Портал психологических изданий PsyJournals.ru
Каталог изданий 108Рубрики 53Авторы 9055Новости 1790Ключевые слова 5095 Правила публикацииВебинарыRSS RSS

Включен в Web of Science СС (ESCI)

ВАК

РИНЦ

Рейтинг Science Index РИНЦ 2019

36 место — направление «Психология»

0,323 — показатель журнала в рейтинге SCIENCE INDEX

0,829 — двухлетний импакт-фактор

CrossRef

Экспериментальная психология

Издатель: Московский государственный психолого-педагогический университет

ISSN (печатная версия): 2072-7593

ISSN (online): 2311-7036

DOI: https://doi.org/10.17759/exppsy

Лицензия: CC BY-NC 4.0

Издается с 2008 года

Периодичность: 4 номера в год

Доступ к электронным архивам: открытый

 

Прерывания в компьютеризированной деятельности: стратегия переключения между основной и дополнительной задачами 954

Блинникова И.В.
кандидат психологических наук, старший научный сотрудник лаборатории психологии труда факультета психологии Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия
e-mail: blinnikova@psychol.ras.ru

Величковский Б.Б.
доктор психологических наук, доцент, профессор кафедры методологии психологии, Московский Государственный Университет им. М.В.Ломоносова, Москва, Россия
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7823-0605
e-mail: velitchk@mail.ru

Капица М.С.
кандидат психологических наук, старший научный сотрудник лаборатории психологии труда факультета психологии Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия

Леонова А.Б.
доктор психологических наук, профессор, заведующая лабораторией психологии труда факультета психологии, Московского Государственного Университета им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия

Полный текст

Введение

Одна из первых попыток исследования влияния прерываний на деятельность человека была предпринята в работах школы К. Левина в конце 20-х годов ХХ века. Известные экс­перименты Б. В. Зейгарник (Zeigarnik, 1927), М. А. Овсянкиной (Ovsiankina, 1928) и Г. В. Биренбаум (Birenbaum, 1930) продемонстрировали, что прерывания меняют характер протекания когнитивных и эмоциональных процессов (см.: Левин, 2001). Исследования

прерываний были продолжены в конце 60-х годов и сместились в область анализа ошибок и сбоев, возникающих в процессе работы, а также стратегий преодоления или «обработки» прерываний. Количество работ в этой предметной области с каждым годом увеличивается. Они играют существенную роль в понимании механизмов регуляции сложных видов дея­тельности и выявлении структуры ресурсов, обеспечивающих ее выполнение.

1 Исследование выполнено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, проект № 08-06-00284а.

Прерывание можно определить как событие, которое нарушает процесс выполнения трудовой деятельности и приводит к ее прекращению, приостановке или переключению на другую задачу. Б. О’Коннел и Д. Фролих (O’Connail, Frohlich, 1995) анализировали трудовую деятельность офисных служащих и обнаружили, что в среднем она прерывается четыре раза в течение часа. В работе М. Червински, Э. Хорвица и С. Уилхайт (Czerwinski, Horvitz, Wilhite, 2004) было показано, что на каждую задачу, выполняемую в компьютери­зованной профессиональной деятельности, приходится приблизительно по 0,7 прерываний. Большинство участников исследования, среди которых были офисные служащие, менедже­ры и программисты, оценивали прерывания как события, хотя и отнимающие время, но не наносящие серьезного ущерба работе. Тем не менее, полученные данные свидетельствовали о том, что в 40 % случаев прерванная задача не возобновляется сразу после прерывания.

К более серьезным последствиям прерывания могут приводить в трудовой деятельнос­ти, связанной с риском и опасностью для жизни. Это было показано на примере ошибок, допускавшихся летчиками (Dismukes, Young, Sumwalt, 1998). Прерывания их деятельнос­ти часто являлись причиной аварий и серьезных летных происшествий. В другом исследо­вании (Osga, 2000) был обнаружен негативный эффект прерываний на процесс выполне­ния задач операторами сложной военной техники на кораблях ВМФ США. Многие авто­ры отмечают, что в условиях прерываний происходит не только снижение эффективности выполнения профессиональных задач и увеличение количества ошибочных действий, но и существенное ухудшение эмоционального состояния (Bailey, Constan, Carlis, 2000).

Достаточно большое число работ было посвящено изучению отдельных эффектов пре­рываний в лабораторных условиях. Т. Джили и Дж. Бродбент (Gillie, Broadbent, 1989) про­вели серию экспериментов, направленных на выяснение факторов, определяющих степень негативного влияния прерываний на выполнение компьютеризованной задачи. Они варь­ировали продолжительность и сложность прерывающих заданий, а также их сходство с ос­новной задачей. Было показано, что влияние прерываний определяется сходством парал­лельно выполняемых задач: чем более похожи задачи, тем труднее испытуемому выпол­нять их одновременно или переключаться с одной на другую. Д. МакФарлейн (McFarlane, 1999) обнаружил, что эффективность работы испытуемого определяется произвольностью выбора момента переключения с одной задачи на другую: если испытуемому предоставля­ется возможность самому определять момент переключения, это положительно влияет на общую результативность деятельности. В других работах (Cutrell, Czerwinski, Horvitz, 2001; Botvinick, Bylsma, 2005) было продемонстрировано, что большое значение имеет ло­кализация прерывания в структуре деятельности: чем ближе к началу первой задачи вво­дится дополнительная, тем легче проходит переключение. Данные, полученные Б. Бэйли, Дж. Константом и Дж. Карлисом (Bailey, Constan, Carlis, 2000), показали, что эффект пре­рываний во многом определяется когнитивной нагрузкой на операторов.

Таким образом, в большинстве исследований демонстрируется, что прерывания вносят искажения в выполнение профессиональных задач и часто являются критическим факто­ром для формирования негативных функциональных состояний человека. Возвращение к основной деятельности требует определенного усилия и повышает уровень активации и ментальной нагрузки. Для снижения разрушающего эффекта прерываний необходимо по­нять механизмы принятия решений и переработки информации, а также выявить когни­тивные и исполнительные стратегии, обеспечивающие выполнение основной и дополни­тельной задачи.

В серии исследований, проведенных в лаборатории психологии труда МГУ им. М. В. Ломоносова, изучались разнородные эффекты прерываний на компьютеризован­ную деятельность с использованием структурно-интегративного подхода для анализа стратегий перехода к прерывающим задачам, их выполнения и возвращения к прерванной операции и восстановления контекста основной деятельности (Леонова, Блинникова, Ка­пица, 2004; Leonova, 2003; Kapitsa, Blinnikova, 2003). В лабораторных условиях моделиро­валась реальная деятельность по редактированию научных текстов. Эта деятельность все­гда рассматривалась как основная для участников исследования. Кроме этого они должны были выполнять дополнительные поручения экспериментатора. Таким образом, выполне­ние основной задачи в ряде условий прерывалось, вводились дополнительные задачи, пос­ле завершения которых испытуемые должны были возвращаться к прерванной деятельно­сти. Для контроля и управления эксперимента была разработана специальная установка, позволяющая исследователю наблюдать за работой испытуемого и точно выбирать момент прерывания основной деятельности и ввода дополнительной задачи. Экспериментатор на­ходился в другом помещении. Ему на видеомонитор подавался микшированный видеоси­гнал, сочетавший изображение испытуемого с видеокамеры и «картинку» с дисплея испы­туемого (для получения последней использовался скан-конвертер). Микшированный ви­деосигнал, дополненный временным кодом (точность которого составляла 0,1 сек), запи­сывался на видеомагнитофон. С каждым испытуемым до и после экспериментальных сес­сий проводилось тестирование по набору диагностических методик, включающих оценку субъективного состояния, когнитивных показателей, индивидуальных особенностей, та­ких как темпераментальные характеристики и когнитивные стили.

Эксперимент 1

В первом эксперименте исследовалось влияние факторов (1) наличия прерываний и (2) сложности прерывающей задачи на характеристики исполнительной и когнитивной деятельности и состояния испытуемых. Использовались два типа прерывающих задач: простая (требующая немного времени для своего исполнения и иррелевантная по содер­жанию основной задачи) и сложная (занимающая существенно больше времени и близкая по типу к основному заданию). Дополнительная задача могла вводиться либо в момент пе­реноса абзаца (когда текст забирался в «карман»), либо в момент впечатывания абзаца. Тип прерываемой операции являлся дополнительным исследуемым фактором.

1.1. Методика. 31 сотрудник МГУ им. М. В. Ломоносова (11 женщин и 20 мужчин в воз­расте от 17 до 38 лет) приняли участие в исследовании в качестве испытуемых. Участники эксперимента работали в условиях, моделирующих обычную офисную среду. Эксперимен­ты с каждым испытуемым включали четыре экспериментальных сессии по две сессии в от­дельный экспериментальный день. Экспериментальные сессии состояли в выполнении ос­новного задания с варьированием условий по двум независимым переменным: «наличие прерываний» на двух уровнях – (1) отсутствие прерываний и (2) предъявление двух пре­рываний в течение одной сессии; «сложность прерываний» на двух уровнях – (1) простое и (2) сложное прерывание. В каждый экспериментальный день испытуемый выполнял од­ну сессию с условием «без прерываний» и одну сессию с «простым» или «сложным» пре­рыванием. Порядок предъявления сессий с разными экспериментальными условиями был рандомизирован для каждого испытуемого, обеспечивая тем самым реализацию полно­стью сбалансированного плана эксперимента для всей выборки испытуемых.

Основное задание, выполняемое в каждой экспериментальной сессии, состояло в ре­дактировании на компьютере научного текста среднего уровня сложности (объемом до 16 000 знаков), включающего такие стандартные операции как перенесение фрагментов текста, внесение сделанных вручную исправлений, форматирование страниц по заданному образцу и др. Время выполнения основного задания не ограничивалось и составляло в сред­нем 45–50 мин. В половине экспериментальных сессий выполнение основного задания пре­рывалось телефонным звонком от экспериментатора, находящегося в соседней комнате, который просил испытуемого срочно выполнить дополнительную задачу (прерывающее за­дание). Использовались два типа прерывающих заданий разного уровня сложности: про­стое прерывание состояло в просьбе найти в телефонной книге или в справочнике инфор­мацию, иррелевантную по содержанию основной задаче, – телефон или адрес сотрудника, год выпуска определенного издания и т. п.; сложное прерывание предполагало переключе­ние испытуемого на выполнение другой задачи, близкой по типу к основному заданию, – внесения вручную небольших исправлений в короткий текст, распечатанный на бумаге.

После выполнения прерывающего задания испытуемый должен был вернуться к выпол­нению основной работы и закончить ее. На основании анализа видеорегистрации в каждой экспериментальной сессии определялись показатели качества исполнения основного задания (общее количество ошибок, количество пропусков и неправильных действий) и временные параметры его выполнения (общее время работы, время выполнения основного задания, вре­мя выполнения прерывающих заданий), а также измерялось время перехода от одной задачи к другой. Все участники исследования проходили короткую тренировочную сессию и выпол­няли психологические тесты в начале и конце каждой экспериментальной сессии. При этом определялись показатели уровня психофизиологической активации и величины затрачивае­мых внутренних усилий, которые оценивались с помощью методики КЧСМ и шкалы RSME; показатели субъективного комфорта/дискомфорта текущего состояния и степени эмоцио­нальной напряженности, полученные с помощью методик «Шкала состояний» и «Шкала си­туативной тревожности» Ч. Д. Спилбергера; показатели эффективности когнитивного функ­ционирования, полученные на основе использования микроструктурных тестов «Оператив­ная память» и «Распределение объема внимания», включающие индексы точности, скорости и доминирующей стратегии обработки информации (Леонова, Капица, 2003).

1.2. Результаты. Статистический анализ позволил выявить влияние обеих независи­мых переменных (наличие прерывания и сложность прерывания) на различные качествен­ные и количественные параметры деятельности. В сериях с прерыванием наблюдалось значимое возрастание общего времени работы (F = 4,74; p = 0,03), хотя время выполнения основного задания не изменялось. Было обнаружено также незначительное увеличение ко­личества ошибок (F = 2,9; p = 0,09) и количества основных исполнительных действий по редактированию текста (F = 4,8; p = 0,03). Это говорит о том, что испытуемые в условиях прерываний не снижают скорость работы, но делают это за счет снижения качества и ин­тенсификации деятельности.

Сложность прерывающей задачи также влияла на качество работы испытуемого, увели­чение общего времени и количества основных исполнительных действий. Особый интерес представляет значимое увеличение времени возврата к основной задаче после сложного прерывания (F = 4,3; p = 0,04). Можно предположить, что в условиях коротких простых прерываний испытуемые не выходят из контекста выполнения основной задачи и поэтому быстро к ней возвращаются (рис. 1). Сложные дополнительные задачи, требующие больше времени для выполнения, заставляют испытуемых выходить из контекста выполнения основного задания и затрачивать больше времени на его возобновление. Возможно, что это дополнительное время необходимо для некоторой переориентации в основном задании.

Один из наиболее интересных резуль­татов дает анализ ошибок, допущенных ис­пытуемыми в первом эксперименте при выполнении основного задания. Оказа­лось, что чем сложнее была дополнитель­ная задача, тем меньше ошибок делали ис­пытуемые: при сложной прерывающей за­даче испытуемые делали в среднем 5,9 ошибок, а при простой – 7,3 (различия значимы; F (1,30) = 2,5; p < 0,1). Это свидетельствовало о том, что качество выполнения ос­новной задачи не ухудшалось, а даже несколько улучшалось. Такой результат достаточно парадоксален. Изначально мы предполагали, что более сложная прерывающая задача приводит к более значительному негативному эффекту, но в данном случае это не подтвер­ждалось. Это могло получить объяснение, если допускалось использование испытуемыми разных стратегий при простом и сложном прерывании, что и подтвердилось при более тщательном анализе данных. Когда основное задание прерывается сложной задачей, испы­туемый вынужден переходить к осознаваемым стратегиям регулирования деятельности. Он вынужден планировать выполнение дополнительной задачи и возвращение к основ­ной, выполняет задачи строго последовательно, контролируя переход между ними. Другая картина наблюдается в ситуациях простого прерывающего задания. Здесь возможно ча­стично совмещенное параллельное выполнение двух задач. Происходит интенсификация деятельности, возрастают напряжение и скорость исполнительных операций. На этом фо­не снижается качество выполнения, испытуемые допускают больше ошибок.

Изучение видеозаписей и выявление последовательности действий испытуемых в услови­ях прерываний позволило описать пять поведенческих стратегий. При использовании первой стратегии испытуемый сразу реагировал на звонок, прерывая выполнение основного задания, выслушивал инструкции экспериментатора, клал трубку и приступал к дополнительной зада­че. Вторая стратегия отличалась отсроченной реакцией испытуемого на телефонный звонок, испытуемый предпочитал доделать начатую операцию и лишь затем снять трубку. Третья стра­тегия предполагала одновременное выполнение двух действий: испытуемый сразу же снимал трубку, но продолжал редактировать текст, слушая инструкции. Четвертая стратегия представ­ляла сочетание второй и третьей: испытуемый не сразу снимал трубку и даже когда делал это, продолжал выполнять основное задание. Пятая стратегия встречалась реже всего: услышав зво­нок, испытуемый брал трубку, выслушивал экспериментатора, клал трубку на место, продол­жал выполнять основное задание до определенного момента, наименее критичного для прерывания, и лишь затем переходил к выполнению дополнительной задачи. Была подсчитана частота выбора той или иной стратегии в зависимости от сложности прерываемой операции (рис. 2). Показано, что в зависимости от сложности прерываемой операции испытуемые использовали разные поведенческие стратегии.

Если звонок экспериментатора раздавался во время впечатывания текста, испытуемые в подавляющем большинстве случаев (78,1 %) использовали прямую моментальную страте­гию 1, действуя непосредственно под влиянием внешних факторов. Эта стратегия гораздо ре­же использовалась при прерывании более сложной операции «переноса абзаца» (48,4 %). В этом случае испытуемые чаще предпочитали «отложенные стратегии» (стратегии 2–5), при которых прерываемая операция завершалась до начала выполнения дополнительной задачи. Это свидетельствовало о существовании этапа предваряющего планирования и использова­ния осознанных медленных стратегий выполнения деятельности.

Уровень психофизиологической активации (индекс КЧСМ) и степень умственного уси­лия и уровень ментального усилия (индекс шкалы RSME) значимо не менялись под влия­нием фактора «наличия прерывания», в то же время они возрастали при усложнении пре­рывающей задачи. Индекс «эмоциональной напряженности» оказался более чувствитель­ным к влиянию как фактора наличия (F(1,30) = 2,79; p < 0,10), так и фактора сложности (F(1,30) = 5,79; p < 0,05) прерывания. Показатели когнитивного функционирования демон­стрировали разнонаправленную динамику в разных экспериментальных условиях: в усло­вии наличия прерывания скорость переработки информации возрастала (F(1,30) = 5,03; p < 0,05); доминировала стратегия параллельной обработки (F(1,30) = 5,13; p <0,01); при сложных прерывающих задачах точность информационной переработки в рабочей памяти снижалась (F(1,30) = 4,51; p < 0,05), а тенденция к параллельной переработке усиливалась (F(1,30) = 4,79; p < 0,05). Разнообразие эффектов прерывания может быть объяснено тем, что в процессе выполнения основной задачи в зависимости от ситуации участвуют разные компенсаторные механизмы, котоыре могут быть рассмотрены как стратегии обработки прерываний.

Эксперимент 2

Цель эксперимента 2 состояла в подтверждении и развитии результатов эксперимен­та 1. Мы предположили, что этот фактор сложности прерванной операции оказывает суще­ственное влияние не только на поведение, но и на эффективность когнитивного функцио­нирования и субъективное состояние (1). Было показано (2), что эффекты прерываний не только ухудшают выполнение основной задачи, но также при определенных условиях мо­гут играть и позитивную роль, оказывая мобилизующее и активизирующее воздействие на испытуемых. Возможно, что в нашем первом эксперименте такое воздействие было связа­но с каналом прерывания – телефонным звонком. Именно поэтому во втором эксперимен­те мы поставили задачу сравнить два канала введения прерываний – телефонный звонок и электронную систему сообщений ICQ. Результаты первого эксперимента позволили выде­лить время возвращения к основному заданию после выполнения дополнительной задачи как чрезвычайно значимый показатель (3). Этот индекс позволяет выявлять характеристи­ки используемых стратегий.

2.1. Методика. 25 студентов московских университетов (19 женщин и 6 мужчин в воз­расте от 19 до 22 лет), имеющих разный опыт владения компьютером, однако постоянно использующих программу Microsoft Word, приняли участие в исследовании в качестве ис­пытуемых. Эксперимент состоял из трех сессий. Испытуемый последовательно редактиро­вал три научных текста, что составляло для него основное задание. Все тексты были сред­него уровня сложности. Испытуемые работали на экспериментальной установке, которая использовалась в первом эксперименте. Экспериментальные сессии отличались по нали­чию/отсутствию прерываний (одна сессия всегда была без прерываний), и каналу введе­ния прерывающей задачи: в одной сессии испытуемый перрывался только по телефону, в другой – только по ICQ (фактор «канал прерывания»). Порядок сессий варьировался от испытуемого к испытуемому.

Основное задание по редактированию включало исправление орфографических ошибок, форматирование, впечатывание отдельных фрагментов и перенос абзацев с одной страницы на другую. Дополнительные задачи вводились при выполнении двух разных операций: впе­чатывание фрагмента или перенос абзаца (фактор «сложность операции»). Последняя опе­рация была существенно сложнее с точки зрения когнитивной нагрузки. Испытуемого пре­рывали как раз в тот момент, когда абзац исчезал из поля зрения. Также варьировался фак­тор «сложность дополнительной задачи». Простая задача состояла в использовании опции «Статистика» в основном меню MS Word, испытуемый должен был определить количество знаков (слов, строк) в редактируемом тексте. Эта задача занимала небольшое количество времени и не требовала от испытуемого покидать контекст основного задания. Сложная до­полнительная задача состояла в поиске библиографических сведений в списке литературы, размещенном в другом окне. Она занимала существенно больше времени и требовала от ис­пытуемого покинуть контекст выполнения основного задания.

Полученные данные были проанализированы с помощью многофакторного дисперси­онного анализа с повторными измерениями по схеме 2х2х2. Варьировались три фактора: канал введения прерывания (телефон, ICQ); прерываемая операция (впечатывание, пере­нос); сложность прерывания (подсчет статистики по тексту, работа с библиографией). Все факторы были внутрисубъектными. В качестве зависимых переменных анализировались различные временные интервалы, связанные с обработкой прерывания испытуемыми, – время переключения на дополнительную задачу, время выполнения дополнительной зада­чи и время возврата к основному заданию. Время переключения определяется как времен­ной промежуток между поступлением сигнала прерывания (триггера) и началом выполне­ния дополнительной задачи («цена переключения»). Время возврата определяется как временной промежуток между завершением выполнения дополнительной задачи и возобновлением выполнения операций в основном задании («цена возвращения»). Времена, по­лученные при редактировании разных текстов, усреднялись.

2.2. Результаты. Главные эффекты фактора «сложность прерываемой операции» суще­ственно различаются для разных временных интервалов. Для времени переключения этот эффект отсутствует (F(1,24) = 1,49, p > 0,05), для времени выполнения дополнительного задания он значим (F(1,24) = 6,56, p < 0,001), причем в случае прерывания впечатывания текста испытуемые в среднем обрабатывают прерывание примерно на 10 с дольше (32,9 с против 43,4 с). Для времени возврата снова обнаруживаются заметные различия между простой и сложной прерываемыми операциями (F(1,24) = 26,4, p < 0,001) – возвращение к впечатыванию текста в среднем требует в два раза меньше времени, чем возвращение к пе­реносу абзаца (7,7 с против 15,8 с). Главные эффекты фактора «сложность дополнительной задачи» обнаруживают похожую картину. Для времени переключения главный эффект от­сутствует (F(1,24) = 0,07, p > 0,05), что не позволяет обнаружить значимые различия во времени «перехода» к простой и к сложной дополнительной задаче. Для времени выполне­ния дополнительного задания существует резко выраженный главный эффект (F(1,24) = =162,1, p < 0,001), связанный с природой дополнительной задачи – сложная дополнитель­ная задача требует для своего выполнения почти в четыре раза больше времени (в среднем 60,6 с против 15,7 с). Для времени возврата наблюдаются различия между простой и сложной дополнительной задачей (F(1,24) = 6,4, p < 0,05) – после простой задачи испытуемые быстрее возобновляют работу в основном задании (9,7 с против 13,8 с).

Наиболее интересные эффекты были получены при анализе взаимодействия между сложностью дополнительной задачи и типом прерываемой операции. Оно оказалось зна­чимым для переменных время переключения (F(1,24) = 11,1, p < 0,01) и время выполнения дополнительного задания (F(1,24) = 8,8, p < 0,01), а для переменной время возврата (F(1,24) = 2,8, p = 0,106) оно, учитывая небольшой размер выборки, может считаться зна­чимым на уровне тенденции. Время перехода к дополнительной задаче (рис. 3,а) практиче­ски не отличается при прерывании впечатывания и переноса абзаца в случае простых до­полнительных задач (18,3 с и 16,7 с соответственно). В случае сложной дополнительной за­дачи испытуемые быстрее переходят к его обработке, если выполнялась операция впечаты­вания (14,6 с), а аналогичный переход при выполнении операции переноса абзаца занима­ет больше времени (20 с).

Взаимодействие факторов сложности дополнительной задачи и типа прерываемой операции для времени выполнения дополнительного задания представлено на рис. 3,б. Обработка простых дополнительных задач занимает примерно одинаковое время вне зависимости от того, какая операция выполнялась до переключения. При прерывании впечатывания это время равняется в среднем 14,5 с, а при прерывании переноса абза­ца – 17 с. Однако для сложной дополнительной задачи обнаруживается довольно зна­чительное различие – при прерывании относительно сложной в смысле когнитивной нагрузки операции переноса абзаца на выполнение поиска в библиографии уходит в среднем 48,8 с, а при прерывании относительно простой операции впечатывания на ту же самую задачу уходит в среднем 72,4 с. Таким образом, ухудшение продуктивности выполнения дополнительной задачи при переключении с операции впечатывания при­ближается к 50 % – результат, имеющий не только теоретическое, но и практическое значение.

Рис. 3. Зависимость времени переключения (а), времени выполнения дополнительного задания (б) и времени возврата (в) от сложности прерванной операции и сложности дополнительного задания в эксперименте 2

Для времени возвращения к выполне­нию основного задания рассматриваемое взаимодействие носит несколько другой характер (см. рис. 3,в). Если прерванной операцией является операция впечатыва­ния, то время возврата к ней практически совпадает для простой и сложной допол­нительной задачи (7 с и 8,4 с). При осу­ществлении возврата к операции переноса абзаца время возврата после выполнения сложной дополнительной задачи сущест­венно возрастает по сравнению с простой дополнительной задачей (с 12,4 с до 19,1 с).

Для интерпретации полученных данных мы предположили существование двух стра­тегий обработки прерываний (Velichkovsky, Kapitsa, Blinnikova, 2007), которые использу­ются в разных экспериментальных услови­ях. В некоторых ситуациях испытуемый мо­жет успешно справляться с прерываниями без (или с небольшой) предварительной ко­гнитивно-бихевиоральной подготовки к пе­реключению. При этом репрезентации кон­текста основного задания и дополнительной задачи присутствуют в оперативной памяти одновременно. Это приводит к очень быст­рому переключению на дополнительную за­дачу и такому же быстрому возвращению к основному заданию, но замедляет выполне­ние дополнительной задачи (стратегия 1). Такой способ обработки прерываний эффек­тивно используется испытуемыми, когда ко­гнитивно простая операция (впечатывание фрагмента) прерывается для того, чтобы вы­полнить сложную задачу (поиск библиогра­фического источника в другом окне). В дру­гих случаях необходима более тщательная подготовка к переключению, которая приводит к формированию «сжатой» ментальной репрезентации прерываемой операции (стратегия 2). Это замедляет как переключение на дополнительную задачу, так и возвращение к основному заданию (поскольку включает время на дополнительное кодирование и декодирование), но позволяет быстро выполнять дополнительную задачу. Эта стратегия используется при переходе от сложной прерываемой операции (перенос абзаца) к сложной дополнительной задаче (библиографический поиск).

Эксперимент 3

Целью данного эксперимента стал сбор свидетельств в пользу существования различ­ных типов когнитивных стратегий, используемых испытуемыми при «входе» в прерыва­ние и «выходе» из него. В частности, эксперимент был спланирован с целью проверки ги­потезы, что если условия прерывания оцениваются испытуемым как достаточно «труд­ные», растет вероятность использования активной («проактивной») стратегии подготовки «входа» в прерывание. На основе данных предыдущих экспериментов можно также пред­положить, что реализация проактивной стратегии подразумевает несколько стадий: а) со­здание ментальной репрезентации контекста основного задания; б) «выгрузка» созданной ментальной репрезентации в долговременную память перед переходом к выполнению до­полнительного задания; в) восстановление контекста основного задания в рабочей памяти при возврате из дополнительного задания на основе сохраненной в долговременной памя­ти репрезентации. Таким образом, проактивная стратегия позволяет уменьшить «цену пре­рывания» за счет более интенсивной подготовки его обработки. Проактивной стратегии противопоставлена реактивная стратегия, которая заключается в непосредственном пере­ключении в поступившее прерывание без сколь-нибудь выраженной дополнительной под­готовки. Для проверки этих утверждений в эксперименте манипулировалась связанная с обработкой прерывания нагрузка на рабочую память и анализировались временные интер­валы, связанные с переходом к дополнительному заданию, его непосредственным выпол­нением и возвратом к основному заданию. Анализ времен был дополнен анализом глазо­двигательной активности испытуемых непосредственно перед переходом в дополнитель­ное задание и сразу по возвращении из него.

3.1. Методика. В эксперименте приняли участие 33 испытуемых в возрасте от 17 до 23 лет, студенты-психологи, обучающиеся в одном из вузов Москвы. Основное задание со­стояло в редактировании на компьютере научного текста психологической тематики объ­емом 30 страниц (шрифт Times New Roman, кегль 12) в редакторе Microsoft Word. Целью редактирования являлось изменение текста в соответствии со специальной маркировкой, внесенной в редактируемый текст заранее. Операции редактирования могли быть двух ти­пов – когнитивно простые (выделение текста жирным шрифтом, курсивом или подчерки­ванием) и когнитивно сложные (перенос отрывка текста на новую позицию в тексте).

Дополнительное задание предусматривало поиск авиабилетов в Интернете на сайте www.pososhok.ru. Использовались два вида дополнительных заданий – простой и слож­ный. В простом прерывающем задании от испытуемого требовалось ответить на вопрос, су­ществует ли авиабилет с определенными характеристиками не дороже указанной экспери­ментатором суммы. В сложном прерывающем задании от испытуемого требовалось опре­делить наиболее дешевый из двух маршрутов полета с одинаковыми начальной и конечной точкой, но различными промежуточными пунктами. Все задания подразумевали возмож­ность ответа «да» или «нет».

Регистрация движений глаз осуществлялась с помощью системы EyeLink I, работаю­щей с частотой 250 Hz. Фиксировались движения только правого глаза. В ходе регистра­ции движений глаз испытуемым разрешалось продолжать пользоваться очками и контакт­ными линзами. Процедура проведения эксперимента планировалась таким образом, чтобы исключить уход линии взора испытуемого за пределы рабочего дисплея.

Перед проведением эксперимента испытуемые зачитывали инструкцию, после чего им демонстрировались основное задание, сайт для поиска авиабилетов и разъяснялась суть дополнительных заданий. Далее осуществлялась настройка и калибровка установки для регистрации движений глаз, по окончании которых испытуемый переходил к выполнению основного задания. Некоторые выполняемые операции редактирования прерывались экс­периментатором. В ходе эксперимента каждый испытуемый обрабатывал по четыре пре­рывания, по одному на каждое сочетание уровней сложности прерванной операции и сложности дополнительного задания. Примерно каждые 5 мин второй экспериментатор, находившийся в комнате испытуемого, приостанавливал выполнение им основного зада­ния и выполнял повторную калибровку оборудования для регистрации движений глаз.

3.2. Результаты. При анализе временной динамики обработки прерываний испытуе­мыми использовались следующие зависимые переменные – время переключения в допол­нительное задание, время выполнения дополнительного задания, время возобновления выполнения основного задания и время возврата. Время «входа» определялось так же, как и в предыдущих экспериментах. Время возобновления определялось как длительность временного интервала между отправкой испытуемым ответа на дополнительное задание и моментом первой активной операции в основном задании. Время возврата определялось как длительность временного интервала между отправкой испытуемым ответа на дополнитель­ное задание и выполнением операции в основном задании, следующей за прерванной. Графи­чески результаты анализа временной динамики переключений представлены на рис. 4. Для оценки статистической значимости обнаруженных эффектов был проведен дисперси­онный анализ с повторными измерениями по схеме 2х2 (с факторами «сложность прерван­ной операции» и «сложность дополнительного задания»).

Рис 4. Зависимость времени переключения (а), времени выполнения дополнительного задания (б), времени возобновления (в) и времени возврата (г) от сложности прерванной операции и сложности дополнительного задания в эксперименте 3

Для времени переключения в дополнительное задание был обнаружен значимый эффект фактора сложности прерванной операции – переключение занимает больше времени в случае сложной прерванной операции. Полученный результат хорошо совместим с идеей проактив­ной стратегии подготовки к прерыванию, преимущественно используемой в случае сложных прерванных операций. Действительно, анализ записей действий испытуемых показывает, что в случае сложной прерванной операции они часто завершали ее выполнение, облегчая, таким образом, будущую когнитивную нагрузку при возврате из прерывания. Различия во времени «входа», вызванные действиями испытуемых по упрощению условий переключения, могут также включать в себя различия, вызванные когнитивными затратами на создание менталь­ной репрезентации контекста основного задания и сохранение ее в долговременной памяти.

Для времени возобновления обнаружено значимое взаимодействие обоих эксперимен­тальных факторов (F(1,30) = 6,34; p < 0,05; контролировалось общее время работы). В слу­чае когда простое дополнительное задание прерывало простую операцию, время возобнов­ления работы с основным заданием было значительно большим, чем в остальных экспери­ментальных условиях. Для интерпретации этого результата следует отметить, что выбор стратегии обработки прерывания целесообразно осуществлять на основе анализа когнитив­ной сложности ситуации прерывания. Экспериментальное условие с простой прерванной операцией и простым дополнительным заданием связано с минимальной когнитивной на­грузкой, так что для него в наибольшей степени следует ожидать использования реактив­ной стратегии. Тогда полученное взаимодействие факторов свидетельствует об относитель­но низкой эффективности использования реактивной стратегии подготовки переключения.

В этом случае не происходит создания ус­тойчивой репрезентации контекста основ­ного задания, сохраненной в долговремен­ной памяти. Вместо этого испытуемые опи­раются на подверженные интерференции репрезентации рабочей памяти, которые разрушаются при возникновении даже относительно легких затруднений при вы­полнении дополнительных заданий. Вслед­ствие этого при возобновлении работы в основном задании испытуемый сталкива­ется с необходимостью восстановить кон­текст выполнения основного задания зано­во. Интересно, что когнитивно более слож­ный случай комбинации сложной прерван­ной операции со сложным прерыванием не связан с такой необходимостью, так как ис­пытуемый может вторично использовать готовую репрезентацию контекста основ­ного задания.

Представления о существовании проак­тивной подготовительной стратегии были проверены также с помощью методов кор­реляционного анализа. В частности, была исследована связь между временем «вхо­да» в прерывание и временем возврата. Первый временной интервал может слу­жить показателем интенсивности подго­товки переключения в дополнительное за­дание, а второй интервал является показа­телем «цены» переключения, т. е. легкости, с которой испытуемый возвращается к вы­полнению основного задания. Обнаруже­но, что для простых прерванных операций и простых дополнительных заданий связь между двумя интервалами носит прямой характер (r = +0,37; p < 0,05). В случае про­стых прерванных операций и сложных до­полнительных заданий отсутствовала зна­чимая взаимосвязь временных интервалов. Напротив, для сложных прерванных опе­раций взаимосвязь была значимой и отри­цательной (r = –0,4 для простых дополни­тельных заданий и r = –0,37 для сложных прерванных заданий; все p < 0,05). Эти результаты косвенно свидетельствуют, что в случае простых прерванных операций редко используется проактивная стратегия переключения (признаком которой является значимая негативная корреляция указанных временных ин­тервалов). В случае сложных прерванных операций, наоборот, есть основания предпола­гать преимущественное использование испытуемыми проактивной стратегии.

Дополнительное подтверждение предположения, что испытуемые используют проак­тивную стратегию подготовки переключения, дает анализ данных о характере движений глаз. Можно предположить, что одним из центральных этапов проактивной стратегии яв­ляется выделение испытуемым таких элементов основного задания, которые могут послу­жить в качестве ориентиров при восстановлении контекста основного задания после воз­вращения из дополнительного задания. Ожидается, что при возвращении из основного за­дания испытуемый будет целенаправленно искать эти ориентиры. С целью проверки это­го предположения был проведен анализ соответствия пространственных характеристик движений глаз непосредственно до и после выполнения дополнительного задания. В каче­стве пространственной характеристики движений глаз использовалась средняя амплитуда саккад. Было обнаружено, что средние амплитуды саккад для времени переключения и времени возобновления не коррелируют значимо в случае простых прерванных операций, т. е. в тех случаях, когда можно ожидать преимущественного использования реактивной стратегии. Было также обнаружено, что в случае сложных прерванных операций средние амплитуды саккад коррелируют значимо и положительно (r = +0,62, p < 0,001 – простые дополнительные задания; r = +0,48, p < 0,001 – сложные дополнительные задания). Таким образом, были получены косвенные свидетельства в пользу того, что пространственное распределение движений глаз непосредственно до и после выполнения основного задания совпадает в случаях, когда можно предположить использование испытуемыми проактив­ной стратегии подготовки переключения. Такое совпадение рисунка движений глаз позво­ляет утверждать, что ориентировка на выявленные при подготовке переключения ориен­тиры составляет важный элемент проактивной стратегии обработки прерываний.

Обсуждение и выводы

Выше были описаны три экологически валидных эксперимента, каждый из которых был посвящен изучению проблемы обработки прерываний при выполнении типичных компьютеризованных офисных задач. Рассматривая результаты всех экспериментов в со­вокупности, можно сделать ряд выводов.

Во-первых, было показано, что прерывания могут оказывать значительное влияние на выполнение задач испытуемыми и их самочувствие. Направление и интенсивность этого влияния зависят от целого ряда факторов, таких как мотивация испытуемого, его функци­ональное состояние, условия труда, характеристики рабочих задач и параметры прерыва­ний. Во всех трех экспериментах испытуемые работали достаточно быстро с минимальным количеством ошибок, компенсируя негативное влияние прерываний на деятельность. Та­кая компенсация обеспечивается повышением внутренней «цены» деятельности, что вы­ражается в росте эмоциональной нагрузки, психофизиологической активации и переходу к энергоемкому, сознательному способу переработки информации.

Влияние прерываний может быть прослежено на самых разных уровнях человеческой де­ятельности. Как представляется, наиболее значительным результатом настоящего исследования является возможность выделения двух типов когнитивных стратегий переключения между основной и дополнительной задачами в ходе прерывания – реактивной и проактивной.

Характерным признаком реактивной стратегии является мгновенное переключение из основной в дополнительную задачу сразу после поступления сигнала о прерывании, что сопровождается доминированием параллельного модуса обработки (см. эксперимент 1). В ходе исследования были собраны свидетельства, что именно эта стратегия используется при прерываниях простых операций основного задания в экспериментах 2 и 3. Скорость, с которой осуществляется переключение при использовании реактивной стратегии, дает ос­нования полагать, что в этом случае репрезентации основного и дополнительного задания одновременно представлены в рабочей памяти, так как недостаток времени не позволяет создать устойчивую к интерференции репрезентацию контекста основного задания, храня­щуюся в долговременной памяти. Реактивная стратегия может быть эффективной – она обеспечивает высокую скорость «входа» в прерывание и «выхода» из него. Однако опора на неустойчивые репрезентации рабочей памяти делает данную стратегию уязвимой к воз­никновению ошибок и замедлению темпа работы тогда, когда при выполнении дополни­тельного задания возникают осложнения. Кроме того, поддержание двух активных репре­зентаций заданий в рабочей памяти может, как показал эксперимент 2, приводить к суще­ственному замедлению выполнения дополнительного задания. В эксперименте 3 было так­же показано, что предполагаемое использование реактивной стратегии приводит к значи­мому увеличению времени, необходимого для ре-ориентировки в основном задании после завершения обработки прерывания. Таким образом, использование реактивной стратегии может быть целесообразным в тех случаях, когда прерывание не связано с высокой когни­тивной нагрузкой, однако она связана с повышенным риском снижения эффективности переключений.

Проактивная стратегия характеризуется большим временным интервалом, предваряю­щим переключение в дополнительное задание. Представляется, что большие временные затраты отражают интенсивную подготовительную активность испытуемого. На основе результатов, полученных в экспериментах 2 и 3, было сделано предположение, что – поми­мо поведенческих компонентов – подготовительная активность включает в себя формиро­вание компактной репрезентации контекста основного задания и сохранение ее в рабочей памяти с одновременным созданием эффективной системы «ключей», которые позволяют по окончании прерывания перенести данную репрезентацию в рабочую память. Возмож­ность доступа к подобной репрезентации практически исключает необходимость заново восстанавливать контекст основного задания после завершения выполнения дополнитель­ного задания, т. е. позволяет уменьшить время ре-ориентировки в основном задании и сни­зить вероятность совершения ошибок. Естественно предположить, что проактивная стра­тегия особенно эффективна в случаях, когда прерывание связано с повышенной когнитив­ной нагрузкой. Есть основания полагать, что в эксперименте 3 испытуемые оценивали экс­периментальные условия со сложными прерванными операциями как когнитивно более трудные и, следовательно, с большей вероятностью использовали проактивную стратегию. В соответствии с этим предположением в случае сложных прерванных операций была об­наружена отрицательная зависимость между временем «входа» и временем возобновле­ния, т. е. было показано, что чем интенсивнее подготовка к переключению, тем выше эф­фективность обработки прерывания. В случае простых прерванных операций, когда нет оснований ожидать использования проактивной стратегии, такой зависимости обнару­жено не было.

Анализ данных регистрации движений глаз во время обработки прерывания является важным экспериментальным средством выявления микроструктры когнитивных действий, обеспечивающих эффективное переключение с основной задачи на дополнительную и обрат­но. В частности, в рамках эксперимента 3 было обнаружено, что пространственные характери­стики саккад непосредственно до и после выполнения дополнительного задания обнаружива­ют тенденцию к совпадению в тех случаях, когда вероятно использование проактивной стратегии. Этот результат может рассматриваться в качестве свидетельства, что ментальная репрезентация, создаваемая в ходе активной подготовки к переключению, включает в себя указания на пространственное расположение ряда семантически и/или визуально значимых ориентиров. Сразу после «выхода» из прерывания испытуемые в первую очередь визуально возвращаются именно к этим ориентирам, что говорит об их возможной роли в обеспечении восстановления контекста основного задания. В частности, содержание выделенных таким образом ориентиров может использоваться для обеспечения извлечения информации об ос­новном задании из долговременной памяти.

Подводя итоги, следует отметить, что прерывания являются неизбежными в современ­ных компьютеризованных формах труда. Изучение механизмов переключения между задачами, обеспечивающих успешную обработку прерываний, имеет очевидную практиче­скую значимость. Уже сегодня речь должна идти о проектировании инновационных рабо­чих сред, которые облегчали бы работнику преодоление затруднений, вызванных возника­ющими в ходе выполнения трудовой деятельности прерываниями. В частности, если, как показывают проведенные исследования, человек способен компенсировать негативный эффект прерываний выбором адекватно стратегии подготовки переключений, то усилия специалистов-психологов и эргономистов должны быть направлены на разработку челове­ко-компьютерных интерфейсов, которые поддерживали бы человека-оператора в примене­нии этих стратегий. Особую ценность могут иметь интерфейсы, непосредственно облегча­ющие применение проактивной стратегии подготовки переключения. Реализация подоб­ной программы исследований, объединяющей фундаментальные и прикладные аспекты, позволит приблизиться к идеалу эффективной обработки прерываний, которая не сопро­вождалась бы негативными последствиями для качества выполняемой работы и самочув­ствия работающего человека.

Ссылка для цитирования

Литература
  1. Левин К. Динамическая психология. М.: Смысл, 2001.
  2. Леонова А. Б., Блинникова И. В., Капица М. С. Эффекты прерываний и регуляции деятельности: Опыт применения структурноJинтегративного подхода к оценке состояний человека // Психология психических состояний: Сб. статей / Под ред. А. О. Прохорова. Вып. 5. Казань: Центр инновационных технологий, 2004. С. 298–319.
  3. Леонова А. Б., Капица М. С. Методы субъективной оценки функциональных состояний человека // Практикум по инженерной психологии и эргономике / Под ред. Ю. К. Стрелкова. М.: Академия, 2003.
  4. Bailey B. P., Konstan J. A., Carlis J. V. Measuring the effects of interruptions on task performance in the user interface. IEEE Conference on Systems, Man and Cybernetics. Nashville, TN, 2000.
  5. Birenbaum G. Das Vergessen einer Vornahme. Isolierte psychische Systeme und dynamische Ganzbereiche. Psychologische Forschung, 1930. Bd. 13 (2–3). S. 218–284.
  6. Botvinick, M., Bylsma L. Distraction and action slips in an everyday task: Evidence for a dynamic representation of task context. Psychonomic Bulletin and Review, 2005. V. 12 (6). P. 1011–1017.
  7. Cutrell E., Czerwinski M., Horvitz E. Notification, disruption and memory: Effects of messaging interruptions on memory and performance. In: M. Hirose (ed.) Human-Computer Interaction (INTERACT 2001) Conference Proceedings. IOS Press, IFIP, 2001. P. 263–269.
  8. Czerwinski M., Horvitz E., Wilhite S. A diary study of task switching and interruptions. In: Proceedings of ACM Human Factors in Computing Systems: Proceedings of CHI’04. N.Y.: ACM Press, 2004. P. 175–182.
  9. Dismukes K., Young K., Sumwalt R. Cockpit interruptions and distractions: Effective management requires a careful balancing act. ASRS Directline, 1998. V. 10 (3). P. 4–9.
  10. Gillie T., & Broadbent T. What makes interruptions disruptive? A study of length, similarity and complexity. Psychological Research, 1989. V. 50. P. 243–250.
  11. Kapitsa M. S., Blinnikova I. V. Task performance under the influence of interruptions // Operator functional state / Hockey G. R. J., Gaillard A.W. K. & Burov O. (eds.) Amsterdam: IOS Press, 2003. P. 323–329.
  12. Leonova A. B. Functional status and regulatory processes in stress management // Operator functional state / Hockey G. R. J., Gaillard A.W. K. & Burov O. (eds.) Amsterdam: IOS Press, 2003. P. 36–52.
  13. McFarlane D. C. Coordinating the interruption of people in human-computer interaction // Proceedings of Human-Computer Interaction (INTERACT’99) / Eds.: A. Sasse, C. Johnson (Eds.) IOS Press, IFIP, 1999. P. 295–303.
  14. O’Connail B., Frohlich D. Timespace in the workplace: Dealing with interruptions. In: Proceddings of the ACM CHI’95 Conference on Human Factors in Computing Systems, 1995. V. 2. P. 262–263.
  15. Osga G. TaskJmanaged watchstanding–concepts for 21st century naval operations In: Proceedings of the 44th Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting. San Diego Ca. July 31 – Aug 4th, 2000. P. 457–460.
  16. Ovsiankina M. Die Wiederaufnahme Brochener Handlungen. Psychologische Forschung, 1928. Bd. 11. P. 302–379.
  17. Velichkovsky B. B., Blinnikova I. V., Kapitsa M. S. Effects of task switching on interruption handling in text editing In: S. Vosniadou, D. Kayser, A. Protopapas (Eds.). Proceedings of EuroCogSci07: The European Cognitive Science Conference. Hove, UK: Lawrence Erlbaum Associates, 2007. P. 936.
  18. Zeigarnik B. V. Uber das Behalten von erledigten und unerledigten Handlungen (The retention of completed and uncompleted activities). Psychologische Forschung, 1927. Bd. 9. P. 1–85.
Статьи по теме
 
О проекте PsyJournals.ru

© 2007–2020 Портал психологических изданий PsyJournals.ru  Все права защищены

Свидетельство регистрации СМИ Эл № ФС77-66447 от 14 июля 2016 г.

Издатель: ФГБОУ ВО МГППУ

Creative Commons License Репозиторий открытого доступа     Рейтинг репозиториев Webometrics

Яндекс.Метрика