutie. Euristicile nu garanteaza obtinerea solutiei si nici nu ne certifica faptul ca solutia obtinuta este cea optima. Ele nu pot duce decat la solutii satisfacatoare (Simon, 1981). Cea mai mare parte a strategiilor euristice sunt specifice, dependente de un context de aplicare si de un volum de cunostinte bine precizate. In afara de euristicile specifice, psihologia cognitiva a pus in evidenta si cateva euristici generale: analiza mijloace-scopuri, analogia, planificarea si analiza prin sinteza (Miclea, 1994).
Analiza mijloace-scopuri
A fost intens studiata de Simon si Newell. Ea consta in analiza diferentelor dintre starea finala si starea initiala sau starile intermediare din spatiul problem ei si in reducerea succesiva a diferentei prin aplicarea unui bloc de operatori. In formularea mai detaliata si mai precisa a autorilor ei, analiza mijloace-scopuri presupune ca:
Daca se da o stare si ea nu este cea dezirabila, trebuie detectata diferenta dintre starea actuala si ea dezirabila.
Se cauta minimalizarea diferentei prin aplicarea unui operator dintr-un bloc al operatorilor.
Daca nu e posibila aplicarea operatorului care reduce diferenta, trebuie modificata starea problemei, astfel incat, el sa poata fi aplicat.
Unele diferente sunt mai dificil de eliminat decat altele. Trebuie cautata eliminarea prioritara a diferentelor dificile, chiar cu pretul crearii de noi diferente (Miclea, 1994).
Rezolvarea prin analogie. Problema transferului
Doua obiecte (stari, probleme, etc) notate cu X si Y sunt analoge, daca descoperim un punct de vedere, astfel incat X poate fi vazut ca Y si Y ca X. Centrul de greutate al definitiei de mai sus este "punctul de vedere". Esential pentru stabilirea unei analogii este descoperirea unui astfel de punct de vedere. X si Y pot diferi sub multe alte aspecte, din multe puncte de vedere. X si Y pot diferi sub multe alte aspecte, din multe alte puncte de vedere. Ceea ce este important insa, e ca analogia descoperita sa fie relevanta pentru rezolvarea problemei. Pe baza analogiei se poate realiza transferul de la o problema anterioara rezolvata, la problema tinta. Cautand raspunsul la prima intrebare, mentionam ca obiectul transferului este fie spatiul problemei adica structura de scopuri si subscopuri, fie procedura de rezolvare, adica secventa de operatori care ne permite sa navigam prin spatiul problem ei (Miclea, 1994).
Cand atat spatiul problem ei cat si blocul de operatori utilizati pentru rezolvare sunt analoge in cazul problemei-tinta si a problemei sursa, se realizeaza un transfer al procedurii de rezolvare. De pilda, in cazul in care o serie de matrici similare celor de tip Raven, modificam doar configuratiile interne ale fiecarei table, dar mentinem aceeasi structura a scopurilor si aceiasi operatori, se realizeaza un transfer de proceduri. Daca doua probleme au acelasi spatiu si acelasi bloc de operatori de transformare a starilor din spatiul problem ei, se numesc izomorfe. Daca structura scopurilor si subscopurilor sau blocul de operatori se suprapune doar partial, avem de-a face cu probleme analoge. Transferul e mai dificil daca problemele sunt doar analoge si rezolvarea consta intr-un transfer de proceduri. In acest caz, structura de scopuri si blocul operatorilor se suprapun doar partial (Miclea, 1994).
RATIONAMENTUL
Tipuri de rationament
Rationamentul, numit adesea si inferenta, este o procedura prin care se obtin informatii noi din combinarea celor deja existente (Miclea, 1994).
RATIONAMENTUL INDUCTIV
Inferenta sau rationamentul inductiv consta in producerea unei ipoteze generale pe baza unor date particulare si a unor cunostinte (tacite). In functie de obiectul inductiei, adica de ce anume se induce, avem trei tipuri de rationament inductiv: 1) de inducere a unei proprietati; 2) de inducere a unei reguli; 3) de inducere a unei structuri.
Inducerea unei proprietati
Rationamentul de inducere a unei proprietati consta in inducerea sau generalizarea unei caracteristici constatata la cativa dintre membrii unei categorii, pentru toti membrii categoriei. De exemplu, daca constatam ca, de fiecare data cand vedem un corb, el are penajul negru, vom generaliza spunand "toti corbii sunt negrii". O proprietate a unor instante ale categoriei respective a devenit caracteristica pentru toti membrii sai.
Inducerea unei reguli
In afara de o proprietate sau combinatie de proprietati, rationamentul inductiv poate avea ca obiect o regula. Se da, de exemplu, seria:
ABMCDMEFMGHMIJ
si se cere subiectilor sa precizeze care litera ar putea ocupa urmatoarea pozitie in serie. Raspunsul corect va fi obtinut daca, din examinarea seriei subiectul induce regula "dupa fiecare doua litere consecutive din alfabet urmeaza litera M". Inductia unei reguli permite generarea unui numar nelimitat de combinatii care satisfac regula respectiva. Aceste reguli pot fi induse explicit, constient, ca in cazul sarcinii oferite mai sus, sau implicit, inconstient. Regulile de productie si utilizare a limbajului natural sunt, in mare masura, rodul unor inductii inconstiente (Miclea, 1994).
Inducerea unei structuri
Ea nu presupune doar luarea in considerare a unei trasaturi sau a unei reguli, ci se bazeaza pe descoperirea unei retele constante de conexiuni intre elementele unei multimi. Aceasta structura este apoi aplicata la o noua situatie. Sa consideram urmatorul exemplu: "Avocatul este pentru clientul sau ceea ce medicul este pentru: a) bolnav, b) medicina". Sarcina consta in a stabili care dintre cele doua alternative este corecta. Rezolvarea acestei probleme este posibila daca subiectul reuseste sa descopere relatiile (=structura) dintre primii doi termeni si apoi sa o induca asupra urmatorilor termeni.
RATIONAMENTUL DEDUCTIV
In rationamentul deductiv nu se pune problema inducerii unor reguli sau structuri - ca in cazul rationamentului inductiv - ci, pe baza unor reguli stabilite, se urmareste obtinerea de noi cunostinte. Aceste reguli se numesc reguli de deductie. Asadar, inferenta deductiva consta intr-o serie de calcule guvernate de regulile de deductie astfel incat, din anumite premise o concluzie deriva cu necesitate logica. Psihologiei ii ramane sarcina de a stabili: a) modul in care premisele si concluzia sunt reprezentate in sistemul cognitiv si procedura efectiva de transformare a inputului (=premisele) in output (=concluzia), adica analiza la nivel reprezentational-algoritmic, implementational si impactul cunostintelor tacite asupra procesului deductiv. Modelele psihologice elaborate pentru explicarea lor sunt dezvoltate diferentiat, de aceea ele vor fi prezentate succesiv. Toate aceste modelari au o caracteristica comuna: ele reconsidera statutul erorii in rationament. Exista trei tipuri de rationament deductiv: 1) silogistic, 2) ipotetico-deductiv, si 3) linear.
Rationamentul silogistic
Silogismul
consta in deducerea unei concluzii din doua premise prin mijlocirea
unui termen mediu. Atat premisele cat si concluzia sunt judecati
categorice, in care despre cineva (=subiect, S) se aserteaza ceva
(=predicat, P). Pe scurt, S P.
Termenul care apare in ambele premise facand legatura dintre ele se
numeste termen mediu (M). In
functie de pozitia termenului mediu rezulta patru figuri
silogistice:
Figura I: M P Figura II: P M
S M S M
S P S P
Figura III: M P Figura IV: P M
M S M S
S P S P
In functie de cuantificarea dintre subiectul si predicatul logic, rezulta patru tipuri de judecati:
universal afirmative (A): Toti A sunt B
universal negative (E): Nici un A nu e B
particular afirmative (I): Unii A sunt B
particular negative (U): Unii A nu sunt B
Presupunand cunoscuta logica silogismului, ne oprim asupra principalelor abordari reprezentational-algoritmice: modelul lui Erickson si modelul lui Johnson-Laird.
Modelul lui Erickson. Erickson (1978) considera ca efectuarea unui silogism cuprinde urmatoarele etape: a) reprezentarea (proiectia informatiei din premise in mintea noastra), care ia o forma similara cu diagramele Venn; b) combinarea reprezentarilor; c) alegerea etichetei verbale, pentru descrierea concluziei.
Sa consideram urmatoarea schema de rationament:
Toti M sunt P.
Toti M sunt S.
Deci unii S sunt P. Aceasta schema ilustreaza un silogism de figura a treia. El are la baza o reprezentare a informatiei analoga diagramelor Venn. Dar informatia continuta in premise mai poate fi reprezentata si in alt mod, in conditiile in care M = P = S.
In acest caz, mai sunt posibile inca doua concluzii:
Toti S sunt P.
Toti P sunt S.
Exemplu: Toti oamenii sunt rationali
Toti oamenii sunt potentiali creatori
Toti cei potentiali creatori sunt rationali
Toate fiintele rationale sunt potential-creatoare.
Asadar, din aceleasi premise se pot extrage trei concluzii in loc de una, daca facem uz de o alta reprezentare a informatiei din premise. Erickson considera ca erorile de rationament se datoreaza limitelor de reprezentare a informatiei. Oamenii in general procedeaza logic, dar sunt extrem de limitati in extragerea (reprezentarea) informatiei continute in premise (Erickson si Mayer, 1983).
Johnson-Laird arata ca deductia silogistica se realizeaza in mai multe etape:
Reprezentarea premiselor prin constructia unui model mental corespunzator.
Combinarea euristica a reprezentarii premiselor.
Asertarea unei multimi de concluzii sub forma experimentului mental.
Testarea concluziilor.
Deci, regulile logicii nu apar in ghidarea efectiva rationamentului ce se desfasoara dupa regulile euristice, ci in selectarea concluziilor, in stadiul final, ca norma de validare (Johnson-Laird, 1980). Daca la Erickson omul procedeaza logic dar erorile survin ca urmare a deficientelor in reprezentarea informatiei, in modelul lui Johnson-Laird, omul procedeaza euristic, iar erorile sunt rezultatul insuficientei resurselor necesare pentru testarea logica a concluziilor obtinute euristic.
Rationamentul ipotetico-deductiv
Inferenta ipotetico-deductiva consta din doua premise si o concluzie. Prima premisa este o implicatie de genul "daca p atunci q", unde p se numeste antecedent, iar q - consecvent. A doua premisa consta in afirmarea sau negarea fie a antecedentului fie a consecventului. Sub una si aceeasi expresie conditionala se poate ascunde:
o relatie de antrenare logica
Daca e ziua, atunci e lumina.
E ziua.
Deci, e lumina.
o relatie cauzala
Daca ploua, asfaltul e ud.
Ploua.
Deci, asfaltul e ud.
c)o regula de producere
Daca e frig atunci aprinde focul.
E frig.
Deci, aprinde focul.
Deocamdata, cercetarile asupra rationamentului conditional au pus in evidenta faptul ca multe erori provin din interpretarea propozitiilor conditionale ca biconditionale, din inabilitatea de a utiliza informasia din enunturile conditionale negative si din gresita reprezentare a operatorului "non" (Sternberg, 1985)
Rationamentul linear
Rationamentul linear este o specie de rationament tranzitiv. El are doua premise, fiecare descriind o relatie dintre doi itemi. Cel putin un item este prezent in ambele premise. Subiectului i se cere sa determine relatia dintre doi itemi neadiacenti (care nu apar in aceeasi premisa). De exemplu, se dau premisele:
"Ion este mai mare ca George".
"Nicu este mai mic ca George".
Se cere subiectilor sa stabileasca cine este cel mai mare din cei trei? Pentru a explica modul in care subiectii ajung sa rationeze in aceasta problema, s-au elaborat mai multe modele. Cel mai bine articulat este modelul imagistic care sustine ca deducerea concluziei are la baza operatii asupra imaginilor (De Soto, 1965). Subiectii codeaza primii doi itemi sub forma unor imagini stilizate, ordonate dupa relatia "mai mare". Aceste imagini sunt "fixe". Cel de-al treilea termen este reprezentat printr-o imagine mobila care e plasata fata de celelalte doua conform cu relatia de ordonare dupa marime. Concluzia, spun adeptii modelului imagistic, consta in traducerea in expresie verbala a informatiei extrase din aranjarea spatiala a imaginilor.
In replica, modelul lingvistic (Clark, 1980), pune accentul pe aspectele lingvistice ale rationamentului. Clark porneste de la premisa ca "dificultatile principale in multe probleme de rationament nu se datoreaza proceselor cognitive specifice acestor probleme, ci limbajului in care acestea sunt exprimate". Deci, inainte de a trage concluzia, subiectul procedeaza la o reformulare a premisei a doua. In loc de "Nicu este mai mic decat George" va formula "George este mai mare decat Nicu" (Clark, 1980).
In ultima vreme se marseaza pe o teorie mixta asupra rationamentului linear. Se considera ca in acest rationament subiectii fac apel atat la operatii lingvistice, cat si la operatii spatiale. Mai intai ei decodeaza informatia exprimata in premise, apoi o recodeaza in imagini spatiale intr-o forma care permite efectuarea inferentei tranzitive. In cele din urma, procedeaza la recodarea verbala a concluziei (Sternberg, 1985).
Prabhakaran si colab. (1997) folosind RMN-ul functional in timp ce subiectii rezolvau testul RAVEN au pus in evidenta faptul ca se activeaza multiple regiuni corticale, incluzand dorso-lateralul prefrontal. Un studiu folosind tomografia cu emisie de pozitroni privind performanta intr-un rationament tranzitiv a pus in evidenta activarea atat a dorso-lateralului prefrontal cat si a parietalului (Baker si colab., 1996). Studiul lui Waltz si colab. (1999) a evidentiat ca regiunea prefrontala e necesara pentru integrarea relationala, aceeasi regiune ce este activata in sarcini de memorie de lucru, fiindca aceasta zona este raspunzatoare de procesarea mai multor relatii simultan, integrand in acest fel multiple relatii, in acest fel realizandu-se cu succes rationamente tranzitive (lineare) sau inductive spatiale (precum cele din testul RAVEN).
Bibliografie selectiva
Baker, S.C., Dolan, R.J., Frith, C.D. (1996). The functional anatomy of logic: A PET study of inferential reasoning. Neuroimage, 3, S218
Clark, H.H. (1980). Linguistic processes in deductive reasoning. In P.N. Johnson-Laird & P.C.Wason (eds) Thinking: Reading in Cognitive Science, Cambridge Univ. Press, Cambridge
De Soto, C.B.& colab. (1965). Social Reasoning and spatial paralogic. J.Pers.and Social Psych.,2
Johnson-Laird, P.N. (1980). Mental Models in Cognitive Science. Cognitive Science, 4
Miclea, M. (1994). Psihologie Cognitiva, Editura Gloria, Cluj-Napoca
Prabhakaran, V., Smith, J.A.L., Desmond, J.E., Glover, G., Gabrieli, J.D.E. (1997). Neural substrates of fluid reasoning: An fMRI Study of neocortical activation during performance of the Raven's Progressive Matrices Test. Cognitive Psychology, 33, 43-63
Simon, H.A. (1981). The science of the artificial 2nd ed.. MIT Press, Cambridge MA
Sternberg, S.(1985). Beyond IQ. Cambridge Univ. Press, Cambridge MA
