Начало >> Статьи >> Архивы >> Системный анализ процесса мышления

Типы преобразования информации - Системный анализ процесса мышления

Оглавление
Системный анализ процесса мышления
Развитие естественно-научных представлений о процессе мышления
Представления древнегреческих материалистов
Концептуальный физиологический подход И. М. Сеченова и И. П. Павлова
Функциональные системы психической деятельности человека
Мышление - как активный системный процесс
Знак, сигнал, значение
Интериоризация
Общая теория функциональных систем и психофизиологическая проблема
Развитие мышления у ребенка
Развитие новых аспектов общей теории функциональных систем
Импринтинговая гипотеза формирования акцептора результатов действия
Отражательная функция мозга человека
Методы изучения организации нейродинамических процессов мозга школьников
Проблема наглядности и ее связь с видами информации
Задания автоматизированного контрольного урока ботаники
Выделение групп обследуемых с высокой и низкой работоспособностью
Анализ нейродинамической организации мозга школьников
Изучение нейродинамической организации мозга в эксперименте Ботаника 6
Типы преобразования информации
Эксперимент Ботаника 1
Системный анализ ЭЭГ-активности при выполнении обследуемыми заданий
Межполушарная асимметрия альфа-активности
Динамика коэффициентов реактивности
Особенности электрографических показателей в группах мыслителей и художников
Заключение
Дополнение
Роль средств обучения в системном квантовании учебных действий школьников
Список литературы

В связи со сказанным выше мы решили проанализировать с помощью математической модели ортогонализации системную нейродинамическую организацию мозга, обеспечивающую характер преобразования информации. Мы выделили категорию «тип преобразования информации» (ТПИ). Всех, кто по описанному в 3-й главе алгоритму входил в 1-ю группу по успешности решения задач (независимо 1-го, или 2-го типа, или обоих вместе), мы отнесли к имеющим 1 ТПИ. Всех входящих во 2-ю группу по успешности решения (в 1-м и во 2-м типе задач) мы отнесли к имеющим II ТПИ.
Для анализа системной нейродинамической организации, обеспечивающей успешное решение задач, мы составили два массива ЭЭГ-реализаций, которые были подвергнуты ортогонализации с помощью КА в 12-мерном пространстве. Первый массив составили ЭЭГ-паттерны обследованных, вводивших в 1-ю группу при решении задач 1-го типа (16 обследованных с 181 ЭЭГ). Второй массив составил ЭЭГ-паттерны обследуемых, входивших в 1-ю группу при решении задач 2-го типа (14 обследованных, имевших 172 ЭЭГ). Оба массива принадлежали обследуемым с I ТПИ. ЭЭГ-паттерны, полученные у обследованных 2-й группы при решении задач 1-го типа (15 человек с 170 ЭЭГ) и задач 2-го типа (17 человек со 189 ЭЭГ), составили еще два массива ЭЭГ-реализаций, принадлежавших школьникам со II ТПИ.
Каждый из массивов был подвергнут ортогонализации с помощью КА для возможности сравнения структур компонент обследуемых с I и со II ТПИ при решении образных и словесных учебных задач контрольного урока ботаники 6-го класса.
Рассмотрим полученные результаты сопоставления системной организации массива ЭЭГ-реализаций в процессе решения одних и тех же учебных задач у лиц с I и II ТПИ.
Матрицы 4 компонент при решении обследуемыми с I ТПИ задач, репрезентируемых в образной форме (1-й тип), даны по индексу ЭЭГ (табл. 11), амплитуде ЭЭГ (табл. 12), частоте ЭЭГ (табл. 13) и получены в результате ортогонализации с помощью КА по 12 признакам. Также демонстрируются аналогичные матрицы компонент ЭЭГ при решении обследуемыми с I ТПИ задач, репрезентируемых в словесной форме (2-й тип) по индексу ЭЭГ (табл. 14), по амплитуде ЭЭГ (табл. 15), по частоте ЭЭГ (табл. 16).
Матрицы 4 компонент при решении обследуемыми со II ТПИ задач, репрезентируемых в образной форме, даны по индексу ЭЭГ (табл. 17), амплитуде ЭЭГ (табл. 18), частоте ЭЭГ (табл. 19).













Рис. 8. Графические изображения компонент 1 индекса ЭЭГ, зарегистрированных у школьников 6-го класса при решении учебных задач 1-го типа контрольного урока по ботанике.


а —у учащихся с I ТПИ; б — у учащихся со II ТПИ. Остальные обозначения те же, что на рис. 1.

Аналогичные матрицы компонент ЭЭГ при решении обследуемыми со II ТПИ задач, репрезентируемых в словесной форме по индексу ЭЭГ (табл. 20), амплитуде ЭЭГ (табл. 21), частоте ЭЭГ (табл. 22), получены ортогонализацией с помощью КА по 12 признакам.
Гистограммы компонент 1 индекса ЭЭГ при решении задач 1-го типа имеют совершенно разную структуру у лиц с I (рис. 8а) и II ТПИ (рис. 86) (см. табл. 11, 17). Все отведения в бета-диапазоне при I ТПИ имеют отрицательную корреляцию с индексом, а при II ТПИ все отведения в бета- диапазоне положительно коррелируют с индексом. Все отведения в альфа-, тета-, дельта-диапазонах имеют при I ТПИ положительную корреляцию с индексом, а при II ТПИ — отрицательную. Это создает разницу между коэффициентами корреляции (КК) при I и II ТПИ 0,800—1,100, в то время как для выборки в 170 ЭЭГ, по L. Sachs (1976), достаточна разница 0,150 на 5% уровне и 0,200 на 1% уровне. Также достоверно различны структуры компонент. 3 индекса ЭЭГ при I (рис. 9а) и II ТПИ (рис. 96). Это наблюдается в разных отведениях во всех частотных диапазонах (см. табл. 11, 17). Гистограммы компонент 4 индекса ЭЭГ при I (рис. 10а) и II ТПИ (рис. 106) также имеют достоверно различную структуру во всех частотных диапазонах, при этом различия, как правило, достоверны на 0,1% уровне (различия 0,250 и выше). Гистограммы компонент 2 амплитуды ЭЭГ также в высокой степени достоверно отличаются при I (рис. 11а) и ТПИ (рис. 116) (см. табл. 12, 18). Достоверно отличаются по своей структуре компоненты 4 амплитуды ЭЭГ при I (рис. 12а) и II ТПИ (рис. 126). Достоверно отличаются структуры компонент 3 частоты ЭЭГ при I (рис. 13а) и II ТПИ (рис. 136) (см. табл. 13, 19).

Значимо отличны и структуры компонент 4 частоты ЭЭГ при решении образных задач при I (рис. 14а) и II ТПИ (рис. 146). Таким образом, можно видеть, что нейродинамические организации мозга, т. е. организации функциональных систем психической деятельности, прежде всего их прогнозирующего аппарата (акцептора результата действия), при решении образных учебных задач на классификацию растений достоверно отличаются друг от друга у лиц с I и II ТПИ.
Сопоставим структуру организации компонент ЭЭГ при решении учебных задач по ботанике, репрезентируемых в словесной форме (2-й тип задач), у обследуемых с I ТПИ (выборка в 172 ЭЭГ-паттерна) и II ТПИ (выборка в 189 ЭЭГ- паттернов).

Гистограммы компонент 1 индекса ЭЭГ (см. табл. 14, 20) при I и II ТПИ значимо отличаются [Sachs L., 1976] в ряде отведений бета-диапазона (рис. 15а, б): КК правого затылочного отведения: 0,0285 и 0,6864; КК левого затылочного отведения: 0,3700 и 0,5989; КК правого теменного отведения: 0,3463 и 0,5904; КК левого теменного отведения: 0,3418 и 0,7946; КК левого височного отведения: —0,0682 и 0,0992; КК левого лобного отведения: 0,0695 и 0,6072; КК правого лобного отведения: —0,0667 и 0,4426. В альфа-диапазоне КК правого затылочного отведения при I и II ТПИ: —0,7574 и —0,5997. В тета-диапазоне КК правого затылочного отведения: —0,5459 и —0,7006; правого височного отведения: —0,3567 и —0,5794; левого лобного отведения: —0,5082 и —0,7432. В дельта-диапазоне КК левого теменного отведения: соответственно —0,4231 и —0,6450; КК правого теменного отведения: —0,3571 и —0,5399; КК левого височного отведения: —0,2356 и —0,4262; КК правого височного отведения: —0,2255 и —0,4462; КК правого лобного отведения: —0,3042 и —0,5763. Также достоверно отличаются компоненты 3 индекса ЭЭГ (табл. 14, 20, рис. 16а, б). В бета-диапазоне КК левого затылочного отведения: 0,1379 и 0,5584; КК левого теменного отведения: 0,1008 и 0,5068; КК левого височного отведения: 0,7262 и —0,3355; КК правого височного отведения: 0,7577 и —0,3502. В альфа-диапазоне КК левого затылочного отведения: —0,4184 и 0,0808; КК теменных отведений: —0,3722 и —0,1261; КК лобных отведений: —0,4949 и 0,0695; КК правого затылочного отведения: —0,1662 и 0,1599; КК лобных отведений: —0,3875 и 0,0114. В тета-диапазоне КК левых теменных отведений: 0,1690 и —0,0246; КК височных отведений: 0,1332 и 0,4568; КК лобных отведений: 0,1549 и —0,1169; КК правых теменных отведений: 0,3061 и 0,0533; КК височных отведений: —0,1511 и 0,4599. В дельта-диапазоне КК правых затылочных отведений: 0,1224 и 0,3521; КК теменных отведений: 0,3578 и 0,0226, КК височных отведений: 0,3266 и 0,5195; КК левых теменных отведений: 0,2092 и —0,0456.
Гистограммы компонент 4 индекса ЭЭГ (рис. 17а, б, табл. 14, 20) у обследуемых с I и II ТПИ достоверно отличаются по структуре в бета-, альфа- тета-, дельта-диапазонах. Достоверно отличаются и гистограммы компонент 2 амплитуды ЭЭГ (рис. 18а, б, табл. 15, 21) в бета-, альфа-, тета-, дельта-диапазонах. Особенно интересно, что у обследуемых с I ТПИ все височные отведения имеют выраженную положительную корреляцию с амплитудой (в бета-диапазоне 0,7136, €,6812, альфа-диапазоне 0,6137 и 0,5861, в тета- и дельта-диапазонах 0,6531—0,4923), у обследуемых со II ТПИ в бета- и альфа-диапазонах корреляция височных отведений отрицательная, а в тета- и дельта-диапазонах — умеренная положительная.


Рис. 9. Графические изображения компонент 3 индекса ЭЭГ.
Обозначения те же, что на рис. 8.

 

Рис. 10. Графические изображения компонент 4 индекса ЭЭГ.
Обозначения те же, что на рис. 8.

 


Рис. 11. Графические изображения компонент 2 амплитуды ЭЭГ.
Обозначения те же, что на рис. 8.


Рис. 12. Графические изображении компонент 4 амплитуды ЭЭГ. Обозначения те же, что на рис. 8.


Рис. 13. Графические изображения компонент 3 частоты ЭЭГ Обозначения те же, что на рис. 8.


Рис. 14. Графические изображения компонент 4 частоты ЭЭГ. Обозначения те же, что на рис. 8.


Рис. 15. Графические изображения компонент 1 индекса ЭЭГ, зарегистрированных у школьников 6-го класса при решении учебных задач 2-го типа контрольного урока по ботанике.

a — у учащихся с I ТПИ; б — у учащихся со II ТПИ. Остальные обозначения те же,
что на рис. 1.

 


Рис. 16. Графические изображения компонент 3 индекса ЭЭГ. .Обозначения те же, что на рис. 15.



Рис. 17. Графические изображения компонент 4 индекса ЭЭГ. Обозначения те же, что на рис. 15.


Рис. 18. Графические изображения компонент 2 амплитуды ЭЭГ. Обозначения те же, что на рис. 15.


Рис. 19. Графические изображения компонент 3 амплитуды ЭЭГ. Обозначения те же, что на рис. 15.


Рис. 20. Графические изображении компонент 4 амплитуды ЭЭГ. Обозначения те же, что на рис. 15.


Рис. 21. Графические изображения компонент 1 частоты ЭЭГ. Обозначения те же, что на рис. 15.


Рис. 22. Графические изображения компонент 2 частоты ЭЭГ. Обозначения те же, что на рис. 15.


Рис. 23. Графические изображения компонент 3 частоты ЭЭГ. Обозначения те же, что на рис. 15.

 


Рис. 24. Графические изображения компонент 4 частоты ЭЭГ.
Обозначения те же, что на рис. 15.

Также достоверно отличаются структуры компонент 3 амплитуды ЭЭГ (рис. 19а, б, см. табл. 15, 21) во всех диапазонах частот. Такую же значимо разную организацию ЭЭГ-активности во всех диапазонах частот при решении учебных задач в словесной форме демонстрируют гистограммы компонент 4 амплитуды ЭЭГ (рис. 20а, б, см. табл. 15, 21). Достоверное различие мозговой организации при решении учебных задач, репрезентируемых в словесной форме учащимися с 1 и II ТПИ, видно из сопоставления гистограмм компонент 1 частоты ЭЭГ (рис. 21а, б, см. табл. 16,22). Достоверность различия нейродинамической системной организации при решении задач по ботанике, предъявляемых в текстовой форме, у обследованных с I и II ТПИ подтверждается сопоставлением гистограмм компонент 2 частоты ЭЭГ (рис. 22а, б, см. табл. 16, 22), компонент 3 частоты ЭЭГ (рис. 23а, б, см. табл. 16, 22), компонент 4 частоты ЭЭГ (рис. 24а, б, см. табл. 16, 22).
Таким образом, изучение нейродинамической организации ФСПД мозга при решении учащимися в условиях автоматизированного психофизиологического эксперимента учебных задач контрольного урока ботаники «Цветковые растения и их классификация» позволило впервые сопоставить системную организацию ЭЭГ-активности в процессе решения учебных задач, репрезентируемых в образной и словесной форме, на выборке в 712 ЭЭГ-паттернов, полученных при решении 712 задач. Установлено, во-первых, что нейродинамическая организация ФСПД (ее оценивали по ЭЭГ-проявлениям) при образной форме учебной информации статистически достоверно отличалась от мозговой организации ФСПД при репрезентации задач в словесной форме; во-вторых, что учащиеся в данных экспериментах характеризовались двумя типами преобразования информации. Обследуемые с I ТПИ относились к 1-й группе, успешно решавших учебные задачи. Обследуемые со II ТПИ относились ко 2-й группе, неуспешно решавших те же задачи. Мозговые организации ФСПД обследуемых с I и II ТПИ статистически значимо отличались друг от друга. Большая точность и высокая достоверность разделения в дискриминантном анализе ЭЭГ-паттернов при I и II ТПИ убедительно доказала информативность указанного различия. Различались прежде всего акцепторы результатов действия ФСПД у лиц с I и II ТПИ.
Вид информации учебных задач с изображениями растений и их частей, которые предъявлялись в образной форме, был неоднороден. Педагоги отмечали, что такие задачи, как «под каким номером дан корень, характерный для однодольных растений?», «под каким номером обозначена фаза кущения?», отличаются по виду предъявляемой информации от задач: «под каким номером дан лист, характерный для двудольных растений?», «под каким номером здесь изображена капуста сорта кольраби?» Для решения первых задач требовалось изображение схемы (анатомии) внутреннего строения растения или фаз процесса его развития (фаза кущения). Дидакт-биолог, с которым мы работали, педагог и старший научный сотрудник НИИШОТСО АПН СССР кандидат педагогических наук А. М. Розенштейн специально подчеркивал, что морфология растений требует их точного конкретно-образного внешнего изображения, анатомия же требует схемномодельного изображения того, что ученик не видит снаружи (внутреннее строение) и может понять, лишь опираясь иа схему и модель. Усвоение анатомии и морфологии растений у разных учеников было неодинаковым. Поэтому мы решили внутри образных задач выделить два типа (вида, формы) информации: схемно-модельный и конкретно-образный.
Мы решили провести серию исследований, которые позволили бы ответить на вопрос: одинакова или различна нейро- динамическая организация ФСПД учащихся, обеспечивающая преобразование информации при схемно-модельном и конкретно-образном видах ее предъявления?
Для этого при участии А. М. Розенштейна был разработан контрольный урок ботаники для 5-го класса в соответствии с государственной программой. В основу были положены выполненные под руководством А. М. Розенштейна две серии диапозитивов для контроля знаний по курсу ботаники для 5-го класса: «Стебель» и «Лист». Этот урок осуществлялся в системе автоматизированного психофизиологического эксперимента (см. 3-ю главу).
В этом эксперименте школьникам 5-го класса предъявлялись задания контрольного урока по разделам ботаники «Стебель», «Лист». Для математического анализа мы использовали данные 38 обследованных, состоявшие из 971 ЭЭГ- паттерна, зарегистрированных в процессе решения 971 учебной задачи. 463 ЭЭГ-паттерна были зарегистрированы при решении задач, предъявляемых в виде схемно-модельной информации («Стебель»), 508 ЭЭГ-паттернов были зарегистрированы при решении задач, предъявляемых в виде конкретно-образной информации («Лист»).



 
« Системная красная волчанка, системная склеродермия, ревматоидный артрит   Системы организма (гистология) »