Умственная нагрузка и когнитивные процессы

Изучение и оценка умственной рабочей нагрузки как вероятной причины возникновения профессионального стресса имеет важное значение по следующим причинам: а) вероятность возникновения ошибок и напряженных ситуаций в деятельности возрастает тогда, когда оператору приходится работать на грани своих возможностей; б) стрессовые реакции могут возникать тогда, когда оператору приходится работать длительный период в условиях высокой рабочей нагрузки; в) содержание и структуру задачи и условия работы можно изменить, улучшить, когда определены факторы, создающие высокую рабочую нагрузку; г) можно лучше планировать новые задачи или перераспределение задач, когда известна ожидаемая рабочая нагрузка; д) оценка рабочей нагрузки имеет важное значение для регламентации деятельности, отбора и подготовки специалистов, а также для организации руководства и обоснования нормативов оплаты труда.

Умственная нагрузка в операторской деятельности определяется объемом и содержанием информации о рабочих процессах и результатах выполнения трудовых задач, а также уровнем когнитивных, личностных, профессиональных и других возможностей индивида.

Умственная нагрузка происходит из-за когнитивных ограничений. N. Moray [351] привел примеры исследований, где были сделаны попытки определить оптимальное число элементов для принятия решений в неопределенных ситуациях, – было выявлено, что это число равняется семи. Выявлены лимитирующие значения параметров динамической рабочей памяти, исходной информации для принятия решения и многих других когнитивных процессов. В то же время установлен целый ряд условий, при которых значения этих параметров могут непосредственно изменяться (особенности предъявления и структурирования информации, временные факторы, психологические особенности субъекта и др.).

Ограниченность возможностей обработки информации человеком известны давно. Однако конструкторы, разработчики новой техники под влиянием успехов развития современных технологий предлагают все более сложные для человека разнообразные режимы и конструкции систем управления техникой.

Наиболее часто используется определение умственной рабочей нагрузки человека-оператора, данное D. W. Jahs (по [83]). Он приводит подразделение этого понятия по трем функциональным признакам: 1) исходная нагрузка (или нагрузка на входе системы), 2) усилия оператора, 3) процесс исполнения или результат деятельности (рис. 7). Усилия, затрачиваемые оператором, определяются набором факторов, включающим входную нагрузку и требования к исполнению с содержательной стороны решаемой задачи. Состояние оператора определяется как стабильными его характеристиками, так и изменчивыми (опыт, мотивация, внимательность и др.). Внутренние критерии зависят от состояния оператора, требований к исполнению и от полученных инструкций. Можно предположить, что состояние информационного стресса возникает в тех случаях, когда конструктивные и ситуационные характеристики системы «человек– машина» предъявляют чрезмерные требования к ресурсам человека, а используемые способы реализации деятельности являются недостаточно адекватными и усугубляют негативный эффект нагрузки.

Применительно к операторской деятельности и, в частности, имея в виду систему «человек–компьютер» или иную подобную систему управления техникой, приходится прежде всего рассматривать когнитивные аспекты работы человека-оператора и, в этой связи, обсуждение вопроса рабочей нагрузке следует проводить с позиций когнитивных требований к субъекту. Теоретический анализ этим категориям представлен в работах Г. Т. Берегового с соавт. [10], В. А. Бодрова с соавт. [17, 20, 23], Н. Д. Заваловой с соавт. [65], Г. М. Зараковского и В. В. Павлова [75], В. В. Лапы и В. А. Пономаренко [105], В. П. Зинченко с соавт. [79], В. А. Пономоренко и Н. Д. Заваловой [152], В. Хаккер [189], С. D. Wickens [422], D. Gopher, Е. Donchin [278] и других исследователей.

Считается общепризнанным, что работа в современных компьютеризированных системах предъявляет большие требования к когнитивным ресурсам человека.

Наиболее вероятным воздействием компьютеризации является повышенные требования к рабочей (оперативной) памяти, например: при «извлечении» из памяти различных компонентов концептуальной модели задачи (для управления задачей в режиме закрытого контура) или при реализации планов управления (в режим открытого контура). Во многих формах интерактивной работы с компьютером оператор (пользователь) должен быть способен восстанавливать из памяти и прослеживать текущее содержание цели деятельности во время выполнения целого ряда команд. Это предъявляет дополнительные требования к рабочей памяти, особенно если имеются отклонения в состоянии системы управления.

Использование компьютера в работе, как правило, связано с повышенными требованиями к функции внимания. При закрытом контуре управления оператор должен знать о текущем состоянии системы и контролировать последовательность событий диалога с компьютером очень внимательно. Требования к вниманию могут повышаться из-за необходимости в некоторых задачах переключать и распределять его между несколькими одновременными действиями [12, 384, 423].

Третий источник повышенной активации когнитивных ресурсов связан с принятием решений и планированием. Работа с компьютером может создавать более или менее высокие уровни управляемости в зависимости от характеристик задач и самой системы. Низкие уровни принятия решения и планирования, как правило, связаны с однотипной, повторяющейся работой в течении рабочего дня. Жесткие диалоговые структуры, где пользователь не может выбирать свои стратегии выполнения задачи, также снижают требования к процедурам планирования. Работа с компьютером может и увеличивать необходимость в планировании и принятии решений при предъявлении пользователю большого количества информации, требуя от него организации работы по решению дополнительных задач, иногда самого различного содержания.

Существует ряд условий в решение умственных задач, при которых возникают требования к когнитивным процессам: например, необходимость выполнения одновременно нескольких действий, раздельное по времени управление разными источниками информации, потребность в планировании и принятии решения на выполнение действий в высоком темпе и т. п. Вероятно, должно существовать несколько приемов измерений рабочей нагрузки, которая, если даже ориентироваться на приведенные примеры, весьма разнообразна при выполнении различных задач. Как считает G. R. J. Hockey et al. [291], можно предполагать, что такое измерение должно учитывать оценку фактора временных требований, концентрации внимания, требований усилий и эмоциональных переживаний за результат работы.

Величина умственной нагрузки определяется характером деятельности и, в частности, зависит от степени сложности (объективной и субъективной) трудовых задач, длительности работы, уровня требований по скорости и точности выполнения операций и многих других показателей. Это многообразие показателей и их значений, характеризующих разные операторские профессии, делает затруднительным сравнение уровня рабочей нагрузки между ними. Другая сложность оценки реальной рабочей нагрузки заключается в несоответствии ее объективных и субъективных значений, – в частности, способность оператора обрабатывать информацию зависит от его индивидуально- психологических особенностей, образовании, подготовки и опыта.

Для решения вопроса об оценке рабочей нагрузки было введено понятие «нормативный оператор» [278], которое отражает усредненные способности группы операторов обрабатывать информацию. В соответствии с этим понятием работоспособность «нормативного оператора» характеризует воздействие рабочей нагрузки. Сложность задачи, при которой большинство операторов не могут выполнить задачу, служит в качестве опорной точки величины рабочей нагрузки. Следует учитывать, что существуют не только различия между операторами в способности обрабатывать информацию, но и колебания этих способностей у одного и того же оператора в течение более или менее длительного времени.

Способности в обработке информации имеют свои ограничения в зависимости от типов обработки (информационный поиск, распознавание, запоминание, двигательная реализация и т. п.) и от условий (факторов) деятельности. Ограничения обусловливаются структурными особенности – возможностями органов чувств, двигательным аппаратом, профессиональными знаниями, опытом и т. д.; функциональными особенностями – возможностями решать задачи, как правило, последовательно, а не параллельно, что обусловлено механизмами активации ресурсов; особенностями внимания – обработка информации под когнитивным контролем требует постоянного внимания и поэтому сопровождается увеличением усилия (это касается субоптимальных состояний, эмоциональных состояний, контролируемой обработки информации выполнения нескольких задач).