Введение (Introduction). В современной системе образования постулируется ориентация на развитие гармоничной личности, реализацию индивидуального подхода и персонализированноного образования, в том числе, в условиях цифровизации образовательного процесса (Рабинович, Кушнир, Заведенский, Кремнева, Царьков, 2021). При этом ряд авторов (Лукьянова, Сигида, Утенкова, 2020; Цагарелли, 2021) указывают на дисгармоничность образовательных программ, перегружающих логические, левополушарные функции. Особенно это касается программ раннего опережающего развития, содержание которых в некоторых случаях может противоречить естественным процессам возрастного созревания структур головного мозга. Дисгармоничные, узко направленные с точки зрения равномерности активации полушарий головного мозга, образовательные программы могут приводить к развитию неврозов дидактического происхождения, к снижению адаптационных возможностей детей, затормаживают формирование творческих способностей, нестандартности мышления.
В контексте изучения индивидуальных психологических различий, успешности выполнения многообразных типов задач и эффектов воздействия образовательных технологий в нейропсихологических исследованиях уделяется большое внимание изучению особенностей межполушарного взаимодействия и межполушарной асимметрии. Так, под межполушарной асимметрией мозга понимается наличие неравенства вклада правого и левого полушария мозга в реализацию различных психических функций (Хомская, 2005). Данное понятие является одним из основных в понятийном аппарате теории системной динамической локализации высших психических функций Л.С. Выготского, А.Р. Лурии. О наличии функциональной асимметрии полушарий (ФАП) головного мозга при реализации некой функции можно говорить, если уровень активации одного полушария выше по сравнению со вторым. Активация полушарий головного мозга определяется количеством и уровнем возбуждения активированных в данный момент нейронов (Цагарелли, 2014). Фиксация уровня ФАП может осуществляться на основе данных электро-энцефалографии, томографии, измерения локального мозгового кровотока, регистрации вызванных потенциалов, кожно-гальванической реакции.
В эмпирических исследованиях показана взаимосвязь функциональной асимметрии мозга с различными психическими процессами и личностными особенностями (Могучева, 2014), с успешностью в учебной деятельности (Савченко, 2015; Семенович, 2004; Сиротюк, 2003; Филимонова, Нижегородцева, 2016), эффективностью коррекционных программ (Лукьянова, Сигида, Утенкова, 2019). Так в работе Сергеевой И.А. показано, что для формирования готовности ребенка к школьному обучению оптимальным профилем межполушарной асимметрии является праволатеральный для девочек и «мозаичный» – для мальчиков (Сергеева, 2003). Соответственно, при построении индивидуальных образовательных траекторий необходимо учитывать особенности функциональной асимметрии мозга ребенка; усиливать правополушарную направленность; исследовать воздействие программ на показатели функциональной асимметрии мозга (Лукьянова, Сигида, Утенкова, 2019; Цагарелли, 2014).
Сейчас в условиях масштабной цифровизации образования внедряется множество различных технологий, которые явно затронут био-психо-социальное развитие ребенка. При этом системные эффекты их воздействия часто остаются не изученными (Гут, 2021). Мотивация использования цифровых технологий связана с ожиданиями развивающего и образовательного эффекта (Смирнова, Клопотова, Рубцова, Сорокова, 2022). Если ранее шли споры о пользе использования цифровых технологий в образовании, сравнивалась эффективность применения цифровых и классических образовательных инструментов, то сейчас в условиях становления цифрового общества, включенности детей с раннего возраста в цифровые экосистемы нет сомнений в необходимости внедрения актуальных современных технологий в образовательную среду. Включение в образовательный процесс адекватных возрастным требованиям цифровых устройств и контента необходимо для дальнейшей адаптации и преадаптации к цифровым экосистемам (Рабинович, Кремнева, Заведенский, Шехтер, Апенько, 2021). Актуальным становится исследование особенностей развития высших психических функций и процессов, реализации ведущей деятельности у современных детей в контексте новой социокультурной ситуации (Рубцова О.В., 2019), а также вариантов грамотной разработки и экологичного применения цифровых устройств и программ. Подчеркивается ценность гармоничного построения программ с учетом содержания образовательного контента, его соответствия возрастным особенностям и потребностям, времени использования (Веракса, Бухаленкова, Чичинина, Алмазова, 2021).
Можно выделить несколько групп цифровых технологий, которые внедряются в большей или меньшей степени в образовательный процесс: информационно-коммуникационные технологии (ИКТ), включающие компьютеры, проекторы, интерактивные доски и т.п.; технологии дополненной реальности (AR) и виртуальной реальности (VR).
Можно выделить несколько направлений исследований эффектов влияния цифровых технологий на развитие детей. Во-первых, многие исследования посвящены воздействию экранного времени, то есть продолжительности использования цифровых устройств ребенком. Исследователи отмечают, что продолжительность экранного времени в дошкольном возрасте постепенно возрастает от 4,5 к 7,5, изменяется соотношение времени, проведенного у телевизора и с гаджетами. Увеличение общего экранного времени происходит за счет последних (Веракса, Корниенко, Чичинина, Бухаленкова, Чурсина, 2021). В большинстве работ выявлено отрицательное воздействие увеличения экранного времени на развитие моторики и сенсорики, когнитивной, эмоциональной, волевой и коммуникативной сфер, уровень подготовленности к школе, креативности (Веракса, Бухаленкова, Чичинина, Алмазова, 2021; Динисенкова, 2017; Красилко, 2020; Солдатова, Теславская, 2019). С другой стороны, ряд исследований показывает положительное влияние цифровых технологий на развитие детей. Например, улучшение действий ориентации по схеме, некоторых логических операций, способности к распределению внимания, что определяется спецификой содержания задач игр и приложений, с которыми взаимодействуют дети, оптимум времени цифровой активности и участием взрослых (Денисенкова, Федоров, 2021; Солдатова, Вишнева, 2019; Солдатова, Теславская, 2017).
Во-вторых, отдельно можно вынести исследования, в которых рассматривается эффективность применения конкретной технологии, например, приложений для смартфона, на эффективность и скорость усвоения определенного материала или формирование конкретного навыка (Дюличева, 2020; Prieto, Wen, Caballero, Dillenbourg). Описываются исследования эффективности существующих приложений для детей дошкольного возраста, таких как Tilsimli arifler (Ablyaev, Abliakimova, Seidametova, 2020), Gremlings in my mirror (Tobar-Muñoz, Baldiris, Fabregat, 2014), Platonic Solids, Quiver, Animal AR 3D Safari (Дюличева, 2020; Gil, Barata, 2021), в частности, различных приложений для изучения алфавита и обучения чтению (Alyousify, Mstafa, 2022; Nigam, Bhagat, Chandrakar, 2019; Piatykop, Pronina, Tymofieieva, Palii, 2022; Rambli, Sulaiman, 2013; Safar, A. H., Al-Jafar, Al-Yousefi, 2017; Karimkhanlooei, Seifiniya, 2015). Во всех приведенных исследованиях показана эффективность приложений по сравнению с традиционными методами образования, в том числе, благодаря повышению мотивации, игровой форме подачи материалы.
Кроме того, в ряде работ подчеркивается эффективность применения цифровых технологий для работы с детьми с особыми образовательными потребностями (Fernández, Montenegro-Rueda, Fernández, 2022; Tobar-Muñoz, Baldiris, Fabregat, 2014). Практически единственным недостатком различных образовательных приложений называют их узкую предметную направленность.
При всем многообразии программ, вариантов исследований данные остаются довольно разрозненными и иногда противоречивыми. В исследованиях описываются результаты либо влияния экранного времени в целом на разнообразные психические функции и процессы или эффективности предметно специфичных программ. Первая группа исследований показывает необходимость соблюдения временного режима использования цифровых технологий, контроля экологичности контента, совместного участия взрослых в процессе взаимодействия ребенка с гаджетом. Вторая группа исследований демонстрирует эффективность применения цифровых технологий в образовательном процессе. Однако, как было сказано выше, в этих исследованиях при оценке эффективности не рассматривается влияние технологий на более глубокие процессы, происходящие на уровне мозга ребенка, что может привести к несбалансированным нагрузкам и соответствующим трудностям в долгосрочной перспективе. Так, например, отмечаются ограничения применения VR-технологий для детей дошкольного и младшего школьного возраста, связанные с трудностями дифференциации себя от образа игрового двойника, восприятием виртуального мира как реального, невозможностью абстрагирования от предметного содержания объектов, что связано с особенностями созревания префронтальной коры головного мозга (Ковалев, Старостина, 2020).
Цель исследования: изучение динамики функциональной асимметрии полушарий (ФАП) головного мозга у дошкольников в процессе работы с применением цифровых технологий дополненной реальности.
Основная гипотеза исследования: уровень функциональной асимметрии полушарий головного мозга у дошкольников снижается при работе с интерактивным оборудованием («Интерактивный пол Magium») по сравнению с процессом выполнения бланковых заданий. Кроме того, мы предположили, что уровень ФАП при выполнении бланковых и интерактивных заданий может быть связан с уровнем развития внимания, зрительно-моторной координации и произвольности.
Материалыиметоды (Methodology and methods). Для исследования было выбрано оборудование «Интерактивный пол Magium», сборка и разработка программного обеспечения которого реализуется в г. Челябинске компанией ООО «СтендАп Инновации». Оборудованием компании оснащено более 4 тысяч дошкольных образовательных учреждений. Работу с оборудованием реализуют специалисты ДОУ различных профилей – воспитатели, педагоги-психологи, дефектологи, логопеды. В программах интерактивного комплекса, как заявляют создатели, реализованы принципы «бережной цифры», включающие обучение в движении, субъектный подход, сообразность возрастным требованиям, экологичное взаимодействие с цифровыми устройствами. На полу отображается проекция с красочным заданием. Во время решения задач дети активно двигаются по игровому полю, которое представляет собой интерактивную поверхность, откликающуюся на перемещения и действия ребенка, в том числе с реальными объектами (например, геометрические фигуры, отличающиеся по форме, цвету и размеру). Таким образом, это особый вариант реализации технологий дополненной реальности, когда расширение пространства происходит не на экране гаджета, а через обогащение реального физического пространства путем его дополнения интерактивной поверхностью, взаимодействующей с ребенком по принципу визуальной обратной связи.
Выборка. В исследовании принимали участие 26 детей в возрасте 5,5-6,5 лет, воспитанники МДОУ «Д/С КВ№2», с. Долгодеревенское Челябинской области.
Описание процедуры исследования. Исследование включало два этапа. На первом этапе осуществлялась индивидуальная работа с детьми, в процессе которой психолог знакомился с ребенком и в игровой форме предлагал несколько психодиагностических процедур: субтесты батареи Д. Векслера («Лабиринты», «Шифровка»); методика «Схематизация», разработанная под руководством Л.А. Венгера. Данные методики были выбраны, во-первых, в связи с наличием в интерактивном образовательном комплексе игр/заданий, аналогичных по содержанию данным методиками. Во-вторых, в связи с их направленностью на исследование произвольности, внимания, пространственного мышления, формирование и развитие которых особенно значимо в данном возрастном периоде. В начале знакомства и после проведения каждой методики осуществлялся замер уровня функциональной асимметрии полушарий (ФАП) головного мозга с помощью аппаратурно-программного комплекса «Активациометр 9К» (Ю.А. Цагарелли). В основе его работы лежит идея о взаимосвязи реакции кожного потенциала ладоней и уровня активации полушарий головного мозга. На первом этапе исследования было сделано 4 замера ФАП для каждого ребенка.
На втором этапе исследования дети были объединены в минигруппы по четыре человека и выполняли задания, схожие с приведенными выше диагностическими процедурами, но реализованные с применением технологий дополненной реальности на образовательном комплексе «Интерактивный пол Magium». Для проведения исследования были выбраны следующие игры интерактивного комплекса: 1) «Построй маршрут» (в игре используется принцип лабиринта и графического диктанта); 2) «Символы на песке» (в игре используется принцип корректурной пробы); 3) «Ледяной шифр» и 4) «Наряди пингвина» (требуют удержания и выполнения сложной многокомпонентной инструкции, пространственной ориентировки, символьного кодирования информации); 5) «Калейдоскоп» (свободная творческая игра, связанная с конструированием и пространственным воображением). С каждой минигруппой работа велась отдельно. После каждой игры/задания также осуществлялись замеры ФАП с помощью аппаратурно-программного комплекса «Активациометр 9К» (Ю.А. Цагарелли). Таким образом, на втором этапе было сделано 5 замеров для каждого ребенка.
Результаты исследования и их обсуждение (Research Results and Discussion). В данном исследовании нас интересовали особенности динамики функциональной асимметрии полушарий (ФАП) головного мозга дошкольников при работе с привычным бланковым дидактическим материалом и с заданиями, реализованными с применением цифровых технологий, технологий дополненной реальности.
Сопоставлялись 2 группы замеров ФАП:
1 группа – 4 замера, которые проводились во время выполнения детьми заданий с применением привычного бланкового дидактического материала (далее – бланковые задания);
2 группа – 5 замеров, которые осуществлялись во время выполнения детьми заданий, предлагаемых в образовательном комплексе «Интерактивный пол Magium» с применением технологий дополненной реальности (далее – заданий интерактивного оборудования).
Последовательно рассмотрим несколько показателей: средний уровень ФАП, динамика ФАП в двух группах замеров; наличие инверсии в последовательных замерах ФАП.
Средний уровень ФАП. Рассчитывался средний уровень ФАП по каждой группе замеров для каждого ребенка и далее средний уровень ФАП в выборке при выполнении бланковых заданий и заданий интерактивного оборудования.
Средний уровень ФАП в выборке в целом при работе с бланковыми заданиями
(1 группа замеров) составил 9,192%, что интерпретируется Ю.А. Цагарелли, как существенный уровень ФАП. При выполнении заданий интерактивного оборудования
(2 группа замеров) средний уровень ФАП в выборке составил 3,761% – небольшой уровень, по Ю.А. Цагарелли. В обоих случаях доминирующим оказывается левое полушарие, но при работе с интерактивным оборудованием уровень асимметрии ниже.
Рассматривая ФАП после выполнения каждого задания в аналоговом и интерактивном варианте (рис. 1) мы обнаруживаем:
1) достаточно стабильное сохранение существенной ФАП (8% и более) при работе с бланковыми заданиями; 2) стабильное сохранение небольшого уровня ФАП (3-8%) при работе с интерактивным оборудованием, когда задания предполагают работу со сложными инструкциями; 3) снижение уровня ФАП до незначительно (менее 3%) при выполнении творческих заданий на интерактивном оборудовании.
Таким образом, в среднем по выборке мы наблюдаем снижение уровня ФАП у дошкольников при работе с интерактивным оборудованием, хотя и в бланковых, и в интерактивных заданиях детям было необходимо удерживать и выполнять сложные многокомпонентные инструкции, осуществляя при этом ориентировку в пространстве, которую предполагали задания. При этом, работа с интерактивным оборудованием включала более красочный образный компонент, активное перемещение в реальном пространстве, а также взаимодействие со сверстниками.
Динамика ФАП в двух группах замеров.У дошкольников наблюдались различные варианты динамики ФАП при работе с аналоговыми и интерактивными заданиями. Рассмотрим их подробнее (табл. 1).
Распределение дошкольников по уровням ФАП в двух группах замеров статистически отличается. При этом зафиксирована различная индивидуальная интенсивность динамики.
Все дошкольники с сильным уровнем ФАП при выполнении бланковых заданий (7 человек) продемонстрировали его снижение при работе с интерактивным оборудованием: до существенного (3 человека), небольшого (2 человека) или незначимого (2 человека).
Дошкольники с существенным уровнем ФАП при выполнении бланковых заданий (9 человек) продемонстрировали сохранение (3 человека) либо снижение уровня ФАП при работе с интерактивным оборудованием: до небольшого (3 человека) или незначительного (2 человека) уровня. У одного ребенка зафиксировано увеличение ФАП при работе с интерактивным оборудованием от существенного до сильного – увеличилось преобладание активации левого полушария.
Дети с небольшим уровнем ФАП при выполнении бланковых заданий (10 человек), показали в основном сохранение уровня ФАП (6 человек). Снижение до незначительного уровня выявлено только у 3 человек. У одного ребенка зафиксировано увеличение ФАП при работе с интерактивным оборудованием от небольшого к существенному – увеличилось преобладание активации левого полушария.
Таким образом, средние значения ФАП при работе с интерактивным оборудованием по сравнению с бланковыми заданиями оказалось ниже у 15 дошкольников (58%), выше – у 2 (8%). Неизменными средние значения ФАП остались у 9 детей (34%). Основная тенденция свидетельствует о снижении ФАП у дошкольников при выполнении заданий на интерактивном оборудовании с применением технологий дополненной реальности.
Наличие инверсии ФАП. В каждой группе замеров у каждого ребенка фиксировалось наличие/отсутствие смены (инверсии) доминантного и субдоминантного полушария в последовательных замерах. Инверсия считалась значимой, только в том случае, если ФАП превышала 3% (Ю.А. Цагарелли). В табл. 2 представлены наблюдаемые варианты инверсии при работе с разными заданиями.
Первый вариант – отсутствие значимой инверсии в замерах ФАП при работе, как с бланковыми заданиями, так и с интерактивным оборудованием (8 человек). У трех детей этой группы зафиксирована инверсия в одном из 10 замеров, однако уровень ФАП в них не значим (менее 3 %) Левое полушарие является доминантным во всех замерах, хотя у 6 детей ФАП при работе с интерактивным оборудованием стала ниже, разница средних значений между двумя группами замеров составила от 3,1% до 7,8%.
Второй вариант – отсутствие значимой инверсии в замерах ФАП при работе с бланковыми заданиями в сочетании с наличием значимой инверсии в замерах ФАП при работе с интерактивным оборудованием (10 человек). В этой группе у 8-ми детей при работе с бланковыми заданиями было выявлено доминирование левого полушария (ФАП от 5,8 до 18%). При работе с интерактивным оборудованием показатели ФАП у этих детей снизились, разница средних значений ФАП по 2-м группам замеров составила – до 18%. У некоторых наблюдалась значимая инверсия даже не уровне среднего показателя ФАП во второй группе замеров – от доминантного левого полушария при работе с бланковыми заданиями (1-я группа замеров), к доминантному правому полушарию при работе с интерактивным оборудованием (2-я группа замеров). Два ребенка в этой группе продемонстрировали обратную картину – от доминантного правого полушария при работе с бланковыми заданиями к доминированию левого полушария или незначимому уровню ФАП при работе с интерактивным оборудованием.
Эта группа детей продемонстрировала наибольшую разницу ФАП при работе с бланковыми заданиями и интерактивным оборудованием. Интересно, что в данной группе наблюдались разнонаправленные варианты инверсии.
Третий вариант – наличие значимой инверсии в замерах ФАП при работе с бланковыми заданиями в сочетании с отсутствием значимой инверсии в замерах ФАП при работе с интерактивным оборудованием (2 человека). У обоих детей при работе с интерактивным оборудованием по сравнению с аналоговыми заданиями уровень ФАП становится выше. Причем у одного ребенка усиливается асимметрия в направлении доминирования левого полушария, а у другого наблюдается инверсия от доминирования правого полушария при работе с аналоговыми заданиями к доминированию левого полушария при работе с интерактивным оборудованием.
Четвертый вариант – наличие значимой инверсии в замерах ФАП при работе, как с бланковыми заданиями, так и с интерактивным оборудованием (6 человек). Отметим, что у детей в этой группе в большинстве замеров показатель ФАП находился на невысоком уровне, и лишь в нескольких замерах обнаруживалась существенная ФАП. Таким образом, все средние показатели ФАП в обеих группах замеров находятся на одном уровне. Подчеркнем, что у трех детей при работе с интерактивным оборудованием средний показатель ФАП свидетельствует о доминировании правого полушария в отличии от замеров при работе с аналоговыми заданиями.
В соответствии с данными, представленными в табл. 3, мы можем сделать вывод о существовании тенденции к более частому переключению доминантного полушария (появлению инверсии ФАП), при выполнении заданий на образовательном комплексе «Интерактивный пол Magium» по сравнению с ситуацией выполнением бланковых заданий.
Взаимосвязь уровня ФАП с результатами диагностики. Далее исследовалась взаимосвязь уровня ФАП при работе с бланковыми заданиями и заданиями интерактивного оборудования с результатами, полученными по методикам: субтесты батареи Д. Векслера («Лабиринты», «Шифровка»); методика «Схематизация», разработанная под руководством Л.А. Венгера.
В табл. 4 представлены результаты корреляционного исследования с применением коэффициента ранговой корреляции rs Спирмена.
Были получены две значимые корреляционные взаимосвязи. Уровень ФАП при выполнении бланковых заданий коррелирует с результатами субтеста «Шифровка» батареи Д. Векслера, выявлена прямая корреляционная взаимосвязь. Уровень ФАП при выполнении заданий на интерактивном оборудовании коррелирует с результатами методики «Схематизация», выявлена обратная корреляционная взаимосвязь.
Чем лучше развито внимание (переключение, распределение, концентрация) и зрительно-моторная координация, тем выше уровень ФАП при работе с бланковыми заданиями. Чем выше уровень произвольности и когнитивного развития в целом, тем меньше выражена ФАП при выполнении заданий интерактивного оборудования.
Полученные нами результаты согласуются с выводами других исследований о том, что некоторые образовательные программы, особенно интенсивные, экспериментальные, рассчитаны в большей степени на учащихся с доминирующим левым полушарием, и, соответственно, стимулируют и поддерживают высокий уровень функциональной асимметрии полушарий головного мозга. В частности, выявлена динамика в направлении доминирования левого полушария период школьного обучения, которое становится особенно заметным к концу подросткового периода (Запорожец, 1986; Поляков, Колесникова, 2006). В исследовании Дмитриевой С.В. показано, что у леворуких детей более напряженно протекает процесс адаптации к школьным нагрузкам на всех возрастных этапах независимо от уровня сложности программы (Дмитриева, 2004). С другой стороны, для реализации сложных задач, например, для успешного творчества, необходима интеграция деятельности полушарий и ослабление межполушарной асимметрии (Каразаева, Разумникова, 2012).
Заключение (Conclusions). Данные, полученные в нашем исследовании, свидетельствуют о том, что бланковые задания, аналоги которых применяются для развивающих занятий с дошкольниками, поддерживают значительный уровень ФАП с доминированием левого полушария. Однако, эти данные нуждаются в дальнейшей проверке и уточнении, в частности, представляется необходимым проведение аналогичного исследования на больших выборках в процессе прохождения детьми дошкольного возраста программ подготовки к школе, в том числе, с применением цифрового образовательного оборудования.
Выявленное снижение уровня функциональной асимметрии полушарий мозга и регистрация инверсий, изменений доминирующего полушария при работе с интерактивными технологиями может свидетельствовать о ресурсности данных технологий для дошкольного и начального школьного образования. При реализации образовательных, развивающих, коррекционных программ с применением технологий дополненной реальности возможно более гармоничное, сбалансированное развитие структур мозга и межполушарных связей, стимулирование и раскрытие правополушарного компонента мышления. Планируются дальнейшие исследования, дополнение результатами других показателей индивидуального стиля умственной деятельности, а именно, показателем активации коры полушарий головного мозга, силы/слабости нервной системы; разработкой и проверкой программ с применением технологий дополненной реальности, сформированных с учетом различных стилей.
Список литературы