Соотношения функциональных асимметрий мозга и успешности обучения детей младшего школьного возраста

На правах рукописи

БОБЫЛЕВА НАДЕЖДА ИГОРЕВНА СООТНОШЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ АСИММЕТРИЙ МОЗГА И УСПЕШНОСТИ ОБУЧЕНИЯ ДЕТЕЙ МЛАДШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА 19.00.02 — психофизиология 03.00.13 — физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Архангельск 2003

Работа выполнена в Поморском государственном университете имени М. В. Ломоносова

Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор А.В. Пятков

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Н.А. Бебякова кандидат биологических наук Н.Ю. Валькова

Ведущая организация:

Институт физиологии природных адаптации УрО РАН

Защита диссертации состоится « 5 » июня 2003 г. в 12 часов на за седании диссертационного совета Д212.191.01 в Поморском государственном уни верситете им. М. В, Ломоносова по адресу: 163045, г. Архангельск, ул. Бадигина, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Поморского уни верситета им. М.В. Ломоносова (пр. Ломоносова, 4).

Автореферат разослан « 30 » апреля 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук Е.А.Гусева 0-734441

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Проблема межполушарной асимметрии и межполу шаряого взаимодействия была и остаётся актуальной проблемой естествознания. С этой проблемой оказываются связанными такие важные аспекты развития и обуче ния, как леворукость, половой диморфизм, развитие талантливости, адаптация к экстремальным условиям, искусственный интеллект, овладение иностранными язы ками, процесс обучения (В.В. Аршавский, 1998;

М.М. Безруких и сотр., 1999;

В.Л. Бианки, 1989;

Т. А.Доброхотова, Н. Н. Брагина, 1994;

Р.Ю. Ильюченок и сотр., 1989;

М. К. Кабардов, 2002;

М.Г. Князева, 1991;

Костандов Э. А., 1983;

Б.С. Котик, 1990;

В.П. Леутин, Е.И.Николаева, 1988;

Э.Г. Симерницкая, 1985;

Д. А- Фарбер, Т.Г. Бетелева, 1999;

Е.Д. Хомская и сотр., 1997;

Т.П. Хризман и сотр., 1991).

В настоящее время раскрыто функциональное значение для усвоения знаний многих мозговых структур: стволовых и подкорковых образований;

затылочных, височных и теменных областей, лобных долей больших полушарий. Получено боль шое количество анатомических, клинических и физиологических данных о нерав нозначности левого и правого полушарий головного мозга. Однако, при этом в мень шей степени изучено значение правого полушария, недостаточно представлена роль срединных мозговых структур в организации психических процессов, слабо изуче ны механизмы межполушарного и внутриполушарного взаимодействия. Основные сдерживающие факторы в развитии представлений о латерализации функций в го ловном мозге — отсутствие целостных представлений о физиологических механиз мах межполушарного взаимодействия и разрозненность исследований (В.Л. Биан ки, 1989).

Исследование физиологических характеристик оптимальной организации про цессов, опосредующих умственную деятельность, важно и для познания механиз мов деятельности мозга и для обучения ребенка. Зависимость успешности когни тивной деятельности от относительного вовлечения полушарий мозга в её реализа цию, то есть от индивидуального паттерна функциональной асимметрии, соответ ствует современным представлениям о функциональной специализации полушарий (М.Г. Князева, Е.Г. Большакова, 1989;

Любомирский Л.Б, Н.Н. Шаромова, 1996, Л.П. Павлова, А.Ф. Романенко, 1988).

Выявленные закономерности функциональных асимметрий характеризуют, в основном, функционирование зрелого мозга. Видимо, имеет место целый комплекс причин и следствий формирования функциональных асимметрий, при этом в раз ные периоды онтогенеза наиболее действенными могут быть разные факторы, при водящие к индивидуальным вариантам развития (Н.И. Брагина, ТА. Доброхотова, 1981, Т.М. Марютина, 1998).

Психофизиологический анализ проблемы формирования функциональных асим метрий в онтогенезе — это поиск принципов, определяющих индивидуальную ва риабельность психики человека. У большинства людей нет абсолютного преобла дания активности одного из полушарий, хотя есть асимметрии. В основном, люди обладают смешанным доминированием полушарного представительства функций.

В связи с этим необходимо определять индивидуальный профиль асимметрий моз га, однако в исследованиях преобладает изучение глобального процесса переноса информации в ущерб знанию о частных соотношениях отдельных участков полу шарий мозга.

Психофизиология как часть системного знания о человеке также разрабатывает принципы гуманизации и индивидуализации обучения. Исследования физиологи ческих характеристик оптимальной организации процессов умственной деятельно сти, в том числе межполушарных асимметрий и межполушарного взаимодействия, позволяют получить новые данные, на основе которых могут быть отработаны со временные здоровье сберегающие технологии обучения (В.Л. Бианки и сотр., 1996;

Л.П. Павлова, А.Ф. Романенко, 1988;

Е.Д. Хомская с сотр., 1997;

Т.П. Хризман с сотр., 1991).

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель исследования — изучить специфи ку взаимосвязей межполушарных отношений в мозге и успешности обучения у де тей младшего школьного возраста.

Для достижения поставленной цели были определены задачи:

1. Изучить возрастные изменения соотношений функциональных асимметрий и показателей успешности обучения у детей 7-10 лет.

2. Исследовать особенности соотношений функциональных асимметрий и по казателей успешности обучения у детей разного пола.

3. Установить формирование соотношений показателей успешности обучения и развития функциональных асимметрий мозга под влияния типа обучения.

4. Описать соотношения показателей успешности обучения и развития функ циональных асимметрий в связи с особенностями учебных предметов.

5. Раскрыть возможное значение межполушарных асимметрий в формирова нии успешной учебной деятельности при различных системах оценивания.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые выявлены соотношения функциональных асим метрий и успешности обучения детей младшего школьного возраста в различных условиях образовательной среды. Представлены возрастные изменения соотноше ний функциональных асимметрий и успешности обучения у детей 7-10 лет. При определении соотношений характеристик латерализации мозга и результативности обучения обнаружены существенные различия по полу.

Исследование функциональных асимметрий обнаружило специфические соот ношения педагогического воздействия (особенности учебных предметов, системы оценивания и типа обучения) и функциональных асимметрий детского мозга. Изу чены особенности латерализации, выделены типы межполушарного взаимодействия и латеральной организации мозга по отношению к различной успешности обучения.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Сведения об особенностях функциональных асимметрий в возрастной период от 7 до 10 лет могут быть использованы как исход ные данные при оценке развития функциональных асимметрий в онтогенезе при различном педагогическом воздействии. Функциональные пробы информативны для анализа успешности обучения и могут быть использованы при прогнозировании успешности. Выявленные соотношения асимметрий и успешности обучения могут быть применены для сопоставления с данными о характере межполушарных асим метрий и межполушарного взаимодействия у испытуемых, проживающих в других регионах;

с данными других возрастных групп;

с данными испытуемых, обучаю щихся в другой образовательной среде.

Результаты исследования могут быть представлены для создания здоровье сбе регающих технологий обучения, нормирования учебных программ для детей.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции «Проблемы науки и практики: региональный подход» (Архангельск, 2000), международной конференции, посвященной 55-летию Института возрастной физиологии РАО (Москва, 2000), на международной конфе ренции по биомедицинскому приборостроению (Москва, 2000), на международной конференции «Экология образования: Актуальные проблемы» (Архангельск, 2001), на второй международной конференции « А. Р. Лурия и психология XXI века», по священная 100-летию со дня рождения А. Р. Лурия (Москва, 2002 год).

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 6 статей.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ. 1) Тип межполушарных асим метрий соотносится с успешностью обучения;

сложность и нелинейность зависи мостей успешности деятельности от межполушарных асимметрий могут быть объяс нены опосредованным влиянием локального расположения асимметрий. 2) Соот ношение функциональных асимметрий и успешности обучения специфичны у маль чиков и у девочек, в разных возрастных группах, при разном типе обучения, для разнообразных дисциплин и при различных системах оценивания. 3) Высокую ус пешность у детей младшего школьного возраста сопровождает повышение психо моторной подвижности.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов, практических реко мендаций и списка литературы, включающего 187 источников, из них 75 источни ков на иностранных языках. Работа иллюстрирована 28 таблицами и 3 рисунками.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Исследование выполнено в 2000-2002 годах, в г. Архангельске. Обследовано 125 детей младшего школьного возраста, из них 89 учащихся школы-гимназии и учащихся общеобразовательной школы. Дети, участвующие в исследовании, не имели хронических заболеваний. Обследование детей проведено в стандартных условиях, в учебное время, в течение II и III учебных четвертей.

Известно, что на особенности функциональной асимметрии мозга оказывают влияние не только биологический возраст, но и социальная (образовательная) сре да, поэтому в нашем исследовании мы использовали социально-возрастную класси фикацию.

Комплексное обследование детей проведено с использованием следующих фи зиологических, психофизиологических и психолого-педагогических методов и ме тодик.

1. Профиль латеральной организации мозговых функций (ПЛО) по совокупно сти основных (четырёх) сенсомоторных асимметрий (Н.И. Брагина, Т.А. Доброхо това, 1981, В.П. Леутин, Е.И. Николаева, 1988, Е.Д. Хомская. и сотр., 1997).

В качестве показателей уровня сенсомоторных асимметрий были использова ны оценки выраженности декстральности (правого доминирования) по 24 пробам, по 6 показателей для рук, ног, органов слуха и зрения. Степень декстральности (пра вого доминирования) периферических сенсомоторных асимметрий выражалась в виде семи показателей — индексов декстральности руки (Ипр), ноги (Ипн), уха (Ипу), глаза (Ипг), суммарных индексов моторной (Ипм) и сенсорной (Ипс) декстральнос ти, интегрального индекса сенеомоторной декстральности (Иинт). Индекс декст ральности для каждого органа оценивался по 7-балльной системе (от 0 до 6 бал лов), суммарные индексы— по 13-балльной системе (от 0 до 12 баллов), интег ральный индекс — по 25-балльной системе (от 0 до 24 баллов).

2. Метод оценки межполушарного взаимодействия (МПВ) в обработке простран ственно-двигательной информации по методике «Пассивного прицеливания с пос ледующим указанием местоположения точки прицеливания», разработанный в Ин ституте физиологии СО РАН (ИльюченокИ. Р., 1994;

ИльюченокР.Ю. и сотр., 1989).

Метод дает количественную характеристику функциональной латерализации при обработке пространственно-моторной информации. Метод позволяет исключить вмешательство мозговой активности, связанной с речевой функцией за счет отсут ствия вербального ответа.

Рассчитывалось семь показателей, характеризующих межполушарное взаимо действие при пространственно-двигательной ориентации: 1) Индекс активности левого полушария при интерференционным влиянии со стороны правого полуша рия — ИИАлп(пп=лп). 2) Индекс активности правого полушария при интерфе ренционном влиянии со стороны противоположного полушария—ИИАпп(лп=пп).

3) Индекс активности полушарий в обработке пространственно-двигательной ин формации (индекс латерализации) — ИЛ;

4) Индекс активности левого полушария при переносе информации из правого полушария в левое — ИАлп(пп=лп). 5) Ин декс активности правого полушария при переносе информации из левого полуша рия в правое ИАпп(лп=пп). 6) Индекс активности левого полушария при выполне нии усложненного задания ИАлп(слож.). 7) Индекс активности правого полушарий при выполнении усложненного задания Иапп(слож.).

3. Психомоторная подвижность рук (ПМП). Исследование ПМП обеих рук про ведено с помощью тестового микропроцессорного аппарата для исследования выс шей нервной деятельности человека «Ритмотест» производства ВНИИМП РАМН (Е. В.Матвеев и сотр., 1991). Для обеих рук реализована методика «Теппинг». Осо бенности: Режим — РО, Кр — 30, Кт — 0, То — 15 мс, S — звук, ОС — 0. Регист рировались и анализировались показатели лабильности нервно-мышечного аппара та (в минимальной длительности времени теппинга, в миллисекундах) — отдельно для правой и левой руки.

4. Традиционная система оценивания успешности учебно-познавательной дея тельности детей. Успешность обучения (УО) оценивалась по текущей успеваемости в течение всего учебного года. В ходе работы мы подсчитали количество отметок по 9 учебным предметам за год, рассчитали среднее арифметическое оценки, вариа тивность (среднее квадратическое отклонение) оценки за год по каждому учебному предмету. Среднее арифметическое отметки характеризует качество усвоения;

ва риативность отметок — устойчивость учебной деятельности.

5. Экспертная система оценивания. Использовались данные экспертной систе мы оценивания, полученные с помощью метода парных сравнений (А.В. Пятков, 2001). Экспертную оценку проводили педагоги, работающие с детьми. В качестве показателей УО использовали количество предпочтений, определенное для каждо го учащегося по результатам экспертного оценивания.

6. Тест Керна-Йирасека для определения школьной зрелости (Антропова М.В., Кольцова М.М., 1983;

Я. Йирасек, 1978).

Обработка полученных данных проведена как для смешанной по полу группы, так и с разделением по полу. Полученный материал обработан с использованием вариационной статистики и многомерного статистического анализа, включающего множественный корреляционный анализ, факторный анализ (метод главных компо нент, косоугольное.решение), кластерный анализ по методике определения оконча тельных нуклоидов (Б. Г. Миркин, 1985) в модификации А. В. Пяткова, 1999.

Общее влияние факториального признака и его градаций на всю совокупность результативных признаков оценивалась по средней относительной величине дис персии признаков, обусловленной флуктуациями факториального признака. Суще ственность влияния фактора на отдельные результативные признаки оценивали в z-оценках (нормированное отклонение групповой средней от общей средней). Су щественным считали отклонение групповой средней от общей средней не менее чем на 0,3 а общей средней. Различия между классами считали существенными, когда разница их групповых средних равна или превышает 0,5а общей средней (Е.В. Губ лер, 1978).

Компьютерная статистическая обработка материала проведена с использовани ем пакетов прикладных программ «Stadia-prof», А.П. Кулаичев, (Кулаичев А.П., 1996) и «Klass-Master» (Б. Г. Миркин с сотр., 1996).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Обнаружены сложные немонотонные взаимосвязи функциональных асиммет рий мозга (ФАМ) и УО в зависимости от пола и возраста ребенка, в условиях раз личных типов обучения и систем оценивания.

Независимо от способа оценивания, по данным кластеринга, испытуемые мо гут быть разделены по УО на три группировки: слабо-, средне-, высокоуспешные.

Ни для одной из группировок не выявлены фиксированные глобальные полушар ные дихотомии, так как группы по успешности неоднозначно распределены по ха рактеристикам МПА. По степени ослабления взаимовлияния УО и МПА группи ровки распределились таким образом: среднеуспешные, слабоуспешные, высокоус пешные дети. Группа среднеуспешных детей, по-видимому, самая неоднородная по физиологическим характеристикам и маскирует детей, не вызывающих присталь ного внимания педагогов и поэтому подвергается менее интенсивному педагоги ческому корригирующему воздействию. Для слабоуспешных учеников типична резко выраженная асимметрия, поэтому эта группа представлена противоположными тен денциями. Сильноуспешные ученики обладают сформированным мозговым взаи модействием, соответствующим требованиям обучения, поэтому хорошо адаптиро ваны и не проявляют ярко выраженной межполушарной асимметрии.

Отличительные особенности присущи «экстремальным» группам: слабо-и-вы сокоуспешным учащимся. Группа среднеуспешных учащихся обладает обособлен ными психофизиологическими характеристиками: УО выражено зависит от особен ностей МПА в отличие от слабоуспешных и высокоуспешных групп.

1. Возрастные изменения соотношений функциональных асимметрий и показателей успешности обучения у детей 7-10 лет Характер выявленных взаимосвязей УО и подсистем МПА (ПЛО, МПВ, ПМП) в исследованном нами периоде онтогенеза от 7 до 10 лет изменяется.

Латерализация сенсорных и моторных зон полушарий мозга определялась по методике нахождения ПЛО. При переходе от 1 класса к 3 происходит немонотон ный сдвиг в сторону моторной синистральности;

при этом несколько заметнее вы ражено доминирование сенсорных зон левого полушария. По данным корреляци онного анализа, для формирования УО в 1 и 2 классах имеет значение величина о - - - - Рис. 1. Возрастная динамика успешности обучения у учащихся 1-3 классов с различным типом латерализации.

Примечание: по оси абсцисс группы — 1 класс, 2 класс, 3 класс;

по оси ординат — показатель успешности — «среднее арифметическое отметок за год» (английский язык), в z-оценках, умноженных на 100.

Ипг, указывающая на доминирование левого полушария. К 3 классу ослабляются связи доминирования левого полушария и УО.

Межполушарное взаимодействие при обработке пространственно-двигательной информации соотносится с УО в зависимости от типа латерализации. Типы латера лизации выделены при помощи кластерного анализа. На рис. 1 представлена возра стная динамика УО по показателю «среднее арифметическое отметки» у испытуе мых с разным типом ИЛ. 1 и 5 типам ИЛ соответствует наиболее высокая УО.

Представленное на рисунке разнообразие типов ИЛ и соотношения с качеством обучения в зависимости от возраста подтверждают существование сложного взаи мовлияния латерализации и УО детей на разных онтогенетических этапах.

С возрастом усиливается и усложняется роль межполушарного переноса ин формации для формирования успешности, особенно резко — при переходе от 1 клас са ко 2. К началу обучения УО девочек более зависима от псифизиологических ха рактеристик. К 3 классу, наоборот, УО оказывается более зависимой в группе маль чиков. Смена значимости мозговых механизмов приходится на возраст 8-9 лет.

С УО оказалось тесно связана ПМП обеих рук. По данным исследования соот ношения ПМП и УО в 3 классе, фокусы активности в модели полушарной дихото мии несколько смещаются в левое полушарие. Структура соотношений ПМП рук и УО при объединении группы по полу не аналогична факторной структуре ни мужс кой, ни женской части класса. Это свидетельствует о нарастающем расхождении характеристик механизмов формирования УО в зависимости от ФАМ для мальчи ков и девочек от 1 к 3 классу.

По результатам анализа данных измерения ПМП обеих рук (с применением метода кластеринга), можно говорить о правополушарном доминировании у наибо лее высокоуспешных и левополушарном доминировании у наименее успешных де тей 1 и 3 классов. У среднеуспешных детей зафиксировано невыраженное полушар ное доминирование. Во 2 классе обнаружено левополушарное доминирование в группе наиболее успешных учеников, правополушарное — в группе наименее ус пешных учеников. Группа среднеуспешных учеников характеризуется выраженным полушарным доминированием (правое полушарие). Таким образом, происходит из менение доминирования полушария в возрасте 8-9 лет на противоположное с в воз вращением к исходному состоянию в 10 лет.

По данным кластеринга наиболее значительное изменение характеристик МПА происходит во 2 классе. Отличительные особенности отмечены для слабых и высо коуспешных учащихся. Эти может быть связано с тем, что в процессе онтогенеза через мозолистое тело усиливается торможение левым полушарием гомологичес ких участков коры правого полушария. В результате возникает доминирование ле вого полушария по речи и праворукость при созревании мозга (М. С. Corballis, M.J. Morgan, 1978.). В нашем исследовании сдвиг в сторону левополушарности ха рактерен именно для детей из экстремальных группировок по УО, что характеризу ет значимость функциональных центров левого полушария.

2. Половые различия соотношений успешности обучения и функциональных асимметрий в младшем школьном возрасте Обнаружены существенные половые различия соотношений функциональных асимметрий с УО в младшем школьном возрасте по данным ПЛО. В подгруппе маль чиков показатели УО не обнаруживают достоверных корреляций с индексами ПЛО.

У девочек 1-2 класса отмечены корреляции УО по большинству предметов с индек сом декстральности уха. У девочек 3 класса корреляций не отмечено.

По данным кластеринга выделено 5 типов ПЛО. Наибольшей УО по предмету «английский язык» соответствует 3 и 4 типам ПЛО при разделении испытуемых по полу. Для учащихся с 3,4 типами латерализации характерна невыраженная функци ональная асимметрия.

Анализ соотношений ПЛО с качественной успешностью позволяет предполо жить, что сенсорное восприятие у мальчиков играет несколько большую роль в УО, чем у девочек. Для УО мальчиков имеет значение латерализация сенсорных зон. У девочек УО не соотносится с сенсорной латерализацией (по Ипг). Это свидетель ствует о значении активности сенсорных зон для УО в зависимости от пола Рассмотрим значение половой принадлежности для соотношений УО и сенсо моторной декстральности по Иинт (рис. 2). Видно, что при рассмотрении УО у де тей разного пола формируется неодинаковые соотношения сенсомоторной декст ральности и УО. Так, для высокоуспешных мальчиков значимо сочетание правой асимметрии сенсорных и моторных функций, для высокоуспешных девочек акту ально повышение активности одного из полушарий в зависимости от учебного пред мета. В литературе также имеются сведения о том, что при восприятии детьми зри тельной, слуховой информации абсолютная величина межполушарной асимметрии у мальчиков выше, чем у девочек, при этом знак асимметрии может быть одинако вым и противоположным (Т.П. Хризман и сотр., 1991).

Соотношения межполушарного переноса пространственно-двигательной инфор мации и УО девочек в 1-3 классах колеблются слабо. У мальчиков 1-2 класса отме чено разнообразие вариантов МПВ. У мальчиков 3 класса увеличивается значение соотношений МПВ и УО (таблица 1).

У мальчиков большинство обнаруженных корреляций свидетельствуют о сни жении активности левого полушария при усложнении задачи независимо от спосо ба оценивания успешности. У девочек успешному обучению соответствует сниже ние активности правого полушария при интерференционном влиянии левого (сни жение ИАпп, ИИАпп). Половые различия связей УО и характеристик МПВ несколько сглаживаются к третьему классу.

Интересно, что по данным корреляционного анализа и при разделении по полу, и при объединении, с УО никак не соотносится такой показатель МПВ, как ИИАлп.

В связи с этим можно заключить, что изменение активности левого полушария при интерференционном влиянии со стороны правого, в отличие от других механизмов МПВ, влияет на УО.

По данным кластеринга, пол ребенка существенно влияет на особенности соот ношений УО и МПВ. У высокоуспешных мальчиков по данным методики МПВ фун 30 во о о - - -60 - Математика Чтение О - Музыка Английский язык Рис. 2. Соотношение сенсомоторной декстральности и успешности обучения у мальчиков и девочек по данным кластеринга.

Обозначения. По оси ординат — значения суммарного индекса сенсомоторной декстральности (Иинт) в Z-оценках, умноженные на 100;

по оси абцисс — тип успешности обучения;

слева направо — слабоуспешные, среднеуспешные, высокоуспешные. Вертикальная штриховка — малышки, горизонтальная штриховка — девочки.

Таблица I Изменение количества корреляций успешности обучения с межполушарным взаимодействием в группах, различных по полу, 1-3 кл Число положительных и отрицательных Уровень корреляций в половозрасгных группах Сила связи значимости, р зд 1С 1М 2М ЗС 2С ЗМ 2Д 1Д Очень 0,05р0,10 4 14 8 20 19 27 слабая Слабая 0,01р0,05 6 9 22 12 8 8 21 Средняя 0,001р0,01 4 2 5 4 3 2 3 Высокая р 0,001 1 0 0 0 1 0 1 Всего р0,10 15 47 30 32 51 31 Индекс актуализации, % 4,8 6,0 15,0 9,6 10,2 16, 9,9 16,1 10, 1,2, 3 — класс;

0 — отсутствие корреляции между признаками при данном уровне значимости.

Индекс актуализации = количество связей / возможное количество связей (в %%) С — смешанная группа по полу, М — группа мальчиков, Д — группа девочек.

кциональная левополушарная асимметрия значительно более выражена, чем у сла боуспешных и среднеуспешных. Это может свидетельствовать об интерференцион ном влиянии правого полушария при низкой успешности учебной деятельности мальчиков. У девочек интерференционное влияние контралатерального полушария не соотносится с УО.

ПМП слабо коррелирует с УО у мальчиков. У девочек в условиях высокой УО несколько снижается роль моторных зон правого полушария, по данным исследова ния ПМП. ПМП интегрирует показатели психофизиологического развития ребенка.

Нами проведен анализ соотношений УО и уровня школьной зрелости по ориен тировочному тесту Керна-Йирасека. В механизм соотношения УО и школьной зре лости заложено сильное влияние пола для объединенной группировки. Объединен ная группа представляет собой «женский вариант» корреляционной и факторной модели. По этим данным можно сделать вывод об иных механизмах формирования УО у мальчиков.

Характер соотношений УО и МПА в группе мальчиков отличается от характера соотношений УО и МПА в группе девочек. Для мальчиков характерно правополу шарное доминирование, большее разнообразие соотношений УО и ФАМ;

характе ристики ФАМ соответствуют характеристикам девочек более младшего возраста.

При использовании описанных выше методик между характеристиками групп мальчиков и девочек практически нет ничего общего. С возрастом влияние половых особенностей усиливается. При сопоставлении влияния на УО ребенка возрастных и половых особенностей, половая принадлежность оказывает более заметное влия ние. Отличия по полу состоят, в основном, в несходных соотношениях ФАМ и УО у девочек и мальчиков. Половые различия психофизиологических механизмов успеш ности усиливаются к третьему классу.

3. Соотношение показателей успешности обучения и функциональных асимметрий мозга в зависимости от особенностей обучения В нашем исследовании мы сравнили три идентичные по полу и возрасту груп пы испытуемых, учащихся 2 классов, различающихся между собой типом обуче ния : 1) углубленный тип обучения — учащиеся гуманитарной гимназии с углублен ным изучением иностранных языков;

2) традиционный адаптивный тип обучения — учащиеся, обучающиеся по развивающей программе (модель Л. В. Тарасова «Эко логия и диалектика») без специального уклона;

3) традиционный корректирующий тип обучения — дети 2 класса, обучающиеся по традиционному учебному комплек ту в условиях психолого-педагогической коррекции.

Выявлены различия латерализации мозга в группах детей, обучающихся в раз личных условиях.

При углубленном типе обучения латерализация по ПЛО соотносится с УО по чтению. УО по другим предметам не соотносится с ПЛО. Вероятно, для УО ребенка сформированность навыков качественного, быстрого чтения является первостепен но важной. Однако, возможно, что именно хорошая способность к чтению в усло виях усиленного гуманитарного обучения является также и маркером УО ребенка вне зависимости от содержания других предметов.

При традиционном обучении индексы ПЛО коррелируют с результатами УО.

По нашим данным, для успешного обучении в традиционном стиле значимо преоб ладание активности левого полушария, обеспечивающее произвольное запомина ние, а также аналитический стиль обработки информации.

При корректирующем типе обучения ПЛО не коррелирует с УО.

Сумма нормированных отклонений показателей ПЛО, по результатам класте ринга, изменяется в связи с типом обучения. Так, привлекают внимание большие различия в величине суммарных отклонений сенсорной декстральности в группах корректирующего и углубленного обучения, в сопоставлении с показателями груп пы традиционного обучения. Однако по результатам изучения ПЛО нельзя гово рить о строгой полушарной дихотомии, характерной для детей при каждом из ти пов обучения.

По данным МПВ, с повышением интенсивности обучения увеличивается ин тенсивность и количество связей УО и псифизиологических показателей (табли ца 2).

Для успешности при любом типе обучения имеет значение ПМП правой руки (по данным корреляционного анализа). Показатели соотношений ПМП с УО значи мы для УО групп — углубленного и корректирующего обучения (УО улучшается при высокой ПМП), а для групп традиционного обучения значение такого соотно шения снижается.

По данным кластерного анализа, для группы корректирующего обучения ха рактерно соотношение УО с ПМП обеих рук. При этом левополушарная активность соответствует высокой УО.

Таким образом, выявлены существенные различия мозгового обеспечения УО в младшем школьном возрасте при разных типах обучения. С усилением обучения Таблица Количество корреляций межполушарного взаимодействия с успешностью обучения в зависимости от типа обучения Сила связи Число положительных и отрицательных корреляций Уровень (по Е. В. Сидоренко, Углубленный Традиционный Корректирующий значимости, р 2000) тип обучения тип обучения тип обучения Очень 0,05р0,10 16 слабая Слабая 0,01р 0,05 14 4 Средняя 0,001р0,01 8 0 Высокая 2 0 p S 0, Всего 41 39 р0, Индекс актуализации, % 10,1 9,6 3, 0 — отсутствие корреляции между признаками при данном уровне значимости, Индекс актуализации = количество связей / возможное количество связей (в % % ).

усложняется и усиливается взаимовлияние МПА и УО. При корректирующем обу чении структура таких взаимосвязей значительно упрощается.

Для специфических групп обучения (углубленной и корректирующей) типична правополушарная активность, а для групп традиционного обучения — левополу шарная, независимо от уровня успешности.

Для традиционного типа обучения характерно промежуточное расположение соотношения физиологических характеристик между углубленным и корректирую щим обучением. В группе испытуемых с традиционным типом обучения в сравне нии с углубленным типом, у УО больше зависимостей от латерализации моторных и сенсорных зон, чем от переноса пространственно-двигательной информации.

Возможно, это связано с тем, что МПВ характеризует более тонкие, сложные меж полушарные отношения, более значимые при большой интеллектуальной нагрузке.

4. Соотношение показателей успешности обучения и функциональных асимметрий мозга и особенностей учебных предметов По особенностям соотношений ФАМ и УО мы подразделили все учебные пред меты на 2 группы: «основные» и «не основные». К «основным» предметам отнесе ны английский язык, математику, чтение, русский язык, к «не основным» предме там — трудовое обучение, физическую культуру, музыку и изобразительное искус ство. Это деление соответствует повторяющимся комплексам соотношений УО и МПА. Высокой УО по «основным» предметам соответствует преимущественно ле вополушарная обработка информации;

«не основным» предметам —преимуществен но правополушарная.

Для предметов «трудовое обучение», «музыка», «физическая культура» обнару жено незначительное количество сильных связей УО и ФАМ. Мы полагаем, что УО в этом случае больше зависит от реальных возможностей ребенка, что приводит к исчезновению корреляций между этими предметами и УО по остальным учебным предметам. Трудовое обучение отличается выраженными зависимостями для высо коуспешной группы.

«Не основные» учебные предметы отличаются большим разнообразием зави симостей с ФАМ в сопоставлении с «основными». При усложнении задачи актив ность правого полушария снижается из-за проактивного интерференционного тор можения левого полушария;

при этом снижение активности левого не происходит.

Последнее согласуется с результатами авторов методики исследования (Р.Ю. Илью ченок и сотр., 1989).

Различия могут быть связаны с необходимостью межполушарного взаимодей ствия в различной степени для разнообразных познавательных операций. Процесс, требующий действия при высоком уровне сенсорного восприятия или моторной ловкости, будет протекать с преимущественным вовлечением левого полушария (ос новные предметы, «теоретические»). Менее тонкие процессы основываются, глав ным образом, на правополушарных функциях («не основные» предметы, «практи ческие»). Неодинаковая чувствительность входов сенсорных зон оказывается эф фективным средством обеспечения утонченного анализа поступающей информа ции в левом полушарии с сохранением элементарных операций в правом полуша рии.

Обнаружено, что УО русскому языку, по чтению и английскому «левополушар ный» характер освоения предмета по ПЛО.

Методика ПЛО выявила левополушарное доминирование при высокой УО анг лийскому языку. УО улучшается при усилении интерференционного влияния со сто роны левого полушария на правое. Высокая УО иностранному языку соотносится также с высокими значениями ПМП.

С УО русскому языку соотносятся три пробы из шести на декстральность ко нечностей и две пробы на декстральность слуха.

Особенное влияние латерализации на УО обнаружено для среднеуспешных уче ников по предмету «чтение». Для УО по чтению особенно значимо МПВ, при этом наиболее важен ИАпп. Предполагается (Костандов Э.А., 1983), что правое полуша рие обеспечивает произвольное запоминание, которое обеспечено аналитической стратегией «от частного к целому», успешное чтение и письмо. По-видимому, зави симость качества УО от активности правого полушария, можно считать фоном, на котором протекают процессы успешного обучения филологическим предметам.

Соотношения УО по математике и сенсомоторных асимметрий информативны и для девочек, и для мальчиков, однако противоположны по направлению. Незави симо от пола ребенка, информативна проба с субъективной оценкой яркости зеле ного цвета. Для слабо успешных по математике характерно доминирование правого глаза при оценке зеленого цвета, для среднеуспешных и высокоуспешных — неко торое преобладание ведущего правого глаза.

МПВ слабо соотносится с УО по математике. С УО по предмету соотносится ПМП обеих рук, лучшей УО соответствует высокая ПМП обеих рук независимо от пола ребенка.

Соотношения УО по трудовому обучению с ПЛО зависят от пола. Среднеус пешную подгруппу мальчиков отличает выраженная синистральность мозга по ПЛО.

Для женской подгруппы подобной четкой зависимости нет, однако обращают вни мание достоверные связи разной направленности УО по труду и сенсорной асим метрии среди среднеуспешных и слабоуспешных девочек. Слабоуспевающие по труду девочки проявляют признаки правого доминирования слуховых зон и субдомини рования зрительных зон.

Новые учебные предметы в третьем классе — история, природоведение — т е с нее связанны с индексами МПВ, чем с показателями ПЛО. Характер связей объеди ненной группы приближен к таковой у девочек и обнаруживает УО при снижении активности правого полушария. У мальчиков было показано доминирование право го полушария.

Зависимость УО по физической культуре от значений индексов ПЛО у мальчи ков выражена слабее. УО физической культуре у девочек, напротив, ярко представ лена достоверными связями успепности с индексами ПЛО. Слабоуспешные девоч ки проявляют признаки правополушарности при выполнении проб всех типов. Сред неуспешные девочки проявляют признаки доминирования разных полушарий в за висимости от вида пробы. Сильноуспешные по физической культуре проявляют преимущественно признаки левополушарного доминирования.

УО музыкальным навыкам у высокоуспешных детей сопровождается домини рованием левого полушария. Обращает на себя внимание правополушарное доми нирование по ПЛО с УО музыке у слабоуспешных учеников. Левополушарная ак тивность соответствует высокой УО, особенно по музыке. Показатели ПМП слабо соотносятся с УО. Представительство музыки позволяет предположить возможную роль успеваемости по музыке в виде признака-репрезентата «физиологической цены» обучения. Известно представление о музыке как виде деятельности, отражающим ся в мозговом представительстве учебно-значимых функций у детей младшего школь ного возраста (Т.П. Хризман и сотр., 1991, Т. Шараи, 1973). Общность мозгового обеспечения УО по предметам «музыка» и «чтение» у мальчиков может быть объяс нена значимостью латерализации мозга для предметов «чтение» и «музыка» (С. Спрингер, Г. Дейч, 1983).

УО по предмету «изобразительное искусство» представлена многочисленными связями с латерализацией моторных и сенсорных функций по ПЛО. У мальчиков выделяется группа среднеуспешных учеников, затем — слабоуспешных, и менее всего представлена группа высокоуспешных. Все индексы ПЛО достоверно и с боль шой силой соотносятся с УО по изобразительному искусству в группе слабо- и сред неуспешных девочек, при этом слабоуспевающие по изобразительному искусству девочки обнаруживают правополушарное доминирование, среднеуспевающие — ле вополушарное (по величинам Ипм, Ипс, Иинт). В группе высокоуспевающих дево чек не выявлено признаков выраженной асимметрии.

Эти данные соответствуют общепринятым представлениям о распределении когнитивных функций между полушариями (Е.Д. Хомская с сотр., 1997).

По данным корреляционного анализа, между МПВ и УО по различным предме там преобладают слабые связи. Наибольшая сила связей с УО у ИАлп. Для качества и стабильности обучения имеет значение механизм переноса информации из левого полушария в правое.

Выявлено, что для УО по «основным» предметам наиболее значимым является ИАлп. При усложнении задачи общая корреляционная структура становится менее отчетливой, но не исчезает.

УО по «не основным» предметам отрицательно коррелирует с ИАпп и ИАпп (слож). При высокой УО «не основных» предметов показатели выявляют субдоми нирование левого полушария.

Успешность учебной деятельности детей младшего школьного возраста по боль шинству предметов также связана соотношениями с психомоторной подвижностью рук.

Таким образом, по результатам корреляционного и кластерного видов анализа выявлено, что успехи в освоении учебных предметов достоверно связаны с функци ональными асимметриями мозга. Уровень достоверности, количество связей, их сила и направленность специфично для каждого учебного предмета.

5. Соотношение показателей успешности обучения и функциональных асимметрий мозга в зависимости от системы оценивания Результаты традиционного и экспертного оценивания уровня успешности од них и тех же детей хорошо коррелируют, что подтверждает сходные дискриминиру ющие возможности этих методов.

При традиционной системе оценивания данные корреляционного анализа сви детельствуют о наличии сильных связей УО по разным предметам между собой на протяжении всего периода школьного начального обучения.

Экспертное оценивание учащихся обнаружило связи УО с ПЛО (только Ипу).

При традиционном оценивании Ипу не коррелирует с УО. Именно базовые индексы декстральности соотносятся о УО в зависимости от оценивания. Для УО мальчиков при традиционном оценивании имеет значение сенсомоторная декстральность. У девочек УО слабо зависит от способа оценивания.

В таблице 3 приведены результаты успешности при традиционном и эксперт ном оценивании у мальчиков с различной успешностью. Очевидно, что традицион ное и экспертное оценивание опираются на различные психофизиологические ме ханизмы усвоения знаний.

Экспертное оценивание выявило, что соотношения УО и МПВ важны для объе диненной группировки и группы девочек, при этом высокой информативностью Таблица Сравнительная характеристика интегральной декстральности у мальчиков 1-3 класса с разной успешностью обучения при двух системах оценивания Успешность по учебным предметам тип Музыка Английский жык Чтение УО ТО ЭО ТО ЭО ТО ЭО 1 4 77 27 -48 - -3 80 2 -22 -37 -9 - -20 -2 -32 - 3 4 42 -38 26 -8 32 21 27 - Обозначения: Значения отклонений групповой средней арифметической оценки от общей средней в Z-оценках, умноженных на 1 — слабоуспешные;

2 — среднеуспешные;

3 — высокоуспешные;

ТО — традиционное оценивание;

ЭО — экспертное оценивание.

обладают ИАлп и ИАпп. Соотношения УО и МПВ для обучения мальчиков менее значимы при экспертном оценивании. Именно индексы активности каждого полу шария могут быть сопоставлены с УО.

Результаты измерения ПМП обеих рук соотносятся с УО независимо от систе мы оценивания по результатам факторного анализа (ПМП вошла в первые два фак тора).

Таким образом, психофизиологические механизмы формирования УО у детей младшего школьного возраста качественно многообразны в условиях различного педагогического воздействия.

выводы 1. У детей 7-10 характер функциональных асимметрий мозга соотносится с уровнем успешности обучения.

2. Половые различия соотношений успешности обучения и функциональных асимметрий более выражены, чем возрастные. У мальчиков с возрастом увеличива ется значение соотношений межполушарного взаимодействия и успешности обуче ния, поэтому можно говорить о растущем физиологическом напряжении у мальчи ков для достижения успешности обучения к 3 классу. Соотношения межполушар ного переноса пространственно-двигательной информации и успешности обучения девочек в 1-3 классах колеблются слабее.

3. Характер функциональных асимметрий изменяется в зависимости от усло вий обучения. Усложнение обучения сопровождается усложнением соотношений межполушарных связей в мозге и успешности обучения на фоне усиления межпо лушарной асимметрии как признака физиологического напряжения).

4. Применение альтернативной системы оценивания школьной успешности выявило несовпадение результатов традиционного и экспертного оценивания. При экспертном оценивании с успешностью соотносятся индексы ИАлп и ИАпп и неко торые индексы профиля латеральной организации (Ипу). При традиционном оце нивании успешность обучения соотносится с профилем латеральной организации.

Результаты психомоторной подвижности соотносятся с успешностью обучения не зависимо от системы оценивания. При каждой из систем оценивания успешность мальчиков ниже.

5. Соотношения успешности обучения по отдельным предметам и функцио нальных асимметрий специфичны для каждой дисциплины.

6. Группу среднеуспешных учащихся отличает наиболее выраженное и разно образное взаимодействие межполушарных асимметрий и успешности обучения.

Группы высокоуспешных и слабоуспешных учащихся характеризует меньшая выра женность взаимосвязей межполушарных отношений и успешности обучения в срав нении с среднеуспешными.

7. Выделены типы межполушарных асимметрий, которые различно соотносят ся с успешностью обучения. Связь успешности и особенностей межполушарных асимметрий, как правило, носит нелинейный характер. Сложность и нелинейность зависимостей успешности деятельности от межполушарных асимметрий могут быть объяснены опосредованным влиянием локального расположения асимметрий.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Раздельное обучение мальчиков и девочек физиологически обоснованно и может быть рекомендовано для практического осуществления в инновационных учебных учреждениях.

2. У детей 7-10 лет индексы суммарной сенсорной и моторной декстральности, индексы ИАпп и ИАлп и показатели психомоторной подвижности рук соотносятся с успешностью обучения и могут быть применены педагогическими работниками в психолого-педагогической диагностике успешности.

3. Параллельно с традиционным школьным оцениванием возможно использо вание альтернативных систем оценивания (например, таких как экспертное) для достижения наилучшего результата оценивания успешности обучения.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Возрастно-половые особенности успешности обучения детей старшего дош кольного и младшего школьного возраста // Экология образования: Актуаль ные проблемы. Сб. науч. статей. Вып. 2 Т. 2. / Под ред. А.В. Пяткова. — Архан гельск: Изд-во ПГУ, 2001. — С. 14-20. (соавт. Минина О.Г., Пятков А.В.) 2. Возрастно-половые особенности школьной зрелости по тесту Керна-Иирасека у детей 6-10 лет // Экология образования: Актуальные проблемы. Сб. науч. ста тей. Вып. 2. Т. 1. /Под ред. А. В. Пяткова. — Архангельск: Изд-во ПГУ, 2001. — С. 53-55. (соавт. Минина О.Г., Пятков А.В.) 3. О соотношении уровня психической зрелости и некоторых базальных физичес ких качеств старших дошкольников // Физиология развития человека. Матери алы международной конференции, посвященной 55-летию Института возраст ной физиологии РАО. — М.: НПО «Образование от А до Я», 2000.- С. 502 504.

(соавт. Пятков А.В., Бурима СВ., Минина О.Г.) 4. О соотношениях уровней физического и психического развития у первокласс ников г. Архангельска// Проблемы науки и практики: региональный подход. — Архангельск: ПГУ, 2000. -С. 129-131. (соавт. Пятков А.В., Минина О.Г., Бури ма СВ.) 5. Поло-возрастные особенности уровня психического развития детей дошколь ного и младшего школьного возраста Русского Европейского Севера // Пробле мы науки и практики: региональный подход. — Архангельск: ПГУ, 2000. — С.

131 — 133. (соавт. Пятков А.В., Минина О.Г.) 6. Зрительная память у детей 5-7 лет и успешность обучения и воспитания в дош кольных образовательных учреждениях // Труды международной конференции по биомедицинскому приборостроению. В 2 томах. — Т. 1. — М.: ЗАО «ВНИ ИМП-ВИТА», 2000. — С. 89-91. (соавт. Пятков А.В., Минина О.Г.) 7. О соотношении показателей системного нейропсихологического исследования и сенсомоторных асимметрий у детей старшего дошкольного возраста // А. Р.

Лурия и психология 21 века. Вторая международная конференция, посвящен ная 100-летию со дня рождения А. Р. Лурия. / под ред. Т. В. Ахутиной, Ж. М.

Глозман, Д. Таппера — Москва: Изд-во МГУ, 2002 год. — С. 95. ( соавт. Мини на О. Г., Станякина М. В.) 8. Сравнительная оценка соотношений показателей высших психических функ ций и профиля латеральной организации мозга с успешностью обучения детей младшего школьного возраста// А. Р. Лурия и психология 21 века. Вторая меж дународная конференция, посвященная 100-летию со дня рождения А. Р. Лу рия. / под ред. Т. В. Ахутиной, Ж. М. Глозман, Д. Таппера — Москва: Изд-во МГУ, 2002 год. — С. 95. ( соавт. Минина О.Г.) 9. Связь морфофункциональных показателей с учебной успешностью при углуб ленном типе обучения у младших школьников // XIV Ломоносовские чтения:

Сборник научных трудов. Архангельск: Поморский госуниверситет, 2002. — С. 336-338.