Запитання та завдання до розділу 1.3.
Назвіть види інформаційного впливу на людину.
Поясніть сутність зовнішніх і внутрішніх інформаційних процесів, що лежать в основні навчання.
У чому полягає взаємодія організму учня і навчального середовища?
Обґрунтуйте зовнішню інформаційну структуру організму учня як систему трьох типів інформації.
Розкрийте сутність педагогічної інформації, назвіть етапи її засвоєння.
У яких випадках слід надавати перевагу зоровій та слуховій формам подачі навчального матеріалу?
Дайте визначення поняття «апаратні можливості організму» та охарактеризуйте їх структуру.
Що таке біокібернетичні описи організму учня?
Яким чином гуморальна система впливає на інформаційні процеси в організмі школяра?
Чим відрізняється нервова регуляція життєдіяльності організму людини від гуморальної?
1.4. Основні інформаційні канали організму учня
1.4.1. Загальна характеристика сенсорних систем
На організм учня через сенсорні системи, або аналізатори постійно діють сотні подразників навчального середовищ. Цим значною мірою забезпечується діяльність головного мозку. Його діяльність уповільнюється при зменшенні сенсорної активності нижче певного порогу, що проявляється у зниженні уважності та впорядкованості потоку думок.
Об'єм і характер інформації, яка надходить через органи чуттів визначає обсяг та порядок трудових операцій. В залежності від характеру трудового процесу змінюється значимість тієї чи іншої сенсорної системи. При цьому сенсорні системи тісно пов’язані між собою. Такий зв’язок відчувається лише у випадку порушення певного аналізатора.
У ергономіці розрізняють дві функції сенсорного входу організму людини, а саме:
– забезпечення тонусу ретикулярної формації (кожна сенсорна система має двосторонні зв'язки з ретикулярною формацією);
– введення в організм учня навчальної інформації.
При цьому найбільше значення мають такі показники аналізаторів:
– адекватність, тобто здатність рецепторів певного аналізатора сприймати лише відповідні подразника;
– поріг збудливості, або найменша сила подразника, яка здатна викликати збудження;
– час адаптації, або інтервал часу, протягом якого різко падає сила відчуття після початку подразнення;
– часовий поріг, тобто найменший інтервал часу між двома подразненнями, за якого розрізняють два подібні відчуття;
– величина порогу розрізнення, або найменший приріст сили подразника, який викликає помітну різницю відчуттів.
Основними каналами сприйняття інформації у навчальному процесі є зоровий, слуховий, шкірний, руховий (інколи нюховий та смаковий) аналізатори. При цьому граничні межі підвищення ефективності навчального процесу визначаються реальною пропускною здатністю кожного з цих аналізаторів.
Будь-які погіршення умов навчальної діяльності учня (погане освітлення, незручна робоча поза, необхідність зайвого напруження зору, шум, розсіяність уваги тощо) зменшують інформаційну пропускну здатність сенсорних систем, що спричинює погіршення якості сприймання та аналізу інформації. Це, у свою чергу, знижує результативність навчання.
Розглянемо основні інформаційні характеристики аналізаторів людини.
Зоровий аналізатор сприймає світло особливими клітинами сітківки – колбочками та паличками. Колбочки збуджуються при яскравому світлі й малочутливі до слабкого освітлення. Вони сприймають колір, форму і деталі предметів. Палички дуже чутливі до світла і тому збуджуються навіть при малому, так званому сутінковому освітленні.
Око здатне чітко розрізняти предмети, які знаходяться на різних відстанях. Цей механізм називається акомодацією. Нормальна акомодація забезпечує чітке сприймання предмету на відстані 10 см. Мінімальний кут, під яким дві точки на площині сприймаються окремо, характеризує гостроту зору. Нормальною гострота зору вважається тоді, коли цей кут дорівнює одній кутовій мінуті. Такий кут вважається одиницею гостроти зору. Якщо дві точки розрізняються при куті 2 мінути, то гострота зору дорівнює 0,5, а при 10 кутових мінутах – 0,1 і т.д.
Сприймання простору зоровим аналізатором оцінюється низкою понять: поле зору, глибина простору, кутова швидкість.
Полем зору називається простір, який можна охопити очима при їх фіксованому стані. Глибина простору сприймається за двома ознаками. Так, зображення предметів, які розташовані ближче, частково накладається на зображення тих, що за ними. Крім того, по мірі віддалення предметів від ока зменшуються їхні розміри, рельєфність форми, різниці тіней на поверхні, насиченість кольорів.
Швидкість руху предметів сприймається за швидкістю переміщення їх зображення по сітківці, яка дістала назву кутової швидкості. Кутова швидкість близько розташованих предметів значно більша, ніж далеко розташованих. Наприклад, автомобіль, що рухається, проноситься мимо спостерігача з великою швидкістю, а літак у небі зникає з поля зору повільно, хоча швидкість його набагато більша від швидкості автомобіля. На цій підставі спостерігач визначає, що автомобіль знаходиться ближче, ніж літак. Подібний феномен можна спостерігати і при поворотах голови. Близько розташовані предмети зникають з поля зору раніше, ніж віддалені, оскільки їхня кутова швидкість більша.
Одним із механізмів просторового сприйняття є ступінь сходження очей. Осі правого і лівого ока за допомогою окорухових м’язів сходяться на предметі, що розглядається. Чим ближче розташований предмет, тим сильніше скорочуватимуться прямі внутрішні та розтягуватимуться прямі зовнішні м'язи ока. Ступінь збудження рецепторів цих м'язів дає уявлення про силу їх скорочення, а отже і про віддаленість предмета.
Сприйняття зображення об'єкта залежить від фону, на якому вії знаходиться. Наприклад, коло на фоні трикутників здається неправильним, а паралельні лінії на фоні ліній, що розходяться з однієї точки, здаються не паралельними тощо (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Залежність характеру зорового образу предмета від фону
Очі здатні адаптуватися до світла, знижуючи свою чутливість, та до темряви, збільшуючи чуттєвість. Максимальна адаптація до темряви настає в середньому через 30 хвилин.
Сприймання найдрібніших предметів здійснюється завдяки мікроколивальним рухам очей (з частотою близько 25 мс).
Зоровий аналізатор людини характеризується також порогом розрізнення (диференційний поріг, чуттєвість). Це – мінімальна різниця в інтенсивності двох певних подразнень, яка викликає посилення або послаблення відчуття стосовно його початкової інтенсивності.
Тривалість впливу подразника, яка необхідна для виникнення відчуття, називається часовим порогом зорового аналізатора. Часовий поріг складає біля 0,1 с при слабкому і 0,02 с при сильному освітленні.
Слухова сенсорна система людини сприймає звуки в частотному діапазоні від 16 до 20000 герців (Гц). Найкраще людина чує в діапазоні 1000-3000 Гц. При цьому поріг чутності складає 3 децибели (дБ).
Оптимальна гучність звуків для людини знаходиться у діапазоні від 1 до 140 дБ. До речі, гучність тихого шепоту на відстані 1,5 м складає 10 дБ, тихої розмови – 40 дБ, голосної розмови – 60 дБ, шум літака на відстані 5 м – 120 дБ.
Максимальна гострота слуху спостерігається у віці 14-19 років.
Точність визначення розташування джерела звуку за допомогою одного вуха складає 50, а двох вух – 10.
Слуховий аналізатор людини здатен адаптуватися до звуку та тиші внаслідок регулювання збудливості його рецепторів.
Часовий поріг слухового аналізатора з віком зменшується: у 8-10 років він становить 12-15 мс, а в 25 років – 3-5 мс).
Основним інформаційним параметром шкірного аналізатора є просторовий поріг – найменша відстань між двома дотиками. На кінчику язика він складає в середньому 1 мм, на кінчиках пальців – 2 мм, в середині долоні – 9 мм, а на спині – 67 мм. При цьому мінімальний поріг відчуття сили дотику складає близько 50 мг.
Шкірні рецептори сприймають вібрацію в межах 40 до 1000 коливань за секунду, а максимальна чутливість спостерігається при частоті 300 коливань за секунду.
Тривалість адаптації до тиску становить декілька секунд.
Основною функціональною характеристикою рухового аналізатора є мала здатність до адаптації, що вимагає значного контролю за ходом рухів з боку нервової системи.