Кейс «Интегративные функции ЦНС. Сознание и речь. Память»

НЕЙРОКВАНТУМ

ДЕТСКИЙ ТЕХНОПАРК КВАНТОРИУМ

Кейс

Интегративные функции ЦНС.

Сознание и речь. Память.

 

Педагог доп. образования: О.М.Мохова

 

Альметьевск, 2018

Описание проблемной ситуации

Каждый человек обладает способностью к речи. Язык метафоричен, в нем существует и главенствует абстракция. Нам точно известно, что слово не есть предмет. Мы передаем некое содержание сознания – объединяем слова, понятия по определенному сходству. Группируем их по смысловому содержанию. Например скажем: фрукты и представим корзину созревших, нежных, ароматных яблок и груш или апельсинов и мандаринов. А если скажем: лимон или лайм, то рот невольно наполнится слюной. То есть наше сознание даст ответ на речевое выражение в слове? Но язык рождается тогда, когда рождаются понятия, имена. То, что было лишь звуком, становится орудием мысли. Звуковые выражения используются в качестве символов, передающих определенное значение. Речь - это форма существования сознания (мыслей, чувств, переживаний), служащая средством общения, или форма существования мышления? Что в формировании и осуществлении высших функций мозга имеет очень важное значение?

Категория кейса:

Вводный

Место кейса в структуре модуля: Память как основа процессов обучения и мышления включает в себя четыре тесно связанных между собой процесса: запоминание, хранение, узнавание, воспроизведение. Данный кейс служит основой для модуля раздела «Анализ биосигналов», основанного на понимании механизмов памяти.

Количество учебных часов/занятий на которые рассчитан кейс:

10час./5

Перечень и содержание занятий

Занятие 1

Цель:  исследование влияния речи на другого человека при совместной деятельности. Показать значение речи в формировании основных познавательных процессов; определить роль речи как средства общения и самоорганизации личности.

Что делаем:

1. Просмотр презентации по теме «Речь. Виды речи. Функции речи», «Мышление».

2. Проведем тест:

Обучающимся предлагается оценить уровень речевого развития и умения логически мыслить. Отличия от свободного эксперимента: 

испытуемый в ответ на слова-стимулы отвечает не просто словами, пришедшими в голову, а в соответствии с инструкцией.

Инструкция испытуемому: в ответ на предъявленное слово-стимул запишите слово противоположного значения (антоним).

3. Анализ тестирования.

Компетенции:

Hard Skills:

Поиск информации в Интернете. Приобретение навыков проведения тестирования.

Soft Skills:

Аналитическое мышление.

Умение отстаивать свою точку зрения.

Занятие 2

Цель: сформировать у учащихся знания о памяти, ее видах, роли рассудочной деятельности в развитии мышления и сознания.  Раскрытие потенциала обучающихся, их способностей.

Что делаем:

1. Просмотр слайда о «Механизмах памяти. Виды памяти. Физическая и химическая теории памяти».

2. Одному из воспитанников предлагается на слух запомнить список названий структур мозга человека и воспроизвести его в правильном порядке, другой должен сделать то же самое со списком обычных предметов. Занимающимся нужно объяснить разницу и выбрать способ запоминать структуры мозга используя схему мозга, справку об их функциях, созвучные слова и т.д. Предложить занимающимся в группах провести схожий эксперимент и проанализировать, насколько хуже можно воспроизвести список через промежутки времени при различных способах запоминания.

В задачу педагога дополнительного образования входит мониторинг работы групп и предложение группе наводящих вопросов и подсказок, приведение контрпримеров для ошибочных методов.

Компетенции:

Hard Skills:

Поиск информации в Интернете. Приобретение навыков проведения эксперимента.

Soft Skills:

Аналитическое мышление.

Умение отстаивать свою точку зрения.

Развивать способность к анализу изученного и нового материала, делать выводы на основе проделанных опытов.

Проектное занятие – 6ч.

Цель: Изучение свойств человеческой памяти, их виды (краткосрочной и долгосрочной), повышение эффективности запоминания с помощью ассоциативного мышления. Выявление ведущего типа памяти методом воспроизведения по-разному воспринятых слов. Определить доминирующий тип памяти у испытуемого.

Что делаем:

1. Выполнение демонстрационного опыта:

Двум занимающимся предлагается запомнить и в дальнейшем воспроизвести список названий структур мозга (конечный мозг, промежуточный мозг, мозжечок, средний мозг, мост, гипоталамус, обонятельные луковицы, зрительные тракты, черепные нервы) человека и список обычных предметов с использованием ассоциаций и без них.

2.Предложим воспроизвести запомненные списки и зафиксировать результат через короткий промежуток времени.

3. Дать обучающимся возможность провести собственные эксперименты в группах и зафиксировать результаты в различные промежутки времени (5, 10, 20 мин) при различных методах запоминания (с ассоциациями и без них).

4.Обсуждение получившихся результатов, рекомендации по эффективному запоминанию.

5.Обсуждение технической реализации методов запоминания в современных программах и алгоритмах.

Компетенции:

Hard Skills:

Поиск информации в Интернете. Приобретение навыков проведения эксперимента.

Soft Skills:

Умение отстаивать свою точку зрения.

Нестандартное мышление.

Стремление к достижениям.

Метод работы с кейсом

Кейс может носить исследовательский характер, потому что изучается проблема на основании исследовательской деятельности обучающихся, при проведении экспериментов: повышение эффективности запоминания с помощью ассоциативного мышления; выявление ведущего типа памяти методом воспроизведения по-разному воспринятых слов

Минимально необходимый уровень входных компетенций: Хорошая память, уметь работать в команде, обладать навыками работы с ПК.

Результат обучающихся:

Понимание того, что функция воздействия заключается в способности человека посредством речи побуждать людей к определенным действиям или отказ от них. Человек говорит для того, чтобы воздействовать, если не непосредственно на поведение, то на мысль или чувства, на сознание других людей.

Выделили следующие «Законы памяти»:

Закон повторения: первое повторение должно быть как можно раньше, второе и последующее – через увеличивающиеся промежутки времени.

Закон опоры: новый материал, который надо запомнить, необходимо обосновать исходя из уже известных знаний.

Закон действия: для лучшего запоминания необходимо выполнять какие-либо действия (конспектирование, составление плана прочитанного, зарисовка опорной схемы, подкрепление выученного практическим использованием).

Закон осмысления: не нужно стараться запомнить то, что непонятно. Не зубрить, при отсутствии явного смысла попытайтесь создать осмысленные ассоциации.

Закон цели: помните про установку, подумайте, зачем нужно запомнить именно этот материал, старайтесь запомнить надолго.

Закон объема знаний: не нужно запоминать всего, нужно уметь выделять главное.

Предполагаемые образовательные результаты учащихся, формируемые навыки:

Универсальные Soft Skills:

Умение отстаивать свою точку зрения

Навык публичного выступления

Аналитическое мышление

Работа в команде

 

Профессиональные Hard Skills:

Методы генерирования идей

Поиск информации в Интернете

Педагогический сценарий (руководство для наставника)

Введение в проблему

Показать значение речи в развитии высших психических функций, в трудовой деятельности, в формировании основных познавательных процессов; определить роль речи как средства общения и самоорганизации личности; сформировать у учащихся знания о памяти, ее видах, роли рассудочной деятельности в развитии мышления и сознания. 

Изучение проблемы

Речь состоит из слов. Каждое слово имеет свой смысл, то есть, связано с определенным предметом, действием или состо­янием. Но язык — это не просто набор слов. Существуют определенные грамматические правила, которые связывают отдельные сло­ва во фразы. И именно фраза дает нам возможность рассказать о событиях, происходящих с нами и вокруг нас.  Какая роль речи в развитии высших психических функций? Ваши родители наверняка помнят первое слово, произнесенное вами. Вашим по­ведением, когда вы были маленькими детьми, управляли ваши родители. Они показывали вам необходимые действия и называли их. Постепенно наступил такой момент, когда вы сами были в состоянии выполнить словесную инструкцию. В дальнейшем вы сами начали проговаривать те действия, которые собирались предпринять, как бы давая инструкцию сами себе. Это осо­бенно отчетливо проявляется во время игры. Словесные реп­лики-команды в дальнейшем переходят во внутреннюю речь. 

Обучающимся предлагается оценить уровень речевого развития и умения логически мыслить. Проведение направленного ассоциативного теста проверяет не только знание языка, но и умение логически мыслить, соотносить различные типы связей, дифференцировать индивидуальные особенности.

При анализе экспериментальных данных необходимо обратить внимание на следующее. Многочисленные эксперименты показали, что для здорового активного человека, хорошо знающего данный язык, средняя длина ассоциативной цепочки за 1 мин составляет 19–21 слово. При заниженных показателях, например, 10 слов в минуту, можно предполагать затормо­женность речемыслительных процессов, вызванную разными причинами: усталостью, плохим знанием языка, ригидностью мышления. Повышенные показатели (35–40 слов в минуту) свидетельствуют о чрезмерной подвижности речемыслительных процессов, причиной которой могут быть болезненная возбудимость, лихорадочное состояние, эмоциональная возбужденность. Оценивая структуру ассоциативного ряда, следует обратить внимание на то, что нормой считается образование 3–4 гнезд за 1 мин со средним размером в 5–6 слов в гнезде. Увеличение количества гнезд и уменьшение количества слов в гнезде, как и обратный процесс, отражают динамические особенности речемыслительной деятельности, связанные с возбуждением или торможением и направленностью подсознательных и осознанных процессов.

Теория

Обучение - способность изменять поведение на основе опыта.

Память - способность вызывать воспоминания о прошедших явлениях на сознательном или бессознательном уровне. Оба процесса тесно взаимосвязаны.

Различают ассоциативное и неассоциативное обучение. При неассоциативном обучении (привыкание и сенситизация) организм узнаёт только об одном стимуле, при ассоциативном (условный рефлекс) - об отношении одного стимула к другим.

Существует несколько форм памяти - от примитивных (типа привыкания и сенситизации) до комплекса сознательных воспоминаний. Формы памяти (в зависимости от типа сохраняемой информации) подразделяются на недекларативную (рефлексивную, безотчётную) и декларативную (объяснимую, узнаваемую).

Недекларативная память в большинстве случаев полностью бессознательна. Декларативная память всегда вовлекает сознание в воспроизведение событий и фактов. Эти виды памяти образуются различными путями и в различных частях мозга. Независимо от форм памяти, понимание механизмов её фиксации и сохранения не выходит за рамки гипотез.

Декларативную память принято классифицировать как мгновенную (сенсорную), кратковременную, промежуточную долговременную и долговременную.

•  Мгновенная память - следовой отпечаток действующего стимула в рецептирующей структуре. Она продолжается доли секунды, не зависит от воли и неподвластна сознательному контролю.

•  Кратковременная память продолжается от нескольких секунд до нескольких минут. Обычно это соответствует семи-/десятизначному номеру телефона или 7-10 отдельным коротким фактам. Кратковременная память действует лишь пока человек продолжает думать о телефонном номере или полученных фактах. Предполагают, что в основе кратковременной памяти лежит повторная многократная циркуляция нервных импульсов по замкнутой системе нейронов.

Промежуточная долговременная память может сохраняться от нескольких минут до нескольких недель. Если эта память случайно не утрачивается и её следы становятся более постоянными, она переходит в разряд долговременной памяти. Полагают, что сохранение этой памяти - результат вызванных активацией метаботропных рецепторов временных физико-химических изменений в постсинаптических ней ронах.

•  Долговременная память зависит, как полагают, от реструктуризации синапсов, что обусловливает долговременные изменения их чувствительности при передаче нервных сигналов. По настоящее время мы не знаем, что именно является той матрицей (нейронные сети, макромолекулы или их комплексы в нейронах), что фиксирует память и как происходит извлечение следов памяти.

•  Консолидация памяти. Для того чтобы кратковременная память превратилась в долговременную и могла актуализироваться через недели и годы, требуется её консолидация. Минимальный срок консолидации 5-10 мин, прочной консолидации - 1 ч и более. Так, если на мозг оказано сильное сенсорное воздействие, а вслед за ним (через единицы минут) следует электрошок, то сенсорное воздействие не запоминается. Такой же эффект оказывает общая анестезия, контузия мозга и другие воздействия. Однако, если электрошок применяется через 15-20 мин, то частично память в последующем может воспроизводиться. Через 1 ч память почти полностью консолидируется, и электрошок не нарушает её.

 Повторение информации. Для консолидации памяти важно повторное предъявление одной и той же информации. Этим можно объяснить тот факт, что небольшое количество глубоко изученного материала вспоминается намного лучше, чем большое количество поверхностно усвоенной информации (классический пример - студент перед экзаменом). Бодрый и ясно мыслящий человек может консолидировать память намного лучше, чем человек, находящийся в состоянии умственной усталости.

•  Кодирование памяти. Консолидация памяти сопровождается кодированием новой памяти на различные классы. Во время консолидации новая память не откладывается в порядке поступления в мозг, а поступает на хранение в прямой ассоциации с формами памяти того же самого вида. При этом предварительно происходит сравнение старой и новой памяти на предмет выяснения сходств и различий. Это обстоятельство позволяет находить необходимую информацию, используя последние сведения, чтобы извлечь более ранние данные. Кодированию памяти предшествуют процессы рабочей памяти.

•  Рабочая память - временный запас информации, используемый для планирования будущих действий, - прямо не связана (в отличие от консолидации памяти) с гиппокампом, а является функцией разных областей новой коры, в первую очередь префронтальной области (см. ниже). Когда испытуемый говорит, вспоминая пространственное расположение зрительных стимулов, возрастает активность правой затылочной, теменной и лобной доли коры. Попытка испытуемого вспомнить последовательность букв алфавита и повторить их «в уме» (не называя) увеличивает активность в других областях коры. Префронтальная область разделена на отдельные  сегменты для хранения различных видов временной памяти (например, хранилища для временной памяти, воспроизводящей размеры и форму объектов, величину частей тела или его движения).

Процедуры и формы выявления образовательного результата. Презентация по пройденной теме.

Рефлексия:

Как по мнению обучающихся функционирует долгосрочная и краткосрочная память человека?

Существуют ли способы улучшения памяти?

Какие факторы влияют на запоминание информации?

Какими способами можно подтвердить эффективность запоминания?

С помощью каких математических методов можно упрощенно реализовать механизмы работы памяти?

Оказывает ли влияние на память долговременная игра в компьютерные игры?

Какое влияние оказывает на память курение?

Необходимое оборудование:

работа над кейсом должна проводиться в хорошо освещенном, просторном, проветриваемом помещении;

компьютер (ноутбук) с монитором, клавиатурой и мышкой, на которой установленной программное обеспечение: пакет офисных программ MS Office, среда разработки Arduino IDE, операционная система Windows;

презентационное оборудование;

компьютеры (ноутбуки) должны быть подключены к единой WI-Fi сети с доступом в Интернет;

секундомер, набор карточек со словами;

каждый стол для работы над кейсом должен позволяет разместить за одним компьютером (ноутбуком) обучающегося.

Список рекомендуемых источников:

Учебное издание: Биология. Человек.8 класс. Учебник Д.В. Колесов, Р.Д.Маш, И.Н.Беляев.- 5-е изд., испр.- М.: Дрофа, 2014.- 416с.

Физиология человека, под ред. Шмидта Р., Тевса Г., т. 1. М., 1996г.

И. В. Гайворонский, Г. И. Ничипорук Анатомия мышечной системы, Спб: ЭЛБИ-СПб, 2006 г.

Стивен Роуз «Устройство памяти. От молекул к сознанию». Пер. с англ. под ред. Ю.В.Морозова. М.: Мир, 1995.

Шувалова Н.В. Строение человека. – М.: Олма-пресс, 2000 г.