Назад

Оценка информационных потоков в инновационном процессе обучения

Варушкин Владимир Петрович (Пермский государственный технический университет)


Доктор Шеннон К. Э. в работе «Математическая теория связи» в 1948 году предложил унифицировать передачу и обработку информации по всем видам в битах и теоретически предположил, что и в живых организмах она протекает в двоичных разрядах – «да» или «нет». Теория нашла подтверждение в наше время, с появлением средств исследования нейрохирургов и нейробиологов. Сам механико-химический способ передачи сигналов нервными клетками определил границу прохождения информации в память с последующей ее обработкой мозгом.

Полученная информация в памяти человека оставляет знания, заучивание, опыт и многие другие качественные изменения. Применяемая в настоящее время информационная нагрузка посредством компьютерных, мультимедийных, интерактивных и иных технологий возрастает, и соответственно сам процесс усвоения информации в памяти требует оценки и нормализации. Исследованные процессы запоминания и забывания позволили выяснить, что мы на определенных отрезках времени обладаем тремя отрезками памяти, которые взаимодействуют комплексно.

Первый отрезок – текущая память. Она дает возможность услышать предложение как единое целое. Продолжительность этого отрезка памяти - примерно 10 секунд. Восприятие этого временного отрезка протекает как текущая актуальность. Длинное предложение, создает напряжение внимания и, в итоге не воспринимается полностью. Максимальный поток информации содержит 15 бит/с, объем 150 бит. 1/30 информации от этого объема фиксируется и обрабатывается дальше.

Второй отрезок – кратковременная память. Зафиксировано лучшее запоминание при 30 -кратном повторении. Чтобы в памяти отложились 1500 бит информации, требуется один академический час.

Третий отрезок – долговременная память, который сохраняется всю жизнь. Поток информации в эту память составляет 1/300 информации из текущей памяти.

Мозг не является интеллектуальным запоминающим устройством, а выполняет блочную роль по обработке информации. Запоминание информационных сигналов уменьшается из-за большого объема сигналов организма. Вся поступающая информация (графический знак, элемент) – определяется в битах и емкостью в двоичных сигналах в секунду (например: плоскость «да» или «нет»). При всех видах памяти в каждом отдельном нейроне протекают свои специфические процессы. В результате, все виды памяти в нашем мозге не локализуемы. Память является интегральной функцией всего мозга.

Оценка энтропии отдельного знака, сокращенной до минимума имеет право на существование. Для применения энтропии необходимы две предпосылки: четко определенный знак, элемент или их появление с постоянными параметрами. Улучшение восприятия информационных потоков обеспечат «штампы» графических знаков, элементов, одновременно увеличивая тем самым объем памяти.

Следовательно, при создании лекций, тестовых заданий и т.п. необходимо учитывать объем и емкость информации за промежуток времени для запоминания и усвоения. Для улучшения восприятия информации следует исходить из простоты изложения, или увеличивать временной отрезок, если материал новый для понимания. При этом необходимо максимально использовать общеизвестные или ранее освоенные графические примитивы.

Рис. 1
Рис. 1


Вопросы и комментарии к докладу:


Усанова Елена Владимировна
(14 марта 2010 г. 22:52)
1. Автор теории когнитивной нагрузки" (Cognitive Load Theory) Джон Свеллер (John Sweller), предупреждает: "в большинстве случаев преподавание не берет в расчет то, как мы думаем и учимся, а потому так часто случаются неудачи". Изучая принципы функционирования рабочей памяти, ученые (психологи) обнаружили, что она имеет весьма ограниченную пропускную способность, а когнитивные процессы мозга, участвующие в обучении и решении проблем, сильно различаются. Все, что мы знаем об этом мире, поступает через рабочую память (это профессиональный психологический термин, а текущая память - даже не встречала). А ее пропускная способность такова, что лишь три или четыре блока информации могут удерживаться в сознании на протяжении трех-четырех секунд, а затем их нужно повторить. При этом по истечении двадцати секунд практически вся информация, если ее не освежать, уходит из рабочей памяти. Но этот недостаток проявляется лишь тогда, когда в рабочую память поступает новая информация. Если же информация уже попала в долговременную память, то она может быть возвращена обратно в рабочую память в очень больших объемах, о чем свидетельствуют многочисленные эксперименты.Психологи же установили, что человеческий мозг лучше оперирует с информацией в тех случаях, когда она поступает либо только в устной, либо только в письменной форме - но не в обеих формах одновременно. Зачитывание слов, проецируемых на экран, гораздо менее эффективно, потому что создает слишком большую нагрузку на рабочую память. (Берд К. Осторожно- Power Point//"Компьютерра" - №20, 2007) 2. Поэтому, когда говорим об экранных графических средствах представления обучающей информации (презентациях, несложной анимации – мы пока на этом уровне) важен и текст, и форма представления, и цвет (нельзя такой жуткий фон, более того, совершенно не эргономичный для восприятия, как в курсе лекций по НГ, у вас же дизайнеры - профессионалы есть,). Башмаков А.И., Башмаков И.А.в своей книге «Разработка компьютерных учебников и обучающих систем» всем разъяснили, что эту часть работы должны делать профессионалы. Во всем мире это делают дизайнеры и программисты. Существует же педагогический дизайн, наконец. Шацилло Людмила Анатольевна, доцент каф. НГ и МЧ,КГТУ им. Туполева, Казань
Варушкин Владимир Петрович
(15 марта 2010 г. 2:21)
Когнитивная психология студента выстраивается в лекционных часах, усвоенное он реализует практически – выполняя задание. Методика подачи информации (в какой-то мере), структурирует и выстраивает в дальнейшем его технологию решения профессиональных задач, как будущего специалиста. Усвоенная информация (долговременная) в дальнейшем извлекается из памяти и увеличивает объем полученных знаний в последующем обучении. Она как раз и компилируется на этих "штампах" - графических знаках, элементах, символах, формах, композиции, цвете и др. и используется лектором в подаче материала. Оценка объема подаваемой информации с мультимедийными технологиями, физическими возможностями человека при усвоении в памяти, и была попыткой обратить внимание. Наличие словесного объяснения экранной информации вполне вероятно после секундной задержки речи (2-3 с) для лучшего запоминания информации с экрана, а осмысление связности элементов дисплея уже затрагивает большее время - порядка 10 сек. Спасибо. С уважением, В. Варушкин
Усанова Елена Владимировна
(15 марта 2010 г. 8:06)
Уважаемый Владимир Петрович! Признательна за ответ. Ждала когда, наконец,появится материал о психологических аспектах восприятия, осмысления графической информации и т.д.Просто это серьёзная психологическая проблема.Вряд ли ей занимается сейчас инжпсихология. Графическая информация настолько насыщенна, а существует порог у рабочей памяти.Давать небольшими порциями и усваивать в тренинговой деятельности, чтобы запоминалось прочно,первое, что приходит на уровне здравого смысла.Глубоко надо пересматривать технологии обучения графике в связи информационными технологиями.My respect,Л.А.

Назад