"Энергетические сдвиги в коре полушарий головного мозга при решении учащимися задач по физике"

Разделы: Физика


Мышление- процесс переработки информации, требующий энергетических затрат, обеспечиваемых метаболическими процессами, которые в свою очередь, сопровождаются температурными изменениями кожи над височными долями мозга. Температурные изменения кожи висков не зависят от мышечной работы и отражают лишь степень интеллектуального напряжения. Эта закономерность была открыта Б. Г. Ананьевым в 1971г.
Таким образом, есть возможность оперативно отслеживать энергетические сдвиги в коре полушарий индивидуума в процессе решения задач. Для проверки этого положения было проведено исследование, основными задачами которого являлись:

  1. Проверка возможности наблюдения энергетических сдвигов в коре полушарий в процессе решения физических задач.
  2. Наблюдения участия правого и левого полушарий коры головного мозга в процессе решения физических задач.
  3. Проверка возможности наблюдения продуктивности мышления в зависимости от энергетических изменений в коре полушарий.

В экспериментальном исследовании использовался аналого- цифровой преобразователь из комплекта школьного оборудования L-micro, который позволяет вести компьютерный контроль изменений температуры с точностью до 0,01 долей градуса. Мышление- процесс переработки информации, требующий энергетических затрат, обеспечи-ваемых метаболическими процессами, которые в свою очередь, сопровождаются температурными изменениями кожи над височными долями мозга. Температурные изменения кожи висков не зави-сят от мышечной работы и отражают лишь степень интеллектуального напряжения. Эта законо-мерность была открыта Б. Г. Ананьевым в 1971г. Таким образом, есть возможность оперативно отслеживать энергетические сдвиги в коре по-лушарий индивидуума в процессе решения задач. Для проверки этого положения было проведено исследование, основными задачами которого являлись: 1. Проверка возможности наблюдения энергетических сдвигов в коре полушарий в процессе решения физических задач. 2. Наблюдения участия правого и левого полушарий коры головного мозга в процессе реше-ния физических задач. 3. Проверка возможности наблюдения продуктивности мышления в зависимости от энергети-ческих изменений в коре полушарий. В экспериментальном исследовании использовался аналого- цифровой преобразователь из комплекта школьного оборудования L-micro, который позволяет вести компьютерный контроль изменений температуры с точностью до 0,01 долей градуса. В качестве стимульного материала предлагались качественные и расчетные задачи. Для ис-ключения возможности использования испытуемыми готовых решений было составлено 10 вари-антов. В каждом варианте предлагалось решить 2 качественные и 3 расчетные задачи. В результате исследования мы получили целый ряд графиков, на которых отображены энерге-тические сдвиги в коре полушарий. Верхняя кривая характеризует изменение температуры левого виска, а нижняя - правого виска. Уже первый взгляд на графики свидетельствует об индивидуальности психофизиологического состояния каждого ребенка в ходе эксперимента. При этом энергетические затраты мозга у разных учеников при выполнении одних и тех же заданий различны (рис.1,2). На рис.1 энергетический сдвиг (изменение температуры кожи правого и левого виска за время наблюдения) невелик в ле-вом полушарии и несколько больше в правом полушарии. В тоже время на рис.2 энергетический сдвиг существенный. В качестве стимульного материала предлагались качественные и расчетные задачи. Для исключения возможности использования испытуемыми готовых решений было составлено 10 вариантов. В каждом варианте предлагалось решить 2 качественные и 3 расчетные задачи.
В результате исследования мы получили целый ряд графиков, на которых отображены энергетические сдвиги в коре полушарий. Верхняя кривая характеризует изменение температуры левого виска, а нижняя - правого виска.
Уже первый взгляд на графики свидетельствует об индивидуальности психофизиологического состояния каждого ребенка в ходе эксперимента. При этом энергетические затраты мозга у разных учеников при выполнении одних и тех же заданий различны (рис.1,2). На рис.1 энергетический сдвиг (изменение температуры кожи правого и левого виска за время наблюдения) невелик в левом полушарии и несколько больше в правом полушарии. В тоже время на рис.2 энергетический сдвиг существенный.

Во время эксперимента мы увидели различную включенность в процесс мышления правого и левого полушария. Так на рис.4 наблюдается больший энергетический сдвиг в правом полушарии по сравнению с левым полушарием. В то время, как на рис.3,5 энергетические затраты и в правом и в левом полушариях были практически одинаковы.
Также нельзя не заметить выраженную симметрию изменения температуры правого и левого виска в процессе решения задач у некоторых учащихся на данных рисунках. Мы полагаем, что эта симметрия энергетических сдвигов в коре полушарий и одновременность в работе обоих полушарий в процессе решения задач может отражать несформированность функциональной специализации полушарий у отдельных индивидов.


Тем не менее, в некоторых случаях мы можем говорить о начале функциональной специализации полушарий у детей данного возраста (14 лет). Об этом говорит и тот факт, что решение различных задач у одних сопровождается изменением уровня метаболических процессов в разных полушариях головного мозга (качественные задачи решает преимущественно в правом полушарии, а расчетные- в левом . (рис.6,7)). При чем на рис.6 интересно видеть, что решение задачи может сопровождаться не только возрастанием температуры кожи висков. Если энергетические затраты в коре правого полушария возрастали во время решения задачи, то в коре левого полушария после некоторого подъема наблюдается снижение энергетических затрат, а после нахождения решения задачи энергетический сдвиг стал уменьшаться.
Использование приборных методов наблюдения энергетических сдвигов в коре полушарий, возможно, позволит повысить качество обучения учащихся решению физических задач.
В проведенных исследованиях полученные результаты отражают лишь качественные изменения уровня метаболических процессов.