CC BY
55
УДК 612.84.001.8
Роженцов Валерий Витальевич
Доктор технических наук, профессор кафедры ПиП ЭВС ГОУ ВПО «Марийский государственный техническийуниверситет», VRozhentsov@mail.ru, Йошкар-Ола
Полевщиков Михаил Михайлович
Кандидат педагогических наук, профессор, декан ФФКСиТ ГОУ ВПО «Марийский государственныйуниверситет», mmpol@yandex.ru, Йошкар-Ола
ОБУЧЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЮ ВРЕМЕНИ ОЩУЩЕНИЯ ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА*
Rozhentsov Valery Vitalyevich
Doctor of Technical Sciences, Professor of Mari State Technical University, VRozhentsov@ mail.ru, Yoshkar-Ola
Polevschikov Mikhail Mikhailovich
Candidate ofpedagogy, professor, dean of the faculty of Physical training at the Mari State University, mmpol@yandex.ru, Yoshkar-Ola
TEACHING MEASUREMENT OF FEELINGS OF VISUAL
ANALYZER*
ВВЕДЕНИЕ
Острая конкуренция в спорте высших достижений требует поиска новых путей подготовки спортсменов. В нашем исследовании на примере обучения измерению времени ощущения зрительного анализатора, характеризующего скорость нервных процессов в центральной нервной системе, мы попытались выявить условия применения психофизиологических методов для оптимизации учебно-тренировочного процесса спортсменов.
Состояние отдельных систем и организма человека в целом исследуется, исходя из признания ведущей роли центральной нервной системы, которая выполняет связующую функцию между организмом и внешней средой и обеспечивает взаимодействие систем в организме [1]. Поэтому при оценке изменения состояния отдельных систем или организма человека в целом предпочтительно в первую очередь исследовать изменения, происходящие в центральной нервной системе.
Информативным способом определения состояния центральной нервной системы является оценка параметров анализаторных (сенсорных) систем, в первую очередь порогов ощущения и различения, которые характеризуют основные свойства анализатора - его возбудимость и чувствительность [2]. Для зрительного анализатора возбудимость определя-
* Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ (проект № 2.2.3.3/2048).
ется путем оценки времени ощущения, под которым понимается время между моментом воздействия света на сетчатку и моментом возникновения соответствующего зрительного ощущения [3].
В настоящее время сложилось два основных подхода к исследованию возбудимости зрительного анализатора: электрофизиологический и психофизиологический. Электрофизиологические методы исследования являются объективными методами получения информации, однако, не лишены определенных недостатков, связанных в основном с получением, обработкой и интерпретацией результатов измерений [4].
Психофизиологические методы являются субъективными, но в то же время отличаются удобством, комфортностью и безопасностью для испытуемого, не требуют применения сложного дорогостоящего оборудования и длительного подготовительного периода перед проведением исследований, обладают обширными диагностическими возможностями.
Для оценки времени ощущения предложено предъявлять испытуемому последовательность парных световых импульсов длительностью t, равной 200 мс, разделенных начальным межимпульсным интервалом т, повторяющихся через постоянный интервал времени Т, равный 1 сек [5; 6].
Далее межимпульсный интервал уменьшается до порогового значения, при котором два импульса в паре сливается в один. Пороговое значение межимпульсного интервала принимается равным времени ощущения. В работе [6] авторами предложено по динамике времени ощущения во время разминки определять момент достижения состояния оптимальной работоспособности.
Условием точности измерения времени ощущения зрительного анализатора человека является получение его значений с малой вариабельностью. Однако в результате адаптации испытуемого к экспериментальным условиям, наличием «этапа врабатывания» [7] и влияния «закона научения», согласно которому процесс формирования навыка развивается по экспоненте [8], присутствует переходной процесс. По окончании переходного процесса наступает квазистационарный режим, в котором наблюдается вариабельность измеренных значений времени ощущения зрительного анализатора человека, обусловленная стохастичностью центральной нервной системы, как сложного биологического объекта. Длительность переходного процесса определяется временем обучения измерению времени ощущения зрительного анализатора человека.
По мнению Н. М. Пейсахова и соавт., стабилизация значений происходит после двух-трех измерений [9]. Однако переходной процесс сугубо индивидуален, поэтому необходимое число измерений времени ощущения зрительного анализатора человека до стабилизации его значений для разных испытуемых различно.
Целью работы является исследование характера стабилизации измеряемых значений времени ощущения для определения необходимого времени обучения.
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ ОБУЧЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЮ ВРЕМЕНИ ОЩУЩЕНИЯ ЗРИТЕЛЬНОГО
АНАЛИЗАТОРА
При измерении времени ощущения последовательность парных световых импульсов предъявляли с использованием светодиода желтого цвета диаметром 5 мм с силой света 3 мкд, размещаемого в районе ближней точки ясного видения. Формирование предъявляемых световых импульсов и измерение времени ощущения выполнялось с использованием ПЭВМ РеШит III, пороговый межимпульсный интервал определяли по методике, описанной ранее [6].
Измеренное значение времени ощущения отмечали на плоскости в координатах «время ощущения - номер измерения» и строили график зависимости значений времени ощущения зрительного анализатора человека t как функции tво = ДЖ), где N. - номер г-ого измерения, г = 1,2, ... ,к,к- число измерений, до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен. Время обучения определяли по числу измерений, выполненных во время переходного процесса [10].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В обследовании приняло участие 10 не обученных испытуемых в возрасте от 18 до 22 лет с нормальным или скорректированным зрением. Измерения выполнялись бинокулярно в помещении, оборудованном в соответствии с требованиями СНиП 23-05-95 [11] в первой половине дня с 9 до 12 часов.
В результате измерений для одного из испытуемых получены следующие значения времени ощущения зрительного анализатора в мс: 11,8; 11,6; 11,0; 10,7; 10,8; 11,0; 10,8; 10,7; 10,8, которые представлены в виде графика нарис. 1.
Рисунок 1 - График значений времени зрительного ощущения испытуемого. По горизонтальной оси - номер измерения, по вертикальной оси -значение времени ощущения, мс. Обозначения величин в тексте
По графику определили номер измерения 3, соответствующий окончанию переходного процесса. Время обучения определили по числу измерений, равному 3, выполненных во время переходного процесса.
Для другого испытуемого получены следующие значения времени ощущения в мс: 15,5; 14,7; 14,5; 14,6; 13,6; 13,3; 13,5; 13,2; 13,5; 13,6; 13,5, которые представлены в виде графика на рис. 2.
Рисунок 2 - График значений времени зрительного ощущения испытуемого.
По горизонтальной оси - номер измерения, по вертикальной оси -значение времени ощущения, мс. Обозначения величин в тексте
По графику определили номер измерения 5, соответствующий окончанию переходного процесса. Время обучения определили по числу измерений, равному 5, выполненных во время переходного процесса. По результатам анализа экспериментальных данных установлено, что время обучения по обследованной группе составляет от2до6 измерений.
Время переходного процесса определяется временем, после которого имеет место неравенство [12]:
\ t -t п \< Д/2,
1 во г во U 1 — 7
где t . - значение времени ощущения зрительного анализатора человека в г-ом измерении, г = 1,2, ... ,k,k- число измерений во время переходного процесса; t 0 - среднее значение времени ощущения зрительного анализатора человека в квазистационарном режиме; Д = (t - t . ) - вариацион-
Г Г г 7 v во тах во min7 г
ный размах значений времени ощущения зрительного анализатора человека в квазистационарном режиме; t - максимальное значение времени ощущения зрительного анализатора человека в квазистационарном режиме; ^от1п - минимальное значение времени ощущения зрительного анализатора человека в квазистационарном режиме.
Временные диаграммы предъявляемых парных световых импульсов и их ощущения представлены на рис. 3
Т
г
Рисунок 3 - Временные диаграммы парных световых импульсов и их ощущений
а - временная диаграмма парных световых импульсов, разделенных межимпульсным интервалом, вызывающим зрительное ощущение раздельности импульсов; б - временная диаграмма зрительного ощущения световых импульсов, представленные на диаграмме «а»; в - временная диаграмма парных световых импульсов, разделенных пороговым межимпульсным интервалом I , вызывающим зрительное ощущение слияния двух световых импульсов в один; г - временная диаграмма зрительного ощущения световых импульсов, представленных на диаграмме «в»; ^ - время ощущения оп-сис-темы зрительного анализатора - время суммации оп-системы, необходимое для возникновения зрительного ощущения начала стимула, то есть время между моментом воздействия света на сетчатку и моментом возникновения соответствующего зрительного ощущения [3]; 1оЯ- время ощущения ой-системы зрительного анализатора - время суммации о£Г-системы, необходимое для возникновения зрительного ощущения окончания стимула. Остальные обозначения величин в тексте.
В зрительном анализаторе оп- и ¿^системы, формирующие соответственно сигнал о появлении и окончании светового стимула, функционируют независимо друг от друга [13], а их динамика сходна [14]. Это позволяет определить время ощущения зрительного анализатора, то есть оп-системы, по равному ему времени ощущения ¿^системы.
Предложена методика исследования характера стабилизации значений времени ощущения, позволяющая определить необходимое время обучения его измерению. В процессе исследования строится график зависимости значений времени ощущения зрительного анализатора от номера измерения до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен и значения времени ощущения стабилизируются. Время обучения
определяется по числу измерений, выполненных во время переходного процесса.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Предложена методика исследования характера стабилизации значений времени ощущения, позволяющая определить необходимое время обучения его измерению. В процессе исследования строится график зависимости значений времени ощущения зрительного анализатора от номера измерения до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен и значения времени ощущения стабилизируются. Время обучения определяется по числу измерений, выполненных во время переходного процесса.
Библиографический список
1. Маслов, Н. Б. Нейрофизиологическая картина генеза утомления, хронического утомления и переутомления человека-оператора [Текст] / Н. Б. Маслов, И. А. Блощинский, В. Н. Максименко // Физиология человека. - 2003. - Т. 29, № 5.
- С. 123-133.
2. Горшков, С. И. Методики исследований в физиологии труда [Текст]/ С. И. Горшков, З. М. Золина, Ю. В. Мойкин. - М.: Медицина, 1974. -311 с.
3. Кравков, С. В. Глаз и его работа. Психофизиология зрения, гигиена освещения. - 4-е изд., перераб. и доп. [Текст] / С. В. Кравков. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1950. - 531 с.
4. Татко, В. Л. Хронометрия процессов переработки информации человеком // Итоги науки и техники. Серия Физиология человека и животных. Проблемы современной психофизиологии [Текст] / В. Л. Татко. - М.: ВИНИТИ. - 1989. - Т. 35. -С. 3-144.
5. Патент 2342062 РФ, МПК А61В 3/02. Способ определения времени возбуждения зрительного анализатора человека / В. В. Роженцов. - Опубл. 27.12.2008, Бюл. № 36.
6. Полевщиков, М. М. Педагогические условия использования психофизиологических параметров ЦНС спортсменов как индикаторов предстартового функционального состояния [Текст] / М. М. Полевщиков, В. В. Роженцов // Сибирский педагогический журнал. - 2008. - №5.- С. 371-379.
7. Приборы и комплексы для психофизиологических исследований. Исследования, разработка, применение [Текст] / Под ред. В. А. Викторова, Е. В. Матвеева.
- М.: ЗАО»ВНИИМП-ВИТА», 2002. - 228 с.
8. Ткачук, В. Г. Вариативность физиологических показателей в механизме адаптации биосистем [Текст] / В. Г. Ткачук, Б. Петрович // VII Междунар. науч. конгресс «Современный олимпийский спорт и спорт для всех»: матер. конф. - Т. 2.
- М.: СпортАкадемПресс, 2003. - С. 182-183.
9. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека [Текст] / Н. М. Пейсахов, А. П. Кашин, Г. Г. Баранов, Р. Г. Вагапов; Под ред. В. М. Шадрина. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.
10. Патент 2394490, А61В 5/16, А61В 3/10. Способ определения времени обучения оценке времени возбуждения зрительного анализатора человека / В. В. Роженцов. - Опубл. 20.07.2010, Бюл. № 20.
11. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. Строительные нормы и правила Российской Федерации [Текст]. - М.: Изд-во стандартов, 1995. -30 с.
12. Солодовников, В. В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования [Текст] / В. В. Солодовников, В. Н. Плотников, А. В. Яковлев. - М.: Машиностроение, 1985. - 535 с.
13. Глезер, В. Д. Зрение и мышление. Изд. 2-е, испр. и доп. [Текст] / В. Д. Глезер. -СПб.: Наука, 1993. - 284 с.
14. Шевелев, И. А. Временная переработка сигналов в зрительной коре [Текст] / И. А. Шевелев // Физиология человека. - 1997. - Т. 23, № 2. - С. 68-79.
УДК 378.147
ЛысюкАндрейАлександрович
Аспирант кафедры педагогики, психологии и предпринимательства Новосибирского государственного педагогическогоуниверситета, andreyftp@mail.ru, Новосибирск
МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ СЕРВИСА ЭКСПЕРИМЕНТА ДЛЯ УЧЕБНОГО ПРАКТИКУМА
Lysyuk Andrey Aleksandrovich
The post-graduate of chair of pedagogic, psychology and business at Novosibirsk state pedagogical university, andreyftp@mail.ru, Novosibirsk
MODELING EXPERIMENT SERVICE SYSTEM FOR EDUCATIONAL PROCESS IN A LABORATORY
Научно обоснованная разработка и реализация любой педагогической системы, в том числе и системы учебного практикума, требуют проведения педагогического исследования. В последние годы психологи и педагоги все более активно в теоретических исследованиях применяют метод моделирования.
Моделирование как метод научного познания представляет собой воспроизведение характеристик некоторого объекта на другом объекте, специально созданном для их изучения. При этом под моделью следует понимать объект, который в некоторых отношениях имеет сходство с прототипом и служит средством описания и/или объяснения, и/или прогнозирования поведения прототипа [1].
В [2] нами был проведен анализ функционирования существующих подходов к организации лабораторного практикума, а также научной и учебно-методической литературы по исследуемой проблеме. В результате этого анализа была установлена структура учебного практикума (с учётом формы дистанционного обучения (ДО)), включающей ряд подсистем. Дальнейшее
