3 Психофизиологические процессы при работе с компьютером
Исследование взаимодействия «Человек – компьютер» является сравнительно новым направлением. Это связано с тем, что компьютерной революции еще не более сорока лет. Компьютеризация образования, по мнению Н.И. Даниловой, создает «наиболее благоприятные условия для контроля обучения по физиологическим параметрам. Эта задача может быть решена с помощью мониторинга функционального состояния учащегося, а также через компьютеризированную оценку его индивидуальных психофизиологических характеристик (1). Такой подход лежит в основе такого направления прикладной психофизиологии, как педагогическая психофизиология. В ней можно выделить несколько проблемных областей.
1. Изучение индивидуальных качеств, способствующих развитию стрессовых состояний. Связан с оценкой функциональных состояний (уровня активности структур мозга, на котором протекает конкретная психическая деятельность).
2. Оптимизация обучения благодаря введению в коридор оптимального состояния. Принцип подходя связан с использованием метода биологической обратной связи при контроле над параметрами организма (в исследовании К. Мангины использован показатель кожной проводимости).
Практические и научные аспекты взаимодействия «человек – компьютер» учитываются во всех направлениях, связанных с информационными технологиями. Всеобщность их распространения определяет значение психофизиологических исследований для производственных технологий, связи, транспорта, финансов, торговли. Это дает возможность отнести их к общему направлению – психофизиологии и физиологии трудовой деятельности (2). Такой подход позволяет применять в исследованиях подходы физиологии трудовой деятельности, приведенные, например, в Методических рекомендациях «Интегральная оценка работоспособности при умственном и физическом труде»(3). Актуальным с теоретической и практической сторон является исследование наступления утомления при работе с компьютером.
Практическое изучение психофизиологических аспектов взаимодействия в системе «человек – компьютер» в России отражено в программе спецсеминара при кафедре психофизиологии психологического факультета Московского государственного университета. В ней показаны цели, предмет изучения и задачи психофизиологии компьютерного труда (4).
Анализ используемых психофизиологических методов, таких как кардиоинтервалография, электроэнцефалография, электромиография, окулография, метод кожно-гальванической регистрации и других, исходя из возможностей их материального обеспечения показывает, что большинству из них для практического внедрения требуются существенные финансовые затраты. Тем не менее, можно создавать недорогие системы диагностики психофизиологических параметров с применением компьютерных технологий. Эти возможности связаны с регистрацией некоторых двигательных параметров, параметров нервно-психической деятельности, что и реализовано в комплексе «Тетр».
Двигательная функция при работе с компьютером
Изучение движений при работе с компьютером является современным этапом общего направления в науке о движении. Анализ исторического материала проблем движения и результатов последних лет приведен в работе Н.Н. Гордеевой (5). Рассмотрение значимости проблемы движения выполнено ученицей школы № 80 Татьяной Серовой ранее в работах, представленных на программу «Открытие» в 2003 – 2004 годах (6).
Тремор является основой микродвижений человека. Он образуется из-за колебательных движений мышц конечностей. Он играет важную роль в комплексе адаптационно-приспособительных процессов организма, указывает на характер энергетических процессов и их регуляции, служит показателем работоспособности и утомления человека. По характеру тремора можно судить о состоянии нервной системы организма человека. Основные характеристики тремора – это частота, с которой он происходит и амплитуда (размах) колебательного движения. Они зависят от ряда особенностей человека: различных уровней его нервно-психической организации. Так как тремор проявляется при рассогласовании различных систем регуляции, то чем выше величина рассогласования, тем выше тремор. Тремор можно разделить на нормальный и патологический. Нормальный тремор, наблюдающийся у здоровых людей, делят на два типа: статический и динамический. Описание видов тремора и его параметров было сделано ранее (6). Для характеристики статического тремора существуют ряд индексов, отражающих степень координированности психомоторной сферы, или, иначе говоря, «продуктивности» тремора.
Для изучения статического тремора используется в основном метод Меде. Он заключается в регистрации количества ошибок, то есть прикосновений к краям металлической панели с отверстиями различной величины, в которые испытуемый продевает металлический стержень. Так как и панель, и стержень являются контактами одной цепи, каждое прикосновение регистрируется на счетчике. Отверстия в пластине имеют неодинаковый диаметр, поэтому можно исследовать тремор различных порядков. Например, если стержень вводится в отверстие, не превышающее в диаметре 3,0 мм, то количество касаний, отнесенное к времени исследования, и будет являться коэффициентом координации.
Для изучения динамического тремора используется металлический лабиринт, сквозь который испытуемый должен провести контактный стержень так, чтобы не коснуться его границ и затратить при этом как можно меньше времени. Каждое прикосновение стержня к лабиринту также включает счетчик импульсов.
Исследование исходило из гипотезы, что долгая работа на компьютере приводит к нарушению точности выполнения программ движения. Это можно объяснить длительным возбуждением отделов мозга, ответственным за поддержание статической позы, работу антигравитационных мышц и разлитым торможением в областях, отвечающим за работу динамических мышц.
Нервно-психические процессы при работе с компьютером
В соответствии с наиболее общепринятой и традиционной точкой зрения в нервной системе различают всего два основных процесса: возбуждение и торможение. Выраженность этих процессов и их соотношение друг с другом, а также скорость их смены друг на друга определяют свойства нервной системы. И.П. Павлов выделил три основных качества: сила нервных процессов, уравновешенность нервных процессов, подвижность нервных процессов. Степень проявления каждого из этих качеств современные подходы психофизиологии требуют оценивать количественно. Такой подход утверждается в работе Е.П. Ильина (7). Диагностика свойств нервной системы у отдельного человека на количественном уровне до настоящего времени является сложной процедурой. Показан динамичный характер выраженности каждого свойства в зависимости от условий среды и внутренних причин, например, биоритмов. И если изучается проявление свойств нервной системы, то можно не проводить окончательную диагностику типа, а использовать статистические критерии сравнения.
Для оценки свойства силы, в первом приближении, показывающем ее работоспособность, достаточно распространен теппинг-тест, предложенный Е.П. Ильиным, 1972. В нем оценивается распределение количества совершаемых действий за шесть пятисекундных интервалов времени выполнения теста – 30 секунд. Во всех его вариантах выполнения обязательным условием является максимально высокий темп. Сила оценивается на основании анализа формы кривой распределения. При длительной работе на компьютере наблюдается явление снижения работоспособности, утомления. Следовательно, теппинг-тест, по которому можно судить об изменении работоспособности, применим и для оценки эффекта деятельности на компьютере.
4 Функциональное состояние как биологическая основа проявления личности и поведения
Оценка взаимосвязи генотипа и его фенотипического проявления всегда остается одной из фундаментальных проблем науки. В отношении характера считается, что именно биологические процессы определяют его. Генотип играет более важную роль в формировании соответствующего ему поведения, чем окружающая среда.
Теории темпераментов как биологических основ формирования личности всегда оценивали людей в отношении их выдержанности или склонности к вспыльчивости, гневу или уравновешенности на основе различных конкретных признаков: жидкостей организма (крови, слизи, желчи) – Гиппократ, просвета сосудов - Лесгафт, величине мозга и толщине нервов – Галлер, обмена веществ – Фулье, конституциональных особенностях телосложения – Кречмер или деятельности систем органов – Шелдон. Гормональное обоснование в различии поведения темпераментов в России связано с именами Блонского, Белова, Завадовского. Оценивалось различиями концентраций гормонов, прежде всего тестостерона. Подход к количественному измерению свойств, характеризующих темперамент, реализован в учении И.П. Павлова и его учеников о соотношении свойств высшей нервной деятельности как основе темпераментов (7)..
В учебной деятельности, как и любой другой, очень важное значение имеют эмоции. Ведь и само слово «эмоция» происходит от слова «моцион», движение. Эмоция - это сложное образование, предполагающее интеграцию соматических, вегетативных и субъективных компонентов. Побудительная, оценочная, переключающая, коммуникативные функции по разному реализуются для различных типов темперамента. Так называемых заторможенных (меланхолик, флегматик) и расторможенных (сангвиник, холерик), эмоциональные состояния тесно связаны с тревожностью и агрессивностью как качествами личности. Функциональные состояния, возникающие в любой деятельности, всегда имеют эмоциональную окраску. Существующие методы их оценки имеют объективный характер. Применение психофизиологических диагностических процедур – один из наиболее приемлемых подходов для установления корреляций между активностью нервной системы и поведенческим потенциалом, связанным с любого рода деятельности (8).