Поиск психофизиологических предикторов успешности обучения в школе

Введение. В основе традиции измерять различные параметры времени реакции человека для оценки интеллектуальных показателей лежат теоретические представления нескольких исследователей. Эта традиция является результатом представлений о сенсомоторной интеграции как основе когнитивных способностей ^[3], а также взглядов Г. Айзенка о природе интеллекта, в которой в качестве биологической основы интеллекта описана скорость передачи информации в нервной системе ^[1]. В настоящее время изучение скоростных характеристик человека активно продолжается в самых разных задачах ^{[16,17,18,21]}.

Наиболее разработанными являются направления, связанные с успешностью спортсменов в различных видах спорта ^[5,8,14].

Также изучается время реакции у пожилых людей, так как это связано с их безопасностью ^[12,15].

Работ, оценивающих связь времени реакции с академической успеваемостью, меньше. Как правило, исследования проводились на небольших выборках ^[9,22].

Показано, что время реакции в сенсомоторных тестах связано с уровнем сформированности исполнительных функций ^[13,19,20].

Ранее мы применили оценку различных параметров простой и сложной сенсомоторных реакций для прогноза успешности обучения ребенка в начальной школе ^[6,7,10]. Мы показали высокую прогностическую значимость параметров сложной зрительно-моторной реакции для предположения о том, какую среднюю годовую оценку будет иметь ребенок в конце года.

В то же время было показано, что, начиная с 4 класса существенно меняется учебная мотивация школьников, что могло изменить прогностическую значимость ранее изученных нами параметров. Именно поэтому целью данной работы стало выявление психофизиологических предикторов успешности в обучении на протяжении вcего обучения в школе с 1 по 11 классы.

Материалы и методы

Исследование проводилось в двух школах Санкт-Петербурга - №№ 225 и 235 в 2022 году. Учащиеся принимали участие в исследовании с письменного согласия родителей. Родителям на собрании были разъяснены цели исследования и процедура его проведения. Сенсомоторные тесты проводились в первой половине дня.

Всего в исследовании приняли участие 611 детей в возрасте от 7 до 18 лет. Возрастной и гендерный состав выборки представлен на Рисунке 1.

Рис. 1. Распределение испытуемых по полу и возрасту. Столбцы с горизонтальными полосками – девочки, с вертикальными – мальчики. Возраст – полных лет.

Исследование проводилось на устройстве для психофизиологического тестирования УПФТ-1/30-"ПСИХОФИЗИОЛОГ" (научно-производственно-конструкторская фирма "Медиком", Россия) с блоком психомоторных тестов. Диагностический комплекс включал в себя 7 тестов. Обследование 1 ребенка занимало около 15 минут.

1. Простая зрительно-моторная реакция (ПЗМР): ребенку предлагалось как можно быстрее нажать на кнопку, если на панели прибора зажегся зеленый светодиод.

2. Простая слухомоторная реакция (ПСМР) - испытуемому предлагалось как можно быстрее нажать на кнопку на панели прибора, если прозвучал звук.

3. Сложная зрительно-моторная реакция (СЗМР) – в качестве стимула использовался двухцветный индикатор – красный или зеленый светодиоды. Испытуемый должен был реагировать на один из сигналов, при этом игнорировать второй.

4. Сложная зрительно-моторная реакция на световую комбинацию (СЗМР-СК) – испытуемый реагировал нажатием кнопок только на определенную комбинацию цветных светодиодов, игнорируя другие комбинации.

5. Реакция на движущийся объект (РДО). Движущийся объект – это вращающаяся по окружности стрелка. внутри окружности расположены 12 светодиодов, которые загораются в случайном порядке по одному. Необходимо нажать на кнопку так, чтобы стрелка остановилась как можно ближе к горящему светодиоду.

6. Динамический сенсомоторный тест (ДСТ) – световые стимулы предъявляются с нарастающей скоростью, если реакции испытуемого в виде нажатия кнопки правильные. Чем больше правильных реакций, тем быстрее предъявляются стимулы.

7. Теппинг тест (ТТ) – испытуемого просят как можно быстрее стучать щупом по теппинг-площадке. Тест выполнялся отдельно для правой и левой руки.

Родители учеников заполняли гугл-анкеты, состоящие из 23 вопросов. Анкеты позволили учитывать особенности образа жизни детей, например, время проводимое ежедневно с гаджетами, самостоятельность ребенка при выполнении уроков и т.д., а также мнение родителей о соответствии школьных оценок способностям ребенка.

Показатели, отражающие различные аспекты успешности выполнения тестов, автоматически сохранялись в картотеке прибора и затем выгружались в таблицу СПСС-21 для последующего математического анализа вместе с результатами анкетирования родителей. Результаты сенсомоторных тестов и результаты анкетирования родителей сопоставлялись с годовыми оценками детей по всем предметам.

Результаты и их обсуждение

Сначала был проведен факторный анализ с целью описания возможных взаимосвязей изучаемых параметров. Результат факторного анализа представлен в Таблицах 1 и 2.

Из таблицы 1 можно видеть, что факторный анализ можно использовать для обработки данных, поскольку мера адекватности выборки Кайзера-Маейра-Олкина составляет 0,716 (для применения достаточно величины КМО больше 0,5), процент объясненной дисперсии составил 0,66 %

Первый фактор (35,3% объясненной дисперсии) включает связь возраста с параметрами теппинг-теста и параметр ДСТ_БАЛЛ (динамический сенсомоторный тест, количество баллов), ДСТ_ЧПР (динамический сенсомоторный тест, число правильных реакций). Чем старше ребенок, тем выше были показатели теппинг-теста (сумма ударов) и правой, и левой рукой, а также эффективнее выполняются скоростные задания, направленные на принятие решения. Этот результат можно объяснить тем, что скорость реакции в сенсомоторных тестах связана со степенью миелинизации проводящих путей мозга, поэтому с возрастом, по мере завершения миелинизации у детей эта скорость увеличивается.

Второй фактор (16,2% объясненной дисперсии) связывает представление родителей о том, что оценки в школе соответствуют способностям их ребенка с параметрами сложной зрительно моторной реакции (числом ошибок в ней) – показатель СЗМР – ER - 3: чем меньше ошибок, тем с большей вероятностью родители будут оценивать оценки ребенка как соответствующие его способностям. Дети с высокими показателями в сложных сенсомоторных тестах чаще получают более высокие оценки в школе, родители удовлетворены их успехами и считают такие оценки заслуженными, соответствующими способностям ребенка.

Третий фактор (14,7% объясненной дисперсии) связывает объективно получаемые оценки ребенка с временем, проведенным с гаджетом, и полом ребенка. Анализ данных показал, что девочки учатся значимо лучше. Этот результат может быть обусловлен тем, что функциональное созревание мозга девочек происходит быстрее, чем у мальчиков. Было также установлено: чем меньше времени ребенок проводит с гаджетами, тем выше его оценки. Это важный результат, который показывает, что успешность ребенка в обучении зависит не только от его врожденных способностей, но и от условий, которые создают родители. Именно родители могут регулировать количество времени, которое ребенок проводит с гаджетами. Злоупотребление электронными развлечениями автоматически приводит к снижению двигательной активности ребенка, что может в свою очередь снижать его работоспособность и успешность в обучении. По-видимому, оптимальное время, которое школьник может проводить с гаджетом – меньше часа в день.

Далее был проведен регрессионный анализ, результаты которого представлены в Табл.3

Таблица 3

Величина коэффициента Дарбин-Уотсона позволяет использовать результаты полученного регрессионного анализа. Согласно ему из всех включенных в пошаговый линейный регрессионный анализ параметров, только один оказал значимое влияние на средний бал, который получает ребенок. Согласно таблице 4, уровень значимости такого регрессионного анализа составил 0,004.

Таблица 4.

Рядом исследователей было показано, что результаты сенсомоторных тестов могут быть связаны с успешностью в обучении ^[2,4,11].

Новизна нашего исследования состоит в том, что связи между результатами сенсомоторных тестов и успешностью в обучении оценивались для всех ступеней обучения в школе. Нам удалось показать, что как в начальной школе, так и на всех уровнях школьного обучения именно параметры сложной сенсомоторной реакции с максимальной вероятностью предсказывают средние годовые оценки ребенка по основным предметам.

Выводы.

Проведенное нами исследование показало, что аппаратные тесты, оценивающие особенности сложных сенсомоторных реакций, являются удобным психофизиологическим инструментом, позволяющим предсказывать успешность ребенка в учебе на протяжении всего периода обучения в школе с 1 по 11 класс. Эта информация может быть полезной для разработки индивидуальных образовательных маршрутов. Дети с низкими показателями в сложных сенсомоторных тестах и низкой успеваемостью в школе могут нуждаться не только в дополнительных занятиях с учебным материалом. Подвижные игры, занятия спортом и музыкой способствуют развитию тех уровней интеграции, которые становятся основой успешного обучения ребенка. Важно также учитывать, что бесконтрольное использование ребенком гаджетов является фактором риска возникновения трудностей в обучении.