Действия с виртуальными объектами на тачскрин-устройствах: анализ перцептивного опыта современных дошкольников

Введение

Один из важных факторов, обусловливающих специфику условий когнитивного развития современных детей, — появление в предметной среде ребенка уже в раннем возрасте особого предмета- орудия — цифрового экранного устройства, или тачскрин-устройства (мобильного телефона, планшетного компьютера) [3]. В научной литературе приводятся данные о том, что создание человечеством новых инструментов для осуществления как практической (орудия), так и интеллектуальной (письменность, арифметика) деятельности и освоение операций с ними привело к структурным анатомическим изменениям головного мозга и специализации областей для выполнения новых функций [16]. В последние десятилетия появилось значительное число публикаций, в которых отмечаются изменения в поведении, характеристиках познавательных процессов и личностных особенностях современных детей и подростков, обозначаемые такими понятиями, как мультизадачность [10], клиповое мышление [24], Google-эффект памяти [22]. Эти изменения позволили говорить о новом поколении «цифровых аборигенов» [19]. Фактор времени (начало использования цифровых устройств) играет критическую роль: «цифровые аборигены» демонстрируют совершенно иные когнитивные профили, чем «цифровые иммигранты», которые начали осваивать цифровые технологии, будучи взрослыми людьми [19].

Оценки степени влияния изменений, связанных с внедрением информационных технологий, на психику современных детей носят полярный характер. Негативный полюс представлен понятием «цифровое слабоумие» («Digitale Demenz»), введенным немецким психиатром и нейробиологом М. Шпитцером [5]. На позитивном полюсе — свидетельства расширения когнитивных возможностей «цифровых аборигенов»: высокая переключаемость внимания, скорость выбора в ситуации неопределенности, нелинейное мышление. Наличие обоснованных противоположных точек зрения может отражать как сложность и многообразие психологической картины взаимодействия «ребенок — цифровая среда», так и ограниченность эмпирических данных.

Объектом нашего исследования является перцептивный опыт современных детей, получаемый ими при взаимодействии с тачскрин-устройствами. Выбор именно этой области исследования был обусловлен несколькими причинами: данными о начале активного использования тачскрин-устройств современными детьми в раннем возрасте [12], представлениями о динамике соотношения сенсорной и моторной составляющих восприятия в возрастном развитии ребенка [1] и спецификой действий с виртуальными объектами (компьютерными моделями объектов), представленными на экранах цифровых устройств.

Тачскрин-устройство как предмет-орудие

В периодизации психического развития Д.Б. Эль- конина [7] ведущим видом деятельности в раннем детстве является предметно-орудийная деятельность. Поскольку овладение орудийными действиями является важнейшим приобретением раннего возраста [7], представляет интерес ответ на вопрос, является ли тачскрин-устройство предметом-орудием и в чем заключается его отличие от «доцифровых» предметов-орудий.

Любой предмет-орудие имеет как физические характеристики, которые могут быть восприняты непосредственно (форма, материал), так и функциональные характеристики, определяющие его предназначение [6]. В отличие от физических характеристик, функция предмета-орудия на нем «не написана» и не может быть выделена ребенком самостоятельно [6]. Физические свойства орудия не являются произвольными по отношению к его функциональным характеристикам, они обеспечивают наиболее рациональное осуществление функций, для которых орудие было создано. П.Я. Галь­перин рассматривал связь между формой предмета и способом его употребления в качестве одного из критериев, позволяющих отнести этот предмет к группе орудий [2, с. 44].

В отличие от «доцифровых» предметов-орудий, тачскрин-устройство — плоский предмет прямоугольной формы с гладкой поверхностью — имеет физические характеристики, которые даже взрослому человеку, впервые увидевшему этот предмет, ничего не говорят о его функциях и логике действий с ним. Таким образом, внешние характеристики экранного устройства не позволяют отнести его к орудиям. Однако этот факт вряд ли имеет значение для психического развития ребенка раннего возраста, поскольку ребенку недоступно понимание «орудийной логики» и других предметов-орудий только на основе восприятия их физических характеристик.

Несмотря на отсутствие в физических свойствах экранного устройства даже ориентиров, указывающих на действия с ним, за ним закреплен общественно выработанный способ действия. Освоение детьми раннего возраста операционально-технического состава действия с орудием требует длительного обучения, что связано с необходимостью перестройки движения руки от субъективной логики ручного действия к объективной логике: к собственной логике действия самого орудия (по мнению П.Я. Галь­перина [2]) либо к логике общественного употребления образца использования орудия (по мнению Д.Б. Эльконина [6, с. 92]). Операционально-технический состав действий, осуществляемых на экране тачскрин-устройства, является настолько простым, что не требует никакой перестройки движений руки. Это сближает их с ручными операциями, которые, по мнению П.Я. Гальперина, не играют существенной роли в жизни человека и животных, поскольку они только удлиняют их естественные органы (руку) и поэтому «не открывают для субъекта никаких новых возможностей и представляют собой только некоторую вариацию уже наличных» [2, с. 43].

Следующее отличие связано с функциями орудия. За предметами-орудиями закреплена определенная функция, которая осуществляется посредством общественно выработанного способа действия с ними [7, с. 75]. Тачскрин-устройство может осуществлять не одну, а много функций, связанных с его общественным предназначением, причем все эти разные функции осуществляются одним ограниченным набором простых движений. Для детей количество доступных функций тачскрин- устройства меньше, чем для взрослых, тем не менее, ребенок может осуществлять игровые действия, просматривать видеоизображения, слушать музыку, общаться с другими людьми. Возможно, овладение таким многофункциональным орудием в раннем детстве создает предпосылки для будущей способности функционировать в режиме многозадачности, как одной из выделенных М. Пренски [19] особенностей обработки информации представителями поколения «цифровых аборигенов».

Наряду с отличиями можно отметить и сходство тачскрин-устройства с «доцифровыми» орудиями в осуществлении переноса усвоенных действий на другие предметы. Отделение усвоенного ребенком действия от конкретного предмета, на котором оно демонстрировалось взрослым, и перенос его на другие предметы было описано Ф.И. Фрадкиной [7, с. 79]. Современные дети также пытаются перенести специфические тачскрин-действия на другие предметы, например, совершая действие «раздвигания» по поверхности предмета с целью лучше разглядеть мелкие детали. Однако в случае с переносом действий, осуществляемых с реальными предметами-орудиями (например, чашкой), на другие, аналогичные предметы-орудия (стакан, другая чашка), переносимое действие (пить) приводит к достижению цели, что способствует формированию обобщения на функциональном уровне. Попытки переноса тачскрин-дей- ствия, эффективного для виртуальных объектов, на реальные объекты не приводят к достижению цели (изменению размеров объекта). Поэтому даже в случае их повторения они не становятся основой для обобщения функций предмета.

Подводя итог рассмотрению тачскрин-устройства как предмета-орудия, можно сделать вывод о том, что его освоение не дает таких же психологических результатов для развития ребенка раннего возраста, как «доцифровые» орудия (табл. 1). Ответ на вопрос о том, какой перцептивный опыт получает ребенок, используя тачскрин-устройство, требует проведения дополнительных исследований.

Действия с виртуальными объектами
на тачскрин-устройствах:

визуально-гаптическое несоответствие

И психологи, и разработчики цифровых устройств обращают внимание на различия в действиях пользователей с виртуальными объектами на сенсорном экране от действий с объектами в реальной среде. Взаимодействие с виртуальными объектами происходит без непосредственного тактильного/гаптиче- ского контакта с ними.

Таблица 1

Психологические результаты освоения ребенком действий с «доцифровыми» орудиями и тачскрин-устройствами

 В публикациях по компьютерным технологиям эту особенность описывают как недостаток реалистичной гаптической обратной связи [21]; с точки зрения психологии можно говорить об обработке противоречивой информации, поступающей по разным сенсорным каналам.

В реальном мире человек относительно редко сталкивается с рассогласованием информации, получаемой по каналам различной модальности. В психологических исследованиях такое рассогласование обычно создается искусственно с целью уточнения представлений о механизмах обработки сенсорной информации человеком [4]. Виртуальная реальность используется для имитации физической реальности, а вопрос о том, воспринимает ли испытуемый объекты виртуальной среды так же, как он воспринимает их реальные прототипы, либо не обсуждается, либо обсуждается в контексте проблемы побочных методических искажений. В отношении взрослых испытуемых этот вопрос, действительно, не является существенным, поскольку их перцептивный опыт уже сформировался в реальном мире. Однако для детей, которые начинают знакомиться с виртуальной средой уже в раннем возрасте, соотношение статусов виртуальной и реальной среды может отличаться от этого соотношения для взрослых, и виртуальная среда для «цифровых аборигенов» может являться не менее важным источником сенсомоторного опыта, чем реальная. Конкретизируя этот вопрос, необходимо рассмотреть, как формируется в онтогенезе способность ребенка к интеграции визуальной и гап- тической информации и как может повлиять на этот процесс (и в целом — на процесс перцептивного развития) получение нового опыта визуально-гаптиче- ского несоответствия при использовании тачскрин- устройств.

Формирование способности
к интеграции визуальной и гаптической
информации в онтогенезе

Исторически в области изучения межсенсорной интеграции выделились две основные теоретические позиции [11]: сторонники ранней интеграции полагают, что младенцы обладают способностью к мультисенсорному восприятию уже при рождении, а придерживающиеся позиции поздней интеграции (дифференциации) [18] утверждают, что сенсорные системы независимы при рождении, в результате чего младенцы не могут обрабатывать мульти- сенсорные стимулы. Эмпирические результаты в большей степени поддерживают предположение о ранней интеграции [11]. Большинство из проведенных к настоящему времени исследований было посвящено мультисенсорной обработке аудиальных и визуальных стимулов. Изучение межмодальной передачи для визуальной и тактильной модальности представлено меньшим количеством исследований, но их результаты также могут рассматриваться как подтверждение осуществления тактильно-визуального переноса младенцами, начиная с 6-месячного возраста, хотя исследователи отмечают меньшую устойчивость этого явления по сравнению с более старшими детьми [20].

В исследованиях межмодального переноса между визуальной и гаптической модальностями с участием детей раннего и дошкольного возраста отмечаются, во-первых, асимметрия в межмодальном переносе, и, во-вторых, существование возрастной границы в достижении такого же уровня развития способности к переносу, как у взрослых [13]. Асимметрия в межмодальном переносе проявляется в том, что дети, успешно распознающие гаптически ранее визуально предъявленный образец, испытывают трудности при решении обратной задачи — визуального распознавания объекта, который они обследовали гаптически. В качестве ключевого момента для объяснения этого результата рассматривают характеристики исследовательских движений рук. Согласно первому из возможных объяснений, исследовательские движения рук у детей недостаточно сформированы по сравнению со зрелыми гаптическими исследовательскими движениями взрослых, вследствие чего количество информации о характеристиках, требующих активного обследования (например, о форме), может быть ограничено [13; 15]. Второе объяснение связано не с количественными, а с качественными характеристиками: возможно, дети при мануальном обследовании предмета фокусируют внимание на таких непосредственно воспринимаемых при прикосновении свойствах, как текстура, упругость, температура, а не на форме предмета.

Затруднения в переносе могут возникать в том случае, если представления, построенные на основе данных разных сенсорных модальностей, будут содержать различные виды перцептивной информации [9]. Например, основанные на визуальном опыте представления содержат информацию о форме объекта, тогда как основанные на гаптическом опыте — информацию о текстуре, жесткости или массе объекта, которую сложно визуализировать. Результатом будет, по крайней мере, частичная несовместимость между представлениями в двух модальностях, что может затруднить гаптически-визуальный перенос при выполнении задачи распознавания объекта по форме.

В целом, на основе результатов исследований можно говорить об улучшении способности детей к обработке гаптической информации в возрасте от 5 до 7 лет, что проявляется в их способности формулировать более точные суждения о форме объекта как для внутримодального условия (гаптическое обследование — гаптическое опознание), так и для межмодальных условий (визуально-гаптического и гаптически-визуального) [17]. К 5 годам дети могут гаптически опознавать знакомые объекты на основе последовательного получения информации о частях этих объектов, в то время как детям раннего возраста для успешного опознавания нужно иметь возможность охватить объект ладонью целиком [8].

Перцептивный опыт при осуществлении
действий с виртуальными объектами
на тачскрин-устройствах

При перемещении виртуальных объектов на сенсорном экране ребенок получает информацию двух основных модальностей: визуальной и гаптической. Поскольку виртуальные объекты, как правило, обладают высокой степенью визуальной реалистичности, то можно говорить об отсутствии существенных различий в полноте получаемой визуальной информации по сравнению с восприятием аналогичных реальных объектов. Гаптическая информация отражает свойства не перемещаемого объекта, а экрана тачскрин-устрой- ства. Поэтому можно сформулировать две гипотезы относительно соотношения визуальной и гаптической информации при формировании образа виртуального объекта: 1) гипотеза о недостатке/отсутствии гаптиче- ской информации; 2) гипотеза о несоответствии гап- тической и визуальной информации.

Согласно первой гипотезе, ребенок не получает никакой гаптической информации об объекте, поэтому восприятие виртуальных объектов является одно­модальным (визуальным). Принятие этой гипотезы ведет к признанию обедненности перцептивного опыта, получаемого детьми при использовании тач- скрин-устройств. Учитывая трудности в обработке гаптической информации детьми раннего возраста, можно предполагать отсутствие существенных различий между выполнением ими задачи на соотнесение визуальной и гаптической информации об объектах в реальной и виртуальной средах.

Подтверждение второй гипотезы позволяет ожидать как минимум два возможных последствия для формирования представления о виртуальных объектах: 1) дети будут игнорировать гаптическую информацию как ненадежную, поэтому представление о виртуальном объекте будет формироваться на основе только визуальной информации; 2) несоответствие между гаптической и визуальной информацией приведет к формированию представлений о виртуальных объектах как об особой группе объектов, имеющих специфические характеристики, отличающие их от реальных объектов. Первое следствие основывается на результатах исследований, согласно которым дети вплоть до 6 лет не осуществляют мультисенсорную интеграцию в ситуациях значительного расхождения информации от разных чувств, а полагаются на одно чувство (как правило — зрение) [23]. Проверка второго следствия требует организации эмпирических исследований для ответа на вопрос, какие именно характеристики дети приписывают виртуальным объектам [14].

Для проверки выдвинутых гипотез необходимо сопоставить результаты восприятия детьми виртуальных объектов на экранах цифровых устройств с результатами визуального и визуально-гаптического восприятия реальных объектов. Для получения общих оценок в пользу той или иной гипотезы мы использовали часть результатов проведенного нами пилотажного исследования [14], участниками которого были 17 детей в возрасте 4—5 лет. Рассмотрим результаты выполнения задачи на гаптическое опознание объекта для трех проб по двум показателям — «успешность опознания» и «время опознания» (табл. 2). Успешность опознания количественно определена как доля правильных ответов в группе по отношению к общему количеству ответов для данной пробы.

Полученные результаты свидетельствуют о большем сходстве показателей виртуальной пробы с показателями визуально-гаптической пробы, чем с визуальной. Хотя различия в успешности опознания между виртуальной и визуальной пробами являются статистически незначимыми (фэмп = 0,353 при р > 0,05), увеличение времени опознания для виртуальной пробы по сравнению с визуальной является достоверным (Тэмп=28 при р < 0,05). Отсутствие достоверных сдвигов в увеличении времени опознания в визуаль- но-гаптической пробе по сравнению с визуальной не позволяет говорить о том, что обработка информации двух модальностей требует больше времени, чем обработка одномодальной информации. Поэтому можно предположить, что увеличение времени опознания в виртуальной пробе может быть связано именно с обработкой противоречивой информации об объекте. Для подтверждения этого предположения необходимо увеличение объема выборки испытуемых, а также внесение изменений в процедуру эксперимента для более строгого контроля побочных переменных.

Выводы

На основе проведенного анализа можно сделать следующие выводы.

1.   Действия ребенка с виртуальными объектами на экране тачскрин-устройства в меньшей степени по сравнению с действиями с «доцифровыми» предметами- орудиями способствуют повышению уровня контроля движений руки/тела, в силу простоты операциональ­но-технического состава действий, и, следовательно, в меньшей степени влияют на развитие моторики.

2.   Являясь посредником между ребенком и виртуальной средой (компьютерной моделью реального мира), тачскрин-устройства способствуют расширению перцептивного опыта ребенка о реальном мире только в той мере, в какой они обеспечивают возможность восприятия свойств реальных объектов. Этот вопрос является предметом будущих исследований, а его решение позволит, в том числе, оценить развивающий потенциал компьютерных приложений для детей.

3.   Условия восприятия виртуальных объектов на экране тачскрин-устройства отличаются от условий восприятия реальных объектов из-за недостатка реалистичной гаптической обратной связи или визуально-гаптического несоответствия, что может отражаться на характеристиках формирующихся представлений о виртуальных объектах. Возможно, эффект визуально-гаптического несоответствия не приводит к заметному различию в восприятии детьми раннего и дошкольного возраста реальных и виртуальных объектов, поскольку способность детей к получению и обработке гаптической информации ограничена вплоть до возраста 5 лет, что проявляется в более обедненных по сравнению с визуальными гаптических представлениях об объекте.

4.   В ситуациях значительного расхождения информации от разных чувств о реальном объекте дети в возрасте до 6 лет не осуществляют мультисенсор- ную интеграцию, а полагаются на одно чувство (как правило — зрение). Это позволяет предполагать, что характерное для взаимодействия с виртуальными объектами несоответствие между визуальной и гап- тической информацией будет приводить к формированию представлений об этих объектах только на основе визуальной информации.

5.   Полученные в пилотажном исследовании результаты об увеличении доли времени при опознании виртуальных объектов по сравнению с опознанием визуально предъявленных объектов могут указывать на то, что процесс обработки информации о виртуальном объекте не ограничивается только обработкой визуальной информации.

Таблица 2

Результаты гаптического опознания объекта для различных условий предъявления (средние по группе)