Модернизация высшего образования требует применения современных педагогических технологий и средств обучения. В настоящее время проблемы создания интеллектуальных обучающих сред, в которых возможна адаптация методов обучения к конкретному обучаемому и пополнение «знаний» среды в процессе ее функционирования, являются важными и актуальными. Обзор имеющихся публикаций по проблемам создания интеллектуальных обучающих сред показывает, что предложено довольно много методов обучения, навигации в обучающей среде, оптимизации поиска решений, основанных на стратегии адаптации методов обучения к обучающемуся индивидууму. Для достижения успеха в решении этой проблемы существенны теоретические и эмпирические исследования познавательных психических процессов.

Познавательные психические процессы – это психические явления, в своей совокупности непосредственно обеспечивающие познание как процесс и как результат. К их числу относятся: ощущение, восприятие, внимание, представление, воображение, память, мышление, речь. Ощущение и восприятие – это чувственная ступень познания; они позволяют получать информацию. Представления и память обеспечивают сохранение полученной информации. Мышление и воображение – это логическая ступень познания, на которой вместе с речью мышление осуществляет переработку и собственно понимание содержания, полученной информации. Что же касается внимания, то оно присутствует во всех познавательных психологических процессах [2].

В процессе познавательной деятельности психологические процессы тесно взаимосвязаны (рис. 1). Каждый человек воспринимает внешний мир сквозь призму созданной в его головном мозге познавательной системы. Учитывая изложенное, в контексте проблемы выявления познавательных стратегий обучающихся, целесообразно обращение к данным нейрофизиологии и нейропсихологии. Неоценимую помощь образовательному процессу в этом направлении оказывают исследования особенностей функциональных асимметрий мозга. В частности, для выявления стратегии, т.е. основополагающего принципа, которым пользуется обучаемый индивидуум в процессе восприятия, понимания учебного материала, может быть выбрана оценка латеральной организации мозга.

Рис. 1. Схема познавательной системы индивидуума

На сегодняшний день имеется большое количество данных о неравнозначности деятельности левого и правого полушарий головного мозга человека. Это касается не только анатомических и физиологических особенностей каждого из них, но и психологических проявлений.

Понятие психической асимметрии подразумевает неравенство больших полушарий мозга при осуществлении психической деятельности, которая включает эмоциональные проявления, восприятие, мышление, сознание, речевую и другие функции [5]. Основанные на различных методологических подходах исследования ряда научных коллективов [3; 4; 7; 8; 9 и др.] свидетельствуют также о неоднозначном вкладе структур левого и правого полушарий в оформление процесса познания. Известные данные о латеральных предпочтениях изложим вкратце.

Так, левое полушарие (соответствует правому полю зрения) реагирует на все языковые и логико-аналитические вопросы и отвечает у человека за чтение, письмо, счет и вычисления. В нем сосредоточены все семантические, фонетические, грамматические и синтаксические функции. Предметы, ощупываемые правой рукой, могут быть названы. Оно порождает организованное во времени последовательное поведение и в его компетенции находится вербально-аналитическое мышление (реактивность левого полушария подобна языку дискретных знаков – цифровому языку).

В качестве общего вывода можно сказать: левое полушарие специализируется на вербально-аналитических функциях и коммуникации. Роль левогополушарной стратегии познания проявляется в организации любого знакового материала, строгого упорядочения, результатом чего является однозначно понимаемый контекст.

Правое полушарие (соответствует левому полю зрения) ответственно за целостное восприятие сенсорной информации. Оно воспринимает действительность целиком, как гештальт, т е целостный образ, не сводимый к сумме составляющиx его элементов. При тестировании правое полушарие обнаруживает немедленное и соответствующее обстоятельствам узнавание сложных рисунков, структур и конфигураций. В нем происходит дополнение образов (восстановление целой картины из ее частей). Правое полушарие обеспечивает более точное зрительное восприятие пространства, чем левое, но оно далеко уступает левому во всех речевых и арифметических функциях. В нем воображение и мышление отражаются в образах.

В качестве общего вывода можно сказать, что структуры правого полушария, функционально организованные по голографическому принципу, выполняют главным образом суммацию, сопоставление и синтез поступающей информации. Роль правополушарной стратегии познания проявляется в дополнении образов, восстановлении целой картины из ее частей.

Многие современные направления и научные школы, занимающиеся вопросами методологии организации процесса познания, обеспечивающего полноценное усвоение знаний, умений и навыков, развитие мышления, рассматривают учет функциональной асимметрии полушарий головного мозга в познавательном процессе как приоритетную область знаний, что актуализирует постановку вопроса о ее выявлении. Это в свою очередь делает очевидной необходимость разработки аппаратно-программных средств.

Предложенный нами аппаратно-программный комплекс содержит методику по выявлению доминирующего полушария мозга (латеральность) при использовании картинки в gif-формате, являющейся фрагментом flash-ролика, созданного японским веб-дизайнером из Хиросимы Нобуюки Каяхара (Nobuyuki Kayahara), Япония, в 2003 году [6, 10]. В этом ролике всего 34 кадра, которые закольцованы, т.е. крутятся по кругу один за другим, всегда в одном и том же порядке. Созданный тест с материализацией зрительного стимула помогает определить преобладание функциональной активности одного из полушарий при их совместной парной деятельности. Выводы делаются на основании того, в какую, по мнению наблюдателя, сторону вращается тест-фигура. Устойчивость субъективно воспринимаемого направления вращения теста-силуэта («по часовой» или «против часовой») используется в качестве опорного коррелята, позволяющего с определенной вероятностью делать вывод о правополушарной, левополушарной доминантности или ее отсутствии.

Для корректного применения этого теста в диагностических целях с широким кругом участников была проведена серия исследований с регистрацией электроэнцефалограмм (ЭЭГ) по международной схеме 10–20. Запись ЭЭГ-активности осуществлялась в монополярном режиме от симметричных пар отведений. Электрод заземления фиксировался в точке Рz. Оценивали ЭЭГ по частотно-амплитудным и пространственным характеристикам и для дальнейшего исследования отбирали испытуемых с нормальной биоэлектрической активностью головного мозга (регулярная альфа активность в теменно-затылочных отведениях с хорошей реакцией активации на открытие глаз, при ритмической фотостимуляции усвоение ритма световых мельканий не отмечалось, в начале предъявления стимулов регистрировалась низкоамплитудная десинхронная ЭЭГ). Дальнейшее исследование проводилось при активном внимании индивида – слежении за тестовым изображением на экране монитора, вращающемся вокруг вертикальной оси. В ходе тестирования регистрировалась преимущественно десинхронная ЭЭГ (признак активного внимания), при этом наблюдалось появление коротких периодов альфа-активности невысокой амплитуды (30–50 мкВ) преимущественно в левых лобно-центральных отведениях.

Чтобы обеспечить сопоставимость результатов тестирования, были стандартизированы условия:

1) регламентирована длительность эпохи – 3 минуты; выбор обусловлен результатами физиологических исследований [1];

2) унифицирована инструкция (нажимать на левую кнопку мыши в моменты наблюдаемой смены направления вращения тест-фигуры).

Исходя из вида появления иллюзии при наблюдении за изображением на экране монитора вращающейся тест-фигуры и вероятности ее (иллюзии) длительности, осуществлялся выбор регистрируемых параметров. К их числу отнесены: количество смен направления вращения «по – против», «против – по», «по – против » и т.д.; дискретные длительности однонаправленных вращений «по часовой» – t1 (i) и «против» – t2 (i).

В качестве иллюстрации на рис. 2 приведены примеры преобладания функциональной активности полушарий головного мозга, отсутствия преобладания и явно выраженной латерализации. Всего в апробации разработанного нами тестирующего средства участвовало 35 человек (возраст 21–27 лет, клинически здоровых, праворуких). Применительно к прикладной задаче, поставленной в нашей работе, результаты реализации разработанного аппаратно-програмного комплекса имеют прямое отношение. Оценки профиля латеральной организации, получаемые в результате тестирования, позволяют осуществлять строго ориентированный анализ литературы по нейрофизиологии и психофизиологии и аргументированно подходить к выявлению познавательных стратегий индивидуумов.

В качестве заключения отметим следующее. Исходя из необходимости знаний уровня и степени латерализации полушарий и срочности получения объективной информации для решения задачи, связанной с выявлением познавательной стратегии обучающихся индивидуумов, разработанному аппаратно-программному комплексу присвоено имя «Оперативный атрибут» (ОА). Созданный комплекс ОА позволяет осуществлять экспресс-оценку устойчивости правополушарной и левополушарной активности, а также производить экспресс классификации латерализации, что является предпосылкой для снижения вероятности ошибочных решений, связанных с организацией образовательных пространств. Дальнейшее усовершенствование комплекса ОА ведется по пути расширения его диагностических возможностей по выявлению познавательных стратегий.

Рис. 2. Результаты диагностики направления асимметрии полушарий головного мозга

Рецензенты:

Филонов А.А., д.т.н., доцент, Военная академия воздушно-космической обороны имени Г.К. Жукова, г. Тверь;

Корабельников А.П., д.воен.н., профессор, Военная академия воздушно-космической обороны имени Г.К. Жукова, г. Тверь.

Работа поступила в редакцию 04.06.2014.