Engineering-psychological assessment of adaptive means to reflect information

A. A. Oboznov

Cand. sci. (psychology), sen. res. ass., IP RAS, Moscow

The results of theoretical and experimental examination of adaptive means to reflect information used to ensure operator's reliable perception of signals under extreme factors influence are adduced. It is established that using named means it is possible to recompense the decreasing of visual system sensibility and to ensure reliable perception of signals under "head-pelvis" overload (up to 8 units). The acceptable field of circumstances to apply adaptive means to reflect information is determined.

Key words: man-operator, adaptive means to reflect information, conditions of working place, contrast sensibility, working thresholds.

стр. 32

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ МОТИВАЦИОННОГО ВЛИЯНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТАРШИХ ДОШКОЛЬНИКОВ

Автор: В. Г. Каменская, С. В. Зверева, Н. И. Музалевская, Л. В. Томанов

C) 2001 г.

В. Г. Каменская ^* , С. В. Зверева ^** , Н. И. Музалевская ^*** , Л. В. Томанов ^{**** *} Доктор психол. наук, профессор, зав. каф. психофизиологии ребенка РГПУ им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург

^** Кандидат психол. наук, доцент каф. психофизиологии ребенка того же университета

^*** Кандидат биолог, наук, ведущий научный сотрудник Российского центра координации фундаментальных и прикладных исследований для медицины, Санкт-Петербургский государственный университет

^**** Кандидат психол. наук, доцент каф. психофизиологии ребенка РГПУ им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург

Исследовалось влияние мотивационного комплекса на эффективность выполнения направленного ассоциативного эксперимента (АЭ), в результате чего дошкольники 6-7 лет (34 человека) были разделены на три группы: 1) улучшающих, 2) ухудшающих и 3) не меняющих показатели выполнения АЭ под воздействием внешнего мотива.

Мотивационный комплекс, включающий мотивации достижения цели, самоутверждения, общения и познания, формировался до эксперимента и усиливался за счет введения в контекст эксперимента внешнего мотива - награды за будущий успех в вербальной деятельности.

Указанные три группы детей характеризуются различными системами психофизиологических признаков, которые были получены при измерении КГР, флуктуации кардиоинтервалов регистрируемой во время вербальной деятельности ЭКГ. ЭКГ анализировалась с помощью быстрого Фурье-преобразования флуктуации RR-интервалов, в результате чего были получены СО-показатель ширины диапазона адаптации сердчечно-сосудистой системы (ССС) и мера стохастической упорядоченности процессов регуляции ССС, фрактальный индекс р. Оказалось, что высокая продуктивность интеллектуальной деятельности возможна на фоне оптимального сочетания показателей КГР и стохастических признаков процесса регуляции ССС, а также на основе мобилизации психофизиологических процессов. Полученные результаты обсуждаются с точки зрения типологического их обусловливания степенью экстравертности ребенка.

Ключевые слова: интеллектуальная деятельность, мотивации, регуляция сердечно- сосудистой системы, стохастические признаки регуляции, фрактальный индекс.

Мотивационные влияния личности на характеристики интеллектуальной ее деятельности -интенсивно разрабатываемая в психологии и психофизиологии тема. В истории психологии существовали подходы и концепции исследования мышления, обходившиеся без включения в его анализ эмоциональных и потребностных процессов, к примеру бихевиоризм и ассоцианистская психология в XVIII-XIX вв. В психологии развития представление о становлении интеллектуальной системы ребенка подразумевает рассмотрение эмоционально-потребностных составляющих в качестве самостоятельных и существенных факторов. Этот подход, имеющий своими истоками хорошо известные сейчас работы Л.С. Выготского [2], в экспериментальных исследованиях практически слабо реализуется в связи с известными трудностями формирования мотивационных состояний человека и невозможностью объективного контроля за качеством и напряженностью мотивационных процессов, а также проблемами адекватной рефлексии по поводу действующих мотиваций и потребностей [3, 8, 16].

Несмотря на признание в отечественной психологии мотивационно- потребностной системы в качестве одной из существенных в структуре личности [6, 14], в настоящее время можно отметить серьезный недостаток объективных и воспроизводимых фактов, позволяющих конструировать модели ее взаимодействия с интеллектуальной деятельностью человека. Эти вопросы наиболее актуальны в детской психологии, так как в старшем дошкольном возрасте происходит смена ведущего вида деятельности, в процессе которой

стр. 33

роль мотивационных факторов чрезвычайно важна [I].

Признавая большую роль социального (средового) окружения ребенка, воздействующего на него как положительным, так и отрицательным образом, считаем необходимым в нашем экспериментальном исследовании сделать акцент на тех индивидуально-типологических особенностях, которые могут или облегчать психолого-педагогические воздействия, или затормозить средовыми влияниями процесс интеллектуального развития дошкольника. Известно, что мотивационные побуждающие воздействия, исходящие от партнеров по общению и деятельности, опосредуются в значительной степени такими индивидными свойствами, которые проявляются в уровне экстраверсии, зависящей от психофизиологических механизмов, и процессов, в том числе степени активированности мозга [10, 13, 19, 23].

Решение этих сложных проблем связано с методическими подходами к эксперименту с детьми. Полученные в наших работах результаты позволяют утверждать, что плодотворность интеллектуальной деятельности дошкольника определяется степенью осознанности ребенком субъективной значимости решения умственных заданий и отношениями, складывающимися между экспериментатором и ребенком, которые должны быть паритетными и положительно окрашенными. Дошкольник проявляет свои интеллектуальные возможности в ситуации интересного для него и осмысленного общения, в структуру которого включены тестовые задания. Очевидно, что выполнение всех этих условий производно от сформированности мотивации общения, познания, самоутверждения и достижения цели (возможно, у части детей - от мотивации стремления к успеху). Степень зрелости данного полимотивационного комплекса определяет меру эффективности выполнения интеллектуальных тестов.

Учитывая эти обстоятельства, экспериментальная работа по изучению влияния мотивационных процессов на эффективность интеллектуальной деятельности ребенка требует решения двух связанных задач: 1) направленного формирования мотивационных состояний; 2) контроля за мотивационным напряжением. Предлагается один из возможных экспериментальных вариантов решения этих задач в их взаимосвязи.

Целью нашей работы является изучение влияния сформированного полимотивационного комплекса на эффективность вербальной деятельности дошкольника и обнаружение дифференциальных психофизиологических признаков функциональных состояний (ФС), связанных с максимально возможной интеллектуальной продуктивностью.

Предполагается, что влияние мотивационного комплекса с включенным внешним мотивом на эффективность вербальной деятельности может быть опосредовано уровнем экстраверсии ребенка.

МЕТОДИКА

В эксперименте принимали участие 34 практически здоровых ребенка (14 мальчиков и 20 девочек), возраст которых находился в пределах от 5 лет 11 месяцев до 7 лет 3 месяцев. Большинство из них (26 человек) посещали детский сад N 94 Фрунзенского района г. Санкт-Петербурга. Там они проходили комплексную психолого-педагогическую подготовку к обучению в школе [9] и были обследованы. Остальные дети принимали участие в эксперименте, который выполнялся в лаборатории психодиагностики РГПУ им. А.И. Герцена.

ФОРМИРОВАНИЕ МОТИВАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА И КОНТРОЛЬ ЗА МОТИВАЦИОННЫМИ СОСТОЯНИЯМИ

Направленное формирование мотивации дошкольников проводилось двумя способами по методу, предложенному С.В. Зверевой. Первый был связан с относительно длительным общением дошкольников с воспитателями, которые использовали соревновательные мотивы, формируя тем самым нечто аналогичное спортивному азарту, что усиливало желание детей включиться в соревновательную игру. Следует заметить, что успешному выполнению задачи, сложной не только для детей, но и для взрослых, способствовали сами дети - участники эксперимента, которые рассказывали в группе о своих достижениях и содержании игры. Таким образом, через коллективное их общение со сверстниками и воспитателями проходила мотивационная подготовка к будущему эксперименту.

Во время эксперимента, который длился от 30 до 40 минут, использовался второй способ формирования мотивационного комплекса, необходимого для выполнения лингвистических заданий на фоне уже сформированной мотивационной установки. Имеющаяся у ребенка готовность участвовать в интеллектуальной деятельности была достаточной для того, чтобы можно было провести оценку уровня невербального интеллекта (по матрицам Д. Равена) и выполнить первый ассоциативный эксперимент (АЭ). После этой части обследования экспериментатор усиливал мотивацию достижения цели с помощью переноса мотива на цель: привнесения внешней для эксперимента награды - конфет, которые специально предназначались ребенку. После успешного завершения задания он мог взять их из вазы. На фоне усиленного мотивационного комплекса проходила вторая серия АЭ, названная мотивационным АЭ.

Контроль за мотивационным состоянием осуществлялся по результатам деятельности - выполнению АЭ, который заключался в необходимости со стороны ребенка генерировать словесные ассоциации в ответ на слова-стимулы. В рассматриваемом варианте АЭ дошкольник должен был в ответ на слово-стимул произносить антоним (хорошо-плохо, большой-маленький, мужчина-женщина и т.д.). Список слов для обоих вариантов АЭ состоял из 35 слов, среди которых существительных - 11, глаголов и прилагательных - по 10, наречий - 4. Эффективность вербальной деятельности в обеих сериях измерялась с помощью расчета количественно-качественного коэффициента (К/К), который был равен отношению числа качественных вербальных ответов-антонимов, связанных по смыслу со словом-стимулом, к общему числу слов- стимулов (равному 35).

Электрофизиологическим способом контроля за текущей напряженностью мотивационных состояний, неспецифичным по отношению к качеству мотиваций, является оценка динамики ФС с помощью измерения кожно-гальванической реакции (КГР по Ч. Ферре) с ладоней ребенка, которые он прикладывал к сенсорным устройствам активациометра АЦ-5. КГР у каждого ребенка снималась в одних и тех же фазах эксперимента: первый раз перед началом тестиро-

стр. 34

вания невербального интеллекта после угашения острого ориентировочно-исследовательского поведения (входная КГР), второй - перед простым АЭ, третий - перед мотивационным АЭ, последний - после мотивационного АЭ (выходная КГР).

В нашем исследовании дополнительно к двум известным способам контроля за мотивационным напряжением (по эффективности текущей деятельности и по параметрам КГР) оценка ФС производилась с помощью стохастического анализа кардиоинтервалов электрокардиограммы (ЭКГ), которая регистрировалась во время выполнения обеих форм АЭ. Известно, что ритмическая структура ЭКГ чрезвычайно чувствительная к изменениям ФС как в норме, так и при патологи [4, 5, 12, 15]. В литературе существуют указания на новые методы обработки ЭКГ, опирающиеся на концепцию самоорганизованной критичности [15, 17, 21]. Согласно ей сердечно- сосудистую систему можно рассматривать как открытую сложную и нелинейную систему, динамические свойства которой могут быть оптимальными или выходить за границы оптимума функционирования. В нашей работе использован способ обработки ЭКГ, в которой анализируются флуктуации сердечного ритма около свойственного каждому человеку среднего значения [12, 15].

РЕГИСТРАЦИЯ ЭКГ И ОБРАБОТКА КАРДИОИНТЕРВАЛОВ (RR- ИНТЕРВАЛОВ)

ЭКГ регистрировалась в течение эксперимента трижды. Первый раз - после выполнения ребенком теста Равена. Эта запись рассматривалась как фоновая, поскольку во время регистрации ЭКГ дошкольник согласно предварительной договоренности не общался с кем-либо из окружающих. Второй раз - во время выполнения простого АЭ, третий - при выполнении мотивационного АЭ.

Запись ЭКГ во время эксперимента проводилась на кардиомониторе ЭКСП-03 в течение 5 минут по второму способу отведения с помощью аппликации серебряных накладных электродов на запястья рук (активные электроды) и лодыжки ног (индифферентный и земляной электроды). Кардиомонитор служил аналоговым устройством, с которого сигнал поступал на АЦП, подвергался дискретизации с шагом квантования в 100 Гц и дальнейшей обработке с помощью быстрого Фурье-преобразования. Частотная полоса пропускания системы (0.004- 0.40 Гц) была достаточно широкой для анализа сверхмедленных колебаний (ULF), присутствие которых критично для описания флуктуации кардиоинтервалов по избранной методике. Полученный спектр мощности флуктуации анализировался по программе В.М. Урицкого и Н.И. Музалевской [12]. Результатами стохастического анализа флуктуации RR-интервалов являются такие признаки ЭКГ, как дисперсия флуктуации и производная от нее величина - стандартное отклонение (СО), отражающие меру вариативности кардиоритма и ширину диапазона регуляции сердечного ритма. В некоторых случаях производилось нормирование СО (мс) с помощью соотнесения индивидуальных значений со среднегрупповыми величинами. В работе измерялся также фрактальный индекс инверсной степенной функции спектра мощности флуктуации всех суперпозированных амплитуд и длительностей в распределении кардиоинтервалов [20]. Значение фрактального индекса отражает скорость уменьшения спектральной плотности с возрастанием частоты флуктуации, с помощью которой можно оценить соотношения спектральных плотностей в ульранизкочастотной части спектра мощности. Фрактальный индекс, как следует из литературных источников [15,17, 21, 22], является показателем меры организованности и устойчивости динамического режима активности больших открытых систем, для которых оптимальное соотношение вариативности и стабильности достигается при равной 1.0. Отклонения от этой величины рассматривается как уход системы от оптимального режима функционирования.

Изменения спектра мощности флуктуации кардиоритма во время эксперимента у одного из дошкольников приведены на рис. 1.

Рис. 1. Изменения спектра плотности флуктуации RR-интервалов ЭКГ у ребенка, улучшающего свои вербальные показатели в мотивационном АЭ. Ось абсцисс - частота (Hz) в логарифмическом масштабе. Ось ординат - спектральная плотность флуктуации кардиоинтервалов в логарифмическом масштабе. А -фоновая регистрация ЭКГ, Б - регистрация ЭКГ в простом АЭ, В - регистрация ЭКГ в мотивационном АЭ. Жирная линия в верхнем левом углу спектра -линия регрессии в ULF, угол наклона которой к оси абсцисс равен среднему значению

стр. 35

Рис. 2 . Изменение среднегруппового значения с СО К/К в АЭ под влиянием внешнего мотива. А - исходный уровень К/К в простом АЭ. Б - значения К/К в мотивационном эксперименте. I - группа детей с исходно низким уровнем выполнения АЭ. II - группа детей с исходно высоким уровнем выполнения АЭ.

Рис. 3. Изменение среднегрупповых значений СО флуктуации RR-интервалов во время выполнения простого и мотивационного АЭ. I - группа детей, улучшающих показатели выполнения АЭ под воздействием внешнего мотива. II - группа детей, ухудшающих показатели выполнения АЭ под воздействием внешнего мотива.

Внизу приведена таблица с рассчитанными значениями СО и среднеквадратичной ошибкой среднего.

Итак, в результате однократного обследования каждого ребенка имелись три записи ЭКГ, четыре регистрации КГР, протоколы двух АЭ и балльное выражение выполнения теста Равена. Все материалы обрабатывались статистически и оценивались с помощью параметрических и непараметрических критериев: г-критерия Стьюдента, (/-критерия Манна- Уитни, Z-критерия знаков.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ