Научная статья на тему 'Пути совершенствования технических средств тестирования моторных функций курсантов'

Пути совершенствования технических средств тестирования моторных функций курсантов Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
91
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Ковалевский Николай Григорьевич, Примакина Елена Ивановна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Пути совершенствования технических средств тестирования моторных функций курсантов»

Ковалевский Н.Г., Примакина Е.И. Пути совершенствования технических средств тестирования...

Соответственно кадровая работа в УИС имеет четкую цель - обеспечить уголовно-исполнительную систему кадрами, способными выполнять стоящие перед ней задачи в период реформирования.

Организационно-педагогическая система - целостная совокупность взаимосвязанных сложных элементов (подсистем) кадровой работы, функционирующая на основе психологических, педагогических, управленческих, информационных закономерностей, учет и соблюдение которых в ходе кадровой работы позволить осуществлять ее на научном уровне и оптимально достигать поставленных целей.

В структуре организационно-педагогической системы работы с кадрами наиболее важными элементами (подсистемами) являются:

- система психологического обеспечения кадровой работы;

- система воспитательной работы и социальной защиты сотрудников УИС;

- система профессиональной подготовки кадров УИС;

- система оценки кадров, их аттестования и выдвижения в резерв;

- система информационно-аналитического обеспечения кадровой работы.

Все элементы системы находятся в тесной взаимосвязи как между собой внутри системы, так и с внешними условиями социальной среды.

Организационно-педагогическое обеспечение работы с кадрами предполагает, что вся деятельность по достижению целей будет строиться на основе соблюдения всех психолого-педагогических закономерностей этого процесса.

1 См.: Ведомости уголовно-исполнительной системы. 2996. № 4. С. 7.

2 См. Акофф Р., Эмери Ф. О целеустремленных системах. М., 1974; Блауберг И.В., Юдин Э.Г. Становление и сущность системного подхода. М., 1973.

3 См.: Большая Советская энциклопедия. Т. 23. М., 1969. С. 475

4 См.: Ведомости уголовно-исполнительной системы. 2005. № 5. С. 6.

Н.Г. Ковалевский*, Е.И. Примакина*

Пути совершенствования технических средств тестирования моторных функций курсантов

Процесс информатизации общества сопровождается резким увеличением объемов информации, с которыми сталкиваются люди в различных областях деятельности.

Увеличиваются потоки информации, непрерывно растут требования к скорости обработки данных и темпы передачи информации. С большой информационной нагрузкой люди сталкиваются в процессе обучения, особенно в стенах высших учебных заведениях. Столь большая информационная нагрузка на индивидуума может привести к ситуации, когда пропускная способность анализаторных систем человека может по различным физиологическим причинам не справиться с обработкой информационного потока. Экспериментальные исследования показали, что индивидуальные способности людей по обработке информации зависят от физиологических особенностей человека и его знаний, полученных на ранних стадиях обучения1.

Современные социальные условия в стране повышают требования к личности, ее индивидуальным способностям: моторным и интеллектуальным возможностям, возможностям ее адаптации к динамично изменяющимся условиям, высокой профессиональной подготовке. Особенно это проявляется в некоторых локальных

* Начальник военно-морского института радиоэлектроники им. А.С. Попова кандидат технических наук, контрадмирал.

** Заведующая кафедрой строительных конструкций Костромской государственной сельскохозяйственной академии, соискатель военно-морского института радиоэлектроники им. А.С. Попова.

социальных системах, например, на кораблях и объектах ВМФ, где оперативность принятия решения во многом определяет жизнеспособность объекта в целом. Вышесказанное в полной мере относится и к деятельности сотрудников правоохранительных органов, вынужденных принимать управленческие решения нередко в экстремальных ситуациях, когда взвешенности и оперативности их действий нередко зависят судьбы и жизни граждан страны.

Оперативность принятия решения зависит от многих психофизиологических особенностей людей, задействованных в системе поступления данных, их обработки и предъявления возможных решений командиру, т.е. лицу, принимающему решение. Значительная роль при этом отводится не только интеллектуальным, но и моторным функциям специалистов.

Последние годы характеризуются интенсивным поиском количественных критериев, позволяющих оценить объем поступающей информации, а также новых технологий прогноза моторных функций специалистов. Это свидетельствует о формировании весьма важного и интересного научного направления, развитие которого привлекает внимание все большего числа специалистов в связи с широкими возможностями практического применения инженерных подходов к вопросам педагогики. Если сформирован критерий и разработана методика (процедура) оценки психофизиологических особенностей человека в виде тестовых воздействий, то обозначенная проблема превращается в техническую задачу. В этом случае все большее значение приобретают цифровые методы представления и анализа информации.

Теоретической базой по совершенствованию технологий прогноза моторных функций будущих специалистов стало применение информационного подхода, развитого в математике и кибернетике2 . В связи с этим важная роль отводится приложению методологических основ кибернетики к техническим и педагогическим наукам в области проектирования цифровых систем тестирования и обучения.

Как правило, любой физический процесс несет в себе некоторый объем информации, заданный как в пространстве, так и во времени. При описании таких процессов приходится использовать ту или иную систему координат. Однако выбор этой системы выделяет в пространстве некоторые направления, отвечающие осям координат, что противоречит «изотропности» передаваемой информации, т.е. равноправности всех его направлений. Информационный смысл может иметь только такое соотношение, которое не меняется при повороте осей системы координат. Это обстоятельство, дополняемое учетом «однородности» информационного пространства, состоящей в равноправии всех его точек, а также с учетом равноправия любых двух моментов времени, весьма сильно ограничивает возможные «законы описания кибернетических систем».

Применительно к механизмам обработки информации человеком идеи инвариантности (однородности) информации требуют использования только тех психофизиологических параметров сигнала, которые инвариантны относительно преобразований, возникающих в процессе жизнедеятельности человека как вида. В случае оценки моторной функции индивида необходимо выделять устойчивые конфигурации в динамической картине, предъявляемых тестовых стимулов.

Применяемые в настоящее время технологии для описания механизмов анализаторской способности человека как системы, перерабатывающей информацию, используют только самую простую форму инвариантности психофизиологических законов, а именно, свойство стационарности реакции слухового анализатора человека относительно сдвига предъявляемого сигнала во времени. В то же время практика анализа механизмов функционирования мозга человека требует создания таких математических моделей представления информации, которые позволяют описать механизмы обработки сигналов в условиях изменения их входных параметров. Экспериментальные исследования в психофизике моторных функций показывают, что в процессе обработки информации человеком определяющую роль играют механизмы по передаче количественных данных зрительной и слуховой информации. При этом доминирование зрительных данных над слуховой информацией носит только количественный характер. В существующих методиках оценки психофизиологических особенностей человека принят упрощенный подход, а именно, предъявляемые визуальные и звуковые стимулы имеют один и тот же вес, т.е. равновероятныЗ . Все это говорит о несовершенстве существующих критериев оценки психофизиологических особенностей человека, в первую очередь при оценке его моторных функций.

Для устранения пробела в понимании механизмов обработки информации индивидуумом и формирования соответствующих критериев оценки объемов

Ковалевский Н.Г., Примакина Е.И. Пути совершенствования технических средств тестирования..

обрабатываемой им информации предложена модель представления этого процесса в виде канала передачи информации с потерями. В связи с этим сформирован новый подход к решению задачи - разработка методов количественной оценки психофизиологических особенностей (моторных функций) курсантов для совершенствования технических средств обучения и тестирования. Решение задачи достигается применением известных в теории информации мер Шеннона и Кульбака4 . При этом психологический механизм восприятия и переработки информации человеком основан на восприятии человеком вероятностной структуры предъявляемой последовательности сигналов. Так, при гипотезе Гауссова закона распределения спектральной плотности поступающих сигналов удается свести формирование указанных мер к вычислению функции когерентности входных и выходных данных.

Литературный анализ показал, что решение проблемы оценки психофизиологического состояния организма через измерение пропускной способности информационного канала индивида вызвало к жизни особое направление психологических исследований, которое некоторые авторы называют «психологической теорией информации»5 .

Исследователями в этом направлении подтверждалась функциональная связь между временем реакции и количеством воспринимаемой информации. Указанные исследования интересны также и тем, что в них используется экспериментальная процедура (эксперимент на время реакции выбора), очень близкая к передаче информации по техническим системам связи6.

В большинстве своем используемая исследователями в этом направлении аппаратура была основана на применении аналоговой технологии. Современные цифровые технологии, программирование высокого уровня подобные задачи позволяют решать более эффективно, с возможностями обработки большего объема априорных данных и формирования более широкого спектра различных видов воздействующих стимулов с использованием не только меры Шеннона, но и меры Кульбака.

Применение меры Шеннона для количественной оценки информационного потока, проходящего через дискретный канал связи, являлось значительным шагом в решении проблемы оценки психофизиологического состояния организма. Однако эту меру нельзя применить к динамичным кинематическим ситуациям при оценке моторных функций оператора. Поэтому широкое внедрение цифровых технологий в совершенствование технических средств обучения и тестирования курсантов потребовало разработки новых дополнительных количественных критериев, чувствительных к динамически предъявляемым стимулам.

Проведенный анализ методов оценки психофизиологических особенностей людей показал, что основное внимание уделяется параметрам оценки интеллектуальных способностей индивидуума, и значительно реже встречаются методики по оценке его моторных функций.

Основные сдерживающие факторы решения проблемы оценки моторных функций человека:

- отсутствие методик, формирующих динамические стимулы и организующих анализ быстрых ответных реакций индивидуумов;

- отсутствие количественных критериев оценки психофизиологических особенностей людей, чувствительных к разности входных (быстрых динамических воздействий) и быстрых ответных реакций.

Моторная функция индивида, являясь сложной психофизиологической системой, обладает уникальными возможностями анализа различных классов предъявляемых стимульных (тестовых) материалов.

В наших исследованиях с целью оценки эффективности моторной функции человека (МФЧ) исследуются стимулы в системных шумах. Под системными шумами понимаются помехи при передаче информации, как в каналах связи, так и в психофизиологических системах человека, реализующих его моторные функции.

Развитие психофизики МФЧ, совершенствование методик ее изучения привело к необходимости расширения классов используемых стимулов.

Имеет смысл, по аналогии с психофизикой анализаторных систем, ввести понятие маскировки моторных стимулов, заключающееся в увеличении пороговой реакции моторного механизма человека при различении одного стимула относительно другого. При этом один из стимулов рассматривается как тестовый для анализаторной системы механизма МФЧ.

Исследование МФЧ проводится по различным методикам, большинство из которых связано с предъявлением испытуемому стимулов (тестовых воздействий) различной

геометрии, яркости, кинематики, формируемых с помощью программно-аппаратных комплексов, с последующим накоплением и обработкой ответных моторных реакций человека.

Внедрение статистических методов в исследования МФЧ привело к тому, что в более поздних методиках применялась концепция «вынужденного выбора», заключающаяся в предъявлении испытуемому ряда альтернатив, из которых только одна правильная. При этом индивид должен выбрать один из ответов за минимально короткое время. Кроме этого, задача анализа особенностей МФЧ заключается также в оценке его выходных реакций к различным классам входных стимулов.

Таким образом, предлагаемая методика исследования МФЧ ориентирована на сравнительный анализ приема классов стимулов различной природы, объединяя статистический подход и концепцию «вынужденного выбора».

Для оценки МФЧ в работе применялась процедура, в которой начало траектории, предъявляемого стимула, было неизвестно, что позволяло рассматривать процесс восприятия, как инвариантный во времени. Выбор указанной методики включал условие симметрии моторного механизма относительно трансляции в пространстве и сдвига во времени.

Основное внимание в работе уделено анализу моторикой человека стимулов простой природы. Указанные стимулы являются аналогами простейших траекторий, таких как прямая линия, окружность, дуга с произвольным радиусом и центром, выбираемых случайным механизмом. Другим примером стимулов могут быть простые траектории, формируемые узкополосным комплексозначным сигналом: х(^)+гу(^), где х(^) - координата траектории по оси абсцисс, а у© - координата траектории по оси ординат.

Использование комплексозначного процесса для описания траектории на плоскости существенно упрощает формирование модели входных стимулов и их дальнейшую обработку.

Исследование моторных реакций связано с изучением непрерывных во времени процессов, снимаемых с органов человека (например, руки). Технология съема этой информации до недавнего времени представлялась сложной научно-технической задачей. Широкое применение цифровых технологий сняло какие-либо ограничения на решение этой задачи.

С учетом сказанного, рассмотрим основные функциональные блоки технических средств обучения и тестирования МФЧ. Функциональная схема представлена на рис.1:

Рис. 1. Функциональная схема аппаратно-технических средств обучения и тестирования

Техническое средство обучения и тестирования было реализовано на базе PC IBM, путем разработки специальных программ, созданных в математической среде MathCAD. В качестве измерителя ответной моторной реакции испытуемого применялся манипулятор «мышь». Это позволило решить задачу автоматизации экспериментальной процедуры путем анализа двухмерного процесса, рассматриваемого как комплексозначный сигнал. Путем статистической обработки сравнивалась степень близости траектории стимульного сигнала на входе в систему с сигналом ответной моторной реакции испытуемого. В разработанной программе была предусмотрена возможность по остановке эксперимента, а также были созданы специализированные библиотеки (программы-макросы), позволяющие реализовать функции по:

- формированию траектории;

- предъявлению их на экран монитора для визуального восприятия испытуемым;

- количественной оценке моторной реакции испытуемого посредством применения информационных критериев Шеннона и Кульбака;

- накоплению индивидуальных показателей каждого из испытуемых.

Новые возможности проведения психофизиологических исследований по оценке МФЧ с использованием цифровых функциональных блоков технического средства обучения и тестирования достигались за счет:

Лазебин Е.П. Подготовка выпускников вузов ВВ МВД к служебной деятельности в условиях риска

- применения при формировании классов стимулов гибкой математической среды MathCAD;

- отсутствия в период проведения опыта экспериментатора, т.е. исключался субъективный фактор влияния исследователя;

- текущей оценки надежности экспериментальных данных;

- контроля параметров стимула;

- математической оценки близости ответной траектории, формируемой испытуемым, по отношению к стимульной.

Важно подчеркнуть, что в методике момент предъявления стимула испытуемому и последовательность его предъявления выбирались случайными механизмами, свойства которых задавались законами распределения вероятностей. Конкретный закон распределения в эксперименте задавался априорно исследователем.

В заключение следует отметить, что достоверность полученных результатов подтверждается работоспособностью программных моделей, большим объемом проведенных экспериментальных исследований среди курсантов, высокой надежностью полученных оценок параметров сигналов, правдоподобной интерпретацией результатов математического и имитационного моделирования.

1 См.: Дружинин В.Н. Психология общих способностей. СПб., 1999.

2 См.: ШеннонК. Работы по теории информации и кибернетики. М., 1963.

3 См.: Психологическое тестирование / А. Анастази, С. Урбина. СПб., 2003.

4 См.: Шеннон К. Указ. соч.; Кульбак С. Теория информации и статистика. М.: Наука, 1967.

5 Frank H. Informationspsychologie und Nachrictentechnik. Vortrag. Amsterdam, April, 1962.

6 Бойко Е.И. Время реакции человека. М.: 1964.

Е.П. Лазебин*

Подготовка выпускников вузов ВВ МВД к служебной деятельности в условиях риска

Обучение и воспитание военнослужащих ВВ строго регламентированы не только общевоинскими уставами, но и специальными уставами, наставлениями, приказами и распоряжениями старших начальников. Поэтому их профессиональное обучение и воспитание является более практически направленным, требует реальной ответственности при выполнении педагогических функций при выполнении служебно-боевых задач.

Деятельность руководителей воинских подразделений как педагогов сложна, динамична, противоречива. Это обусловлено многими переменными, влиянием разнообразных объективных и субъективных факторов, которые иногда трудно учесть и взвесить, потому что резко ухудшилась экономическая и социально-психологическая ситуация в обществе. Коммунистическая идеология себя скомпрометировала, безнравственность поразила большую часть молодежи, многие утратили веру в традиционные социальные и моральные ценности, которым отдельная личность далеко не всегда в состоянии найти достойную замену. Особенно это трудно в ситуации разномыслия, когда нужно делать самостоятельный выбор. Отброшены традиционные и не предложены новые концепции и подходы в обучении и воспитании военнослужащих в изменившихся условиях.

Все это необходимо учитывать при разработке педагогических рекомендаций, поскольку объект педагогической деятельности руководителя подразделения ВВ - личность подчиненного, которая является одновременно субъектом этой деятельности. Основными

* Соискатель кафедры военной педагогики и психологии Санкт-Петербургского военного института ВВ МВД

России.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.