CC BY
11УДК: 373.51
ПОКАЗАТЕЛИ
учебной деятельности и психофизиологические особенности школьников с позиций статистического и хаотического подходов
Кандидат биологических наук, доцент В.А. Вишневский К.А. Миронова, К.А. Каримов
Сургутский государственный университет ХМАО-Югры, Сургут
INDICES OF EDUCATIONAL ACTIVITY AND PSYCHOPHYSIOLOGICAL FEATURES OF SCHOOLCHILDREN IN VIEW OF STATIC AND CHAOTIC APPROACHES
V.A. Vishnevsky, associate professor, Ph.D.
K.A. Mironova, K.A. Karimov
Surgut state university of KhMAR-Ugra, Surgut
Key words: indicators of educational activity, psychophysiological characteristics of schoolchildren. It is common knowledge that a good teacher is characterized by his ability to see the individual characteristics of children. The differences proved to be important during the educational process are on the first place. Special credit belongs to the features of the nervous system, which constitute the dynamic aspect of mental life as speed, pace, physical working capacity, concentration, switching attention, perceptual speed, etc. Style of educational activity depends largely on these neurodynamic features. Meanwhile, classical statistical and stochastic approaches are not always able to fully estimate and describe the dynamics of behavior of complex systems of developing organism in the educational process. In this connection it is interesting to examine this behavior and from the standpoint of modern inter-disciplinary areas such as chaos theory and synergetics.
The purpose of the present study was to identify the indicators of educational activity, taking into account the psychophysiological characteristics of schoolchildren in view of statistical and chaotic approaches. Rating of studies increases in the primary school age and falls in secondary pupils.
The study of the knowledge motivation revealed its high level among boys only during the first three years of study.
We have previously shown that the fundamental changes which largely determine the future prospects of the school education and its psychoemotional and physiological value occur in the primary school age. The present study shows that it is promoted by the most significant positive changes in the psychophysiological area of schoolchildren.
Ключевые слова: показатели учебной деятельности, психофизиологические особенности школьников.
Введение. Как известно, хороший учитель отличается тем, что умеет видеть индивидуальные особенности детей. В первую очередь имеют значение отличия, которые оказываются важными в процессе обучения. Особая заслуга принадлежит тем свойствам нервной системы, которые составляют такую динамическую сторону психической жизни, как быстрота, темп, работоспособность, сосредоточенность, переключаемость, скорость восприятия и т. д. От этих нейроди-намических особенностей в значительной мере зависит стиль учебной деятельности. Между тем классические статистические и стохастические подходы далеко не всегда могут в полной мере оценить и описать динамику поведения сложных систем развивающегося организма в образовательном процессе. В связи с этим представляет интерес рассмотрение этого поведения и с позиций таких современных междисциплинарных направлений, как теории хаоса и синергетики [2-4].
Цель исследования - определить показатели учебной деятельности с учетом психофизиологических особенностей школьников с позиций статистического и хаотического подходов.
Организация исследования. В комплексных исследованиях принял участие 751 учащийся 1-11-х классов МОУ СОШ № 26 и 39 г. Сургута.
Результаты исследования и их обсуждение. Рейтинг учебы возрастает в младшем школьном возрасте и падает у старших школьников (табл. 1).
Изучение направленности на приобретение знаний обнаружило, что у мальчиков она поддерживается на высоком уровне только первые три года
Таблица 1. Динамика рейтинга учебы у школьников г. Сургута (Mann-Whitney U Test)
Возраст, лет Мальчики, юноши, баллы Девочки, девушки, баллы
n M±c U, p-lovel n M±c U, p-lovel
7 39 6.64±2.88 - 25 8.04±3.04 -
8 43 6.98±2.17 776, 0.561 39 6.97±2.01 335.5, 0.036
9 43 7.79±1.51 674, 0.035 38 7.71±1.29 598.5, 0.146
10 33 7.00±2.45 546, 0.086 40 7.03±2.12 628.5, 0.188
11 47 7.49±2.25 645, 0.204 32 7.88±0.71 490, 0.089
12 39 7.46±2.08 883, 0.774 27 5.26±2.61 152, 0.0002
13 47 6.57±2.53 717, 0.083 23 7.48±1.73 142.5, 0.001
14 29 7.35±1.56 583.5, 0.294 24 7.42±1.97 275.5, 0.991
15 29 7.41±2.13 387, 0.607 28 7.00±2.27 327, 0.868
16 32 6.25±2.19 317.5, 0.034 26 6.54±2.48 321, 0.456
17 40 5.85±2.64 583, 0.518 23 6.52±2.55 295.5, 0.944
обучения. Затем интерес к знаниям ослабевает, особенно выраженно после 14 лет. У девочек интерес к знаниям поддерживается до 11 лет, а затем повторяется динамика, характерная для юношей (табл. 2).
Что касается результатов учебной деятельности, то у мальчиков стремление поддерживать высокий средний балл в учебе сохраняется до 10 лет. Наиболее выраженное снижение среднего балла происходит с 10 до 14 лет. У девочек высокая успеваемость сохраняется на год дольше, но затем успехи в учебе падают (табл. 3).
Наиболее значительные позитивные преобразования в психофизиологической сфере учащихся
наблюдаются в младшем школьном возрасте. С началом активных пубертатных перестроек улучшение показателей замедляется. Так, статистический анализ латентных периодов простой сенсомоторной реакции (табл. 4), отражающий интегральные характеристики ЦНС человека, позволяющие выполнять сложные двигательно-опознавательные акты, обнаружил, что наиболее выраженное уменьшение времени сенсомоторной реакции у юношей происходит с 8 до 14 лет, а у девушек с 7 до 11 лет.
Практически аналогична и возрастная динамика переключения внимания (табл. 5). Наиболее интенсивное сокращение времени выполнения теста и у мальчиков, и у девочек происходит с 7 до 10 лет.
Таблица 2. Направленность на приобретение знаний школьниками г. Сургута
Возраст, лет Мальчики, юноши, баллы Девочки, девушки, баллы
n M±c U, p-lovel N M±c U, p-lovel
7 39 8.95±2.14 - 25 9.12±1.20 -
8 42 9.19±1.90 754, 0.542 39 9.46±1.57 410.5, 0.289
9 43 8.93±1.65 776.5, 0.266 38 9.42±1.31 724.5, 0.866
10 33 8.36±1.95 564.5, 0.128 40 9.15±2.08 744, 0.872
11 47 8.15±1.64 733, 0.677 32 9.31±0.69 596, 0.618
12 38 8.05±1.75 880.5, 0.912 27 7.78±2.18 279, 0.019
13 47 7.38±2.06 706, 0.098 23 8.44±1.85 271, 0.441
14 29 7.97±1.76 562.5, 0.203 24 8.67±1.49 265.5, 0.823
15 29 6.45±1.99 239, 0.004 28 7.79±2.32 256, 0.141
16 32 6.50±2.05 460, 0.953 26 6.54±2.08 260, 0.071
17 40 6.80±1.36 588, 0.555 23 6.30±2.42 280, 0.03
Таблица 3. Успеваемость школьников г. Сургута (Mann-Whitney U Test)
Возраст, лет Мальчики, юноши, баллы Девочки, девушки, баллы
n M±c U, p-lovel n M±c U, p-lovel
7 - - - - - -
8 43 4.15±0.44 - 41 4.36±0.39 -
9 43 4.32±0.41 729, 0.091 40 4.29±0.49 584, 0.286
10 33 4.05±0.44 453, 0.007 41 4.40±0.29 527.5, 0.189
11 47 3.92±0.39 655, 0.238 32 4.19±0.21 277, 0.0003
12 39 3.73±0.39 656, 0.023 27 3.87±0.33 216, 0.0002
13 47 3.81±0.44 835, 0.479 23 4.12±0.54 222.5, 0.005
14 29 3.50±0.37 424, 0.005 26 3.71±0.39 163, 0.002
15 29 3.41±0.27 331, 0.163 30 3.82±0.61 368, 0.474
16 32 3.42±0.46 421, 0.534 27 3.62±0.53 308, 0.022
17 40 3.36±0.35 617, 0.794 23 3.75±0.45 180, 0.010
Таблица 4. Динамика времени сенсомоторной реакции у школьников г. Сургута
Возраст, лет Мальчики, юноши, мс Девочки, девушки, мс
Правая рука Левая рука Правая рука Левая рука
п М±с п М±с п М±с п М±с
7 38 299±49 38 307±56 25 335±58 25 349±60
8 41 296±48 41 307±54 34 290±42** 34 296±45***
9 45 269±61* 45 267±57** 36 283±41 36 285±41
10 35 256±29 35 260±38 33 260±29** 33 265±36*
11 43 256±47 43 261±50 38 243±37* 38 243±33**
12 32 243±48 32 252±53 28 248±45 28 256±47
13 45 233±35 45 239±38 28 244±43 28 253±43
14 27 207±29** 27 223±28* 24 241±41 24 243±43
15 28 233±51* 28 237±62 36 221±28* 36 223±33*
16 31 224±31 31 225±29 27 243±45* 27 248±37**
17 42 216±32 42 211±33* 26 235±38 26 232±30
Примечание. Здесь и в табл. 5-7: *** - достоверные отличия по сравнению с предыдущей возрастной группой при р < 0,001; ** - при р < 0,01; * - при р < 0,05.
Причем у мальчиков в этот период онтогенеза скорость переключения внимания выше, чем у девушек. Однако к 10 годам эта разница нивелируется и до 16 лет девочки опережают мальчиков. Второй достоверный скачок в приросте скорости переключения внимания происходит в 15 лет. В старшем школьном возрасте этот показатель стабилизируется и юноши вновь восстанавливают свое лидерство.
Особенности интегративной функции мозга в деятельности по восприятию времени и простран-
ства раскрываются в реакциях на движущийся объект (РДО). Динамика вариационного размаха в тесте РДО свидетельствует о том, что наиболее активное улучшение показателя происходит с 8 до 10 лет у мальчиков и с 7 до 8 лет у девочек (табл. 6).
Индивидуальные вариации динамической стороны психической жизни обусловлены в первую очередь силой, подвижностью и уравновешенностью нервных процессов. Результаты изучения силы нервных процессов с помощью компьютерного варианта теппинг-теста по Е. П. Ильину свидетель-
Таблица 5. Динамика переключения внимания у школьников г. Сургута
Возраст, лет Мальчики, юноши, с Девочки, девушки, с
п М±с п М±с
7 38 177±66 25 224±113
8 41 120±3*** 34 133±59***
9 45 110±49 36 117±4
10 35 92±26* 33 86±43**
11 43 96±38 38 91±23
12 32 88±43 28 81±28
13 45 76±20 28 67±21*
14 27 80±21 24 73±24
15 28 68±21* 36 59±14*
16 31 61±19 27 58±18
17 42 64±25 26 66±19
Таблица 6. Динамика вариационного размаха в тесте РДО у школьников г. Сургута
Возраст, лет Мальчики, юноши, усл. ед. Девочки, девушки, усл. ед.
п М±с п М±с
7 38 100±57 25 152±143
8 41 109±97 34 90±61*
9 45 91±55 36 99±72
10 35 71±34* 33 96±62
11 43 77±50 38 85±41
12 32 78±46 28 88±48
13 45 75±46 28 82±39
14 27 69±33 24 84±62
15 28 60±32 36 82±41
16 31 57±40 27 78±48
17 42 50±24 26 54±36*
Таблица 7. Динамика коэффициента силы нервных процессов (усл. ед.) и максимальной частоты движений у школьников г. Сургута
Возраст, лет Мальчики, юноши Девочки, девушки
Сила нервных процессов, усл. ед. Максимальная частота за 5 с, раз Сила нервных процессов, усл. ед. Максимальная частота за 5 с, раз
n M±c n M±c n M±c N M±c
7 38 -27.9±15.1 38 26±3.8 25 -22.5±27.4 25 25±3.2
8 41 -29.6±9.4 41 28±2.7* 34 -24.5±8.7 34 27±2.8*
9 45 -23.6±12.1* 45 29±2.4* 36 -23.0±11.1 36 28±2.8
10 35 -24.0±10.3 35 29±3.3 33 -21.9±10.6 33 30±2.6***
11 43 -22.1±13.8 43 32±2.7** 38 -25.7±7.5 38 30±4.3
12 32 -26.5±8.5 32 33±3.8 28 -20.6±11.8* 28 30±3.4
13 45 -20.1±13.9* 45 33±2.7 28 -19.9±10.7 28 32±3.5
14 27 -23.5±9.4 27 34±2.9 24 -20.3±7.7 24 31±2.5
15 28 -20.4±11.7 28 35±4.6 36 -18.7±6.5 36 31±3.0
16 31 -21.6±16.5 31 35±4.1 27 -14.6±8.6* 27 31±3.0
17 42 -17.8±9.6 42 35±4.1 26 -17.2±7.3 26 32±3.5
- Объем аттрактора у мальчиков -■— Объем аттрактора у девочек
8 лет 9 лет 10 лет 11 лет 12 лет 13 лет 14 лет 15 лет 16 лет 17 лет Возраст
Динамика объема квазиаттрактора вектора учебной деятельности учащихся на этапах школьного онтогенеза (средний балл успеваемости, направленность на приобретение знаний, рейтинг учебы, V value, у. е. - объем подпространства)
ствуют, что в изученной выборке преобладают дети со слабой и средней по силе нервной системой (см. табл. 6). Примечательно, что наиболее интенсивные изменения максимальной частоты движений кисти за 5 с, отражающие повышение лабильности нервных центров и исполнительных органов, происходят с 7 до 11 лет у мальчиков и с 7 до 10 лет у девочек (табл. 7).
Анализ учебной деятельности с позиций метода многомерных фазовых пространств свидетельствует, что наименьший объем квазиаттрактора поведения вектора учебной деятельности и наибольшая консолидация в стохастических и хаотических параметрах наблюдаются в период перехода к новой ступени образования - в 11 и 15 лет (см. рисунок).
В этот момент происходит своеобразная мобилизация функциональной системы, направленной на достижение результата в учебной деятельности. Определяющее влияние на возрастные межаттракторные расстояния оказывают рейтинг учебы и направленность на приобретение знаний. Учеба в качестве параметра порядка выступает в 8-10 и 16-17 лет у девочек и в 8-9 и 12-17 лет у мальчиков. Определяющее влияние на возраст-
ные межаттракторные расстояния оказывают рейтинг учебы и направленность на приобретение знаний.
Заключение. Ранее нами было показано, что принципиальные изменения, во многом определяющие дальнейшие перспективы школьного образования и его психоэмоциональную и физиологическую цену, происходят в младшем школьном возрасте. [1]. Настоящее исследование свидетельствует, что этому способствуют и наиболее значительные позитивные преобразования в психофизиологической сфере учащихся.
Литература
1. Вишневский В.А. Психоэмоциональная и физиологическая «цена обучения» и результаты учебной деятельности на различных этапах школьного онтогенеза / В.А. Вишневский, Н.А. Агаджанян, А.А. Марьяновский, А.В. Гулин // Теория и практика физ. культуры. - 2011. - № 6. - С. 83-89
2. Еськов В.М. Понятие нормы и патологии в фазовом пространстве состояний с позиции компартментно-кластерного подхода / В.М. Еськов, Р.Н. Живогляд, Н.М. Карташова, Ю.М. Попов, А.А. Хадарцев // Вестник новых медицинских технологий.
- 2005. - Т. 12. - № 1. - С. 12-14.
3. Пригожин И. Порядок из хаоса / И Пригожин, И. Стенгерс. -М.: Прогресс, 1986. - 432 с.
4. Хакен Г. Основные понятия синергетики / Г. Хакен // Синерге-тическая парадигма. Многообразие поисков и подходов. - М.: Прогресс-Традиция, 2000. - С. 28-55.
References
1. Vishnevsky, V.A. Psychoemotional and physiological "cost of learning" and learning outcomes at different phases of school ontogenesis / V.A. Vishnevsky, N.A. Aghazhanyan, A.A. Mar'yanovsky, A.V. Gulin // Teoriya i praktika fizicheskoy kultury. -2011. - № 6. - P. 83-89. (In Russian)
2. Es'kov, V.M. The concept of norm and pathology in the phase space in view of the compartmental-cluster approach / V.M. Eskov, R.N. Zhivoglyad, N.M. Kartashova, Yu.M. Popov, A.A. Khadartsev // Vestnik novykh medistsinskikh tekhnologiy. - 2005.
- V. 12. - № 1. - P. 12-14. (In Russian)
3. Prigozhin, I. Order out of Chaos / I. Prigozhin, I. Stengers. -Moscow: Progress, 1986. - 432 P. (In Russian)
4. Haken, H. The main concepts of synergetics / H. Haken // Synergetic paradigm. The variety of approaches and searches.
- Moscow: Progress-Traditsiya, 2000. - P. 28-55. (In Russian) P. 28-55.
Информация для связи с автором: [email protected]
Поступила в редакцию 14.02.2014 г.
