СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИКИ РАЗВИТИЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ УЧАЩИХСЯ
METHOD OF DETERMINING DYNAMICS OF DEVELOPMENT OF PSYCHOPHYSIOLOGICAL FUNCTIONS IN PUPILS

Изобретение относится к медицине, а именно к психогигиене и психофизиологии, и может быть использовано для определения динамики психофизиологического развития детей и подростков в процессе их взросления и обучения, в том числе при решении задач оценки эффективности образовательных технологий.
Одним из важнейших критериев здоровья детей и подростков является нормальный характер протекания процессов возрастного развития, в том числе развития их нервно-психической сферы. В этом плане большое значение имеет оценка характера динамики психофизиологического развития обучающихся в учебных заведениях лиц, что необходимо для решения задач психогигиены и охраны их психического здоровья.
Известен «Способ диагностики отклонений нервно-психического развития детей» [1]. Способ обеспечивает психофизиологическое обследование путем предъявления тестового материала, состоящего из набора проб по различным методам тестирования психомоторики, когнитивных, речевых и других нейропсихологических характеристик с последующим вводом результатов в компьютерную программу, вычислением показателей высших мозговых функций и их сравнением с нормативными шкалами.
Способ позволяет оценивать текущее состояние анализируемых функций, однако не предусматривает определение динамики их изменения в процессе возрастного развития.
В современной возрастной психологии для оценки динамики развития нервно-психической сферы личности применяются два метода проведения научных исследований - методы «поперечного среза» и «продольного (лонгитюдинального) среза» (см., например [2, стр.12]).
Суть «поперечного среза» состоит в одновременном массовом обследовании группы лиц разного возраста с последующей оценкой возрастных различий. Преимущество метода состоит в возможности получить данные о возрастном развитии психофизиологических функций за одно обследование группы лиц, т.е. за достаточно короткое время.
При этом исследование проводят или с учащимися разного возраста с получением зависимости изучаемых функций от паспортного возраста, или с учащимися разных стадий их обучения с получением зависимости этих функций от пройденных лет учебной деятельности. В обоих случаях эти два временных фактора - взросление или процесс обучения, - не разделяются, так как увеличение возраста и последовательный переход на следующие этапы обучения происходят одновременно. Более высокие стадии обучения неизбежно соответствуют большему возрасту школьников. Поэтому «поперечный срез» не может обеспечить раздельную оценку развития в зависимости от взросления и от процесса обучения.
Суть метода «продольного среза» состоит в повторном (или многократном) обследовании одной и той же группы лиц изначально одного возраста (почти ровесников) через определенные промежутки времени.
Метод позволяет получить динамику развития психофизиологических функций одних и тех же детей и оценить их возрастные различия за счет сравнения получаемых показателей обследованных лиц с самими собой в разные периоды их жизни в процессе взросления.
Вместе с тем, увеличение возраста и в этом случае происходит одновременно с процессом обучения, с увеличением числа пройденных этапов учебной деятельности.
В настоящее время существуют концептуальные представления о двух основных направлениях психического развития - биологическом и социальном, которые находятся в тесном взаимодействии [3, 4, 5]. Согласно этим представлениям психофизиологическое развитие является результатом взаимодействия двух одновременно протекающих процессов: 1) биологически обусловленного процесса взросления, обеспечивающего созревание морфофункциональных систем мозга и нервно-мышечной системы; 2) приобретаемого в течение этих же лет жизненного опыта, который во многом связан с учебной деятельностью школьника [5, 6].
Поэтому при изучении природы развития детей и подростков в настоящее время сформированы концептуальные представления о роли школы и ведущей роли обучения и воспитания в развитии их психики [4, 7].
Согласно этим концепциям психофизиологическое развитие учащихся происходит не только в результате возрастных изменений материального субстрата психики, но и в процессе их реальной целенаправленной деятельности в среде обитания, важнейшей составляющей которой для лиц школьного возраста является процесс обучения.
В связи с этим при объективной оценке развития психики детей и подростков необходимо выделять два основных компонента этого развития - биологическое созревание организма, что происходит в процессе изменения возраста, и развитие в процессе прохождения ступеней многолетнего образовательного процесса, обеспечивающего усвоение знаний, умений, навыков, накопление социального опыта, тренировку способностей, активное усвоение духовных ценностей и накопленной человечеством культуры.
Процесс взросления и перехода на следующие стадии обучения - это два основных фактора времени, которые присущи всем детям и подросткам, обучающимся в учебных заведениях, и которые оказывают самостоятельное, но взаимосвязанное влияние на процесс развития их психики. Поэтому для повышения информативности исследований психического развития детей и подростков необходимо дифференцированное выделение возрастного и образовательного компонентов психофизиологического развития обучающихся лиц.
Однако возраст и продолжительность учебной деятельности каждого субъекта изменяются одновременно и поэтому эти два параллельных фактора развития независимыми не являются. Их влияния на изучаемые процессы развития неизбежно смешиваются, и их дифференцированная оценка остается в стороне при изучении вопроса возрастного развития обучающихся лиц. Поэтому методы «поперечного» и «продольного среза» определяют динамику развития в целом за счет этих двух компонентов, но без их дифференцированной оценки.
Известны различные варианты применения методов «поперечного» и «продольного среза» с использованием конкретных методик психофизиологического обследования, в конкретных возрастных диапазонах и с конкретными параметрами исследований.
Наиболее близким к предлагаемому способу является «Способ определения динамики развития индивидуальных психофизиологических возможностей учащихся» [8], который взят нами в качестве прототипа.
Способ обеспечивает определение динамики развития индивидуальных психофизиологических возможностей учащихся путем проведения двух психофизиологических обследований одного и того же школьника в разное время с определенным интервалом времени. Каждое обследование проводят путем предъявления тестовых заданий и вычисления показателей их выполнения.
После проведения этих двух обследований определяют динамику развития путем сопоставления полученных в разное время результатов. Изменение показателей за определенный период времени дает возможность получить динамику развития индивидуальных психофизиологических функций учащегося.
При проведении каждого обследования осуществляют также регистрацию психофизиологических показателей, зависящих от текущего состояния нервно-психической сферы (показатели частоты сердечных сокращений и артериального давления), по изменению которых оценивают психофизиологические затраты организма на выполнение тестовых заданий за время каждого обследования.
Однако этот способ не позволяет оценить психологические и психофизиологические затраты на сам процесс возрастного развития в течение анализируемого периода взросления и обучения, которые могут выражаться в виде утомления нервной системы, повышения тревожности, депрессивных расстройств, дезадаптации и других негативных изменений текущего состояния нервно-психической сферы школьников в процессе учебной деятельности.
Кроме того, способ обеспечивает возможность определения индивидуального развития психофизиологических функций школьника, однако не предусматривает группового обследования учащихся со стандартизацией важного параметра - единого года поступления в школу, что необходимо для оценки роли образовательного процесса в их развитии.
Недостатком этого способа является также то, что выявляемые с его помощью возрастные изменения отражают одновременно протекающие процессы возрастного и образовательного развития в целом без их дифференцированной оценки.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение информативности определения динамики психофизиологического развития детей и подростков за счет выявления отдельных компонентов этого развития разной природы и оценки изменений текущего состояния нервно-психической сферы в процессе взросления и обучения.
Техническим результатом является дифференцированная оценка возрастного и образовательного компонентов динамики психофизиологического развития в комплексе с психологическими и психофизиологическими затратами учащихся за пройденный год учебной деятельности.
Согласно изобретению поставленная задача решается за счет сочетания методов «поперечного» и «продольного среза» путем обследования одной и той же группы лиц разного возраста на разных этапах их обучения, что делает возможным сопоставление возрастных различий и возрастных изменений в этой группе, причем в расчете на один и тот же диапазон возраста.
Способ осуществляется следующим образом. Проводят два психофизиологических обследования группы учащихся одного года поступления в школу на двух этапах их обучения с интервалом времени в один год. В каждом обследовании учащимся предлагают выполнить тестовые задания и рассчитывают по их выполнению показатели психофизиологических функций. В зависимости от конкретных задач обследования
тестовые задания могут быть направлены на оценку объема оперативной памяти, объема восприятия, концентрации, переключения и распределения внимания, логического мышления, скорости и точности принятия решений, сенсомоторных реакций, чувства времени, точности реагирования на движущийся объект, тонкой моторики, зрительно-моторной координации и других показателей когнитивных функций и психомоторики, которые проявляют развитие в процессе взросления.
После проведения двух обследований определяют динамику развития психофизиологических функций путем сравнения полученных в разное время показателей.
При этом по каждому анализируемому показателю вычисляют среднегрупповую величину его изменения за год, а также дифференцированно определяют эти изменения в разных направлениях - возрастной и образовательный компоненты динамики развития психофизиологических функций группы учащихся в течение интервала времени в один год за счет взросления и обучения.
Возрастной компонент динамики развития определяют как среднее значение двух коэффициентов регрессии показателя относительно возраста обследуемой группы учащихся, каждый из которых оценивают по результатам одного обследования, т.е. на одном этапе обучения.
Полученный таким образом компонент развития отражает среднюю величину изменения показателя за 1 год взросления без влияния на него процесса обучения.
Образовательный компонент динамики развития психофизиологических функций группы учащихся определяют как разность между среднегрупповой величиной изменения показателя за год и возрастным компонентом динамики развития. Он отражает среднее изменение показателя за 1 год обучения без влияния на этот компонент развития процесса взросления.
Эти два компонента динамики развития представляют изменение психофизиологических функций в разных направлениях, но за равные интервалы времени - за 1 год взросления (возрастной компонент) и за 1 год обучения (образовательный компонент) без смешения их друг с другом.
При проведении каждого обследования регистрируют также психологические и психофизиологические показатели текущего состояния нервно-психической сферы, по изменению которого оценивают затраты организма за год обучения.
Эти психологические и психофизиологические затраты тесно связаны с учебной деятельностью и могут выражаться, прежде всего, в утомлении нервной системы, в повышении ситуативной тревожности, в появлении депрессивных расстройств, дезадаптации и в других негативных изменениях функционального состояния нервно-психической сферы учащихся.
По совокупности полученных результатов влияние образования на развитие психофизиологических функций учащихся считают полноценным при высоких значениях образовательного компонента динамики развития в комплексе с низкими психологическими и психофизиологическими затратами за пройденный год обучения.
В качестве примера применения этого способа рассмотрим психофизиологическое обследование группы учащихся одной из общеобразовательных школ г. Москвы, поступивших в школу в одном и том же году.
Группа состояла из 76 детей, обучающихся в трех параллельных классах. Обследование каждого школьника этой группы проведено дважды: в 3 и в 4 классе с интервалом в 1 год. Каждое обследование проводилось в начале учебного года.
Средний возраст этих детей при обследовании в 3 классе составил 9 лет 5 месяцев, а в 4 классе - 10 лет 5 месяцев (с разницей между самым старшим и самым младшим субъектом этой группы 1 год 10 месяцев).
Каждое обследование проводилось с помощью «Компьютерного психофизиологического комплекса» КПФК-99 «Психомат», обеспечивающего реализацию широкого круга психофизиологических и психологических методов исследования. В обоих обследованиях применялись одни и те же методы с оценкой динамики развития психомоторики и ряда когнитивных функций, в том числе функции переключения внимания по методу «Красно-черные таблицы Шульте-Платонова».
Процедура обследования этим методом состояла из 3 этапов, на каждом из которых на экране компьютера высвечивалась одна из 3-х таблиц 7×7 клеток, заполненных в псевдослучайном порядке красными числами от 1 до 25 и черными числами от 1 до 24. На первом этапе перед испытуемым ставилась задача последовательного поиска красных чисел от 1 до 25 в порядке их возрастания. На втором этапе ставилась задача поиска черных чисел от 24 до 1 в порядке убывания. На третьем этапе испытуемый должен был выполнять операции поиска красных и черных чисел поочередно, причем красных чисел от 1 до 25 в порядке их возрастания, а черных - от 24 до 1 в порядке убывания.
Для детей этого возраста применялся сокращенный вариант тестового задания.
По выполнению тестового задания на 3 этапе определялся показатель переключения внимания как доля верных ответов в секунду (%/с) при поочередном поиске красных и черных чисел.
Для оценки текущего состояния нервно-психической сферы при каждом обследовании регистрировали различные психологические и психофизиологические характеристики этого состояния, в том числе степень утомления нервной системы методом критической частоты слияния мельканий (чем меньше эта частота, тем сильнее выражено утомление нервной системы).
Графическое представление возрастного и образовательного компонентов динамики развития приведено на чертеже, имеющем следующие обозначения: ППФ - показатель психофизиологических функций учащихся; V - их возраст на разных стадиях обучения; V1 и V2 - средний возраст в 3 и 4 классе соответственно (при первом и втором обследовании); dV1 и dV2 - один год возраста в 3 и 4 классе соответственно; M1 и M2 - среднее значение анализируемого показателя психофизиологических функций в 3 и 4 классе соответственно; dM - среднее изменение показателя учащихся за год; R1 и R2 - коэффициент регрессии показателя относительно возраста в 3 и в 4 классе; OK - образовательный компонент развития; AB и CD - линии регрессии показателя относительно возраста при обучении в 3 и в 4 классе.
Среднее значение показателя переключения внимания в 3 классе имело значение M1=6,17, а в 4 классе M2=7,50. Это означает, что за год произошло развитие этой функции: показатель переключения внимания увеличился, и среднегрупповая величина его изменения за год оказалась равной dM=1,33.
При этом коэффициент регрессии (R) этого показателя относительно возраста составил R1=0,693 в 3 классе и R2=0,407 в 4 классе.
Каждый коэффициент регрессии выявляет те возрастные различия анализируемого показателя в изучаемой группе, которые приходятся на 1 год возраста. Эти возрастные различия оцениваются в группе учащихся, одновременно поступивших в школу, т.е. на едином этапе их обучения, и потому они не связаны с динамикой учебной деятельности, с переходом в следующий класс.
Возрастной компонент (ВК) динамики развития определили как среднее значение этих двух коэффициентов регрессии, полученных на двух этапах обучения, т.е. в среднем по 3 и 4 классам:
ВК=(R1+R2)/2=(0,693+0,407)/2=0,55.
Таким образом, общее развитие составило dM=1,33, а возрастной компонент этого развития оказался намного меньше и равен ВК=0,55. Он не объясняет всей величины изменения показателя за год в процессе взросления и обучения.
Оставшаяся часть изменения показателя связана с развитием этой психофизиологической функции в процессе обучения, т.е. с образовательным компонентом развития (OK), который определили как разность между среднегрупповой величиной изменения показателя за год и возрастным компонентом динамики развития.
Действительно, как видно из схемы, представленной на чертеже, ОК есть расстояние между точками B и C, поэтому
dM=OK+R1/2+R2/2, то есть dM=OK+(R1+R2)/2
Отсюда OK=dM-(R1+R2)/2,
где (R1+R2)/2 - это и есть возрастной компонент развития.
Поэтому образовательный компонент развития составляет
OK=dM-ВК=(1,33-0,55)=0,78.
Этот компонент отражает развитие, не связанное с изменением возраста. Он отражает только функциональные изменения за год учебной деятельности в процессе обучения и воспитания.
При оценке текущего состояния утомления нервной системы критическая частота слияния мельканий составила 34,8 Гц в 3 классе, а в 4 классе она снизилась до 31,6 Гц. Величина снижения достоверна (p<0,05) и составила 3,2 Гц, что означает существенные психофизиологические затраты за год обучения.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют, что образовательный компонент развития за год обучения (ОК=0,78) существенно выше возрастного компонента (ВК=0,55). При этом психофизиологические затраты с 3 по 4 класс обучения негативны.
Это означает, что образовательная программа в 3 классе неполноценна: она эффективна с точки зрения развития психофизиологических функций учащихся в процессе их учебной деятельности, но не обеспечивает снижения затрат на это развитие с помощью разработанных в настоящее время психогигиенических процедур, в том числе приемов снижения утомления школьников.
Применение предлагаемого способа позволяет повысить информативность оценки динамики развития психофизиологических функций учащихся благодаря дифференцированной оценке возрастного и образовательного компонентов этого развития в комплексе с психологическими и психофизиологическими затратами на это развитие за каждый год в процессе многолетнего обучения.
Способ может найти практическое применение для массового психофизиологического обследования групп учащихся, для контроля эффективности современных образовательных технологий, для решения задач психогигиены и охраны психического здоровья детей и подростков в процессе их взросления и образовательной деятельности.
Ссылки
1. Способ диагностики отклонений нервно-психического развития детей RU 2171625 C2 A61B 5/16, 10.08.2001.
2. Хилько М.Е., Ткачева М.С. Возрастная психология. М.: Издательство Юрайт, 2012.
3. Айзенк X., Эванс Д. Коэффициент интеллектуальности вашего ребенка. Пер. с англ. Л.И. Кравцовой. - М.: ООО «Издательство АСТ», 1997.
4. Выготский Л.С. Развитие высших психических функций. - М.: АПН РСФСР, 1960.
5. Леонтьев А.Н. Проблемы развития психики. Изд-во Московского университета, 1972.
6. Крайг Г., Бокум Д. Психология развития. СПб.: Питер, 2005.
7. Божович Л.И., Славина Л.С. Психологическое развитие школьника и его воспитание. - М., 1979.
8. Способ определения динамики развития индивидуальных психофизиологических возможностей учащихся. RU 2239361 C2 A61B 5/16, 10.11.2004.