ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДИДАКТИКИ


Обучение строится на базе сложной деятельности анатомо-физиологического аппарата развивающегося организма ребенка, лежащей в основе такого его онтологического свойства, как способности к научению. Исследования в области физиологии показывают, что на уровне организма научение может выступать как сложноорганизованная адаптационно-развивающая функция существования живой субстанции в целом. Открытия последних лет все более убедительно свидетельствуют о том, что научение есть природное свойство, внутренне присущее человеку и всем живым существам. Проявляется оно в процессе освоения и преобразования ими окружающей среды и самих себя.

Всеобщая способность к обучению, начиная от простейших организмов, неодинакова у представителей разного уровня филогенеза и имеет различную биологическую основу. Ее роль в адаптации организма значительно возрастает на более поздних этапах эволюции. Обучение теснейшим образом связано с памятью (речь о которой пойдет в разделе о психологических основах обучения) и практически неотделимо от нее. В то время как обучение обеспечивает постоянное пополнение и изменение знаний, а также приобретение навыков использования регистрируемой информации, процессы памяти отвечают за ее усвоение и сохранение. В этой связи проблема механизмов памяти, как отмечал выдающийся отечественный психолог А.Р.Лурия, представляет собой значительную часть области исследования различных видов обучения.

В социокультурном плане обучение связано с передачей и освоением определенного опыта культуры, и здесь в самом строении человеческого организма, в его природе открываются определенные свойства и механизмы, которые обеспечивают предрасположенность и готовность ребенка к усвоению этого опыта и приобщению к социокультурному пространству жизни.

В начале XX в. обучение впервые начали изучать с помощью физиологических методов, и сейчас обучение стало одной из наиболее обширных областей исследования физиологии высшей нервной деятельности и других разделов нейробиологии (нейроморфологии, нейрохимии, этологии, нейрокибернетики и др.).

Изучение закономерностей разных форм обучения и их физиологических механизмов включает выяснение фундаментальных принципов функционирования нервной системы. Понимание этих принципов дает представление о формировании индивидуальных адаптаций, о вкладе конкретных структур и нейронных цепей мозга в процессы приобретения нового опыта, а также о природе пластичности нервных клеток, лежащей в основе высших нервных функций.

По морфологической локализации ведущим органом, отвечающим за организацию и функционирование всей сложной системы действий и процессов научения организма, выступает уникальный аппарат — человеческий мозг.

В настоящее время открываются значительные возможности для исследования, нейрофизиологических основ обучения. Это связано с большой эффективностью микроэлектродной техники, методов биохимии, электронной микроскопии и других современных методических средств выявления различных видов обучения и памяти. Результаты исследований показывают, что разные формы обучения представляют собой итог системной деятельности нейронов многих структур центральной нервной системы (ЦНС). При этом единого центра или отдельной структуры мозга, ответственной за эти функции, не существует.

Описывая нейробиологические основы обучения, Б. И. Котляр отмечает следующее фундаментальное положение. Согласно современным данным, комплексное изучение механизмов сигнальной деятельности свидетельствует о том, что физиологической основой обучения служат качественно специфические состояния мозга. Эти состояния отражаются в активности нейронов и особенностях их реактивности во всех частях ЦНС.

В физиологической науке описание высшей нервной деятельности строится на выделении механизмов различных уровней организации мозговых процессов — системного, клеточного и молекулярного. Исследования показали, что небольшая группа нервных клеток в коре больших полушарий способна при определенных локальных воздействиях интегрироваться в целостную микросистему, проявляющую ряд основных свойств ассоциативного обучения и привыкания. Полученные данные позволяют рассматривать локальные микросети нейронов в качестве потенциальных модулей обучения и памяти на основе выделения особого, микросистемного уровня интегративных нервных процессов.

Установлено, что обучение и память — это результат приобретения мозгом новых состояний путем установления определенной структуры нервной сети на основе множественных механизмов пластичности нервных клеток. Многообразию раздражителей, подкреплений и реакций организма, а также любым их сочетаниям соответствует множество качественно специфических состояний мозга. В этих состояниях отражается информация об ассоциируемых факторах и программа предстоящего поведения, что определяет качественную специфичность, «семантику» состояния при обучении.

Фундаментальным свойством человеческого мозга выступает его структурная и функциональная многоликость, т.е. способность представлять собой множество в едином. В этом состоит суть одного из основных принципов ЦНС, который в современных исследованиях трактуется как принцип функционального полиморфизма. Согласно данному принципу, каждому виду деятельности соответствуют целостные качественные специфические состояния мозга, системно охватывающие обширные структуры межнейронных отношений. Эти изменения проявляются как в показателях активности, реактивности и взаимодействия нервных клеток в любом пункте мозга, так и в показателях разного уровня функционирования организма.

Открытие взаимосвязи целостных специфических состояний мозга с определенным видом деятельности базируется на фундаментальной научной традиции исследования функционирования нервной системы и мозговых механизмах обучения и памяти. К их числу относятся представления И. П. Павлова и его школы об определяющей роли состояния (тонуса) коры больших полушарий для формирования условных рефлексов, концепция А. А. Ухтомского о доминанте и состояниях мозга, представления классиков нейрофизиологии К. Шеррингтона и Р. Магнуса о реактивности нервных структур как функции состояния нервной системы, учение Н. П. Бехтеревой о локальных нейронных цепях головного мозга, положения А. Р. Лурии о нейропсихологических основах памяти и путях ее восстановления, теоретические разработки психологов Р.Вудвортса, Д.Хебба, Д.Н.Узнадзе и других об опосредующих мозговых процессах, связанных с готовностью получения стимула и совершения действия, представления П. К. Анохина о функциональных системах, К. Прибрама о голографическом принципе организации мозга, а также Дж. Эделмена и В. Маунткастла о механизмах высших нервных функций мозга.

Исходным моментом понимания физиологических механизмов обучения выступает идущая еще от Аристотеля ассоциативная линия их трактовки. Ассоциация (буквально — связь, соединение) отражает фундаментальный принцип работы ЦНС, впервые научно разработанный в трудах И.М.Сеченова и И.П.Павлова, и означает принцип временной связи в коре головного мозга различных впечатлений, реакций, действий. В русле отечественной физиологической традиции явление ассоциации трактуется, прежде всего, как связь между рефлексами. Так, по И.М.Сеченову, это процесс «сливания» рефлексов в последовательный ряд, а в учении И.П.Павлова в содержании ассоциаций открывается совершенно особый класс проявлений работы коры головного мозга — условные рефлексы. Это индивидуально приобретенная реакция организма на ранее индифферентный раздражитель, воспроизводящая безусловный рефлекс, который возникает на непосредственные сенсорные признаки раздражителя.

В основе условного рефлекса лежит формирование новых или модификация существующих нервных связей, происходящих под влиянием изменений внешней и внутренней среды. Это временные связи, которые тормозятся при отмене подкрепления, изменении ситуации. Таким образом, условно-рефлекторная связь, в противоположность безусловно-рефлекторной, не является врожденной и образуется в результате обучения.

В случае объединения двух и более условных рефлексов формируются условные цепные рефлексы, представляющие собой сложную цепь временных связей, когда конец одного рефлекса запускает следующий рефлекс. Данный феномен получил в учении И.П.Павлова название динамического стереотипа. Это процесс, который может протекать при отсутствии непосредственной связи с безусловной реакцией. Уже в лаборатории И. П. Павлова было сделано предположение, что процесс синтеза разнообразных цепных рефлексов составляет основу человеческих навыков (речевых, профессиональных, спортивных и т. п.). И. П. Павлову и его ученикам удалось воспроизвести и проанализировать эти сложные ассоциативные связи в лабораторных условиях в виде различных моделей научения на животных и человеке.

Было установлено, что в основе процесса образования слов, понятий, т. е. речевых временных связей, лежит механизм формирования сложной цепи условных рефлексов. Примером может служить выработка ассоциации между двумя индифферентными стимулами без применения непосредственного безусловного подкрепления. В качестве аналога двух фонем, составляющих слово, использовались два звуковых тона, один из которых подкреплялся безусловным раздражителем, после чего и другой вызывал условную реакцию. Было показано, что эта связь может устанавливаться между сигналами разной модальности. Основой же для ассоциации между индифферентными раздражителями является безусловная ориентировочная реакция, а механизм составляет временная связь.

Ассоциативное обучение характеризуется рядом особенностей, которые, согласно обобщению Б.И.Котляра, могут быть суммированы следующим образом:

  1. Обучение происходит при совпадении ассоциируемых раздражителей (факторов) во времени либо при опережении сигнальным раздражителем подкрепления. При обратном порядке обучение либо не происходит, либо формируется с большим трудом.
  2. При обучении наиболее эффективно опережение сигнального раздражителя на 200-500 мс. Увеличение или уменьшение этого интервала снижает скорость обучения и прочность формируемого ассоциативного эффекта.
  3. Ассоциативные эффекты образуются преимущественно при большей физиологической силе подкрепляющего раздражителя по сравнению с силой сигнального.
  4. Увеличение до определенной (оптимальной) величины интенсивности подкрепляющего раздражителя повышает эффективность обучения, определяемую как отношение общего числа ассоциативных реакций к общему числу предъявлений сигнального раздражителя.
  5. Во многих случаях увеличение интенсивности сигнального раздражителя ускоряет обучение и повышает его эффективность.
  6. Скорость и эффективность обучения зависят от частоты предъявлений сочетаемых раздражителей. Существует оптимальный (1,5 мин) интервал между сочетаниями, при котором эффективность выработки большинства реакций наибольшая.
  7. Ассоциативная связь, образованная на один сигнал, может быть вызвана и другими раздражителями. Такая генерализация тем меньше, чем больше посторонние раздражители отличаются от сигнального.
  8. Изолированные предъявления сигнального раздражителя приводят к угасанию ассоциативного эффекта.
  9. Ассоциативный эффект более устойчив к угасанию, если сигнальный раздражитель предшествует подкреплению только в части сочетаний.
  10. При повторяемости опытов по формированию и погашению ассоциативного эффекта обучение развивается быстрее.
  11. Чем меньше посторонних раздражителей действует во время предъявления сигнального раздражителя, тем быстрее происходит обучение.
  12. Перерыв в совместном действии раздражителей приводит к постепенному снижению эффективности ассоциативной связи.

В русле исследований физиологии функциональных состояний отмечается несколько классификаций научения.

Так, по критерию активности человека в ходе научения В.М.Смирнов выделяет четыре основные группы:

Добавить комментарий

Имя *
E-mail *
Сайт