CC BY
14Шум понимания и методы его снижения
Калугин Юрий Евгеньевич,
кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры Современных образовательных технологий ФГАОУ ВО «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» E-mail: prokhorovav@susu.ru
Прохоров Александр Владимирович,
кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой Современных образовательных технологий ФГАОУ ВО «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» E-mail: prokhorovav@susu.ru
В статье рассмотрены основные факторы, оказывающие существенное влияние на процесс понимания учебной информации. Проведена первичная классификация шумов понимания учебной информации. Выделены особенности внешних и внутренних шумов с позиций восприятия информации, влияние раздражителей, энтропии, ограниченности сферы аттракции, специфики протекания психических процессов и дешифровки поступающей информации. Обращено особое внимание на качества принимаемой информации, такие как длительность сохранения, полнота и значимость для индивида. Приведены некоторые методы снижения действия шумов как для случая влияния внешних шумов, так и для более сложных в плане отстройки внутренних шумов. Проведена параллель с шумами в информатике и радиотехнике, предложены схожие методы борьбы - повышение уровня сигнала или снижение уровня энтропии. Определены индивидуальные особенности синтеза смысла с учетом влияния психологических шумов. Подчеркивается, что необходимо учитывать тип личности и характер протекания психических процессов.
Ключевые слова: текст, смысл, понимание, нейропсихологи-ческая матрица, учебная информация, шум понимания, качества возбуждающей информации.
о с
U
со см о см
1Л
Процесс понимания начинается с момента поступления информации, которая нами воспринимается через органы чувств. В момент восприятия она кодируется и в таком виде поступает в виде нервных импульсов в кору головного мозга. Там она декодируется, обрабатывается и возникает формирование информации в виде нейропсихоло-гических матриц (НПМ) смысла, то есть происходит то, что мы назвали пониманием, кластерами смысла, цепочками развития [1]. Примем во внимание, что учебная информация при дистанционной форме обучения поступает в виде ауди-визу-ального или чисто визуального текста. Это, в свою очередь, определяет свои формы кодирования и декодирования [3].
Так как результат понимания - смысл, который возникает в конце цепочки ряда событий от прихода информации до ее выхода в виде конечного результата, то все факторы снижающие вероятность образования кластера смысла будем считать шумом понимания.
Попробуем провести первичную классификацию шумов. Шумы понимания подразделяются на внешние, которые существуют вне человека, и внутренние - создаваемые внутри человека в цепи передачи информации и формировании смысла.
Внешние шумы создают неблагоприятный фон, как для восприятия, так и для самого процесса формирования смысла.
К внешним шумам, мешающим восприятие информации, относятся те, которые превышают или оказываются сравнимыми с физиологическими нормативами органов чувств, принимающих информацию: мощные звуковые и оптические колебания, сильные тактильные, температурные и вкусовые ощущения. Сама информация может поступать в форматах ниже физиологических норм, тогда она вообще не воспринимается.
Заметим, что внешние воздействия в определенных пределах, нередко, способствует процессу. Так многие утверждают, что наблюдение за текущей водой, огнем костра, восприятие запахов леса, поля и др. значительным образом влияют на процессы мышления в положительном плане.
Поэтому сделаем вывод, что внешние факторы создают шум понимания, когда они становятся раздражающими, нарушающими мыслительные процессы или создающие помехи для приема информации. Так рев взлетающего аэробуса наверняка заглушит всю информацию, поступающую от преподавателя учащимся, находящимся недалеко от аэродрома. То же самое можно сказать про засветку от солнца в момент восприятия полета того же аэробуса.
Рассмотрим внутренние шумы.
1. Самая существенная причина это энтропия. Кора головного мозга встречает поступающую информацию хаосом мыслей, который всегда в ней существует. Величина хаоса и определяется энтропией: больше хаоса выше энтропия, меньше хаоса - меньше и энтропия. С одной стороны, этот хаос создает нестабильность среды и способствует самоорганизации смысла [1 ]. С другой стороны, он же ей и препятствует, «перемешивание» происходит быстро, не удается подтянуть нужный кусочек информации. Как говорят: «мысль ускользает», и чем выше хаос (энтропия), тем меньше шансов выделить нужный фрагмент. Назовем этот процесс шумом энтропии.
2. Ограниченность сферы аттракции, возникающая в результате психических установок вида: это возбуждение касается педагогики, это возбуждение принадлежит электронике и т.д. Ограничители (естественные фильтры) с одной стороны, могут формировать однобокий, неполный смысл, с другой стороны, они ограничивают возможности проникновение одной системы знаний в другую, а это, зачастую, является решающим фактором в синтезе смысла. Назовем это явление шумом фильтрации.
3. Специфика протекания психических процессов у данного индивида (тип личности, характер). Скажем, малая эмоциональная уравновешенность холерика, поверхностность и отсутствие сосредоточенности сангвиника приведут к одному результату - к преждевременному выпадению на аттрактор. В свою очередь, инертность, заторможенность флегматика и меланхолика, наоборот, затягивают процесс выпадения. Подобные влияния оказывает и различная акцентуация характера. Так гипер-тимная акцентуация часто приводит к раннему нахождению смысла, а сенситивная - к более позднему. Все приведенные примеры свидетельствуют о психологическом шуме.
4. Особое место занимает ситуация с шифровкой информации, принятой рецепторами наших органов чувств, и ее дешифровкой в коре головного мозга. Суть возникающего шума такова. Абсолютно точного воспроизведения информации после этих процессов получить невозможно. Это связано, во-первых, с несовершенством наших органов чувств, в частности, частотный диапазон, амплитудный диапазон и др. Во-вторых, сам процесс шифрации всегда происходит с определенным искажением информации. В частности в [2] « ...нервная система человека декодирует коды последовательно на следующих уровнях языка: 1) фонетическом, декодирование звуков устной и букв письменной речи; 2) морфологическом, декодирование сочетаний букв и частей слов; 3) лексическом, декодирование отдельных слов; 4) синтаксическом, декодирование связей между словами, предложений; 5) дискурсивном, понимание идей и фактов». Естественно, что такая последовательность операций создает все предпосылки шума обработки. Таким образом, назовем это шумами преобразования.
Отдельно остановимся на вопросе качества возбуждающей информации (сигнала), который важен в самом общем случае. Именно его приходится принимать, обрабатывать и понимать.
Качеств сигнала множество. Здесь нам пришлось выбирать по степени влияния их на шумы. Поэтому к качествам сигнала мы отнесли длительность его сохранения, полноту и значимость информации для индивида.
Под длительностью сохранения понимается время, в течение которого следы возбуждения остаются в коре головного мозга. Это, в частности, позволяет динамично функционирующей системе мозга достроить «цепочку развития» спустя какое-то время, когда новая информация позволит получить матрицу смысла (отложенное понимание).
Под полнотой информации понимается такой ее объем, который достаточен для образования кластера с определенной асимптотической законченностью.
При этом содержание поступающих сведений не должно противоречить имеющемся. Противоречащая информация, не совпадающая с теми представлениями, которые у нас существуют, создает причинно-следственную неопределенность. Разрешение ее, зачастую, требует определенное время и возможно только при усвоении смысла неизвестных понятий, умений, фактов и т.д.
Под значимостью информации подразумевается как ее амплитуда (внешний фактор), так и степень необходимости смысла данной информации (внутренний фактор), который не всегда осознаваем, но формулируются для себя в виде «нужно». Однако когда мы осознаем, что смысл определенной информации нам очень нужен, то может возникнуть обратный эффект. Низкая значимость сигнала снижает стремление получить смысл. Сильная значимость может вызвать сильное возбуждение, которое увеличит энтропию среды и снизит вероятность нахождения смысла.
Обратимся теперь к некоторым методам снижающим воздействие шумов. Будем считать, что это учебная информация и качества возбуждающего сигнала достаточно надежны [3].
Длительность сохранения связана не только с блужданием ее в коре головного мозга, но и с существующей возможностью ее обновления, нужно только обратиться к учебному материалу все время имеющемуся у студента. Полнота определяется качествами учебных текстов, а значимость определяется совместными задачами учебного заведения и самого учащегося - успешного окончания.
Внешние шумы при дистанционной форме обучения можно снизить до минимума, выбирая время и место освоения предмета.
Оценку и уменьшение действия внутренних шумов начнем с шумов преобразования. Здесь следует сказать, что информация поступает, например, к учащемуся в виде печатных и аудиальных текстов, создаваемых по определенным алгорит-
сз о со "О
1=1 А
—I
о
сз т; о т О от
З
и о со
мам [3]. Причем печатные тексты наиболее точно шифруются и дешифруются. Многолетние использование данного типа информации наиболее надежно обеспечивают уменьшение действенности данного вида шумов.
Отстройка от психологических шумов проводится на основе учета типа личности, характера протекания психологических процессов. Со свой точки зрения, заметим, что обычно учащиеся слабо представляют свой тип личности, кроме того, многие амбивалентны. Поэтому выяснение своих достоинств и недостатков это одна из задач, которые должны перед собой ставить индивид, так как от этого зависят не только их повседневное поведение, но и понимание учебных текстов.
Снижение шумов фильтрации связано с общим расширением кругозора, включением в обитаемую действительность различные формы и направления деятельности. Очень способствует музыка, изучение иностранных языков. Заметим, что эта же цель содержится в том количество естественных и гуманитарных наук, которые изучаются в техническом вузе, а естественные и технические - в гуманитарном. Эта особенность данных дисциплин нередко замалчивается, а она должна непременно доводиться до сведения студентов.
Для повышения вероятности самодостраивания смысла в условиях шума энтропии возможно использование ряда психофизиологических состояний. Мы предложим два довольно сложных и энергозатратных приемов. Выполнение их требует значительных усилий, но окупается в конечном итоге. Нужно помнить, что ничего не дается без значительных усилий, тем более понимание.
Если энтропия шума велика, то самоорганизация может не происходить только по этой причине. В этом случае можно использовать два физических фактора, которые применяются в информатике и радиотехнике. Во-первых, усилить входной сигнал, во-вторых, понизить энтропию шума.
Рассмотрим последовательность действий первого приема - повышение уровня сигнала.
1. Создается наиболее благоприятная обстановка для концентрации внимания. Чаще всего это осуществляется уединением. В дальнейшем, при усвоении метода, все действия можно выполнять в любой обстановке.
2. Необходимо мысленно сосредоточиться на имеющейся исходной информации и сформулировать, хотя бы приблизительно, конечный результат, то есть то, что же, в конце концов, нужно осознать. Мысленное сосредоточение должно происходить в состоянии психического напряжения, которое проявляется в приливе крови к коре головного мозга. «Голова нагревается» в прямом и переносном смыслах. В этом случае исходный сигнал становится достаточно мощным и как бы
5 приподнимается над хаотично выраженной струк-5 турой, что может привести к образованию класте-Я ра смысла. Такое напряжение не продолжается ° долго, у разных людей оно занимает от несколь-ав ких секунд до нескольких минут. Естественно, что
нужно начинать с нескольких секунд. У большинства людей организм сам регулирует это время.
3. Если смысл не синтезировался, то напрягаться дальше не имеет смысла. Это означает, что не сформировались условия самодостраивания. Наверняка недостаточно информации для ее решения, но проблема ушла в подсознание. Поэтому надо «наполняться» информацией, причем, любой. Недостающий элемент вызовет толчок, и решение придет, как озарение (скачок). Оно может появиться завтра, через неделю. Важно все время помнить о проблеме и периодически напрягать сознание.
В приведенном приеме достраивание матрицы смысла происходит в режиме высоких значений энтропии, поэтому необходимо затрачивать значительные энергетические усилия для удержания возбуждения на определенном уровне. Кроме того, по медицинским показателям прием не следует использовать часто, так как такая нагрузка сродни стрессу.
Второй прием отличается от предыдущего тем, что снижается уровень энтропии. В состоянии возбуждения информацией об объекте следует отключиться от всех внешних раздражителей, то есть «убирать из головы» все мысли, не касающиеся темы, создать условия, которые называют «белым безмолвием». (Такое состояние характерно для медитации). Сосредоточение мыслей на предмете понимания создает условия для самоорганизации информации и получения результата с гораздо меньшими энергетическими затратами. Для этого, правда, нужно затормозить бег мыслей и убрать их частично из зоны актуального внимания. Это совсем не просто, так как температура тела, состояние организма, поступающая со всех сенсорных датчиков информация препятствуют этому. Следовательно, для того, чтобы использовать данный прием следует знать, что это такое [4], и учиться искусству медитации.
Однако смысл не может быть синтезирован и по той простой причине, что уровень развития индивида просто не позволяет это сделать. Нет соответствующей базы, плохо развит мыслительный аппарат, мал объем понятий и их связей. Это не безнадежно, а определяет фронт работ над повышением имеющегося уровня развития.
Литература
1. Калугин, Ю.Е. Понимание учебных текстов. / Ю.Е. Калугин, А.В. Прохоров // Universum: психология и образование. - № 4(106). - М. Изд. «МЦНО», 2023. - С. 46-49.
2. Еремеев М.А. Ранжирование текстовых документов на основе оценок когнитивной сложности текста. - http://www.machinelearning.ru/wiki/ images/b/ba/ Eremeev20bsc.pdf
3. Калугин, Ю.Е. Учебные тексты для дистанционного образования / Ю.Е. Калугин, А.В. Прохоров // Современная наука: актуальные про-
блемы теории и практики. Серия: гуманитарные науки. - 2021. - № 3. - С. 66-69. 4. Годфруа, Ж. Что такое психология: в 2 т. / Ж. Годфруа. - М.: Мир, 1996. - Т. 1. - 496 с.
UNDERSTANDING NOISE AND METHODS FOR ITS REDUCTION
Kalugin Yu.E., Prokhorov A.V.
South Ural State University (national research university)
The article considers the main factors that have a significant impact on the process of understanding educational information. The primary classification of the noise of understanding educational information was carried out. The features of external and internal noises from the standpoint of information perception, the influence of stimuli, entropy, the limited scope of attraction, the specifics of the course of mental processes and the decoding of incoming information are highlighted. Particular attention is paid to the quality of the received information, such as the duration of storage, completeness and significance for the individual. Some methods for reducing the effect of noise are given both for the case of the influence of external noise, and for more complex in terms of detuning internal noise. A parallel is drawn with noise in computer science and radio engi-
neering, similar methods of dealing with it are proposed - increasing the signal level or reducing the entropy level. The individual features of the synthesis of meaning are determined, taking into account the influence of psychological noises. It is emphasized that it is necessary to take into account the type of personality and the nature of the course of mental processes.
Keywords: text, meaning, understanding, neuropsychological matrix, learning information, understanding noise, qualities of exciting information.
References
1. Kalugin, Yu.E. Understanding of educational texts. / Yu.E. Kalugin, A.V. Prokhorov // Universum: psychology and education. - No. 4 (106). - M. Ed. "MTsNO", 2023. - S. 46-49.
2. Eremeev M.A. Ranking of text documents based on estimates of the cognitive complexity of the text. - http://www.machine-learning.ru/wiki/images/b/ba/Eremeev20bsc.pdf
3. Kalugin, Yu.E. Educational texts for distance education / Yu.E. Kalugin, A.V. Prokhorov // Modern Science: Actual Problems of Theory and Practice. Series: Humanities. - 2021. -No. 3. - S. 66-69.
4. Godefroy, J. What is psychology: in 2 volumes / J. Godefroy. -M.: Mir, 1996. - T.1. - 496 p.
