Патент на способ тренировки постранственных способностей

ИЗОБРЕТЕНИЕ

Патент Российской Федерации применение Инвертоскопа RU2008802

Имя изобретателя: Алешин С.В., Анисимов Г.В., Жданько И.М., Сорокина Н.Д.

Имя патентообладателя:  Алешин Сергей Валентинович

Дата начала действия патента:  25.06.1991

Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к психологии, в частности к педагогической психологии, психологии труда и спорта, и может быть использовано при подготовке спортсменов, операторов, в том числе летчиков, космонавтов. Целью изобретения является целенаправленная тренировка пространственных способностей человека с помощью инвертирующих призм, а также сокращение времени ношения инвертоскопа в процессе тренировки. Сущность изобретения заключается в том, что перед началом обучения с помощью специальных тестов оценивают уровень развития пространственных способностей обучаемого, в первый день тренировок осуществляют фоновые замеры качества выполнения обучаемым контрольных задач и упражнений, инвертоскоп крепят на голове обучаемого и он выполняет те же задачи и упражнения. После этого инвертоскоп снимают и инструктируют обучаемого как правильно воспринимать видимый мир в условиях инверсии зрения. Затем обучаемый на 30 мин снова надевает инвертоскоп и тренируется правильно воспринимать инвертированный мир, во второй и третий дни тренировок обучаемый выполняет те же задачи и упражнения в комнате, что и в первый день, причем, начиная с второго дня, инвертоскоп в процессе тренировки носят непрерывно в течение 1 ч 30 мин, начиная с четвертого дня первую половину тренировки проводят в комнате, а вторую - отводят для занятий в спортзале с использованием спортивного инвентаря. В последний день тренировок проводят контрольные замеры при выполнении задач и упражнений, использованных в процессе тренировок, оценивают уровень развития пространственных способностей с помощью тех же тестов, что и перед началом обучения, общее время тренировок 10 дней.

Описание изобретения по применению инверсии поля зрения

Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к психологии, в частности к педагогической психологии, психологии труда и спорта и может быть использовано при подготовке спортсменов, операторов, в том числе летчиков и космонавтов.

Под пространственными способностями понимаются способности к использованию информации о пространственных свойствах и отношениях реальных объектов. Пространственные способности являются важнейшей составной частью познавательных способностей и определяют успешность обучения и выполнения деятельности, особенно связанной с перемещениями человека и различных объектов в пространстве. Для тренировки пространственных способностей необходимо создание адекватной нагрузки на психические процессы, отражающие пространственные свойства и отношения. В этих целях целесообразно использование известного в общей психологии феномена инвертированного зрения. Его суть заключается в том, что с помощью специальных оптических устройств (инвертоскопов) у человека создается вертикальное переворачивание (инверсия) изображений на сетчатке глаз, приводящее к инверсии зрительных образов. Длительное ношение инвертоскопа приводит к перцептивной адаптации - зрительный мир снова виден правильно ориентированным. Для практики этот феномен интересен тем, что надеванием инвертоскопа значительно усложняется восприятие пространственных свойств и отношений окружающего пространства, резко затрудняется выполнение практических действий из-за возникающего сенсорного конфликта между зрением и другими чувствами. Поэтому выполнение деятельности в условиях инверсии зрения должно создавать выраженную психическую нагрузку на все компоненты пространственных способностей человека и обладать в отношении их высоким тренирующим эффектом. В ходе адаптации к условиям инверсии у тренируемых должны вырабатываться умения анализировать сложную пространственную информацию, преодолевать сенсорные конфликты, ориентироваться и действовать в необычном пространственном окружении.

Впервые феномен инвертированного зрения был использован Д. М. Стрэттоном в 1896 г для проверки теоретического положения о необходимости перевернутости сетчаточных изображений для правильного восприятия пространства. В качестве инвертоскопа им были использованы телескопы с набором двояковыпуклых линз. Было показано, что после 9 дней непрерывного ношения инвертоскопа (на ночь глаза закрывались светонепроницаемой повязкой) наступает адаптация к инверсии зрения. В дальнейшем было опубликовано много работ, посвященных проблеме инвертированного зрения, где для инверсии сетчаточных изображений использовались телескопы Стрэттона, системы зеркал, призмы Дове. Все эти исследования были посвящены проблемам изучения механизмов зрительного восприятия, психической природы адаптации человека к условиям длительной и непрерывной инверсии.

Наиболее близким известным решением является способ адаптации человека к инверсии, в котором впервые для адаптации не требуется непрерывное ношение инверстоскопа. Способ заключается в том, что в течении одного экспериментального для испытуемый 5 ч носит инвертоскоп, затем следует 2-часовой перерыв, после которого испытуемый вновь носит 5 ч инвертоскоп. После этого инвертоскоп снимают до следующего утра. Чистое время ношения инвертоскопа составляет 140 ч. В ходе эксперимента велся подробный дневник, в котором записывались данные самонаблюдения испытуемого, описывались характерные особенности его внешнего поведения, а также результаты опытов, которые велись во время эксперимента. В ходе этих опытов измерялись контактность восприятия формы, зависимость правильного видения от склонения взора и показатели моторной адаптации, для чего 2 раза в день во время первого 5-часового периода и в перерыве выполнялись такие зрительно-моторные задачи, как попадание в цель (вариант английской игpы "Датс") и выкладывание фигур из детской мозаики. Судя по описанию, испытуемый большую часть времени в надетом инвертоскопе выполнял деятельность по своему усмотрению. В ходе адаптации испытуемый, действуя методом проб и ошибок, менял стратегии ориентирования в условиях инвертированного зрения, пока на третий день эксперимента не приходил к третьей стратегии, основанной на восприятии инвертированной зрительной картины с некоторой воображаемой позиции наблюдения, после чего и начиналась успешная адаптация. Было установлено, что время, необходимое для адаптации составляет 130-140 ч ежедневного ношения инвертоскопа.

Описанный способ является чисто научным, недостаток его заключается в том, что приведенный в нем вариант использования феномена инвертированного зрения практически не может быть применен для тренировки пространственных способностей в реальном учебном процессе по следующим причинам:

Целью изобретения является обеспечение возможности практического использования феномена инвертированного зрения для тренировки пространственных способностей в общепринятых учебных условиях.

Поставленная цель достигается тем, что тренируемому в надетом инвертоскопе предлагается выполнять в непрерывном режиме тесты на пространственное восприятие и представление, действия из различных детских игр и спортивных упражнений, связанные с перемещением себя и предметов в пространстве и требующие активной пространственной ориентировки и точной зрительно-моторной координации.

Управление деятельностью тренируемого в надетом инвертоскопе посредством навязывания ему инструктором выполнения в непрерывном режиме тестов на пространственное восприятие и представление, действий, требующих активной пространственной ориентировки и точной зрительно-моторной координации, приводит к значительной интенсификации адаптации к инверсии зрения и позволяет осуществить ее за 10 сеансов, которые проводят 1 раз в день по 1,5 ч (2 академических часа) с возможными перерывами на выходные и праздничные дни до 3 дней, что вполне соответствует общепринятым учебным условиям.

Критериями успешности тренировки служат признаки достижения адаптации к инверсии зрения: самоотчет тренируемого о наступлении правильности видения окружающего пространства в условиях инверсии: качество выполнения действий в надетом инвертоскопе, которое для простых тестов и действий должно соответствовать их фоновым показателям, а для сложных действий - составлять по времени не более 200-300% , а по точности не менее 60-70% по отношению к фоновым показателям.

Доказательством того, что выполнение в непрерывном режиме тестов на пространственное восприятие и представление, действий, требующих активной пространственной ориентировки и точной зрительно-моторной координации, является существенным отличием, необходимым для решения поставленной задачи, служат контрольные эксперименты, в которых тренируемым в надетом инвертоскопе предлагалось строить свою деятельность в свободном режиме, т. е. как в известном техническом решении - прототипе. У них адаптация в указанные сроки не наступала.

Способ тренировки пространственных способностей человека осуществляют следующим образом

В качестве тестов на пространственное восприятие и представление используют как стандартные психологические тесты ("часы", "компасы", "найди различия в картинках" и т. п. ), так и различные тесты, предлагаемые инструктором (чтение отрывка книжного текста на скорость, составление чисел и слов на вертикальном экране типа магнитной азбуки, графические задачи: рисование на бумаге и грифельной доске различных предметов с изменяемой их ориентацией и т. п. ). В качестве действий, требующих активной ориентировки и точной зрительно-моторной координации используют элементы детских игр и спортивных упражнений, в которых осуществляются перемещения себя и предметов в пространстве, типа детских игр "Рыболов", "Классики", "Кегли", "Лабиринт", "Кольцеброс", таких спортивных упражнений, которые включают в себя манипуляции с мячом - удары о пол, стену, броски в цель, ловля мяча, бросаемого инструктором, или с другими спортивными снарядами - игры типа бадминтон, мини-теннис, городки и т. п. Перед началом первого сеанса у тренируемого замеряют фоновые показатели качества выполнения основных тестов и действий, которые будут предложены ему в надетом инвертоскопе. Затем тренируемому коротко поясняют принцип действия инвертоскопа и крепят его у него на голове. Тренируемому в надетом инвертоскопе инструктор предлагает выполнить в непрерывном режиме ряд тестов и действий, из тех, которые выполнялись перед сеансом. На это уходит около 1 ч. Затем инвертоскоп снимают и тренируемому объясняют, как правильно ориентироваться в условиях инвертированного зрения. Для этого необходимо представить себя в виде наблюдателя, вынесенного вперед и вверх и там перевернутого без изменения сторон "лево-право". С такой позиции наблюдения зрительная картина ориентирована правильно. Указанная стратегия ориентировки соответствует третьей стратегии адаптации в исследованиях А. Д. Логвиненко и Л. Г. Жедуновой, к которой их испытуемый сам приходил лишь через несколько дней ношения инвертоскопа. После объяснения инвертоскоп снова надевают на тренируемого и он в течении оставшихся 20-30 мин выполняет тесты на пространственное восприятие и представление, стараясь воспринимать окружающие предметы в рамках объясненной стратегии. На этом первый сеанс тренировки заканчивается. Тренируемому дают задание дома потренироваться в попеременном представлении облика предметов при надетом инвертоскопе и без него. В последующем на протяжении всех сеансов инструктор периодически опрашивает тренируемого об изменениях в его восприятии окружающих предметов в надетом инвертоскопе и при необходимости с помощью словесных инструкций указывает на правильную стратегию восприятия. На протяжении всех сеансов инструктор ведет дневник, в который заносятся особенности самочувствия тренируемого в процессе тренировки, а после ее проведения вытесняет ее влияние на пространственные способности. Начиная со второго сеанса, инвертоскоп в ходе сеансов не снимают. В 2-9-е дни тренировки тренируемый в непрерывном режиме выполняет подобранные инструктором разнообразные тесты и действия. Начинают с более простых и постепенно переходят к более сложным. По мере улучшения качества выполняемых тестов и действий усложняют условия их выполнения. На 7-9-й день тренировки тренируемый сообщает о правильном видении окружающего пространства в надетом инвертоскопе. Если сеансы тренировки попадают на выходные или праздничные дни, то допустимо делать перерывы между сеансами до трех дней. Во второй половине 10-го сеанса тренировки осуществляют контрольные замеры качества выполнения тестов и действий для сравнения их с фоновыми замерами. Контрольные показатели для простых тестов и действий должны соответствовать фоновым, а для сложных тестов и действий быть не более 200-300% по времени или не менее 60-70% по точности их выполнения относительно фоновых показателей.

В таблице приведен перечень контрольных тестов и действий выполняемых в надетом инвертоскопе.

Пример. Тренируемый К. , окончил профессионально-техническое училище 19 лет. Перед первым сеансом тренировки у него были осуществлены фоновые замеры качества выполнения тестов и действий, представленных в таблице, которые были подобраны, исходя из удобства их измерения. После пояснения принципа действия инвертоскопа он был закреплен на голове тренируемого. Ему было предложено выполнить снова тесты 1-3 и действия 4-10 из таблицы. Качество их резко ухудшилось. Например, тренируемый вообще не мог вначале читать тест, время рисования домика возросло в 20 раз, а время составления слова увеличилось в 8 раз и осуществлялось с грубыми ошибками. Через 1 ч 10 мин инвертоскоп был снят и тренируемому с показом на бумаге было объяснено, как правильно ориентироваться в условиях инверсии. После объяснения инвертоскоп был снова одет на тренируемого и он в течение 20 мин выполнял тесты 1-3, стараясь воспринимать инвертированную изрительную картину правильно. На этом первый сеанс был окончен. Тренируемому дали задание дома с помощью бумаги и карандаша разобраться в изменения зрительной картины при инверсии и потренироваться в попеременном представлении облика предметов в условиях инверсии и без нее. Начиная со второго дня, инвертоскоп в ходе сеансов не снимался. Во время 2 и 3 сеанса тренировка проводилась в комнате, выполнялись тесты 1-3 и действия 1-10. Контрольные графические задачи в тесте 3 были заменены на рисование других предметов. Кроме того, выполнялись такие тесты на пространственное восприятие и представление, как задания из тестов "Часы", "Компасы", "Найди различия в картинках", рисование различных предметов на грифельной доске. Начиная с 4-го сеанса, первая половина тренировки проводилась в комнате с выполнением отмеченных тестов и действий, а вторая половина - в спортзале, где выполнялись действия 11-16. После 5-го сеанса, происходившего в пятницу был перерыв между сеансами на субботу, воскресение и понедельник, явившимся праздничным днем. По мере улучшения качества выполняемых тестов и действий усложнялись условия их выполнения добавлялись более сложные тесты и действия. Например, тренируемому предлагалось выполнить тесты типа нарисовать акробата, который, будучи обращен лицом к последователям, находится в воздухе, держась за спинку стула, повернутую влево, при этом его левая рука под прямым углом отведена влево, а ноги под прямым углом обращены вправо. Так, в спортзале во время 8-10-го сеанса тренируемый играл с инструктором в мини-теннис. Во второй половине 10-го сеанса были осуществлены контрольные замеры тестов 1-3 и действий 4-16 таблицы. У тренируемого К. качество выполнения тестов 1. 2 и действий 8, 9, 12, 15 соответствовало фоновым показателям; качество тесла 3, действий 5, 6, 7 по времени их выполнения было в диапазоне 180-300% по сравнению с фоновыми показателями; качество действий 11, 13, 14, 16 по точности их выполнения было в диапазоне 60-80% от фоновых показателей. Субъективно тренируемый К. отмечал легкое головокружение в надетом инвертоскопе в первые три сеанса. Также в это время к концу занятий было ощущение "тяжелой головы" как после продолжительной интенсивной умственной работы, потому что приходилось все время наблюдать за своими действиями со стороны. С 7 сеанса прекратил наблюдать за собой со стороны, резко возросла уверенность при выполнении действий в надетом инвертоскопе. После проведения тренировки отметил, что у него существенно возрасла яркость и четкость пространственных представлений, стал лучше оценивать расстояния до предметов, предметы при их обычном восприятии стали как бы выпуклее и контрастнее, резко стал лучше играть в бильярд за счет того, что мог легко представить, куда покатится шар после удара, и в целом как бы улучшилась мыслительная деятельность.

Способ испытан на 16 практически здоровых людях в возрасте 18-30 лет, у всех достигнуты положительные результаты.

Все испытуемые считали проведенную тренировку для себя полезной. Их субъективные отчеты показали, что в результате проведенной тренировки, либо стали ярче и четче пространственные представления в быту и профессиональной деятельности (8 чел), либо улучшилось восприятие и ориентировка в пространстве (стали замечаться малейшие неровности вертикальных и горизонтальных поверхностей, улучшилась глазомерная оценка расстояний, предметы стали как бы более выпуклыми и контрастными, стала ярче цветовая гамма, зрение стало как бы резче (9 чел. ), либо стали лучше выполняться действия, связанные с пространственными перемещениями (спортивные упражнения на турнике, езда на велосипеде по городу, игра в бильярд, теннис, волейбол, действия в быту (7 чел. ), либо улучшилась сообразительность, стали как бы лучше мыслить, лучше выполнять совмещенную деятельность, улучшилась концентрация внимания, уменьшилась усталость от умственной работы, стал увереннее в своих действиях, повысился жизненный тонус (7 чел. ).

Предлагаемый способ впервые дает возможность практического применения феномена инвертированного зрения для тренировки пространственных способностей, с помощью которого естественное окружение человека превращается в сложное и необычное пространство, интенсивная адаптация к которому посредством выполнения тестов и действий, связанных с активной пространственной ориентировкой, оказывает целостное и многоуровневое воздействие на пространственную сферу психики.

Внедрение изобретения в практику психологической подготовки спортсменов, летчиков, космонавтов и других специалистов, деятельность которых связана с перемещениями в пространстве, будет способствовать повышению их психологической надежности, не требуя при этом больших затрат учебного времени и дорогостоящих технических средств обучения. (56) Логвиненко А. Д. , Жодунова Л. Г. Адаптация к инвертированному зрению. - Вопросы психиатрии. 1980, 6, с. 97-108.

Формула изобретения применения инвертоскопа

1. СПОСОБ ТРЕНИРОВКИ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СПОСОБНОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА путем адаптации к инверсии зрения с помощью инвертоскопа, отличающийся тем, что в непрерывном режиме предъявляют тесты, связанные с перемещением себя и предметов в пространстве, требующие активной пространственной ориентации и точной зрительно-моторной координации, на первом сеансе тесты выполняют в условиях надевания и снятия инвертоскопа, затем тесты повторяют в условиях непрерывного ношения инвертоскопа, сеансы проводят ежедневно по 1,5 ч в течение 10 дней.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют инвертоскоп с призмами Дове с угловым зрением 35 40 градусов.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что тесты на пространственное восприятие составляют из различных детских игр и спортивных упражнений.