КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

ЗАПОРОЖЕЦЬ Олена Петрівна

УДК 612.821.3

Психофізіологічні функції і успішність навчання

учнів молодшого шкільного віку з різним фізичним

та розумовим навантаженням

03.00.13 – фізіологія людини і тварин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі фізіології людини і

тварин Херсонського державного університету

Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: доктор біологічних наук,

професор Макаренко Микола Васильович,

Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України,

повідний науковий співробітник

відділу фізіології головного мозку.

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Іванюра Іван Олексійович, Луганський національний

педагогічний університет ім. Тараса Шевченка,

професор кафедри анатомії та фізіології людини та тварин.

кандидат біологічних наук Куценко Тетяна Василівна,

Київський національний університет імені Тараса Шевченка,

доцент кафедри фізіології людини і тварин.

Провідна установа: Науково-дослідний

інститут геронтології АМН України, м. Київ.

Захист відбудеться 12 жовтня 2005 року о 14 годині на

засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38

Київського національного університету імені Тараса Шевченка.

Поштова адреса: 01033, Київ-33, вул. Володимирська, 64,

біологічний факультету Київського національного

університету імені Тараса Шевченка, ауд. 215.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського

національного університету імені Тараса Шевченка за адресою:

01033, Київ-33, вул. Володимирська, 58.

Автореферат розісланий 07 вересня 2005 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Цимбалюк О.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Перебудову системи освіти на основі особистісно-орієнтованого навчання, підвищення гуманізації навчального процесу можна здійснити на основі глибокого розуміння психофізіологічних процесів, з якими пов’язана розумова діяльність учнів (Аршавський І.А., 1991; Дубровинська Н.В., 1985; Кольцова М.М з співавт., 1984; Макаренко М.В. з співавт, 1996; Чайченко Г.М. з співавт., 1995). Розвиток інформаційного середовища призводить до ускладнення навчальних програм сучасної школи. З великою швидкістю збільшується обсяг інформації, зростають емоційні та інтелектуальні навантаження, підвищуються вимоги до дитини у соціальній та учбовій сфері. Усі ці зміни спонукають дбайливо ставитись до здоров’я учнів. Особливо високі вимоги висуваються до нервової системи, якій належить провідна роль у формуванні психофізіологічних функцій, оскільки вона забезпечує виконання організмом психічних і когнітивних функцій та поведінкових реакцій, а, отже, визначає ефективність і надійність учбової діяльності дитини. Дослідженнями останнього часу було показано, що у дітей паралельно з морфофункціональним дозріванням відбувається розвиток властивостей основних нервових процесів (Борейко Т.І., 1993; Макаренко М.В. з співавт., 1996; Нетопіна С.А., 1988; Куценко Т.В., 2000; Мацейко І.І., 2004), показана залежність успішності навчання (УН) учнів молодших класів від ступеню розвитку кори та стовбурових структур мозку (Горбачевська Н.Л з співавт., 1996; Мачинська Р.І. та ін., 1997). Однак більшість досліджень становлення і розвитку властивостей психофізіологічних функцій дітей молодшого шкільного віку і їх зв’язку з успішністю навчання хоч і виконані на дітях раннього шкільного віку, але обстеження проведені різними методиками і без урахування фізичного навантаження, спортивної спеціалізації дітей (Борейко Т.І. з співавт., 1993; Борисова Т.А., 1984; Дубровінська Н.В. з співавт., 1990; Куценко Т.В., 2000; Нетопіна С.А., 1988).

Для сучасного спорту характерним є початок тренувань у дуже молодому віці. Діти приходять у спортивні школи у 5-6 років, а інколи і у 4-річному віці, тобто ще до початку систематичних занять у школі. Організм дітей дошкільного та молодшого шкільного віку, який ще недостатньо сформований, перебуває в процесі росту та розвитку і тому особливо чутливий до фізичних навантажень. Однак питання вікових та індивідуальних адаптацій до тривалих багаторічних навантажень залишаються мало висвітленими.

Нерідко в практику фізичного виховання дітей переносяться принципи використання фізичних навантажень, які прийняті в підготовці дорослих спортсменів. Між тим у процесі вікового розвитку на кожному етапі онтогенезу змінюється діапазон пристосування до фізичних навантажень. Надмірно форсовані тренування у дитячо-юнацькому віці, швидке нарощування їх обсягу та інтенсивності без достатнього наукового обґрунтування можуть викликати перенапруження і створити несприятливу дію на організм. Адже обмежене фізичне навантаження мало впливає на розвиток, а надмірне – пригнічує. В літературі висловлюється думка про роль властивостей основних нервових процесів, сенсомоторної сфери, психічних функцій і властивостей особистості як в досягненні високих спортивних результатів у окремих видах спорту, так і ролі їх в успішності навчання, набутті і використанні трудових навичок в реальному житті (Лизогуб В.С., 1998, 1999, 2001; Макаренко М.В., 1990). Тому питання вивчення властивостей психофізіологічних функцій в онтогенезі людини в умовах впливу фізичного та розумового навантаження взагалі, і у дітей молодшого шкільного віку зокрема, і зв’язок їх з успішністю навчання представляють як наукову значимість, так і мають практичну спрямованість.

Зв’язок роботи з науковими програмами. Дисертаційна робота є продовженням комплексних досліджень, які нині набули широкого розвитку на Україні і за її межами, з вивчення властивостей нейродинамічних, соматовегетативних та психологічних функцій і їх зв’язку з успішністю навчання та професійної діяльності людини в різні періоди онтогенезу. Вона виконана в межах теми Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України „Аналіз міжнейронних зв’язків в корі і підкоркових структурах головного мозку під час виконання реальних функцій”, номер держреєстрації 0199U004037.

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи було вивчення розвитку властивостей основних нервових процесів, сенсомоторних та психомоторних функцій, а також успішності навчання у школярів 7-9 років у залежності від характеру їх спортивної діяльності. Для досягнення цієї мети необхідно було вирішити такі задачі:

1. Дослідити динаміку формування властивостей психофізіологічних функцій дітей у період від 7 до 9-річного віку.

2. Вивчити індивідуально-типологічні особливості вищої нервової діяльності, властивості сенсомоторних та психічних функцій у дітей молодшого шкільного віку з різною направленістю спортивних тренувань.

3. Вивчити успішність навчання учнів молодших класів з різними властивостями психофізіологічних функцій та різним характером спортивної діяльності.

Об’єктом дослідження є властивості психофізіологічних функцій учнів молодшого шкільного віку з різним фізичним та розумовим навантаженням.

Предметом дослідження є розвиток індивідуально-типологічних властивостей ВНД та їх прояв у сенсомоторних, психічних функціях та успішності навчання дітей 7-9 років з різним фізичним та розумовим навантаженням.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше отримані дані про розвиток властивостей основних нервових процесів, сенсомоторної сфери, функції пам’яті та уваги у дітей молодшого шкільного віку, які отримують додаткове розумове або фізичне навантаження. Показано, що у дітей, які займаються спортом, відбувається прогресивний розвиток психофізіологічних функцій. Характер вікової динаміки властивостей нейродинамічних, сенсомоторних функцій, властивостей пам’яті та уваги подібний до змін у дітей, які спортом не займаються.

Вперше, крім загальновизнаних показників властивостей психофізіологічних функцій, у роботі отримано динаміку формування у дітей даної категорії такої якості, як функціональний рівень системи (ФРС) та точність реакції на рухомий об’єкт (РРО) та їх місце в інформативному ряду з характеристики рівня психофізіологічного розвитку дітей.

Вперше показано, що у дітей, які займаються спортом, спостерігається тенденція до покращання окремих показників властивостей нейродинамічних, сенсомоторних та психічних функцій у порівнянні із однолітками, які спортом не займаються.

Встановлено, що успішність навчання дітей, які займаються спортом, вірогідно вища, ніж у тих, які спортом не займаються. Серед них діти, що займаються шахами, мають дещо вищу успішність навчання. Успішність навчання дітей, що займаються гімнастикою, вища за УН їх одноліток, які спортом не займаються, але нижча за тих, що займаються шахами.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані в роботі конкретні величини властивостей психофізіологічних функцій можуть бути використані для визначення як вікової норми психофізіологічного розвитку дитини, так і для обґрунтування необхідності їхньої корекції за умов зниження. Виявлення впливу додаткового фізичного та розумового навантаження на розвиток властивостей психофізіологічних функцій, які пов’язані з УН, поглиблює існуючі уявлення про індивідуальні відмінності між людьми в онтогенезі, дозволяє розкрити індивідуальні можливості навчання, обґрунтовує необхідність застосування диференційованого педагогічного підходу до школярів молодшого шкільного віку.

Результати та положення дисертації можуть бути використані при викладанні курсів вікової фізіології, психофізіології, дитячої психології та педагогіки. На сьогодні вони використовуються при проведенні навчальних курсів з „Фізіології людини”, „Фізіології ВНД”, „Психофізіології профвідбору”, „Спортивної морфології” і „Вікової фізіології та шкільної гігієни” на кафедрі фізіології людини і тварин Інституту природознавства Херсонського державного університету (акт впровадження від 01.06.04.), навчальних курсів з „Фізіології людини” і „Гігієни шкільної та фізичних вправ” на кафедрі медико-біологічних основ фізичного виховання і фізичної реабілітації Вінницького державного педагогічного університету ім. М.Коцюбинського (акт впровадження від 21.05.04.), навчальних курсів з „Психофізіології” і „Вищої нервової діяльності” на кафедрі анатомії та фізіології людини і тварин Черкаського національного університету ім. Б.Хмельницького (акт впровадження від 02.06.04.) та при викладанні курсу біології в Академічному ліцеї при ХДУ (довідка № 178 від 06.07.04.).

Принципи аналізу психофізіологічних характеристик дітей шкільного віку, які експериментально обґрунтовані у роботі, втілені у наукові дослідження з участю студентів Херсонського державного університету (акт впровадження від 01.06.04.), Вінницького державного педагогічного університету ім. М.Коцюбинського (акт впровадження від 21.05.04.) та Черкаського національного університету ім. Б.Хмельницького (акт впровадження від 02.06.04.).

Результати дослідження використовуються у розробці різноманітного методичного забезпечення для класів біологічного профілю середніх закладів освіти.

Особистий внесок здобувача. В роботі відображені результати власних досліджень. Статистична обробка та інтерпретація результатів дослідження виконані автором самостійно.

Отримані дані явились базовим матеріалом для розробки науково обґрунтованої системи оптимізації навчальної програми учнів з введенням більшої кількості годин та уроків фізкультури.

Апробація роботи. Матеріали наукового дослідження були представлені та обговорені на науково-практичній конференції „Актуальні проблеми юнацького спорту” (Херсон, 2001); III науковій конференції „Індивідуальні психофізіологічні особливості людини та професійна діяльність” (Черкаси, 2001); III Український конференції молодих вчених, присвяченій пам’яті академіка Володимира Веніаміновича Фролькіса (Київ, 2002); Другому Українсько-Британському Симпозіумі з біоетики (Київ, 2002); конференції „Молода спортивна наука України” (Львів, 2002); XVI з’їзді Українського фізіологічного товариства (Вінниця, 2002); Всеукраїнському науковому симпозіуму „Особливості формування та становлення психофізіологічних функцій в онтогенезі” (Черкаси, 2003); VII Міжнародній науково-практичній конференції „Наука і освіта ‘2004” (Дніпропетровськ, 2004); IV Міжнародній науково-методичній конференції „Культура здоров’я як предмет освіти” (Херсон, 2004).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 15 робіт, у тому числі 7 статей ( із них 3 у фахових виданнях) та 8 тез.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, огляду літератури, методик досліджень, опису власних результатів, їх обговорення, висновків та списку цитованої літератури. Текст дисертації викладений на 146 сторінках машинописного тексту. Робота містить 15 таблиць та ілюстрована 22 рисунками. Бібліографія включає 235 джерел вітчизняної та зарубіжної літератури.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Аналіз даних, представлених в літературі, показав, що стан психофізіологічних функцій, як і успішність навчання учнів молодшого шкільного віку з різним фізичним та розумовим навантаженням вивчені недостатньо.

Організація та методики дослідження. Обстежено 243 дитини віком 7-9 років (112 дівчаток та 131 хлопчиків). Контрольну групу складали 94 учні 1–3 класів ЗОСШ м. Херсона, які не займалися спортом, але були фізично здоровими. У дві експериментальні групи увійшли 86 школярів, які займалися гімнастикою у ДЮСШ м. Херсона та 63 учні, які додатково до навчання у школі займалися шахами на базі профільних навчальних закладів (Шахово-шашковий клуб та Обласна станція юних техніків). Всі діти-спортсмени тренувались у вибраному виді спорту не менше 1-го року і мали спортивну кваліфікацію.

Дослідження проводилися у жовтні – листопаді, тобто на початку навчального року, коли у дітей ще не виникає перевтомлення. Обстеження проводились у дні (вівторок, середа, четвер) та години (зранку) високої розумової працездатності.

Основними методами дослідження були визначення комплексу показників властивостей основних нервових процесів, в тому числі і функціональної рухливості, дослідження сенсомоторних реакцій (латентних періодів простих та складних рухових актів), дослідження психічних функцій (пам’ять, увага).

Визначення властивостей психофізіологічних функцій проведено з використанням комп’ютерної системи, створеної на кафедрі фізіології людини та тварин Київського національного університету ім.Тараса Шевченка, що дозволяє отримувати експериментальні дані в режимі експрес-діагностики.

Функціональну рухливість нервових процесів (ФРНП) визначали за показником найвищого темпу диференціювання позитивних та гальмівних подразників. Характер сенсомоторного реагування визначали як середнє значення 100 латентних періодів простої сенсомоторної реакції (ЛППСМР) та реакції вибору двох з трьох подразників (ЛПРВ) при багаторазовому повторенні зорових стимулів на екрані дисплею. Функціональний рівень системи (ФРС) визначався із гістограми розподілу ЛП простої сенсомоторної реакції. Точність реакції на рухомий об’єкт (РРО) визначали за точністю передбачення часу пересічення двох крапок, що рухаються назустріч одна одній по екрану дисплея.

Вивчення функції короткочасної зорової пам’яті проводили з використанням таблиць з 10 одиницями різномодальних сигналів (слова, не пов’язані між собою змістом, двозначні числа, беззмістовні склади, геометричні фігури). Більша кількість відтвореної інформації відповідала вищому показнику обсягу пам’яті (Макаренко М.В., 1996). Враховувався обсяг короткочасної зорової пам’яті по кожному виду запам’ятовування.

Дослідження обсягу, стійкості, продуктивності та швидкості переключення уваги проводили з використанням таблиці Анфімова (Антропова М.В. та ін., 1984). Вивчення розподілу уваги проводили за методикою „розстановки чисел”. Для дослідження переключення уваги використовували методику Шульте „відшукування чисел з переключенням”, а швидкість переключення уваги оцінювалась за часом, витраченим на виконання завдання, в секундах (Макаренко М.В., 1996).

Успішність навчання оцінювалась за умовною 10-бальною експертною системою. За показники успішності навчання приймалися оцінки за рік з читання, письма, математики та середній бал (СБ) з цих трьох предметів. Успішність за такими предметами, як природознавство, малювання, співи, праця та фізкультура не враховувались.

Статистична обробка результатів дослідження виконувалась за методами параметричної і непараметричної статистики з використанням методів дисперсійного та кореляційного аналізу. Для кожної групи обстежуваних визначали параметри нормальності розподілення вибірки, вірогідність різниць між групами за критерієм Ст’юдента (у випадку параметричного розподілу) та за критерієм Уілкоксона (у випадку непараметричного розподілу), визначали коефіцієнти лінійної або рангової (за Спірменом) кореляції. Крім цього, використовували методи множинних порівнювань за Шеффе (у випадку параметричного розподілу) та за Холіндером (у випадку непараметричного розподілу). Вся статистична обробка виконувалася на комп’ютері з використанням пакету аналізу Excel.

Результати досліджень та їх обговорення

Вікова динаміка властивостей нейродинамічних та сенсомоторних функцій, пам’яті та уваги у дітей молодшого шкільного віку. Перш за все аналіз дослідження психофізіологічних функцій у учнів молодшого шкільного віку був проведений з позицій принципу системної організації та інтегративної діяльності людини. Уява про функціональну систему, як об’єднання та взаємодію окремих елементів мозкових процесів, що забезпечує організацію адаптивної поведінки склалася у фізіології давно (Анохін П.К., 1980; Берштейн Н.А., 1990). У відповідності до цього вчення всі досліджувані психофізіологічні функції, у тому числі і успішність навчання, знаходяться під впливом онтогенетичних закономірностей, які забезпечують поступовий розвиток нейродинамічних, сенсомоторних та психічних особливостей людини. З іншого боку, на розвиток психофізіологічних функцій та успішність навчання можуть впливати і соціально обумовлені фактори (Лизогуб В.С., 2001), такі як додаткові фізичні і розумові навантаження.

Порівняння параметрів психофізіологічних функцій, які досліджувались у школярів контрольної групи 7, 8 та 9 років, виявило їх зростання з віком У учнів 9 років отримано достовірне зростання всіх показників функцій, які досліджувалися, порівняно з учнями 7 років, тобто з початком систематичних занять у школі.

Швидкість простої та складної сенсомоторних реакцій у школярів від 7 до 9 років зменшувалась. В усіх вікових групах латентні періоди реакції вибору (ЛПРВ) були значно довшими, ніж ЛП простої зорово моторної реакції (ПЗМР). Отже, кількісні зміни сенсомоторної реактивності залежать від віку обстежуваних та складності запропонованого для переробки матеріалу.

Встановлено вірогідне зростання ФРНП та точності РРО з віком. Можна вважати, що спостерігався розвиток “швидкісних” показників властивостей основних нервових процесів та розвиток сенсомоторної сфери. Одночасно вірогідно зріс параметр ФРС.

Впродовж досліджуваного періоду відбувається поступове покращення мнемічної функції. В усіх вікових групах достовірно вищі показники обсягу запам’ятовування на малюнки та слова, найнижчі – на беззмістовні склади. Показники запам’ятовування чисел займають проміжне положення. Тобто і обсяг пам’яті залежить як від віку, так і складності навантаження з переробки зорової інформації.

Змінилися також і показники уваги – вірогідно зросли обсяг, продуктивність, швидкість, стійкість та розподіл уваги, знизилася швидкість переключення уваги.

Отримані нами дані узгоджуються з даними інших дослідників, що у дітей розвиток властивостей основних нервових процесів, пам’яті та уваги відбувається поступово паралельно з морфофункціональним дозріванням мозкових структур (Завадська Л.І. та ін., 1990; Новікова В.Н. з співавт .,1990; Фарбер Д.А. та ін., 1990). Цей процес триває упродовж всього періоду навчання в школі, але дослідники відзначають, що темпи розвитку типологічних властивостей (сили, функціональної рухливості та врівноваженості) в інші періоди онтогенезу, як і пам’яті та уваги, нерівномірні. Проте, саме період онтогенезу дітей молодшого шкільного віку (від 7 до 9 років) характеризується надзвичайно інтенсивним розвитком і вдосконаленням функцій ВНД (Борейко Т.І., 1993; Макаренко М.В. з співавт., 1994, 1996, Куценко Т.В., 2000), пам’яті і уваги (Борейко Т.І., 1993).

Достовірних відмінностей по більшості досліджуваних показників за статевою ознакою у цьому періоді онтогенезу не виявлено.

Динаміка властивостей нейродинамічних та сенсомоторних функцій, пам’яті та уваги у дітей молодшого шкільного віку, які мають додаткове фізичне навантаження. При виконанні даної частини роботи було виявлено, що у гімнастів 9 років відбувається розвиток всіх нейродинамічних та сенсомоторних функцій, властивостей пам’яті та уваги у співставленні з 8-ми та 7-річними учнями.

Тривалість ЛППР та ЛПРВ у 9-річних гімнастів вірогідно менша, ніж у 7-річних. ФРНП, як і точність РРО та ФРС також були вірогідно кращими у 8-ми та 9-річному віці в порівнянні із 7-річними. Спостерігалося збільшення короткочасної зорової пам’яті та уваги, за винятком стійкості, характеристики якої практично не змінилися протягом усього періоду молодшого шкільного віку.

Отже, у дітей молодшого шкільного віку, які займаються гімнастикою додатково до занять у школі, як і у дітей контрольної групи цього вікового періоду, відбувається розвиток усіх досліджуваних функцій, які з віком покращуються.

Динаміка властивостей нейродинамічних та сенсомоторних функцій, пам’яті та уваги у дітей молодшого шкільного віку, які мають додаткове розумове навантаження. У шахістів молодшого шкільного віку спостерігалася така ж закономірність до зростання показників психофізіологічних функцій, які досліджувалися, що і у школярів контрольної групи та групи гімнастів того ж віку.

Віковий період 9 років характеризувався зростанням майже всіх параметрів функцій, які досліджувались, у співставленні з віковими періодами 7 та 8 років. Вірогідно скоротилася тривалість ЛППР та ЛПРВ. Шахісти 9 років мали вірогідно кращі, ніж у 7 років, характеристики ФРНП та ФРС. У них спостерігалось вірогідне збільшення обсягу пам’яті на усі види матеріалу, який надавався для запам’ятовування. Достовірно кращими стали також показники властивостей уваги (окрім стійкості та швидкості переключення уваги).

Таким чином, і у школярів, які займаються шахами, з віком, від 7 до 9 років, відбувається розвиток усіх досліджуваних функцій.

Зіставлення вікових змін властивостей нейродинамічних, сенсомоторних функцій, пам’яті та уваги у дітей молодшого шкільного віку, що займаються у школі за звичайною програмою та тих, які мають додаткове фізичне чи розумове навантаження. Першочергове значення для розуміння механізмів, які забезпечують взаємодію онтогенетичних закономірностей росту і розвитку організму дітей з факторами середовища (фізичними і розумовими навантаженнями), має уява про наявність в організмі дітей двох систем зв’язків: жорстких (вроджених) і гнучких (пластичних) (Бехтерева Н.П., 1988). Останні найбільш важливі для розуміння особливостей організації динамічних функціональних об’єднань психофізіологічних функцій під впливом додаткових розумових і фізичних навантажень, що були виявлені нами у "гімнастів" і "шахістів" по відношенню до однолітків контрольної групи. Тоді як зміни досліджуваних психофізіологічних функцій у дітей від 7 до 9 років можуть бути обумовлені наявністю жорстких, вроджених, напрацьованих у філогенезі і реалізованих в онтогенезі функціональних елементів.

Проведено зіставлення характеру прояву вікових властивостей психофізіологічних функцій у дітей з різною фізичною та розумовою активністю. Виявлено, що досліджуваний віковий період характеризувався поступовим зменшенням тривалості ЛП сенсомоторних реакцій на навантаження різного ступеня складності як у контрольній групі, так і у експериментальних групах, однак ці зміни відбувалися нерівномірно. Тривалість ЛП простої зорово-моторної реакції і реакції вибору у контрольній групі і у гімнастів практично не відрізнялася. У групі шахістів тривалість ЛППР та ЛПРВ була статистично достовірно меншою (p<0,05).

В усіх групах характеристики ФРНП поступово зростали, але статистично достовірних різниць між дітьми досліджуваних груп у кожному віковому періоді не виявлено, що дає підстави говорити лише про тенденцію розвитку ФРНП як у контрольній, так і експериментальних групах.

Порівняння рівня точності РРО дітей контрольної та експериментальних груп одного віку не виявило між ними вірогідних різниць у 7 років, але у 8 років гімнасти мали статистично вірогідну кращу точність РРО у порівнянні з іншими досліджуваними групами. У 9 років вірогідно найнижчий рівень точності РРО був у контрольній групі, а найкращим - у гімнастів.

Протягом усього досліджуваного періоду найкращі характеристики ФРС були у шахістів. У гімнастів параметри ФРС були найбільш низькі у 7 та 8 років, а у віці 9 років дещо випереджували контрольну групу, яка була проміжною за абсолютними значеннями ФРС.

Обсяг пам’яті при запам’ятовуванні різного матеріалу у дітей молодшого шкільного віку поступово збільшувався, і темпи цього зростання для різних досліджуваних груп, для різного віку і для виду матеріалу, що надавався для запам’ятовування, були неоднаковими. Діти-спортсмени краще запам’ятовують геометричні фігури та слова у порівнянні із школярами, що спортом не займаються, причому у шахістів ці показники вищі, ніж у гімнастів. Отже, додаткове розумове навантаження у шахістів сприяє більш інтенсивному розвитку пам’яті. Можливо, в процесі спортивних занять відбувається додаткове тренування пам'яті, хоча швидкість нервових процесів, що забезпечують запам'ятовування, у цьому віці не змінюється (Ізюмова С.А., 1980). При додатковому фізичному навантаженні (у гімнастів) розвиток цих видів пам’яті не такий інтенсивний.

Динаміка властивостей уваги (табл. 1) мала деякі відмінності в зв’язку з додатковим фізичним та розумовим навантаженнями.

Таблиця 1

Середні значення показників уваги у обстежуваних контрольної групи і учнів, що мають додаткове фізичне та розумове навантаження

Примітки: * - достовірність різниць (р<0,05) гімнастів відносно контролю; #- достовірність різниць (р<0,05) шахістів відносно контролю; §- достовірність різниць (р<0,05) гімнастів відносно шахістів.

Розподіл та швидкість переключення уваги найкращими були у гімнастів. Можливо, це пов’язано з тим, що гімнасти в силу специфіки свого виду спорту виконують рухи у підвищеному темпі, в умовах, що швидко змінюються. Від них вимагається швидка та точна диференціація рухових реакцій та розвинута здібність до негайного гальмування непотрібних рухів. А для шахістів більш характерна напружена розумова діяльність. Вони змушені утримувати великий обсяг інформації та оперативно обробляти її, „прораховувати” варіанти розвитку ситуації та швидко і безпомилково знаходити потрібні рішення, тому і не дивно, що у них саме показники властивостей обсягу і продуктивності уваги, а також швидкості уваги були вищими.

Таким чином, властивості основних нервових процесів, сенсомоторні функції, пам’ять та увага як у дітей із додатковими фізичними та розумовими навантаженнями до тих, що загально застосовуються у школі, так і у тих дітей, які такого навантаження не мають, поступово зростають, хоча звичайно, і мають деякі особливості їх росту. У дітей, що займаються спортом, спостерігалося достовірне покращання окремих властивостей нейродинамічних, сенсомоторних та психічних функцій у порівнянні із своїми однолітками контрольної групи. Та ж закономірність спостерігалася і у дітей, які мають додаткове розумове навантаження у співставленні із тими, що мають додаткове фізичне навантаження. Але, можливо, з урахуванням ще такого молодого віку і незначного часу, затраченого на спеціалізацію тренувань, сказалось на тому, що статистично достовірні відмінності перемінних ознак, які вивчалися, поміж групами обстежених проявились не за всіма властивостями.

Отже, біологічне значення виявлених нами закономірностей розвитку вищих психофізіологічних функцій в онтогенезі полягає у поступовому розгортанні спадкової інформації, необхідної для активної соціальної діяльності (навчання) учнів молодшого шкільного віку (Аршавський І.А., 1982). Встановлена нами динаміка формування вищих психофізіологічних функцій у дітей від 7 до 9 років свідчить про високу генетичну детермінованість їх дозрівання на цьому етапі онтогенезу.

Ймовірно, що виявлені нами зміни у нейродинамічних та психічних функціях пов’язані з тими віковими морфологічними і функціональними перебудовами, що відбуваються у дітей молодшого шкільного віку шляхом удосконалення просторово-часової організації головного мозку на всіх його рівнях (Дубровинська Н.В. та ін., 1990; Стреляу Я., 1982). Такі зміни повинні носити залишковий характер, що дозволяє вирішувати різноманітні соціальні завдання, у тому числі і успішну навчальну діяльність (Бальсевич В.К., 1997). Тому дуже важливо, щоб первинний етап навчальної діяльності у дітей 7-9 років був використаний для накопичення психофізіологічного потенціалу. Як бачимо з результатів наших досліджень, такі корективи в генетичну програму розвитку психофізіологічних функцій дітей молодшого шкільного віку вносять додаткові розумові і фізичні навантаження. Вищий рівень розвитку окремих нейродинамічних, сенсомоторних та психічних функцій, що ми отримали у обстежуваних "гімнастів" та "шахістів" по відношенню до контрольної групи, свідчить на користь можливої корекції генетичної програми засобами фізичної культури і спорту. Більш високий рівень розвитку деяких психофізіологічних функцій у дітей експериментальних груп по відношенню до контрольної може бути пояснений у відповідності до регуляторно-генетичної теорії (Анохін К.В., 1996; Матурана У., 1996; Швирков В.Б., 1995). Можливо, що експресія генів в клітинах головного мозку дітей, які займалися додатково в секціях гімнастики та шахів, є результатом розузгодження обстановочної та пускової або мотиваційної аферентної інформації з акцептором результату дії в якій-небудь вродженій або набутій функціональній системі організму учнів. Фактором, який збурює таке розузгодження, що приводить в подальшому до формування нової більш досконалої психофізіологічної функціональної системи, є саме додаткові фізичні та розумові навантаження у "шахістів" та "гімнастів".

Отже, якщо властивості психофізіологічних функцій дітей 7-9 років, які ми отримали у контрольній групі, можна розглядати як такі, що відбивають генетично детерміновану програму онтогенетичного розвитку, то результати експериментальних груп можуть свідчити на користь того, що додаткові фізичні і розумові навантаження можуть вносити корективи у розвиток, створивши нову більш досконалу психофізіологічну систему. Остання забезпечується більш високою якісно новою просторово-часовою організацією нейронних мереж (Горбачевська Н.Л., 1990), налагодженістю необхідної корково-підкоркової взаємодії (Батуєв А.С., 1995), достатньою функціональною спеціалізацією асоціативних структур кори та їх зрілістю (Алферова В.В. з співавт., 1990).

Характеристика успішності навчання у дітей молодшого шкільного віку з різним рівнем фізичної та розумової активності. За даними Т.І.Борейко (1993) та Т.В.Куценко (2000) динаміка успішності навчання молодших школярів має хвилеподібний характер. Аналіз УН у контрольній групі та у шахістів показав незначні зниження рівня УН у 8 років та зростання – у 9 років. У гімнастів, на відміну від контролю, спостерігалося відповідне зростання рівня УН і у 8 і у 9 років, особливо з математики та письма. Ми вважаємо, що акробатичні вправи розвивають точність та координацію рухів і сприяють більш ранньому оволодінню навичками письма, як і суворо регламентований розпорядок дня, який сприяє більш раціональному використовуванню часу, що відведено для навчання.

Аналіз успішності навчання (рис.1) на основі співставлення її середнього балу (СБ) показав, що найнижчий бал протягом усього досліджуваного вікового періоду відзначено у контрольній групі.

У гімнастів порівняно із контролем СБ у 8 та 9 років був вірогідно вищим. У шахістів вже починаючи з 7 років СБ був стабільно високим і залишався таким до 9 років, однак кількісні зміни цього показника були дуже незначними.

Рис. 1. Успішність навчання (середній бал) у дітей контрольної та експериментальних груп.

Примітки: * - достовірність різниць (р<0,05) гімнастів відносно контролю; #- достовірність різниць (р<0,05) шахістів відносно контролю; §- достовірність різниць (р<0,05) гімнастів відносно шахістів.

Зв’язки успішності навчання з рядом досліджуваних психофізіологічних функцій (рис. 2) виявились мінливими та нестабільними.

Рис.2. Кореляція успішності навчання з індивідуально-типологічними властивостями ВНД та властивостями психічних функцій учнів молодшого шкільного віку.

Примітки: вірогідність зв'язків: * - p<0,05; * * - p<0,001.

У контрольній групі між успішністю навчання учнів та більше, ніж з 50% психофізіологічних показників не отримано достовірного зв'язку. Найбільш значимий зв’язок УН виявлено з ФРНП та продуктивністю короткочасної пам’яті на склади (r= 0,2; r= 0,22; p<0,05).

Зв'язок між УН і показниками сенсомоторних функцій також був значимим, однак з точністю РРО, яку більшість авторів вважає показником зрівноваженості нервових процесів, таких зв’язків знайдено не було.

Кореляція обсягу пам'яті з УН у контрольній групі виявилася неоднозначною і залежала від виду матеріалу, який пред'являвся для запам'ятовування. Вищими були зв'язки загальної УН i обсягу пам’яті на беззмістовні склади, слова та геометричні фігури (r=0,17-0,22, p<0,05). Зв'язки показників УН з параметрами КЗП на числа були значно нижчими (r = 0,03, p>0,05). Між УН та властивостями уваги у дітей контрольної групи не знайдено значущих кореляційних зв’язків, окрім швидкості переключення уваги (r = -0,17; p < 0,05).

У групі гімнастів виявилась більша кількість вірогідних зв’язків показників УН з психофізіологічними показниками, ніж у їх однолітків контрольної групи. Кореляційний зв’язок УН з ФРНП був дещо слабшим (r =  ,15; p<0,05), а зв’язку УН з показниками сенсомоторної сфери виявлено не було. Виявлено новий кореляційний зв’язок між УН та функціональним рівнем системи (r =  0,16; p<0,05). Як і у контрольній групі, зв’язок між УН та РРО практично відсутній. На відміну від контрольної групи, кореляція обсягу пам’яті на різномодальні подразники з УН у гімнастів була досить високою (r=0,22 - 0,45; p<0,05 - 0,01). Міцність зв’язків УН з властивостями уваги у групі гімнастів неоднакова. Тісніше корелюють з балом УН такі показники, як обсяг, продуктивність, стійкість, розподіл та швидкість уваги. Зв’язку з швидкістю переключення уваги не виявлено.

У групі шахістів між УН та більшістю психофізіологічних показників існує кореляційний зв'язок. Цей зв’язок більш тісний, ніж у контрольній групі. Серед показників нейродинамічних функцій та сенсомоторної сфери найбільш значимий зв’язок виявився УН з ЛПРВ (r = ,2; p<0,05). Як і у гімнастів, у шахістів виявлено тісний кореляційний зв’язок між УН та обсягом пам’яті на усі види матеріалу, який пред'являвся для запам'ятовування. Парний коефіцієнт кореляції коливався в межах 0,22-0,38 при p<0,05-0,001. У шахістів виявлено найбільшу кількість вірогідних кореляційних зв’язків показників властивостей уваги з показниками УН. Середній бал корелює з усіма показниками уваги, які досліджувалися (r = ,19 - 0,35; p<0,05-0,001).

Отже, у дітей, які мають додаткове фізичне або розумове навантаження, кількість вірогідних кореляційних зв’язків успішності навчання з психофізіологічними показниками більша і ці зв’язки виявилися дещо тіснішими, ніж у школярів контрольної групи.

Проведено також аналіз відмінностей нейродинамічних, сенсомоторних та психічних функцій в учнів з різною успішністю навчання, а також з різним рівнем фізичної та розумової активності. Для цього школярів 7, 8 та 9 років у кожній з досліджуваних груп (контроль, гімнасти, шахісти) за показником середнього балу успішності навчання було поділено на три підгрупи: „відмінники”, учні, що навчаються „добре”, та учні, що навчаються „задовільно”.

Виявлено, що школярі, які навчаються на „відмінно”, характеризуються вищими властивостями нейродинамічних та сенсомоторних функцій, пам’яті та уваги, ніж ті, що характеризуються більш низькою успішністю навчання. На початку систематичних занять у школі УН у значній мірі залежить від природних властивостей, до того ж першокласники, зазвичай, дуже мотивовані до навчання, тому у 7 років ці відмінності, можливо, були статистично достовірними, однак у подальшому, у 8 та, особливо, 9 років, вони стають незначні. Учні 8 та 9 років з різною успішністю навчання практично не відрізнялися за параметрами досліджуваних психофізіологічних функцій. Ми вважаємо, що у більш старшому віці на УН починають більше впливати інші педагогічні фактори, яких, за літературними даними, нараховується близько 150 (Підласний І.П., 1999).

У групі гімнастів відзначено лінійне підвищення характеристик ФРНП, зменшення тривалості ЛПРВ та ріст параметрів показників пам’яті і уваги у „відмінників” в порівнянні з групою, що навчаються „задовільно”. Параметри ФРС були більш високими у гімнастів, що навчаються „добре”. Це підтверджується і меншою тривалістю ЛППСМР у цій підгрупі, адже, за літературними даними, часові параметри простої рухової реакції є показниками функціонального стану організму і служать об’єктивним критерієм його оцінки. На нашу думку, додаткове фізичне навантаження викликає стомлення і тому фізіологічна ціна значних успіхів у навчанні гімнастів-„відмінників” вища, ніж у тих, що навчаються „добре”.

У групі шахістів також відзначені дещо вищі властивості нейродинамічних функцій, пам’яті та уваги у групі „відмінників”, однак ці відмінності не були статистично достовірними. Отже, УН шахістів у значній мірі залежить від психофізіологічних особливостей організму.

Таким чином, властивості основних нервових процесів, сенсомоторні функції, пам’ять та увага в основному мають вищі характеристики у дітей, які вчаться на „відмінно” у порівнянні із тими, що навчаються „добре” та „задовільно”. Особи з високими показниками досліджуваних психофізіологічних функцій характеризуються і вищою успішністю навчання.

Отже, маємо доведений факт, що поступово з віком від 7 і до 9 років у учнів як контрольної, так і обох експериментальних груп поступово покращуються психофізіологічні функції організму. Це вказує на існування загальних закономірностей, що відповідають за формування нейродинамічних, сенсорних і психічних функцій, які обумовлені генетично. Але вищий рівень розвитку психофізіологічних функцій у "гімнастів" та "шахістів" дозволяє припустити, що у генетичну програму вікової еволюції можуть бути внесені часткові корективи засобами фізичної культури і спорту (Аршавський І.А., 1982; Бальсевич В.К., 1997).

УН дітей, що займаються у спортивних школах додатково до занять у школі, значно вища, ніж у дітей контрольної групи, які спортом не займаються. Протягом досліджуваного періоду відносна кількість „відмінників” серед контролю була меншою, ніж серед гімнастів та шахістів.

Та ж закономірність більш високої успішності навчання у дітей-спортсменів спостерігалася і серед дітей, що навчаються „добре”. У 9 років відносна кількість дітей, які навчаються „добре” зросла у співставленні з попереднім віковим періодом (8 років) у кожній групі. Однак якщо у контрольній групі та серед гімнастів 9-річного віку більше учнів, що навчаються „добре”, то у групі шахістів продовжують переважати „відмінники”.

Порівняльний аналіз стану нейродинамічних та сенсомоторних функцій, пам’яті, уваги та успішності навчання у дітей, які навчаються на „задовільно”, провести не вдалось, оскільки кількість таких дітей серед гімнастів та шахістів у кожному віковому періоді була надто малою і вибірки не можуть вважатися репрезентативними. Однак здається дуже показовою тенденція до зменшення відносної кількості дітей, які навчаються „задовільно” в експериментальних групах (гімнастів та шахістів).

Таким чином, слід вважати, що онтогенетична програма розвитку психофізіологічних функцій частково може бути скоригована засобами фізичної культури і спорту та додатковими розумовими навантаженнями. Стосовно можливого механізму, який пояснює правильність такого узагальнення, то він лежить у площині формування нової більш досконалої організації функціональної системи, яка забезпечує вищий рівень психофізіологічних функцій у "гімнастів" та "шахістів". В основі формування такої функціональної системи лежить процес розузгодження між пусковою аферентацією і акцептором результату дії, яке у вродженій функціональній системі відбувається за рахунок додаткової аферентації від пропріорецепторів скелетних м'язів (у "гімнастів") і мотивацій (у "шахістів"), що і приводить до формування нової більш досконалої функціональної системи, забезпечення вищої психофізіологічної активності спортсменів.

Більш високий рівень розвитку нейродинамічних, сенсомоторних та психічних функцій у школярів, які навчаються на "відмінно", ніж у тих, які мали добрі та задовільні оцінки, можна пояснити з точки зору теорії інформаційного синтезу (зворотне збудження) (Іваницький А.М., 1997) та "повторного входу" (EdelmanTononi2000).

В роботі доведено, що на властивості психофізіологічних функцій дітей молодшого шкільного віку, в основному, діяли два фактори. Перш за все розвиток нейродинамічних, сенсомоторних та психічних функцій знаходився під контролем механізмів, які склалися у відповідності до онтогенетичної програми, а з іншого - на цю програму здійснював помітний вплив зміст індивідуального досвіду (заняття спортом, навчання). Отже, взаємозв'язок процесів розвитку нейродинамічних, сенсомоторних, психічних функцій, а також навчання і тренування може бути описане на двох різних рівнях. В обох випадках удосконалення мозкових процесів залежить від активації регуляторних генів (Анохін К.В., 1996). Активація регуляторних генів під час розвитку і під час навчання приводить до транскрипційних факторів у структурних генах, які змінюють зв'язки між нейронами, встановлюють нову функціональну спеціалізацію клітин і міжклітинних відносин (Анохін К.В., 1996, Матурана У., 1996; Швирков В.Б., 1995). Ймовірно, що на молекулярному рівні процес навчання виступає як продовження розвитку, а на системному рівні управління цим процесом дозволяє перейти від