Когнитивные основы моделирования

Кора головного мозга имеет слоистую структуру. Ассоциации происходят только внутри слоя. Поэтому важнейшую роль в мышлении играет механизм обобщений, реализуемый системой пирамидных нейронов – постепенный переход образов со слоя на слой, их объединение и сжатие вплоть до образования понятия или сформулированной гипотезы на верхнем уровне иерархии [3]. На уровне понятий проводится логическая обработка. Эффективная работа ассоциативного механизма в верхних слоях, обеспечивающая обработку больших объёмов информации (а они действительно большие, так как совершено сжатие-сворачивание информации) свойственна экспертам, аналитикам и управляющим с большим опытом.

Поэтому представляется важным поиск путей развития ассоциативного механизма образного мышления (развитого в нижних слоях коры головного мозга и работающего непосредственно с первичными образами-фактами) для работы с образами-гипотезами, идеями, обобщениями в верхних слоях.

Обучение с помощью моделирования помогает взаимодействию механизмов ассоциаций и обобщений за счет устранения излишней промежуточной перекодировки образов.

Слабые стороны развитого в ходе эволюции ассоциативного механизма - плохая приспособленность к логическим выводам и отсутствие механизма отображения временных последовательностей. Поэтому обучающимся нужны встроенные в процесс обучения динамические системно-логические помощники - модели в качестве «мостиков», обеспечивающих плавный переход от сложного комплекса явлений современной экономики к преимущественно ассоциативному мышлению обучающихся.

Сжатие и обобщение, если оно проведено системно, вырабатывает в вышерасположенных слоях коры головного мозга систему понятий, гипотез, причин, следствий и связей между ними, образуя как бы когнитивную карту. Это позволяет в верхних слоях в определённой степени задействовать ассоциативный механизм, который как мы видели, дает большой эффект в нижних слоях.

Моделирование обеспечивает интерактивность – положительную обратную связь в контуре обучения (рис.2). Положительная обратная связь усиливает все процессы, и процессы обучения – не исключение [3].

Рис. 2. Интерактивность: я делаю – модель – результаты - я вижу – положительная (усиливающая) обратная связь в контуре обучения.

При обучении с помощью моделей - интерактивных динамических практикумов-тренажеров «Mentor™» - разработчик инновационная компания «Динамичное управление», г. Курск, kuzhel@r46.ru - для лучшего восприятия и создания с помощью ассоциативного механизма системы образов-понятий и образов-гипотез нужно выполнять следующие основные действия [4]:

1. Подать на просмотр картинку-схему «Факторы – следствия» (когнитивную карту), предварительно научившись её строить (построение обеспечивается режимом «Логика»).

2. Сформировать управляющие воздействия – факторы, выставив регуляторы в желаемое положение (создав контур сенсорно-моторного восприятия).

3. Сразу (а не путем долгого расчета по точкам математических формул) получить результаты-следствия в виде совокупности графиков, отражающих влияние воздействий.

4. Провести их анализ и продолжить эксперимент в соответствии с заданием по изучаемой теме.

Нужно стремиться, чтобы эти три картины не были разорваны по времени, а сформировались в единый образ, хранимый в памяти большой областью нейронных ансамблей [3]. Студенты в отзывах многих ВУЗов подчеркивали: «После «Менторов» все становится разложенным по полочкам».

Практическая значимость динамических моделей - в решении проблемы проведения лабораторных занятий в домашних условиях при дистанционном обучении и работа в составе обучающих лабораторий предприятий в рамках концепции ИДСОУ «Интегрированные динамические системы управления и обучения» [5].