Интуитивный экспериментально-физический подход в образовательном проекте по развитию интеллектуальных способностей человека

 

Владимир Николаевич Антипов,

ведущий научный сотрудник, к.ф.-м.н.

 

Ринат Султанович Якушев

доцент кафедры теоретической механики, к.ф.-м.н.

Казанский университет,

ул. Кремлевская, 18, газань, 420008, (843)2924448

Vladimir.Antipov@ksu.ru

 

 

Аннотация

Выявлена возможность полноценного объемного восприятия образов плоских изображений. Возможно, что ранее неизвестная особенность зрительной системы способствует развитию интуитивно-креативного мышления. Исследования по зрительной системе структурируются в образовательный проект. Предполагается, что разрабатывается универсальная физическая методика обучения интуитивно креативным способностям. Методика использует зрительную систему и физический способ воздействия на  нее в виде наблюдения глубины на стереоскопических проекциях. Апробация системы обучения в Казанском университете и в двух средне-образовательных учреждениях газани выявила аномально высокий процент эффектов рельефного восприятия образов плоских изображений.

Possibility of high-grade volume perception of images of flat images is revealed. Probably that earlier unknown feature of visual system promotes development of intuitively-creative thinking. Researches on visual system are structured in the educational project. It is supposed that the universal physical technique of training to intuitively creative abilities is developed. The technique uses visual system and a physical way of influence on it in the form of depth supervision on three-dimensional projections. Approbation of system of training at the Kazan university and in two sredne-educational institutions of Kazan has revealed is abnormal high percent of effects of relief perception of images of flat images.

 

Ключевые слова

обучение, зрительная система, стереоскопические проекции, креативность, интуиция;

Training, visual system, three-dimensional projections, креативность, intuition;

 

Введение

 

Сегодня в России решается задача построения инновационного общества с инновационной экономикой, с развитием интеллектуального потенциала  населения нашего многонационального государства. Только при таких условиях Россия займет достойное место среди элиты высокоразвитых стран мира. Системе образования в столь глобальной задаче  целесообразно формировать центры «кристаллизации» по подготовке высококвалифицированных, компетентных  специалистов нового инновационного, креативного мышления сообщества россиян [1]. Следовательно, актуальна задача разработки различных методик креативно- интеллектуального развития. В идеальном варианте  методики должны быть ориентированы на  любые специальности, доступны для освоения преподавательским «корпусом» высшего и среднего образования. Особенно важно, чтобы они были доступны и молодым людям школьного, студенческого возраста, независимо, как от  их уровня подготовки в учебных заведениях, так и от иерархии распределения учебных заведений. Иными словами, чтобы их можно было применять как в элитных,  так и в других учебных заведениях. Мы полагаем, что именно такая методика обучения представляется в статье.

 

Основные понятия и допущения

 

Предлагаемая методика обучения основана на исследованиях по изучению зрения, мозга, проводимых в Казанском университете. Наши исследования интегрируются в образовательный проект, в разработке которого ведущую роль занимает Институт педагогики и психологии ПО РАО.

Допустимо предположение, что разрабатывается универсальная методика обучения и развития интуитивно-креативных способностей человека. Универсальность обусловлена использованием зрительной системы и применением экспериментально-физических подходов в построении системы обучения.

Кратко изложим сущность исследований по развитию зрительного восприятия.

В нашем обосновании  о развитии интеллектуальных способностей используются:

 - допущение – зрение и мышление относятся к ретикулярным структурам;

(«Ретикулярная (сетчатая) структура -  все подсистемы связаны друг с другом сложными обратными связями, влияют друг на друга»[2].)

- и предположение о том, что развитие зрительной системы приведет и к развитию абстрактного мышления.

В качестве обоснования возможности использования базовых положений и предположений исследований, целесообразности применения физических методик, инженерных систем и изобретательской деятельности  в изучении зрения, мышления приведем цитаты литературных источников:

«Глаза освободили нервную систему от тирании рефлексов, позволив перейти от реактивного к тактическому, планируемому поведению, а, в конечном счете, и к абстрактному мышлению»[3].

«Мы полагаем, что зрительные процессы могут послужить нам в качестве модели при исследовании высокоуровневых, абстрактных процессов мышления. Можно высказать предположение: мозг, в процессе мышления, использует принципы, во многом схожие с принципами зрительного восприятия»[4].

Р.Л. Грегори выдвигает и обосновывает тезис о логическом сходстве зрения с непрямыми методами измерения в физике.

«Прогресс физических наук заключается в замене реалистических описаний объектов и явлений построением формальных, абстрактных символических систем. По-видимому, скоро откроется возможность подойти к описанию работы мозга тем же способом, оказавшимся столь плодотворным для физических наук.

…Если рассматривать мозг как устройство, предназначенное для выполнения определенных функций,  как бы сложно ни было это устройство и сколь бы незначительными ни казались наши сведения о нем, становится возможной обоснованная классификация направлений научных исследований мозга, построенная на тех же принципах описания и объяснения, которые применяются в отношении инженерных систем»[3].

Что такое развитие зрения? Или синергетическая, образно-структурированная, интуитивно-креативная зрительная система. Иными словами - современная зрительная система (далее в сокращении СЗС).

Это развитие полноценного объемного восприятия плоских изображений. Или распространение трехмерного восприятия с объектов окружающего пространства на результаты деятельности человеческого интеллекта - на любые плоские изображения.

 В качестве аналога можно использовать объемные растровые изображения. При развороте растровой пластины на 90 градусов происходит преобразование объемного изображения в плоское восприятие.

Технология получения растровых изображений основана на подготовке нескольких слоев изображений по различным уровням глубины, деление всех слоев на тонкие полосы и совмещение с пластиковой пластиной цилиндрических линз. Опустим технические детали, в результате образуются  объемные изображения при наблюдении растровых изображений  с ориентацией оси между глаз в направлении перпендикулярном продольной оси цилиндрических линз.

В современной зрительной системе развивается процесс, возможно, аналогичный, сначала, подготовке изображения, а затем и его идентификации мозгом как объемные образы. Что-то аналогичное, как мозг на пятнистом фоне распознает собаку (рис.1). Так и на любом плоском изображении мозг современной зрительной системы начинает распознавать пространственные образы.

                                                              

                                                      

                                                      Рис.1. Идентификация изображения.

 

Остановимся на словосочетании  интуитивно-креативная. Используем определение креативности как: «интегративное качество личности, … способность к поиску принципиально новых подходов к решению известных задач или постановке и решению принципиально новых задач …»[1].

Объемность плоских образов на макроуровне подпадает под «способность решать  известные задачи новым методом», а на уровне нейронных сетей головного мозга, как микро уровни  «способность ставить и решать принципиальные новые задачи». Иными словами формируется креативная глубина и объемность образов плоских изображений.

Для обоснования применения определения интуиции   воспользуемся цитатой:

«… любому целенаправленному действию всегда предшествует формирование в нервной системе некоторой модели будущего результата действия, то есть, имеет место опережения действительного хода событий» [5].

Возможно, что развитие объемного восприятия плоских изображений основано на формировании новых связей в нейронных сетях головного мозга [6]. Вспомним предположение о взаимодействии зрения и мышления, и распространим все новые способности зрения на  интеллектуальные способности, на абстрактное мышление. В таком варианте современная зрительная система – это модель в нервной системе будущих способностей мышления, или развитие до уровня мета мозга и мета сознания.

О применении термина «синергетическая». Воспользуемся очередной цитатой «Термин синергетика в переводе с греческого языка означает "совместное действие". Введя его, Герман Хакен вкладывал в него два смысла. Первый - теория возникновения новых свойств у целого, состоящего из взаимодействующих объектов. Второй- подход, требующий для своей разработки сотрудничества специалистов из разных областей"[7].

Новым свойством для современной зрительной системы, как составляющей деятельности нейронных сетей головного мозга, сознания, является способность объемного восприятия образов плоских изображений. Для выяснения нового феномена зрительного восприятия необходимо сотрудничество физиков, математиков, психологов, квантовых психологов, физиологов, психофизиологов и нейрофизиологов. Следовательно, оба вкладываемых смысла Г.Хакена в термин «синергетика» выполняются

Поясним определение образно-структурированное. Все, что находится на плоском изображении, для современной зрительной системы приобретает креативную глубину и объемность. Образом с элементом глубины, объемности, пространственной перспективой становится любой  «узор», цвет, структура. Они для СЗС приобретают креативную глубину и отделяются друг от друга или фона. Восприятие СЗС является многопараметрической зависимостью от геометрии, размеров образов, местоположения в поле зрения и т.д. Допустим, что одной из компонент интуитивного планирования является способность из информационного «хаоса» выбрать только ту ее часть, которая необходима для «многомерного» решения процесса вовлеченного мышления [8]. Аналогично и СЗС из хаоса узоров, линий, цветовых пятен и т.д. на плоском изображении выбирает образы, придает им объемность и креативную пространственную перспективу.

На исследования в области развития зрения, мозга, сознания Казанским университетом, его сотрудниками,  получено семь патентов РФ на изобретения. Тем самым установлен приоритет, новизна и патентная защита на феномены современной зрительной системы, методику тренировки зрения, ее техническое обеспечение. Иными словами, разрабатываемый образовательный проект основан на признанных изобретениях в области развития нового зрительного восприятия.

Отметим, что по теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) [2] патенты [9-11] могут подпадать под высшие уровни классификации. В них  устранено физическое и техническое противоречие для восприятия глубины, объемности и пространственной перспективы образов плоских изображений. Как правило, такие изобретения способны формировать новую отрасль техники [2].

«ТРИЗ является технологией усовершенствования любых систем. Ее инструментарий при грамотном использовании практически нечувствителен к природе усовершенствуемой системы - будь то машины, химико-технологические, энергетические или информационные процессы»

И немного о новизне наших изобретений, системы обучения. «Третий, случай, когда новый объект способен решать новую задачу, которая до него вообще не была известна либо о ней в принципе знали, но средств для ее решения пока что не было. В таком довольно редком случае принято говорить о «пионерском решении[12].

В полученных патентах пионерской технической системой выступает зрение, мозг, развитие которых и может структурировать новые уровни мета мозга и мета сознания.

ТРИЗ была разработана в последние десятилетия  существования Советского Союза, преподавание велось почти в 200 городах. Сегодня география ее применения в России уменьшилась в четыре раза, но она широко используется в индустриально развитых странах мира[12].

 

Методика обучения и экспериментальные результаты

 

Технология развития зрительной системы основана на применении стереоскопических проекций, наблюдении на них стереоскопической глубины в условиях наложения.

Пример стереоскопической проекции показан на рис.2. Техника наблюдения стереоскопической глубины заключается в концентрации взгляда вне плоскости листа, получении двоении горизонтальных образов, их последующее наложение. В условиях наложения число эмблем  КГУ должно стать четыре. Две средние приобретают стереоскопическую глубину образов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис.2. Пример стереоскопической проекции.

 

Если концентрировать взгляд до рисунка, то для  верхнего ряда, на переднем плане будет располагаться надпись «КГУ», а на дальнем - центральное облако. На эмблеме можно выделить до 11 слоев глубины. Аналогичное расположение образов будет наблюдаться и для нижнего ряда, если осуществить концентрацию взгляда как бы сквозь рисунок.

Индустрия стереоскопии начиналась в 1838 году и сегодня вышла далеко за пределы стереофотографии, полиграфии, распространив свое влияние на компьютерные технологии, телевидение. В Англии можно наблюдать футбольные матчи в 3D-формате, с применением технологии IMAX в сентябре 2010 года предполагается выпуск на киноэкраны документального фильма «Телескоп Хаббл в 3D».

Система обучения включает три этапа. Первый, второй – это дистанционное и самостоятельное обучение, когда зрительная система адаптируется к наблюдению стереоскопической глубины на учебных пособиях различной сложности. На третьем этапе начинается самостоятельное построение стереоскопических проекций.

На всех этапах используется динамический режим наблюдения стереоскопической глубины. По ТРИЗ именно динамические режимы максимально приближают достижение результата. В нашем случае - это сверх результат и полноценное объемное восприятие любых плоских изображений.

С 2005 года  методика обучения апробируется в системе высшего образования [13], с 2009 года интегрируется в инновационный образовательный проект «Когнитивные технологии в образовании». По приказу Министерства образования и науки РТ для отработки системы обучения на уровне среднего образования выбраны две экспериментальные площадки: Лицей им. Н.И.Лобачевского при КГУ и Гимназия №6 Приволжского района газани.

«Известно, что все наши способности «сокрыты» в генетическом строении, состоящим  приблизительно из 26000 наборов генов. И это верхний предел, а вот нижнего предела нет. Генетическая структура инициализируется гормонами, которые выделяются в ответ на запрос организма» [14]. Нет запроса организма, следовательно, не активируется и генетический потенциал. Целью образовательного проекта является инициирование запроса организма подростков на применение интуитивно-креативного мышления, формирование современной зрительной системы.

Уже на первом этапе работы получен уникальный результат – зрительная система 80-90% учащихся знакома с эффектами рельефности, а около 1% имеет полноценное объемное восприятие плоских изображений.

Практика показывает, что студентам 4-го курса кафедры прикладной политологии  факультета журналистики и политологии Казанского университета достаточно 10 занятий, чтобы статистический показатель наблюдения эффектов рельефности увеличилось с 60%  до 92%.

Допустим, рельефность – это модель в нервной системе будущих способностей полноценного объемного восприятия плоских изображений и адекватных изменений абстрактного мышления. В таком предположении зрительная система учащихся возраста 14-17 лет готова к   новому  восприятию информационно-коммуникационной и компьютеризованной среды обитания.

Опросы по эффектам рельефности выявили и второй интересный результат. Накопительная система показала, что некий относительный показатель по ответам учащихся для Лицея в несколько раз выше, чем в Гимназии. Косвенно это подтверждает зависимость наблюдаемых детьми эффектов рельефности образов плоских изображений от уровня развития интеллектуальных способностей. В Лицее обучаются дети с 7 класса, отобранные по высшим показателям успеваемости среди других учебных заведений. В Гимназии дети проходят обучение с первого класса, и не проводится «отсева» по успеваемости.

Кстати, от 70 до 90% учащихся высказались за приобретение новых знаний по развитию креативного мышления, интуитивным способностям, объемному восприятию плоских изображений.

Система обучения авторская. Однако нет никаких проблем в ее применении большинству преподавателей и любому желающему. Пятилетний опыт апробации показывает, что даже скептически мыслящие люди, категорически не допускающие возможности на плоском изображении наблюдать объемные эффекты, при желании смогут пройти первые два этапа обучения, приобрести начальные элементы новых способностей.

Интересна и обнаруженная закономерность. Эффекты рельефности и объемности плоских изображений присутствуют и у людей, десятилетиями занимающихся вовлеченным действием и вовлеченным мышлением. Практически все они используют в своей деятельности и интуитивные способности. Следовательно, можно предположить, что эффекты объемного восприятия плоских изображений взаимосвязаны с интеллектуальной деятельностью.

 

Заключение

 

Возможно, интегрирование предлагаемого образовательного проекта  в систему среднего и высшего образования будет способствовать построению креативной образовательной среды. Если предлагаемую методику обучения зрительной системы, интеллекта  начинать применять с уровня среднего образования, например, с 6-7 класса, то у молодых людей, к окончанию высшего учебного заведения, будет около 10 лет практики использования вовлеченного действия по преобразованию ранее плоского восприятия плоских изображений в объемное построение. Вновь предполагая допущение о ретикулярной структуре деятельности мозга, молодые люди получат навыки применения и вовлеченного абстрактного мышления, интуитивных способностей.

Напомним, что по ТРИЗ, полученные патенты подпадают под высший уровень классификации изобретений. В перспективе такой класс изобретений формирует новую отрасль техники. В нашем случае – это новые способности зрения, мозга, интеллекта, сознания.

Десятилетний опыт работы показывает, что процесс восприятия эффектов глубины, объемности, пространственной перспективы ранее плоских изображений непрерывно расширяется. Сегодня, разнообразию плоских изображений, использующих методику трехмерного компьютерного моделирования нет границ. Они постоянно воздействуют на нашу зрительную систему. Можно предположить, что происходит непрерывный процесс обучения зрения, мышления воспринимать  окружающий мир с новыми возможностями.

 

Список литературы

 

1. Мухаметзянова Г.В. Креативный характер  профессионального образования – основа профессионального становления выпускника / Жизнь для науки. Подарочное издание к 70-летию Г.В.Мухаметзяновой // Под редакцией Н.Б.Пугачевой.- Казань, ИПП ПО РАО, 2008 –  С.185-193.

2. Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Зусман А.В., Филатов В.И. Поиск новых идей: от озарения к технологии // Г.С.Альтшуллер. - Кишинев: КартяМолдовеняскэ, 1989. -381с.

3. Грегори Р.Л. Разумный глаз // Р.Л.Грегори. – 4-е изд.-М.: Едиториал УРСС, 2010. – 240 с.

4. Хакен Г., Хакен-Крель М. Тайны восприятия // Г.Хакен, М.Хакен-Крель. – М.: Институт компьютерных       исследований, 2002. – 272 с.

5. Евин И.А. Синергетика мозга и синергетика искусства // И.А.Евин. - 2-изд.-М.-Иж.: Институт компьютерных исследований, 2003. - 164 с.

6. Антипов В.Н. Способ визуализации  развития новых связей нейронных сетей коры головного мозга // Патент России №2367344.2009. Бюл. № 26.

7. Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б. Современные проблемы нелинейной динамики // Г.Г.Малинецкий, А.Б.Потапов. - М.: Едиториал УРСС, 2002. - 360 с.

8. Антипов В.Н., Щербаков В.С., Чугунов А.В. Экспериментально-физический подход в методике развития интуиции синергетически-когнитивной образно- структурированной зрительной системы // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. естест. науки. – 2009. –Т.151, кн.1. – С.188–195.

9. Антипов В.Н.. Способ формирования трехмерных изображений (варианты) // Патент  России  №2264299. 2005. Бюл. № 32. 

10. Антипов В.Н.. Способ развития зрительной системы человека // Патент России № 2318477. 2008.  Бюл. № 7.

11. Антипов В.Н., Антипов А.В. Способ развития современного человека // Патент России  № 2373853. 2009. Бюл. № 33.

12. Птушенко А. Что ты такое - изобретение? // ИС. Промышленная собственность. –2010. – №2. – С.35-44.

13. Минзарипов Р.Г., Антипов В.Н., Читалин Н.А. и др. О применении методики развития объемного креативно- когнитивного зрения в инновационном образовательном пространстве // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естест. науки. – 2009. –Т.151, кн.3. – С.266-277.

14. Карпов А.М. Здравствуйте, если хотите // А.М.Карпов. - Казань, 2008. - 224 с.