Академик Н. П. Бехтерева > Основные вопросы дидактики к нейрологии
|
|
Скачать 484.5 Kb.
|
|
^
Результаты любой деятельности человека зависят от его функционального состояния, в том числе и обучение. Если ориентироваться на функциональное состояние и делать учебную нагрузку то более интенсивной, то, напротив, снижать ее, результаты обучения будут значительно лучше. Все это очевидно. Гораздо сложнее найти критерий, позволяющий объективно оценить функциональное состояние, – критерий методически простой, и в идеале количественный. Оценка функционального состояния во многом сводится к оценке уровня неспецифической активации мозга, на фоне которой протекает конкретная психическая деятельность, в том числе когнитивная. Зависимость между уровнем активации и эффективностью различных видов деятельности, в том числе обучения, известна. Она описывается куполообразной кривой: наилучшие результаты достигаются не при самой высокой активации, а в некотором среднем ее диапазоне, получившем название оптимального функционального состояния. Но если эффективность деятельности поддается количественной оценке, то попыток измерить уровень фоновой активации мозга до сих пор еще не было. В ИКН СГА впервые разработан метод количественной оценки индивидуального уровня активации мозга. Как известно, изменения уровня неспецифической активации мозга отражаются в реактивных изменениях электроэнцефалограммы, т.е. тех изменениях частотных и амплитудных параметров ЭЭГ, которые возникают в ответ на внешнюю стимуляцию. В частности, это эффект резкого падения амплитуды альфа-ритма ЭЭГ, который можно наблюдать при умственной нагрузке (депрессия альфа-ритма). Для объективной оценки степени депрессии альфа-ритма был предложен количественный критерий – коэффициент депрессии альфа-ритма (КДА). Расчет КДА производится по формуле:  (1)где ^ 2 – средняя мощность альфа-диапазона по всем отведениям ЭЭГ при умственной нагрузке. Исследования, проведенные в СГА, показали, что КДА очень индивидуален и достаточно закономерно соотносится с когнитивными характеристиками, например со скоростью заучивания вербального материала. Количественный подход к оценке неспецифической активации мозга дал начало серии исследований, результаты которых уже сегодня можно применить в практике обучения. ^ Для объективной оценки успешности обучения необходимы методы точного измерения скорости обучения. В Институте психологии обучения СГА разработан принципиально новый, количественный показатель – темп усвоения знаний (ТУЗ). Идея введения такого показателя и первоначальный подход принадлежат проф. М.П.Карпенко. Испытуемому предлагают заучить 20 пар слов (незнакомое слово – перевод на русский язык). При расчете показателя ТУЗ учитывают количество запомненных новых слов и затраченное время. Иначе говоря, индивидуальный показатель ТУЗ отражает количество новых связей (линков), которое данный человек способен усвоить за академический час. Закономерно возникает вопрос: какие индивидуальные свойства мозга определяют индивидуальую скорость заучивания? В результате серии экспериментов удалось доказать, что скоростные характеристики памяти тесно связаны с индивидуальным уровнем неспецифической активации мозга. У испытуемых регистрировали ЭЭГ – в состоянии спокойного бодрствования и в процессе заучивания списка из 20 слов. Затем вычисляли КДА. Оказалось, что величина показателя ТУЗ определенным образом соотносится с КДА (т.е. с выраженностью депрессии альфа-ритма при умственной нагрузке). Проявилась следующая закономерность: высокому ТУЗ соответствует средний, «оптимальный» КДА; снижение показателя ТУЗ коррелирует либо с уменьшением, либо и с увеличением КДА (рис. 4).  Рис. 4. Соотношение ТУЗ и КДА. Аппроксимирующая кривая получена методом наименьших квадратов Таким образом, соотношение показателя ТУЗ и КДА совпадает с куполообразной кривой, которая описывает зависимость успешности обучения от уровня неспецифической активации мозга. Это означает, что удалось найти метод, позволяющий измерять индивидуальный уровень активации и прогнозировать индивидуальный темп обучения. Кроме того, становится очевидным, что медленный темп усвоения знаний может иметь прямо противоположные причины: либо недостаточную, либо избыточную активацию мозга. Ясно, что и педагогическая тактика в этих двух случаях должна быть разной. Если в первом случае целесообразны «активирующие приемы», то во втором необходимо стремиться к снижению уровня активации до оптимального уровня. Эффект такой оптимизации удалось проследить в следующей серии экспериментов, посвященной феномену умственного утомления. ^ Умственное утомление – важнейший фактор, ограничивающий возможности человека в процессе трудовой и особенно учебной деятельности. Изучением механизмов умственного утомления, поиском средств его диагностики занимаются специалисты разных направлений: физиологи, медики, психологи, педагоги. Но, несмотря на многочисленные исследования, природа умственного утомления до конца не ясна. Признано, что развитие умственного утомления включает психологические, физиологические и биохимические механизмы. Но определить умственное утомление в виде стандартного набора признаков пока не удается. Кроме того, определенная степень умственного утомления даже продуктивна, поскольку активизирует резервные возможности мозга. Иначе говоря, не исключено и положительное влияние умственного утомления на скорость и прочность усвоения учебного материала. Феномен умственного утомления обычно изучают на модели операторской деятельности или других видов монотонных действий. Исследования, проводимые в ИКН СГА, отличаются тем, что для моделирования умственного утомления был использован естественный, повседневный вид умственной нагрузки – многочасовая работа на компьютере. Методика эксперимента включала запись ЭЭГ, а также психологическое тестирование: оценивали уровень реактивной тревожности, концентрацию внимания, объем оперативной памяти и скорость запоминания (показатель ТУЗ). Все эти измерения проводили до и после 4-часовой работы на компьютере (редактирование текста). Оказалось, что главным критерием умственного утомления является возрастание альфа-ритма ЭЭГ и снижение КДА. Иначе говоря, умственное утомление связано со снижением исходного уровня активации мозга. Но это означает, что избыточную активацию, которая мешает обучению, можно устранить. Для этого потребуется длительная умственная нагрузка, способная вызвать утомление. Проверке этой гипотезы были посвящены эксперименты, в ходе которых был открыт стимулирующий эффект умственного утомления.  а б Рис. 5. Положительный эффект умственного утомления при избыточной активации мозга. Мощность альфа-ритма (спектральный анализ ЭЭГ) а) до умственной нагрузки: низкая мощность альфа-ритма – избыточная активация; б) умственое утомление: повышение мощности альфа-ритма – устранение избыточной активации. Этот эффект наблюдался у испытуемых с избыточной активацией мозга (рис. 5). После интенсивной умственной нагрузки у них значительно возрастала мощность альфа-ритма и уменьшался КДА, т.е. умственное утомление возвращало мозг в зону «оптимального функционального состояния». Важно, что при этом возрастала и скорость заучивания (по показателю ТУЗ). Таким студентам необходим режим нарастающей в течение дня учебной нагрузки, чередование нескольких дней интенсивных занятий с днем полного отдыха. Подобные рекомендации, возможно, противоречат привычному требованию систематической, ежедневной работы, но они обоснованы физиологически, поэтому очень важно распознать таких студентов уже на этапе вступительного тестирования. ^ Для массового тестирования процедура электроэнцефалографии слишком громоздка. Поэтому в ИКН СГА был разработан упрощенный метод измерения неспецифической активации, базирующийся на принципах вариационной пульсометрии (программно-аппаратный комплекс «Пульсар А»). Работа программно-аппаратного комплекса «Пульсар А» основана на хорошо известном методе вариационной пульсометрии, в котором математическому анализу подвергаются два основных параметра пульса: частота и вариабельность. Первая модификация прибора «Пульсар А», была разработана специалистами СГА для экспресс-оценки уровня функциональных возможностей, работоспособности и переносимости физических и умственных нагрузок. Программно-аппаратный комплекс «Пульсар А» позволяет оценить уровень неспецифической активации в условиях массового тестирования. По сравнению с другими приборами, использующими метод вариационной пульсометрии, «Пульсар А» имеет ряд существенных преимуществ. Прежде всего, он хорошо адаптирован к системе массового обследования: прост в обращении, не требует сопровождения специалиста, интегрирован в информационную среду СГА. Все данные на каждого студента автоматически сохраняются на сервере и подвергаются автоматической обработке. Кроме того, программно-апаратный комплекс «Пульсар А» работает в режиме экспертной системы: индивидуальные результаты автоматически обобщаются, сравниваются с нормативными, формируется индивидуальное заключение, каждый студент относится к одной из пяти групп. При регулярных обследованиях легко получить сведения о динамике функционального состояния всех студентов каждого учебного центра. Процедура тестирования предельно проста. На указательном пальце испытуемого укрепляют оптоэлектронный датчик. В течение двух минут производят запись пульсовых волн (рис. 6). Затем получают распечатку результатов, которую выдают на руки студенту. Распечатка содержит общую оценку уровня функциональных возможностей и работоспособности, а также рекомендации по режиму физических и умственных нагрузок.  Рис. 6. Программно-аппаратный комплекс «Пульсар А» (на экране видны пульсовые волны) Расчетные показатели, необходимые для работы экспертной системы и предназначенные для специалистов, на дисплей не выводятся и сразу поступают в информационную систему для последующей обработки. Для измерения индивидуального уровня неспецифической активации была разработана следующая модификация прибора – «Пульсар К», позволяющая сравнивать параметры пульса в двух ситуациях: в состоянии покоя и при умственной нагрузке. Запись производят два раза: сначала без каких-либо инструкций, а во второй раз испытуемого просят считать количество пиков кривой на экране, при этом предупреждают, что от точности подсчета существенно зависят результаты тестирования. Возможно ускорение, замедление или отсутствие изменений частоты пульса. Замедление пульса при умственной нагрузке свидетельствует о повышенном уровне познавательной активности с установкой на увеличение объема воспринимаемой и обрабатываемой информации. Ускорение пульса – признак «реакции избегания», пониженной познавательной активности, установки на минимизацию объема воспринимаемой и обрабатываемой информации. Отсутствие изменений – оптимальный для умственной деятельности уровень активации. Таким образом, метод вариационной пульсометрии, реализованный в программно-аппаратном комплексе «Пульсар-К», дает возможность определять индивидуальный уровень активации без громоздкой и дорогостоящей процедуры ЭЭГ-обследования. Диагностика индивидуального уровня активации становится важной частью учебного процесса. При этом параллельно должны развиваться методы и приемы целенаправленного воздействия на индивидуальный уровень активации мозга. Важность таких разработок подтверждают результаты серии исследований, в которых был открыт феномен «неспособности к полному усвоению». ^ Современные образовательные технологии основаны на модели «полного усвоения» («mastery learning»). Инновационность таких технологий заключается в том, что они гарантируют достижение учебного результата практически всем. В основе модели «полного усвоения» лежат идеи, выдвинутые американским психологом Б.С. Блумом.1 Он исходил из посылок, согласно которым разброс успеваемости – следствие разброса способности к обучению. Поэтому постоянным, фиксированным параметром обучения должен стать именно результат. А все другие параметры обучения должны меняться, подстраиваясь под достижение всеми учащимися заранее заданного результата. И прежде всего необходимо отказаться от единого усредненного темпа учебной работы, снять ограничения на временные рамки усвоения учебного материала. Все это означает, что, используя при построении учебных программ и учебных планов показатель «время усвоения материала», обычно имеют в виду его полное усвоение. Но как показали исследования Института психологии обучения СГА, есть люди, которые не могут запомнить учебный материал полностью. Феномен неспособности к полному усвоению был обнаружен в серии экспериментов, где испытуемые должны были выучить список из 20 пар слов (методика ТУЗ) полностью, затратив на это столько времени, сколько потребуется. Но некоторые так и не смогли запомнить весь список, несмотря на увеличение времени заучивания и количество попыток. Чем старше возрастная группа, тем больше в ней было испытуемых, неспособных запомнить весь список. Этот факт наводит на мысль, что модель «полного усвоения» нуждается в поправках – по крайней мере применительно к обучению старших возрастных групп. Следует признать, что темп обучения не может оставаться решающим фактором, если есть случаи, когда увеличивая время заучивания все равно не удается достичь «полного усвоения». Значит, под достижение «полного усвоения» необходимо подстраивать какие-то другие параметры. Какие именно – предстоит выяснить. Первый шаг в решении этого вопроса был сделан в исследованиях ИКН СГА. Были рассмотрены психофизиологические особенности испытуемых, которые не смогли полностью заучить 20 пар слов. Прежде всего, выяснилось, что неспособные к «полному усвоению» обладают меньшим объемом оперативной памяти. Кроме того, у них обнаружились особенности субъективного восприятия времени, а именно склонность преуменьшать длительность временных интервалов (рис. 7). Иначе говоря, для лиц, неспособных к «полному усвоению», время как бы течет быстрее. При записи ЭЭГ также обнаружились интересные особенности. У неспособных к «полному усвоению» она была «плоской», т.е. низкоамплитудной, со слабо выраженным альфа-ритмом.  Рис. 7. Индивидуальные результаты оценки интервалов времени (по вертикальной оси – длительность субъективного интервала времени в секундах) Низкоамплитудная ЭЭГ свидетельствует о стойкой повышенной активации мозга. Обычно это сочетается с повышенной тревожностью. Плоская ЭЭГ встречается также при неврозах, астенических состояниях, а также некоторых заболеваниях, в частности при нарушениях мозгового кровообращения и болезнях щитовидной железы (с возрастом вероятность развития этих состояний, естественно, повышается). Кроме того, у всех испытуемых, неспособных к «полному усвоению», был видоизменен эффект депрессии альфа-ритма: при умственной нагрузке падение амплитуды альфа-ритма либо практически отсутствовало, либо наблюдалось в течение очень длительного периода, в 3–5 раз дольше, чем в норме (рис. 8).  Момент подачи вспышки отмечен вертикальной линией, участок десинхронизации – стрелкой. В норме этот эффект длится 3–5 с – (А); у неспособных к «полному усвоению» участок десинхронизации либо удлинен – (Б), либо укорочен – (В), либо укорочен, и за ним следует усиление альфа-ритма – (В) Рис. 8. Десинхронизация ЭЭГ в ответ на вспышку стандартного фотостимулятора Все эти особенности ЭЭГ имеют общий нейробиологический «знаменатель»: нарушение функции активирующих систем мозга. Причиной такой дисфункции могут быть индивидуальные особенности нервной системы, функциональные расстройства и соматические заболевания. Но общий итог в любом случае – повышение тревожности, что и сопровождается расстройствами познавательной деятельности. Одно из проявлений дисфункции активирующих систем мозга – нарушение чувства времени. Склонность к значительному «сжатию» временных интервалов продемонстрировали практически все испытуемые, неспособные к полному запоминанию. Это означает, что обучение происходит у них на фоне субъективного дефицита времени и, как следствие, нарастающей эмоциональной напряженности. Таким образом, нарушение полного запоминания представляет собой внешнее проявление многоуровнего, системного процесса (рис. 9).  Рис. 9. Неспособность к «полному усвоению»: структура нарушения и уровни коррекции Нейробиологическая основа процесса – дисбаланс активирующих систем мозга, обусловленный индивидуальными свойствами нервной системы, функциональными расстройствами или соматическими заболеваниями. Фактор возраста играет в данном случае предрасполагающую роль, т.е. способствует проявлению и усиливает уже имеющийся дисбаланс систем неспецифической регуляции. Такой же многоуровневой должна быть и система воздействий, позволяющая достичь полного усвоения знаний. К главным параметрам, воздействие на которые повысит результаты обучения, относятся: – функциональное состояние (баланс активирующих систем мозга); – индивидуально-типологические свойства (в частности, тревожность); – когнитивные характеристики (в первую очередь показатели внимания и памяти). Специалистам образования важно знать, что при обучении лиц с избыточной активацией мозга следует избегать стрессогенных ситуаций, отдавая предпочтение индивидуальным формам занятий. При этом «снятие временных ограничений» как главный принцип модели «полного усвоения» необходим именно при проверке знаний, когда эмоциональное напряжение особенно велико. Зачетное тестирование и экзаменацию следует предварять тренировочными попытками, что значительно ослабит стрессовый фактор. Снижение концентрации внимания, ухудшение механической памяти можно компенсировать за счет повышения структурированности учебного материала, за счет использования логических схем и системы подсказок. При обучении взрослых, особенно старших возрастных групп, необходимы специальные дидактические приемы и методики, которые предусматривают не только компенсацию возрастного снижения когнитивных функций, но и опору на возрастные преимущества – высокую мотивированность, самостоятельность, жизненный опыт и т.д. Специфика обучения взрослых является предметом самостоятельной науки – андрагогики. Одним из ее приоритетных направлений может стать адаптация дистанционных образовательных технологий к условиям обучения взрослых. Необходимые теоретические и экспериментальные разработки в области возрастной физиологии и психологии ведутся в ИКН СГА. Необходимо и специальное исследование самого феномена «неспособности к полному усвоению». Уже первая попытка понять природу этого явления привела к заключению, что трудности в обучении, особенно в старших возрастных группах, обусловлены функциональными механизмами, которые хорошо поддаются коррекции. Продолжение поиска в этом направлении позволит пересмотреть и существенно дополнить как саму модель «полного усвоения», так и основанные на ней инновационные образовательные технологии. Теоретические модели когнитивных функций остаются весьма актуальными для практики образования, по-видимому, до тех пор, пока не станет окончательно ясно, как мозг записывает и воспроизводит информацию и как, собственно, происходит обучение. Одна из таких моделей, разработанная и применяемая в СГА (автор – проф. М.П. Карпенко), позволяет не только описывать когнитивные явления, но и использовать их как методологическое средство оптимизации процесса обучения. |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям