автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.20, диссертация на тему:Эргономическое проектирование компьютерно-игрового комплекса для дошкольников

^ гч^ Всероссийский научно-исследовательский институт

Ч технической эстетики

г^^4 Министерства науки и технической политики

Российской Федерации

На правах рукописи

ГОРВИЦ Юрий Михайлович

ЭРГОНОМИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНО-ИГРОВОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ДОШКОЛЬНИКОВ

Специальность 05.02.20 - Эргономика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук

Москва -

1994

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте технической эстетики

Научный руководитель:

доктор психологических наук Л.Д.ЧАЯНОВА

Официальные оппоненты:

доктор психологических наук

A.К.ПОПОВ

кандидат психологических наук

B.Е.ЛЕПСКИЙ

Ведущая организация:

Московский педагогический государственный университет им. В.И.Ленина

Защита состоится заседании специализирова:

199^]

часов на

Совета Д 038.01.01 при Всерос-

М-

!ированного Сове'

сийском научно-исследовательском институте технической эстетики по адресу: У^УЛ^ ¿/¿^^Ц, ) У,Л О,) ¿¿У)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИТЭ. Автореферат разослан

■■ ¿ч ■ .ыг/^л 199^/ г.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат технических наук

М.и.КАЛИНИЧЕВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования :

Стремительное развитие компьютерных технологий, средств коммуникаций революционным образом повлияло на процессы, происходящие в мире, причем не только в промышленных ("технологических") сферах, но и в таких традиционно "гуманитарных", как экономика, культура, политика. Общество вступило в эру "быстрого развития".

В таких условиях особую роль приобретают знания во всех видах человеческой деятельности, где возрастает роль новаторства, оперативности управления, способности быстро реагировать на перемены, создавать новые технологии и заменять их новейшими, избегать информационной изоляции /В. Я.Ляудис/. Общество "быстрого развития" создает, таким образом, потребность в "новых" людях, а значит и в "новой" системе образования, способной ответить на вызов возрастающих темпов развития всех сфер общественного бытия. Инновационные процессы в системе образования есть более или менее осознанный ответ на эти социальные требования. Характерными чертами новых образовательных технологий являются отношения сотрудничества, взаимопомощи между участниками образовательного процесса (детьми, педагогами, родителями), согласование репродуктивного и творческого начал при ведущей роли творческого компонента, создание таких условий развития личности, при которых осуществляется ее право на индивидуальный творческий вклад, на личностную инициативу, право на свободу саморазвития.

Полноценная личностная самореализация человека в науке и культуре, производстве, деловой и ^ных сферах жизни современного информатизированного общества возможна при условии, что у человека с детства сформирована психологическая готовность к деятельности в таком обществе. Все вышесказанное с полным правом может быть отнесено к начальной ступени образования к - дошкольной, на которой закладываются основы формирования будущей личности человека.

Новому содержанию образовательного процесса должны в полной мере соответствовать и средства, обеспечивающие этот процесс, в том числе и средства "новых информационных технологий (НИТ)".

В основе данного исследования лежит создание на базе принципов эргономики и дизайна специальной системно организованной развивающей предметной среды - компьютерно-игрового комплекса (КИК) - органичную основу которой составляют НИТ, целью применения которой является формирование

интеллектуальной, мотивационной и операци-ональной готовности дошкольников к использованию компьютера и других средств НИТ для решения задач своей деятельности /С.Л.Новоселова, Л.Д.Чайнова/.

В настоящее время обоснована возможность включения компьютера в сферу игры - ведущей деятельности ребенка-дошкольника /С.Л.Новоселова, Н.Н.Поддьяков/, изучены педагогические условия организации занятий на компьютерах детей дошкольного возраста, определены эффективные методы руководства игровой деятельностью, опосредованной компьютером /Е.В.Зворыгина, Г.П.Петку, Н.Г.Комарова/, изучается влияние компьютерной деятельности на психику ребенка /О.К.Тихомиров, И.Г.Белавина/, определяются возможности компьютерной диагностики творческих способностей дошкольников /Д.Б.Богоявленская/, определяются санитарно-гигиенические нормы и правила применения НИТ в дошкольных учреждениях /Л.А.Леонова, А.А.Бирюкович, С.С.Савватеева/.

Необходимо отметить, что многие проблемы, связанные с процессом информатизации дошкольного уровня образования, поставлены, но еще не решены. Основные из них связаны с эргономическими аспектами создания компьютерно-игрового комплекса как системы средств, направленных на обеспечение безопасной и комфортной жизнедеятельности ребенка в дошкольном учреждении, в том числе:

- исследование специфики "общения" (взаимодействия) ребенка дошкольного возраста с компьютером и восприятия им игровых ситуаций;

- разработка комплекса программных средств КИК, обеспечивающих развитие творческих способностей ребенка и формирование его общественно значимых личностных свойств с учетом психо-физиологических возможностей ребенка;

- обеспечение наиболее эффективного взаимодействия ребенка с компьютером и педагога-руководителя игр с детьми;

- снижение или исключение негативных последствий влияния НИТ на здоровье и психику дошкольников.

Указанные аспекты проблемы до недавнего времени были недостаточно разработаны. Их сложность и актуальность состоит еще и в уникальности, новизне и отсутствии историко-культурных аналогов в игровой детской деятельности. Требовалось их комплексное решение с системных позиций в рамках эргономики, которая является междисциплинарной наукой и охватывает перечисленные проблемы. В то же время НИТ уже получили широкое распространение в детских дошкольных учреждениях в нашей стране и за рубежом. Поэтому разработка теоретической базы эргономического проектирования программно-технических

средств КИК, которой посвящена настоящая диссертация, является актуальной.

Цель работы: разработка эргономических требований, методов проектирования и критериев оценки, которые обеспечили бы создание программных и технических средств КИК, удовлетворяющих требованиям безопасности и комфорта, соответствующих психофизиологическим возможностям детей дошкольного возраста, и способствующих их разностороннему развитию.

Цель исследований конкретизировалась в следующих задачах:

1. Обобщение отечественного и зарубежного опыта использования развивающих компьютерных игровых систем в дошкольных учреждениях и определение их роли в воспитаний детей.

2. Разработка теоретической базы эргономического проектирования программных и технических средств КИК, а также их экспериментальная проверка.

3. Разработка системы эргономических требований к программным и техническим средствам КИК.

4. Внедрение разработанных теоретических положений в практику эргономического проектирования программных и технических средств КИК.

5. Разработка методики и проведение экспериментального исследования влияния программных и технических средств КИК на развитие и здоровье детей дошкольного возраста.

6. Разработка практических рекомендаций по использованию программных и технических средств КИК в дошкольных учреждениях .

Объекты исследования: игровая компьютерная деятельность детей дошкольного возраста, программные средства и компьютеры, предназначеные для использования в детских дошкольных учреждениях.

Предмет исследования: эргономические аспекты игровой компьютерной деятельности детей-дошкольников и^ эргономические свойства программных и. технических средств КИК.

Гипотеза исследования:

Исследование основывалось на следующих предположениях:

1. Проектирование эло1 ент з 4 развивающей предметной среды и программно-технических средств КИК можно осуществить, опи-раясь на комплексный междисциплинарный подход к решению задач развития личности ребенка.

2. Для проверки рациональности спроектированных средств и их соответствия психо-физиологическим возможностям ребенка можно применить модифицированный критерий функционального комфорта (ФК).

3 . Развивающий эффект компьютерных игр достигается при соблюдении определенных эргономических требований не только к техническим средствам, но и к интерфейсу программы, и к используемым в ней стимульным факторам.

4. За счет эргономического проектирования программных средств возможно учесть ряд факторов психологического, педагогического, гигиенического и технического характера, создав тем самым игровую программу, имеющую развивающий эффект.

5. Этот развивающий эффект достигается благодаря использованию возможностей компьютера адаптироваться к индивидуальным характеристикам ребенка и поддерживать игру в зоне ближайшего развития за счет вариативности содержания и изобразительного материала.

Методы исследования: теоретический

анализ литературы, психофизиологические методы дагностики, анализ компьютерной деятельности и рисунков детей, методы структурного и объектного программирования, многофакторный анализ для обработки данных.

Организация исследования : исследование проводилось на базе детских садов N 1623, N 1565 и

N. 1820 г.Москвы. На разных этапах работы в экспериментах участвовало около 350 детей в возрасте 4-7 лет.

Теоретическое значение исследования заключается в следующем: установлено, что можно создать класс "развивающих компьютерных игр", в которых за счет эргономического проектирования внутреннего содержания, структурной организации и внешних стимульных факторов поддерживается интерес ребенка к игре, у него формируется высокая творческая активность а также создаются условия для самостоятельного преодоления смысловых трудностей, что по существу расширяет понятие "зоны ближайшего развития", введенное Л.С.Выготским. Выявлено также, что существует оптимальный диапазон функционального состояния напряженности ребенка, опре-

деляемой интеллектуальной игровой нагрузкой, т.е. программными средствами КИК, при котором у него сохраняется интерес к игре и достигается высокий эффект развития.

Научная новизна работы заключается в следующем:

впервые изучены специфика взаимодействия детей-дошкольников разного возраста с компьютерами и их функциональные возможности при осуществлении компьютерных игр ;

изучены особенности эргономического проектирования сложной многокомпонентной игровой развивающей предметной среды, в которой системообразующим ядром являются средства НЙТ;

разработана система эргономических требований к организации игровой деятельности ребенка с компьютером, в которой учтены требования безопасности и комфорта, а также развития ребенка, что является вкладом в эргономическую науку, в которой прежде решались задачи эффективной трудовой деятельности взрослого человека.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

на базе результатов экспериментальных исследований влияния НИТ на дошкольников разработан комплекс конкретных эргономических требований к программно-техническим средствам КИК.

- разработанные эргономические требования легли в основу проектов игрового компьютерного и вспомогательного обору-дбвания КИК, освоенных в серийном производстве, а также учитывались при создании программно-методических комплексов для дошкольников "Знайка" (для ПЭВМ "Электроника-БК") и "КИД/малыш" (для ПЭВМ типа IBM PC) .

Апробация исследования проходила на заседаниях лаборатории психолого-физиологических проблем эргономики ВНИИ технической эстетики и лаборатории психолого-педагогических проблем игровой деятельности дошкольного возраста НИИ дошкольного воспитания; на конференции "Компьютерно-игровой комплекс в системе дошкольного воспитания" (Москва, 1989 г.); на международной конференциям "Дети в информационном веке" (Албена, Болгария, 1992 г.) ; на советско-французском семинаре "Проблемы информатизации начального образования"(Переславль-Залесский, 1992 г.); на всероссийской конференции "Проблемы дошколь ic^о образования России" (Сур-

гут, 1993 г.), на международном семинаре "Социальные проблемы современной молодежи" (Париж, Франция, 1993 г.).

Положения, выносимые на защиту:

1. Разработаны основные теоретические положения, используемые при эргономическом проектировании программных средств КИК, которые сводятся к следующему:

замысел компьютерной игры, ее сюжет и зрительные образы, комплекс выполняемых в ней логических операций и степень сложности каждой операции, количество и характер внешних сти-мульных факторов должны соответствовать уровню развития и возрастным психическим особенностям ребенка, а также вызывать его познавательный интерес к игре, должны соответствовать психофизиологическим возможностям ребенка;

- уровень функционального состояния напряженности ребенка, определяемый интеллектуальной игровой нагрузкой, не должен превышать некоторого порога, который соответствует психологическим и психофизиологическим возможностям ребенка и при котором у него интенсивно протекает творческий (познавательный) процесс, сохраняется интерес к игре, возникает удовлетворенность ее результатами и в то же время игровая деятельность не отражается отрицательно на здоровье ребенка;

- допустимая интеллектуальная игровая нагрузка на данном этапе развития ребенка, может быть определена в результате комплексной психодиагностики (психодиагностической экспертизы).

3. Технические средства КИК должны соответствовать требованиям критерия функционального комфорта, а их эстетические свойства должны вызывать у ребенка дружественные отношения к этим средствам и способствавать появлению повышенного интереса к ним.

4. Программные и технические средства КИК, разработанные с использованием результатов проведенных теоретических и экспериментальных исследований обеспечивают:

- эмоционально-мотивационное развитие ребенка;

- стимуляцию и развитие детского творчества и ориентировочной деятельности;

- выполнение функций обучающего средства;

- развитие внимания, памяти, логического мышления, пространственного воображения, сенсорных и моторных функций, речи и коммуникаций;

расширение знаний об окружающем мире, формирование нравственных представлений;

- проведение психодиагностики уровня развития ребенка и определение индивидуальной допустимой интеллектуальной нагруз ки.

Правомерность использования разработанных теоретических положений при эргономическом проектировании программных и технических средств КИК подтверждена комплексными исследованиями последствий их применения в учебно-воспитательном процессе в дошкольных учреждениях.

Публикации . Основное содержание диссертации изложено в 18 печатных работах.

Объем и структура диссертации: диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и выводов, изложенных на 168 с. машинописного текста, содержит 11 таблиц, 23 рисунка. Список литературы состоит из 166 наименований, из них 35 на английском языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность постановки проблемы эргономического проектирования средств деятельности дошкольников, включающих компьютерную технику и нетрадиционные компоненты развивающей предметной среды; определяются предмет, объект, гипотеза и задачи исследования, раскрывается научная новизна диссертационной работы, ее теоретическая и практическая значимость.

В первой главе "РоАь компьютеров в системе дошкольного воспитания и общие эргономические требования к ним и программным средствам" обсуждаются проблемы применения средств новых информационных технологий в дошкольном воспитании как начальном звене системы непрерывного образования.

Общий кризис, поразивший наше общество, не минул и сферу образования, что безусловно отражается на качестве жизни детей и всего общества. Осознание возможных серьезных последствий такого развития событий и своей ответственности в этой ситуации заставляет специалистов различных областей знания, в том числе эргономистов и дизайнеров, с особой тщательностью подходить к решению задач, связанных с воспитанием гармоничной личности человека, в частности, проектированием условий и средств его деятельности.

В настоящее время в эргономике доминирующим принципом становится развитие личности. Этот принцип является определяющим в новом, только формирующемся разделе эргономики - в эргономике детской деятельности, которая для воспитания полноценного члена будущего общества призвана обеспечить ребенка адекватными средствами различных видов его деятельности, и в первую очередь игровой, которая является ведущей у детей дошкольного возраста /Л.С.Выготский, А.Н.Леонтьев/. Важным элементом развивающей предметной среды в смысле вышесказанного становятся новые информационные технологии (НИТ),в основе которых лежит использование компьютерной техники .

Компьютер является принципиально новым средством игры, поскольку в отличие от других орудий с детерминированной структурой и "пассивным" характером использования представляет собой вариативну^ интерактивную среду-процесс, в которой ребенок может осуществлять различные преобразования, в том числе визуальные, звуковые, моторные, смысловые, нравственные и социальные. Эти возможности позволяют эволюционировать и самому средству (компьютеру - за счет прогресса в программном обеспечении), и процессам деятельности, включающим компьютер как средство этой деятельности, и человеку (ребенку), эту деятельность осуществляющему.

В работах Б.Ф.Ломова, В.Я.Ляудис, Н.Ф.Талызиной, В.В.Рубцова, В.Н.Каптелинина и др. обоснована возможность применения компьютера для повышения эффективности учебного процесса в школе. Нами предложен подход, который предполагает использование компьютера как средства деятельности детей, начиная с дошкольного возраста, причем компьютерные игры должны выступать как преобразующий элемент предметной среды детского учреждения, в которой все средства подчинены идее формирования активного творческого начала в личности ребенка, его гармонического развития. При этом все средства должны быть адекватны психофизиологическим возможностям ребенка и не оказывать негативных воздействий на его психическое и физическое здоровье.

Именно эта идея и легла в основу нашего комплексного исследования. Такой подход к решению проблемы информатизации дошкольного воспитания, нацеленный на "формирование у детей дошкольного возраста интеллектуальной, мотивационной, операциональной готовности к использованию компьютера для решения задач своей деятельности" /С.Л.Новоселова/, позволяет обеспечить непрерывность компьютеризации образования.

К выводу о необходимости информатизации начального (дошкольного) звена системы образования пришли специалисты во многих странах мира. Так, исследования, проведенные а США /С.Пейперт, П.Гринфилд, С.Гровер/, в Канаде /М.Л'Эсперанс

Лабелль/, в Японии /Т.Сакамото/, а также в нашей стране /Н.Н.Поддьяков, С.Л.Новоселова, Д.Б.Богоявленская, Ю.А.Пер-вин/ доказывают, что компьютер уже в дошкольном возрасте может эффективно применяться для формирования предпосылок успешного обучения в школе, для общего развития детей.

Положительное влияние ЭВМ на развитие когнитивных процессов выделяют Б.Ф.Ломов, О.К.Тихомиров, В.Я.Ляудис, Р.Хесс, Л.МакГарвей. Компьютерные игры формируют у детей новую позицию в отношении познания и изменения окружающего мира /Н.Н.Поддьяков/. Позитивное влияние компьютерной деятельности на развитие психических функций отмечается в тонких исследованиях изменения структур мозга, проведенных Т.П.Хриз-ман. Дети благодаря применению компьютеров овладевают умением оперировать в умственном плане пространственными представлениями, решать задачи своей конструктивной деятельности /Л.А.Парамонова, П.МакКларг/. Компьютер обеспечивает возможности для развития наглядно-образного мышления, моторных и вербайьно-коммуникативных навыков, целеустремленности и социализации /Т.Йорк/.

Некоторые специалисты отмечают отрицательные последствия применения компьютеров в работе с дошкольниками, которые прежде всего относятся к раннему программированию и широкому использованию компьютерных агрессивно-состязательных игр, практически всегда в отрыве от иных видов деятельности.

Актуальной является проблема влияния ЭВМ на здоровье детей. Но при использовании качественных технических средств и соблюдении определенного режима занятий, санитарно-гигиенических норм негативных последствий на здоровье детей компьютерная деятельность не оказывает /Л.А.Леонова, А,А.Бирюкович, Л.Д.Чайнова, Т.К.Кашкина/.

Результаты психофизиологических исследований функционального состояния ребенка с применением таких методов как КГР, ЭОГ, тестирование по Люшеру, измерение ЧСС, показали, что игровая развивающая деятельность с компьютером требует, и чаще всего, значительных, психологических и психофизиологических затрат. Последние связаны с переработкой ребенком большого объема информации, принятием правильных, иногда непростых для данного возраста, решений, обеспечивающих достижение цели игры. В деятельности, опосредованной компьютером, происходит процесс переноса "внутреннего образа" во внешний план - на экран дисплея (процесс экстериоризации) и соотнесение их ребенком с действительностью /Б.Ф.Ломов, С.Л.Новоселова/. Таким образом, ребенок при игре с помощью компьютера с одной стороны сталкивается с трудностями заданными программой, а с другой оказывается в таких условиях, при которых он начинает постепенно осознавать (рефлексировать) способы своих действий, направленных на решение

возникшей игровой задачи, создаваемой им самим на экране компьютера. Осознание способа своего действия в процессе решения задачи является основой возникновения у детей теоретического мышления.

Преодоление в ходе игры определенных смысловых трудностей обеспечивает поступательный характер развития ребенка, в связи с чем минимизировать смысловые трудности игры нецелесообразно, но и слишком усиливать их тоже не рекомендуется . Трудности в игровом программном обеспечении и игровом обрудовании должны находиться в "зоне ближайшего развития" /Л.С.Выготский/, их следует предусматривать уже при проектировании этих средств, и преодоление этих трудностей должно вести к развитию ребенка. Если в игре нет проблемы, нет трудности и нет их осознанного разрешения, то нет и развития - игра становится скучной и дети отказываются в нее играть. Но если смысловая трудность слишком велика, и у ребенка не хватает знаний, навыков, то он не принимает и такую игру, и значит, такое средство также нельзя признать адекватным его возрастным возможностям. Таким образом, можно говорить о существовании некоторого диапазона трудностей смыслового характера, лежащих в зоне ближайшего развития, наличие которого в компьютерной программе должно быть предусмотрено разработчиками.

Для проектирования рациональных средств для такой сложной деятельности (а о ее сложности можно судить уже хотя бы по количеству влияющих факторов), какой является деятельность малыша дошкольного возраста в игре с компьютером, и достижения максимального развивающего эффекта нужен некий ийтегральный показатель - критерий оценки качества деятельности. Такой критерий разработан в работах Л.Д.Чайновой и носит название "функциональный комфорт" .

Концепция функционального комфорта послужила теоретической основой эргономического проектирования игровой деятельности дошкольника с компьютером. Первоначально данная концепция была разработана в эргономике применительно к трудовой деятельности взрослого человека и являлась теоретическим основанием для ее оптимизации. Концепция предусматривает использование теории функциональных состояний при оценке степени оптимизации или неоптимальности выполняемой человеком деятельности. Согласно этой теории функциональный комфорт (ФК) определяется как оптимальное функциональное состояние активно действующего (работающего) человека, которое свидетельствует о благоприятных для него условиях, средствах деятельности, ее цели, процессах и содержании. При ФК у человека формируется благоприятное отношение к деятельности, выражающееся в удовлетворении процессом и условиями деятельности, ее результатами, техническими хара-

ктеристиками и эстетическими свойствами реализуемых средств деятельности. Положительное эмоциональное отношение к деятельности обусловливает адекватную мобилизацию психофизиологических процессов, нервных и психических функций. Для ФК характерным является сочетание высокого уровня успешности деятельности с ее низкими нервно-психическими затратами ("психофизиологической ценой" деятельности), что отдаляет утомление и способствует длительной высокоэффективной работе без ущерба для здоровья человека. Состояние ФК может быть выявлено с помощью комплекса объективных психофизиологических параметров и статистических показателей, определяемых экспериментально. Оно может рассматриваться в качестве обобщенного критерия оптимизации технических устройств, используемых человеком, при их эргономическом проектировании.

Близость концепции ФК эргономической проблематике игровой деятельности дошкольника в условиях КИК обусловлен прежде всего тем, что ее ориентацией является совершенствование любой активной человеческой длительности (трудовой, спортивной, а также детской, в том числе игровой), кроме того, в основе совершенствования деятельности лежит механизм гармонизации всех ее средств: внешних, внутренних, средовых, обеспечивающих адекватный человеческим потребностям уровень жизнедеятельности индивида. Наконец, в конструкт системного образования, каким является ФК, включен тот спектр факторов (психологических и психофизиологических), которые формируют деятельность,

являются ее внутренним обеспечением и сами формируются в процессе ее осуществления и развития. Игровой характер изучаемой деятельности ребенка с компьютером как новым средством осуществления этой деятельности и, соответственно, нетрадиционное содержание такой человеко-машинной системы какой является система "ребенок-комцьютер-ребенок" требует переосмысления понятия "функциональную комфорт". Особенность рассматриваемой системы состоит в ее мобилизукщем и активизирующем влиянии на ребенка, приведении в активное состояние его мыслительных процессов, творческого воображения, произвольных действий /С.Л. Новоселова, Л.Д.Чайнова/.

Однако сравнительный анализ развиваемого подхода к проектированию детской игровой деятельности ребенка с компьютером и изложенного выше концептуального подхода приводит нас к выводу о необходимости лишь частичной трансформации последнего. Такая трансформация должна выражаться прежде всего в пересмотре трактовки механизма цены деятельности и не столько в психофизиологическом плане, сколько в психологическом.

Итак, мы можем сформулировать положения, которые являются теоретической базой для эргономического проектирования КИК:

1. Компьютер представляет собой сложное, необычное и весьма мощное средство осуществления различных деятельностей дошкольника. Его применение оправдано лишь в случае органичного соединения с традиционными и новыми играми, игрушками, игровым и спортивным оборудованием, другими педагогическими средствами в единую технологию, обеспеченную также организационными, финансовыми, кадровыми и иными ресурсами.

2 . Компьютерная игра для ребенка дошкольного возраста есть сложная многофакторная система , оказывающая влияние на развитие различных психических процессов и создавать такие программы необходимо только с позиций системного подхода, с учетом закономерностей психического и физиологического развития ребенка, а также с учетом законов эргономики. Эргономическое проектирование программно-методического комплекса требует привлечения знаний специалистов в области психологии, педагогики, вычислительной техники, дизайна, гигиены и др.

3 . Разработанные применительно к трудовой деятельности взрослого человека законы эргономики требуют определенного пересмотра при проектировании детской игровой деятельности, имеющей свою специфику.

4. Более совершенные компоненты предметного мира, окружающего ребенка, соответствующие психофизиологическим возможностям ребенка программные и технические средства КИК, квалифицированные педагоги и методисты, - все это в единой системе, в единой "педагогической технологии" может благотворно сказываться на гармоничном развитии ребенка и не оказывать негативного влияния на его здоровье. Разработка такой системы требует научного обоснования и дополнительных исследований .

Во второй главе "Эргономическое проектирование программных средств КИК" проводится анализ факторов, определяющих эргономические свойства программного обеспечения КЩ. Показано, как учитываются особенности психических процессов, протекающих в ходе игровой деятельности у дошкольников, при эргономическом проектировании компьютерных программ разных видов.

При проектировании программных средств для детей приходится учитывать множество факторов (причем, зачастую, противоречащих друг другу). Часть этих факторов относится к замыслу, сюжету и "драматургической структуре" программы, используемым в играх символам и персонажам, "декорациям" (второму плану, на фоне которого разворачиваются события). Эта совокупность факторов влияет на эмоциональную и нравственную сферу ребенка - важно, чтобы игра была эстетически привлекательная, персонажи занимательными, узнаваемыми, чтобы игра увлекала и захватывала ребенка. В рамках данного исследования

установлено, что появление НИТ и среди них компьютера, с которым ребенок начинает взаимодействовать самостоятельно, как бы переводит его развитие с уровня наглядно-действенного мышления на уровень мышления наглядно-образного. Компьютер опосредует взаимодействие ребенка с объектом игры и на первый план выдвигается умение ребенка моделировать. Умение компьютера быстро и точно реагировать на действия ребенка делает его неким антропоморфным существом, вызывающим аффект, которому ребенок задает вопросы, недоумевает, сердится, восхищается - обращается как с живым существом.

Во время такого моделирования, по мнению С.Пейперта "интеллектуальные структуры вырастают одна из другой... ив ходе этого процесса они приобретают не только логическую, но и эмоциональную форму". Эмоции помогают понять значение ролевого поведения именно в познавательной деятельности, поскольку исходным в развитии интеллекта является возникновение интереса к чему-то, увлеченности, любви. Заложенные в сюжет и образы компьютерной игры положительные эмоции являются ключом для решения интеллектуальных задач разного уровня трудности, таким образом деятельность приобретает развивающий характер. При проектировании игр предусматривается также, чтобы используемым в ней стимулам были присущи новизна, необычность, многообразие, изменчивость, т.к. именно такие стимулы вызывают ориентировочно-исследовательское поведение /Е.Н.Соколов/. Эмоциональная насыщенность программы, кроме того, быстро снимает страх и неуверенность при знакомстве дошкольника с новым средством игры /Е.В.Зворыгина/. В ведущей, игровой деятельности эмоции и сами получают развитие. В свою очередь обогащение эмоций делает их затем мощным побуждающим фактором на каждом новом витке развития ребенка. Творческая игра, являющаяся новой формой ролевой игры, может, ка^ считает В.В.Давыдов, включать не только художественные, но и технические, конструкторские и др. виды деятельности. Именно эти виды наиболее эффективно реализованы в ходе исследования на компьютере.

Для оценки эмоциональных аспектов влияния компьютерных игр применялись методы психофизиологического характера, адаптированные во ВННИТЭ /Л.Д.Чайнова, Т.К.Кашкина, М.Г.Чопорова/: 1) измерение пульса; 2) тестирование по Люшеру; 3) тестирование по корректурной пробе; 4) запись КГР и ЭОГ. Результаты оценок приводятся в четвертой главе.

Другое множество факторов можно отнести к общему понятию "пользовательского интерфейса", качество которого является одной из ключевых характеристик любого программного средства, а предназначенного для детей в особенности.

К факторам этой группы относятся: объем и расположение информации на экране; количество операций за игру и способы

их осуществления; устройства и способы ввода информации; использование цвета, графики, анимации, звука; стили взаимодействия (команды, меню); простота в использовании; степень интерактивности; защита от случайного нажатия незадейство-ванных клавиш; наличие вспомогательных средств для взрослых; наличие обратной связи для учета индивидуальности ребенка.

Кроме того, есть ряд факторов, которые рассматриваются как "внешние" по отношению к компьютеру и программе и могут существенно влиять на деятельность ребенка за компьютером, а потому должны обязательно учитываться. В их числе гигиеническая норма времени игры, культурные, региональные и межполовые различия пользователей, недостатки физического или умственного развития детей и т.д.

Методы проектирования информационных моделей игровых компьютерных программ для дошкольников базируются на общих принципах оптимизации средств управления и отображения информации, принятых в эргономике /В.П.Зинченко, В.М.Мунипов, Г.М.Зараковский, В.Деннинг и др./, поскольку эти модели также представляют собой перенос части внешнего мира на систему понятий, однако отличаются от них тем, что во-первых, отображаемый в компьютерной игре детский мир не всегда реальный, чаще вымышленный, сказочный; во-вторых, информационная модель детской игры в отличие от моделей, используемых в операторной деятельности взрослого, от которых требуется обеспечение оперативности и точности трудовой деятельности, создается для развития ребенка, а потому требует иных подходов.

Основными эргономическими требованиями к программным средствам КИК, сформулированными в ходе исследования, были:

1) Отсутствие текстов в "алфавите" кода управления, а также в ответных реакциях компьютерных программ, поскольку "оператор"-ребенок дошкольного возраста не умеет читать; алфавит должен содержать только понятные ребенку символы-"иероглифы", причем на экране эти символы должны быть достаточно большого размера, удобными для восприятия (отсутствие стандартных знаков букв и цифр, заложенных в знакогенераторах компьютера).

2) Использование иконографического меню как основного стиля взаимодействия ребенка с программой, при этом минимизация количества вспомогательных операций (переходов от меню к меню), стремление к выполнению большинства функций однократным нажатием кнопок клавиатуры или координатных манипуляторов .

3) Использование оптимального сочетания вариативности изобразительного материала с принципом адаптивного построения программы, в результате которого объем и характер предъявляемых ребенку .внешних стимулов в каждый момент игры зависит от

успешности предыдущей деятельности ребенка, т.е. от его индивидуальных психических характеристик.

4) Наличие развитых дополнительных возможностей, обеспечивающих эффективный контроль за процессом компьютерной деятельности дошкольника, а также выход на разнообразные некомпьютерные деятельности (сюжетно-ролевую игру, конструирование , рисование и др.).

5) Высокая степень интерактивности, прямо влияющая на творческую активность и самостоятельность ребенка при решении игровой задачи или реализации свободной деятельности.

В соответствии со сформулированными требованиями реализованы комплексы программно-методических развивающих, обучающих и диагностических средств для дошкольников "Знайка" для ПЭВМ типа "Электроника-БК" и "КИД/малыш" для ПЭВМ типа ИБМ.

Программы составлялись по комбинированной нисходящей и восходящей модели структурного проектирования и согласуются с "деревом целей", отражающим психолого-педагогические принципы развития дошкольников /Н.Н.Поддьяков, С.Л.Новоселова, Л.А.Парамонова/.

1. Программы обучающего характера (конвергентные, закрытого типа) направлены на обучение и закрепление в игровой занимательной форме знаний по математике, родному языку, дают начальные представления о природных и социальных явлениях и т.д.

2. Программы развивающего характера - стимулирующие творческие способности детей, умение самостоятельно ставить игровые задачи, находить средства и способы их реализации (дивергентные, открытого типа). Эти программы развивают фантазию, мышление, память, дают возможность познавательного экспериментирования, свободного творчества, способствуют развитию самостоятельной и осознанной творческой деятельности. К ним относятся:

- серия сюжетно-режисерских игр /С.Л.Новоселова, Т.Г.Оси-пова, Г.П.Петку/ - направлены на развитие воображения, побуждают к общению со сверстниками и взрослыми, к коллективным действиям, способствуют развитию и коррекции речи, обеспечивают мощную поддержку обучению второму языку;

серия программ "Комбинаторика" /Н.Н.Поддьяков, А..Н.Поддьяков/, развивает логическое мышление, формирует понимание причинно-следственных связей процессов и явлений, учит принятию решений в нестандартных ситуациях, в т.ч. в играх со скрытыми правилами;

- серия программ "Конструирование", предназначена для формирования важнейших психических функций у ребенка, связанных с целеполаганием, сечсорным развитием, мысленным

созданием новых объектов из предложенных элементов /Л.А.Парамонова и др./. Они способствуют развитию воображения, фантазии, целеполагания, творческой активности, умению самостоятельно достигать цели, обогащают арсенал средств для конструкторской деятельности детей. Они также формируют способность мысленной ориентации объектов на плоскости и в пространстве . Эти программы хорошо сочетаются с многими другими видами детской деятельности. Характеризуются высокой степенью вариативности методических приемов;

- серия программ "Классификаторы", которая способствует развитию у детей принципов сериации, ассоциации, дискриминации, классификации' и систематизации объектов по одному и нескольким признакам.

3. Программы диагностического характера, они:

обеспечивают возможность оперативной диагностики и тренинга различны^ видов внимания (поддерживаемого, избирательного), памяти (оперативной, долговременной), восприятия и других психических свойств с выдачей результатов и рекомендаций на экран и/или печать.

позволяют выполнить качественный анализ творческих способностей ребенка /Д.Б.Богоявленская/;

дают возможность оценить готовность детей к поступлению в детский сад, к обучению в школе.

Третья глава "Эргономическое проектирование среды КИК" посвящена развитию комплексного эргодизайнерского подхода к проектированию компонентов развивающей предметной среды КИК в дошкольном учреждении.

Включение компьютера в качестве еще одного принципиально нового орудия детской деятельности в процесс дидактики детского сада повлекло за собой кардинальный пересмотр и других компонентов этого процесса, в частности таких внешних средств игровой деятельности, как различные устройства ввода информации, компьютерная мебель и многофункциональное игровое оборудование, в совокупности составляющих развивающую предметную среду КИК.

Методологической основой проектирования внешних средств игровой деятельности ребенка послужила концепция проектной культуры /В.Ф.Сидоренко, О.И.Генисаретский/. Принципам развития с детского возраста проектного мышления подчинены идеи создания не только программных средств, но и других устройств и оборудования, способствующих осуществлению дошкольником гай деятельности. Доминирующей категорией, организующей совместную работу эргономистов, дизайнеров, педагогов, является личность - свободная творческая личность развивающегося

человека. При этом функциональный комфорт выступает одновременно как оптимальное состояние ребенка в процессе активной деятельности, проявляющееся в виде положительных эмоциональных реакций, и как критерий адекватности предлагаемого ребенку_ предметного окружения его функциональным, психическим возможностям, является мерилом совершенства как отдельных эргодизайнерских решений, так и эргодизайнпроекта в целом по отношению к человеческим потребностям и прежде всего к потребностям развивающейся творческой личности /Л.Д.Чайнова/.

С этих позиций сформулированы гигиенические, физиологические, психофизиологические, и другие требования к компонентам КИК, с учетом которых осуществлено эргономическое проектирование :

- дополнительных средств ввода информации (управления компьютером): клавиатурных накладок, графического планшета и набора спортивно-игровых тренажеров;

- специализированного детского компьютерного места;

- набора средообразующих многофункциональных трансформируемых модулей.

Удовлетворение детской потребности в физической активности достигается с помощью впервые созданных оригинальных устройств-тренажеров, обеспечивающих решение интеллектуальной задачи в компьютерной игре за счет физических упражнений /Г.П.Иванова, Е.В.Смирнов и др./.

Тренажеры "автомобиль", "лошадка" и "балансирная платформа" представляют собой электронно-механические устройства, снабженные датчиками и передающими устройствами, управляющий сигнал от которых принимается специальным приемником, соединенным с портом персонального компьютера, и обрабатывается в игровой компьютерной программе. Эти тренажеры развивают точность движения рук, координацию движения рук и ног, мышечную силу и выносливость ног и живота, гибкость, чувство вестибулярной устойчивости и равновесия, решительность, расчетливость в движениях.

Не менее важным элементом среды КИК является компьютерная мебель - основной элемент индивидуального места дошкольника (ИМД) . Существующие стандартные столы и стулья не обеспечивают оптимального размещения ребенка по отношению к компьютеру. Разработанные с учетом "закона соответствия" эргономические требования к ИМД, в том числе гигиенические, антропометрические, технические, организационные, педагогические, позволили создать ИМД, обеспечивающее минимальные психофизиологические затраты ребенка в процессе его деятельности за компьютером.

Следующим шагом стало формулирование эргономических требований к КИК, где компьютер стал системообразующим элементом, а другие компоненты предметного мира не просто дополняют традиционные игрушки, а составляют вместе с НИТ новую педагогическую технологию, основанную на концепции "проектной культуры". На основании этих требований разработан проект многофункционального трансформируемого оборудования для дошкольников "КИД/модуль".

Для эргономической оценки вариантов конструкций оборудования использовались традиционные методы контроля эргономических показателей (по группам - гигиенические, антропометрические, физиологические и психофизиологические, психологические /В.П.Зинченко, Г.М.Зараковский/), но с учетом специфики детского возраста и особенностей исследуемых видов деятельности дошкольников. Важнейшим критерием служил ФК в смысле, определенном в первой главе настоящей работы.

Разработанные в соответствии с данным подходом компоненты вошли составной частью в эргодизайнерский проект ВНИИТЭ "Детский сад будущего" /Л. А. Кузьмичев, В. Ф. Сидоренко, А. А. Грашин, Л. Д. Чайнова/.

В четвертой главе "Экспериментальные исследования последствий влияния компьютерных игр на развитие детей" приводятся результаты экспериментальных исследований.

Комплексный характер проведенных исследований потребовал решить ряд проблем организационно-методологического характера. Характерной чертой междисциплинарных исследований является не синтез результатов, полученных в ходе независимых исследований, а организация такого исследования, в ходе которого синтезируются представления различных дисциплин /В.П.Зинченко, В.М.Мунипов/. Оценка влияния компьютерных игр и предметной среды на развитие дошкольников проводилась по следующим аспектам:

- эргономическая оценка параметров технических средств КИК и оборудования (компьютер, в т.ч. дисплей и клавиатура, мебель, игровое оборудование);

гигиеническая оценка влияния компьютерной игровой деятельности на состояние функциональных систем организма дошкольников (сердечно-сосудистой, зрительной, нервной, двигательной);

- психофизиологическая оценка эмоционального компонента функционального состояния дошкольника при игре на компьютере;

- психолого-педагогическая оценка уровня сформирован-ности представлений у детей об окружающем мире, 'развития воображения;

психологическая диагностика уровня мотивационной, познавательной, эмоциональной готовности при поступлении в школу.

.Эргономической оценке в данном исследовании подверглись на первом этапе персональные компьютеры '");:екгроника-БК" с цветными мониторами типа "Электроника 32ВТЦ lui", для которых установлена норма пребывания детей дошки ь, > 'го возраста 10-15 минут один раз в неделю для детей Ъ ■ т .i два раза в неделю для детей 6-7 лет, при этом, к . ■ уi/гановлено в обследованиях детей нескольких групп д/с-.;: н 1623, 1565 и 1820, негативного влияния на здоровье дет> и но обнаружено. Для персональных компьютеров типа ИБМ эта п <рмл может быть увеличена до 15-20 минут, но она во многом обусловлена характером игровых занятий и содержат:' м программного обеспечения.

Впервые была проведена эргономическая оиенка параметров индивидуального компьютерного места дошкольника (в т.ч. антропометрическая /Л.Д.Чайнова, С.С.Дворянкова/, гигиеническая, техническая), на основании которой разработаны эрго-дизайнерские проекты специализированной детской компьютерной мебели, внедренные впоследствии в серийное производство.

Для оценки динамики эмоционального состояния испол зовались метод регистрации кожно-гальванмческой реак. . ... (КГР), метод измерения частоты сердечных сокращений (ЧСС), метод электроокулографик (ЭОГ), корректурная проба и тестирование по Люшеру, причем все эти методы были предварительно адаптированы к детскому возрасту. Всего было проведено 26 экспериментов с 12 детьми в возрасте от 5,5 до 7 лет. Эксперименты подтвердили адекватность выбранных методик детскому возрасту. Результаты этой серки -экспериментов позволили оценить влияние игры дошкольников с программами различных видов ("Витраж" из раздела "Конструирование", "Построй дом" из раздела "Ориентация" и "Приглашаю в гости" из раздела "Математика") на эмоциональное развитие детей: психологический комфорт достигается при умеренной активности КГР, малоамплитудных движениях глаз, невыс ki-ix значениях ЧСС, преобладание при выборе по тесту Ju:i:iepa цветов, характеризующих положительный эмоциональный настрой

/М.Г.Чопорова/.

Оценка влияния НИТ на воображение де'юп .¡оказала, что уровень развития воображения стал знам: i •гоно выше в деятельности, опосредованной компьютером, mt что указывают коэффициент оригинальности составленных детьми экранных сюжетов, рассказов и рисунков.

Важно, что развитие воображения стабильно сохраняется в начальной школе, о чем свидетельствуют эксперименты Д.Б.Богоявленской .

Диагностика готовности детей к школе, проводившаяся в восьми детских садах микрорайона Раменки г.Москвы-, показала, что интегральная оценка достаточного уровня психологической готовности составила 98%, 84% и 73% в трех детских садах, оснащенных КИК, и, соответственно, 69%, 68%, 69%, 68% и 62% в остальных, что в общем свидетельствует о существенно более высоком общем уровне подготовки детей в условиях использования НИТ, что является прямым следствием реорганизации всей системы работы в этих детских учреждениях.

В заключении диссертации обобщены результаты многочисленных экспериментов и сформулированы выводы:

1 . Разработанный .} организационно-методический подход к проведению комплексных междисциплинарных исследований применения НИТ в дошкольном воспитании позволяет раскрыть специфику игровой компьютерной деятельности и эргономические факторы, влияющие на результативность этой деятельности.

2 . Сформулированные на основе этого подхода эргономические требования позволяют спроектировать гибкую многокомпонентную систему игровых средств - компьютерный игровой комплекс (КИК), включающий различные игровые развивающие и обучающие компьютерные программы, игровое оборудование, адекватные потребностям развивающейся личности ребенка-дошкольника, его психическим и психофизиологическим возможностям, благотворно влияющие на его эмоциональное, интеллектуальное и физическое развитие.

3 . Трансформированный применительно к детской деятельности критерий ФК дает возможность осуществлять оценку спроектированных средств внешней деятельности ребенка (компьютерных программ, игровых средств и оборудования) и разрабатывать эргономические рекомендации для их реализации.

4. Интенсивный обмен знаниями и результатами работ, организация совместных экспериментов и регулярное их обсуждение , организационно оформленное объединение коллективов ученых и специалистов в Ассоциации "Компьютер и детство", послужили той методологической основой, позволившей в сложных общественно-экономических условиях продолжить систематические научные исследования. Следствием осмысления этого революционного этапа в системе дошкольного воспитания стала потребность заложить основы нового раздела эргономической науки - "детской эргономики", результаты которой в короткий срок внедряются в практическое образование.

Основное содержание диссертации отражено в публикациях:

1. Персональные компьютеры для детей: эргономический аспект. "Техническая эстетика", N 2, 1990, с. 13-16

2. Развивающие игровые программы для дошкольников. "Информатика и образование", N 4, 1990,с.100-106.

3. Компьютер и детство. "Компьютер-Пресс" , N 3, 1991, с . 67-72 .

4 . Опыт и перспективы создания инструментальных программно-технических средств компьютерно-игрового комплекса для дошкольников. Тезисы докладов конференций, серия 9, ЭиСУ, вып. 2 (299), "Проблемы компьютеризации дошкольного воспитания" (материалы научно-технического семинара, 1989), с.53-55.

5. Эргономическое проектирование нового поколения компьютерных систем для детей дошкольного возраста. Доклады советско-французского семинара по информатизации начального образования СИНТЕЗ, с.15-18, Переславль-Залесский, Москва, 1992 (в соавт.).

6. Опыт и перспективы использования новых информационных технологий в дошкольном воспитании. Доклад на 4-й Международной конференции "Дети в информационном веке", Варна (Болгария), 1990.

7. Особенности разработки развивающих игровых программ для дошкольников. Доклад на 2-м Всесоюзном семинаре "Применение НИТ в дошкольном воспитании", Сочи, 1990.

8. Об использовании персональных ЭВМ в условиях дошкольных учреждений. "Электронная техника", сер. ЭиСУ, вып.З(68), 1988, с.43-46. j

9. Компьютеры для детей: психологические проблемы безопасности и комфорта. "Психологический журнал", N 4, 1994 (в соавт.).

10. The expirience and problems of using computers in preschool education.. WWDU'92, Work With Display Units, Abstractbook froin Third Internacional Scientific Conference on Work with Display Units. September 1-4, 1992, Berlin.

11. Ergonomical design of new generation of computer systems for preschool education. В сб. тезисов докладов "The Universal and the National in preschool education" 43-ro Международного семинара Всемирной организации дошкольного воспитания, Москва, 1991.