Физиологические аспекты дидактики

Присмотримся к главному органу учения — мозгу, чтобы иметь четкое представление о его физиологических возможностях, что, в свою очередь, прояснит педагогические возможности управления его деятельностью. По современным оценкам, средний человек использует 5—7% возможностей мозга. По некоторым оценкам, если бы удалось повысить КПД мозга всего на 1%, то ребенок за время пребывания в школе мог бы усвоить десятки иностранных языков и даже пройти университетский курс.

Мозг содержит около 1 трлн клеток, из которых 100 млрд — активные нервные клетки (нейроны), а 900 млрд — поддерживающих и питающих активные. При этом на каждом нейроне может образовываться до 20 ООО «ветвей». Однако человек использует в активном режиме только 1% нейронов, поэтому все перспективы прогресса в обучении ученые связывают с поисками способов активизации резервов нашего мозга. С внешним миром мозг соединен с помощью рецепторов — органов восприятия.

Мозг делится на два полушария, которые сочленяются между собой мозолистым телом, содержащим примерно 300 млн нервных клеток. Благодаря ему полушария работают гармонично, функционально дополняя друг друга. Установлено, что мозолистое тело является координатором информации, помогая мозгу координировать сигналы, поступающие из внешней среды. Полушария мозга асимметричны: левое полушарие отвечает за логику и мышление, правое — за эмоции, воображение и интуицию. Большинство людей имеют либо левополушарный, либо правополушарный тип мышления, что хорошо выражено в метафоре: «Левое полушарие не видит за деревьями леса, а правое видит лес, но не различает отдельных деревьев». Конечно, есть индивидуумы с одинаково развитой логической и образной системой; их обычно замечают как гармоничных личностей. Правое полушарие обрабатывает информацию гораздо быстрее левого; левое же облекает мысли в слова и отвечает за речь человека.

Заметим, что если мозг загружен неравномерно, то продуктивность его работы снижается. Так, если преподносить детям математику образно, как это сделал в учебнике «Живая математика» Я. И. Перельман, то логические выводы сопровождаются яркими эмоциями и информация прекрасно сохраняется в памяти. Если же математика преподносится так, что за лесом формул не видно красоты и гармонии описываемого ими мироздания, то активизируется в основном левое полушарие, а отсюда — дисгармония развития личности. Поэтому дети на подсознательном уровне зачастую испытывают психологическое сопротивление в связи с необходимостью идти на такой «левый» урок.

Если мы слушаем песню, то левое полушарие воспринимает слова, а правое — мелодию. Это означает, что оба полушария принимают активное участие в восприятии и потому мы так легко запоминаем слова популярных песен: нам не приходится прилагать никаких усилий. Кроме того, эмоциональный центр мозга, расположенный в лимбической системе, тесно связан с блоком долговременной памяти, поэтому песни мы запоминаем не только легко, но и надолго.

Мозг управляет нервной системой, передающей сигналы клеткам и органам практически мгновенно. Центральная нервная система (ЦНС) образуется головным и спинным мозгом. Ответвления нейронов — дендриты, напоминающие веточки деревьев, как раз и отвечают за передачу информации (у одного нейрона их насчитывается до 20 000). Посредством дендритов нейрон соединен с другими клетками и может передавать и принимать электрические и химические сообщения по всему телу через длинные нервные пути — аксоны. Дендриты нейронов соединяют их друг с другом через специальные контакты — синапсы. Когда импульс достигает синапса, включается механизм, высвобождающий молекулы нейромедиатора, которые скачком переносят сообщение между клетками. Образование новых нервных связей у учащихся происходит именно на этих переходах. Каждый аксон окружен миелиновой оболочкой, назначение которой — поддержание силы электрического импульса на всем пути. Скорость передачи нервного импульса может достигать 100 м/с.

Способность нейронов и дендритов удерживать и передавать информацию, а также образовывать новые соединения с другими нейронами является физиологической основой обучения. По существу, обучение есть не что иное, как образование новых нервных связей между клетками мозга. Способность нашего мозга к образованию таких связей уникальна и составляет около 3 млрд в секунду. Для сравнения: мозг человека способен за одну секунду создавать в 15 раз больше связей, чем все пользователи Интернета за три дня.

Современные исследования процесса обучения показали, что большую часть знаний наш мозг усваивает на подсознательном, а не на сознательном уровне, как считалось ранее. Таким образом, понимание принципов функционирования ЦНС дает представление о роли нейронных цепей мозга в процессах приобретения нового опыта, о природе пластичности нервных клеток, лежащей в основе высших нервных функций. Разные формы обучения представляют собой итог системной деятельности нейронов ЦНС. Локальные микросети нейронов при этом можно рассматривать как модули обучения и памяти. Установлено, что обучение и память — это результат приобретенных мозгом новых состояний в результате рождения новых структур нейронной сети за счет действия механизма пластичности нервных клеток.

Рассмотрим ряд важных в дидактическом отношении понятий.

Условный рефлекс — индивидуально приобретенная реакция организма на ранее индифферентный раздражитель, воспроизводящая безусловный рефлекс. В основе условного рефлекса лежит формирование новых нервных связей под влиянием некоторого неоднократно предъявляемого стимула. Так, собаки Павлова были приучены к приему пищи после светового или звукового сигнала. В результате процесс слюноотделения у них начинался не при виде пищи, а при включении лампочки. При отмене стимула вновь образованные нервные связи тормозятся со временем. В опытах установлено, что увеличение интенсивности подкрепляющего раздражителя повышает эффективность обучения. Скорость и эффективность обучения также зависят от частоты предъявления разных раздражителей (оптимальный интервал равен 1,5 мин).

По критерию активности человека в ходе научения различают:

• 1) пассивное (реактивное) научение — формы: а) привыкание; б) сенсибилизация; в) импринтинг; г) условный рефлекс;
• 2) оперантное научение — формы: а) инструментальный условный рефлекс; б) метод проб и ошибок; в) самораздражение структур мозга;
• 3) научение с помощью наблюдения — формы: а) простое подражание; б) викарное научение, когда результат деятельности не просто копируется, а еще и оценивается;
• 4) инсайт.

Все приведенные выше формы так или иначе имеют место в процессах научения и обучения. Правильное их использование позволит педагогу избежать в своей деятельности многих ситуаций непонимания и конфликтов со школьниками.

Привыкание — это угасание ориентировочной реакции организма (или рефлекса «что такое?»).

Сенсибилизация — усиление реакции организма на повторяющийся стимул, если он каждый раз вызывает неприятные ощущения.

Импринтинг — форма ассоциативного научения, основанная на врожденной предрасположенности к определенным сочетаниям раздражителей в ранний период развития организма. В результате импринтинга ребенок запечатлевает образы родителей, братьев и сестер и т. д., усваивает поведенческие акты, копируя поведение родителей; автоматически следует за родителями.

Инструментальный условный рефлекс — это научение действию с помощью вознаграждения (специального подкрепления).

Самораздражение структур мозга — способность организма к определенному действию, направленному на получение удовольствия и положительных эмоций с последующим подкреплением данного способа действия.

Среди важнейших факторов развития личности помимо среды, воспитания и самосознания ученые справедливо выделяют генотип, т. е. врожденную наследственную информацию, с которой человек рождается.

Сейчас в науке все более утверждается точка зрения, что и сам генотип не случайно достается конкретному человеку, а определяется суммой заслуг или ошибок, совершенных Душой в своих реинкарнациях, длительных странствиях в мирах различной мерности (причинно-следственная связь, или карма). С этих позиций каждый человек сам творит свое будущее через мысли, слова и поступки, совершаемые на протяжении своей жизни. Поэтому можно сказать, что хорошая или дурная наследственность у человека — в любом случае это его выбор и урок, данный Душе, для дальнейшего развития по закону кармической справедливости.

В истории развития педагогической науки некоторые педагоги и философы либо игнорировали наследственность ребенка (Локк, Гельвеций), либо переоценивали ее роль (кастовые системы Древней Индии и Китая). Однако сейчас все сходятся во мнении, что без хорошей генетики, или материальной основы, вряд ли возможно эффективное осмысленное обучение.

Типологические особенности нервной системы ребенка зависят от силы, уравновешенности и подвижности процессов возбуждения и торможения (И. П. Павлов). Сочетание и выраженность этих свойств послужили основой для выделения четырех типов темперамента:

• а) сангвиник (сильный, уравновешенный, подвижный);
• б) холерик (сильный, неуравновешенный, подвижный);
• в) флегматик (сильный, уравновешенный, инертный);
• г) меланхолик (слабый тип).

Помимо генотипа в психолого-педагогической науке большая роль отводится фенотипу. Под ним мы будем понимать совокупность признаков и свойств организма, обусловленных взаимодействием его генотипа с условиями внешней и внутренней среды.^[1][2]

• [1] Приведите примеры невозможности полноценного воспитанияличности ребенка из-за искажений его генотипа и фенотипа.
• [2] Как вы понимаете тезис о том, что «индивидом рождаются, личностью становятся, а индивидуальность отстаивают»? 2. Часто мозг сравнивают с биокомпьютером. Согласны ли вы с такимсравнением? Ответ аргументируйте.