Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.abitu.ru/en2002/closed/viewwork.html?work=95 Дата изменения: Fri May 5 15:26:25 2006 Дата индексирования: Tue Oct 2 02:27:21 2012 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: вторая космическая скорость

Краевая программа для одаренных школьников и молодежи " Будущее Алтая"


Изучение влияния психофизиологического воздействия на организм человека с
помощью физометра.



Автор: Акулова Ольга

Геннадьевна


Гимназия ?5 11 класс

Научный руководитель:

Кобылина Нина

Васильевна
учитель физики





г. Камень-на-Оби
2002 г.




Аннотация.
В данной работе была выявлена взаимосвязь изменения плотности
теплового потока от психофизиологического состояния человека. Было
проведено более 4000 экспериментов с учащимися 5,9,10,11 классов и со
студентами АГТУ. Для проведения исследований нами был собран прибор -
физометр, который реагирует на частоты инфракрасного излучения
человеческого организма. Составлен графический и статистический отчет. На
основании проделанной работы можно предложить применять физометр при
тестировании для отбора учащихся в профильные классы

Введение.
В мире давно пытаются найти взаимосвязь между работой мозга, эмоциями
и кожно-гальванической реакцией организма. Давно придуман прибор- «
детектор лжи», который снимает одновременно много параметров отвечающего
человека, одним из которых является КГР. Мы бы хотела с помощью прибора
найти взаимосвязь физического состояния человека с эмоциями и умственными
нагрузками. Для этого нужен был параметрический прибор, который мог бы
фиксировать кожно-гальваническую реакцию, связанную с изменением
психофизического состояния человека. На основании моих исследований мы
сможем определить психологическую готовность к восприятию и изучению того
или иного предмета и определению профессиональных способностей. Также с
помощью этого прибора установить общие возрастные данные учащихся, найти
изменения психофизической активности человека в результате умственной или
физической нагрузки, предложить учащимся и учителям оптимальные условия для
работы и учебы на основе моих исследований.
Задачи:
1. Изучить доступную литературу
2. Собрать физометр
3. Составить тесты на языке программирования « Паскаль»
4. Провести исследовательскую работу по обнаружению изменения плотности
теплового потока у учащихся и учителей
5. Составить таблицы и графики зависимости изменения плотности теплового
потока от умственной и эмоциональной нагрузок
6. Составить программу на компьютере для расчета корреляции
Методы:
1. Анализ литературы
2. Сравнение работы известных приборов и физометра в области применимости
для КГР
3. Экспериментальная работа- сборка физометра
4. Исследовательская работа
5. Наблюдение изменения плотности теплового потока учащихся и учителей
6. Тестирование учащихся
7. Статистическая обработка материала
Физиологические и психические затраты организма соотносятся с
количественными характеристиками производимой работы. Важную роль при этом
играют вопросы обеспечения устойчивости сформированных навыков управления,
что рассматривается как фактор повышения надежности деятельности человека.
Чувствительнейшим индикатором функционального состояния человека
является кожно-гальваническая реакция (КГР). Как известно КГР обусловлена
колебаниями пресекреторной активности потовых желез, связанными с
импульсацией , поступающей из центральной нервной системы (ЦНС). На КГР
оказывают преимущественное влияние факторы эмоционально- психической
активности. При этом КГР зависит от трудности задачи и информационных
характеристик окружающей среды, амплитуда самой реакции максимизируется в
момент принятия решения в ситуации выбора и угашается по мере выработки
стереотипа ответных действий. Обладая большей чувствительностью к
эмоциональному напряжению КГР подвержена влиянию индивидуально-
типологических свойств нервной системы субъекта и склонна к угасанию при
повторных предъявлениях раздражителя.
КГР связана с активизацией потовых желез, на механизмы, деятельности
которых оказывают влияние срединные структуры активирующей ретикулярной
формации, фронтальная кора, бульбарная ретикулярная формация и другие
образования центральной нервной системы (ЦНС). Несмотря на фиксацию
корреляционных связей между КГР и сверхмедленными колебаниями (СМК)
мозговых потенциалов и предположение о сходстве регулирующих влияний со
стороны ЦНС на кожные железы и анализируемые инфранизкие волны, наличие
собственных потенциалов вегетативной функции КГР рассматривается как
помеха при регистрации сверхмедленных процессов, отводимых с поверхности
головы человека.
Важную роль играют состояния, развивающиеся в эмоционально
осложненных ситуациях и в условиях монотонии (неизменность окружающей
обстановки, обедненность среды значимыми сигналами, статичность позы
работающего). Эмоциональное напряжение возникает при дефиците
(избыточности) прагматической информации, необходимой для удовлетворения
актуальной потребности (достижения поставленной цели). Эмоции в зависимости
от своего психологического знака и величины могут оказывать на качество
действий человека либо отрицательное, либо положительное влияние.
При длительной работе в поведении выявляются дека минутные ритмы. Это
переходы между сосредоточенной, внимательной работой и автоматической;
переключение внимания с событий внешней среды на внутренний мир субъекта,
на посторонние по отношению заданию мысли. Известно, что монотонная
деятельность сопровождается усилением минутных (вероятный период 1-3 мин.)
колебаний потенциалов головного мозга, полученных методом прямой
регистрации. Этот метод имеет ряд недостатков, связанных необходимостью
компенсации физиологических помех (например, типа КГР), отсутствием
надежных усилителей постоянного тока с малым уровнем дрейфа, а также
безартефактных электродов.
Оказывается и человек воздействует электромагнитными и другими
излучениями своего организма на растительность. Эти исследования провел
В.А. Лепилов. В его работе:
1. Излагаются результаты нескольких сотен опытов автора и других
исследователей по дистанционному воздействию излучения организма человека,
связанных с положительными и отрицательными эмоциями (стимул), на воду в
сосуде (мишень) и последующий полив ею семян пшеницы средней всхожести
(биологический детектор).
2. Излучения, связанные с положительными эмоциями, ускоряющими всхожесть и
скорость пшеницы по сравнению с контролем. За девять лет экспериментов
автор вывел, что воздействие на воду отрицательных эмоций замедляет рост и
всхожесть пшеницы. Это наблюдалось у людей примерно в таком же
соотношении, т.е. у 80% людей.
3. Опыты позволяют сделать обобщение и включить эмоции человека в число
значимых экологических факторов, действующих на биосферу в целом,
собственно на биообъекты, а также на воду и водные растворы в гидросфере,
атмосфере, литосфере и космической среде. В связи с этим и в ноосферу-
новое эволюционное учение биосферы, при котором деятельность человека
становится решающим фактором ее развития - необходимо включать
эмоциональное (и, вероятнее всего, физиологическое) состояние каждого
человека и вида Homo sapiens в целом.
4. Обсуждая результаты апробации предлагаемого автором теста "защита воды
от психологического отравления ". Феномен. "Защиты" появляется у 60-70%
людей.
5. Результаты воздействия активированных различными эмоциями воды на
пшеницу нельзя экстраполировать на человека, хотя первооснова обоих
биологических объектов одна и та же (живые клетки). Для прямой проверки
феномена психического нападения (отравления) и защиты от него требуются
тщательные исследования спонтанного (самопроизвольного) психического
нападения и, как это принято в медико-биологических исследованиях, их
апробации на животных и добровольцах в лабораторных условиях.
Под влиянием света происходит повышение окислительных процессов в
клетках и усиление газового обмена живой мышечной и нервной ткани.
Регенерация ткани протекает несравненно быстрее на свету, чем в темноте.
Действие солнца на человеческий организм, прежде всего, сказывается в
изменении химизмом кожного пигмента, который играет очень значительную
роль в регуляции тепла. Влияние света и солнца не ограничивается одной лишь
периферией организма, но распространяется вглубь - вплоть до центров высшей
нервной деятельности. В наше время существует специальная отрасль
медицинского знания - фототерапия, которая на Востоке (более 2 тыс. лет
назад) называлась цветотерапия, занимающаяся излечением различных
патологических и нервно-психических болезней при посредстве света.
Следовательно, теплые и светлые месяцы и дни оказываются плодотворными не
только для растительной и животной природы, но равно и для человеческого
ума.
Функционирование любой живой системы происходит в условиях
непрерывного обмена с окружающей средой веществом, энергией, импульсом,
информацией, что способствует изменению физического состояния организма.
Исследования показывают, что сверхмедленные колебания (СМК)
головного мозга, лежащие в полосе частот 0-0.5 Гц, тесно связаны с
механизмами нейрогуморальной регуляции состояний и функций. Отмечены факты
корреляции между психологическими характеристиками и сверхмедленными
колебаниями биопотенциалов, регистрировавшихся наружно на различных уровнях
нервной системы
Есть много приборов, которые реагируют на разные виды излучений. Вот
некоторые из них:
1. Лоза (или рамка) реагирует на импульсы, исходящие от человека
2. Датчик теплового потока (ДТП) регистрирует тепловое воздействие на
человека.
3. Фазоаурометр регистрирует электромагнитные излучения человека.
Мы хотим вам предложить конструкцию прибора ФИЗОМЕТРА, который
реагирует на частоты инфракрасного излучения человеческого организма.
Данный прибор относится к параметрическим датчикам. А как мы знаем,
параметрические - это датчики, в которых под воздействием измеряемого
сигнала изменяется какой-либо параметр. Действие физометра основано на
свойстве транзисторов изменять параметры под влиянием температуры.
Чувствительным элементом в этом устройстве является обычный транзистор.
Выбраны германиевые транзисторы (416 Б) с большим коэффициентом прямой
передачи тока, т.к. они дают наилучший результат. Схема физометра
прилагается (приложение ? 1). Чувствительный элемент - транзистор Т1
смонтирован в пробке, вставленной в отражатель от большого ручного фонаря,
но без передней стенки. Внутри отражателя помещается медная фольга (d =
0.04 м), одна сторона которой припаяна к транзистору, а другую сторону
закоптили, для увеличения поглощение теплового излучения. Кисти рук и
ладоней являются как бы периферическим филиалом шейного утолщения спинного
мозга, т.е. сосредоточением многих чувствительных и вегетативно-трофических
аппаратов. На связь ладоней с висцеральными отделами организмов указывают
так называемые каналы внутренних органов (лёгкие, сердце), которые по
данным классической иглотерапии спускаются на руку и кисть. Ориентируясь на
эти данные, зоной измерения нашего прибора стала ладонь. Физометр
улавливает излучение руки на расстоянии 0.02м. Вся конструкция с
отражателем помещена в футляр 120*120*100мм. Калибруют устройство следующим
образам: после включения питания направляют отражатель на пустую стену и
переменным резистором R1 добиваются отклонения стрелки микроамперметра на
половину шкалы, а затем устанавливают на нуль с помощью переменного
резистора R2. Если положить ладонь руки на рефлектор с чувствительным
элементом, где расстояние между ними постоянное и равно 0.02м, то в течение
30с микроамперметр фиксирует изменение силы тока. После снятия показаний,
по мере остывания чувствительного элемента, в течение 30 с. стрелка
микроамперметра возвращается в свое исходное положение, т.е. к нулю. Таким
образом, за 1 минуту я могу снять показания одного человека. Когда
чувствительный элемент направлен на источник с низкой температурой, стрелка
отклоняется в противоположную сторону
Психофизическое восприятие некоторых чувств можно "измерить", т.е.
параметрическим прибором фиксировать изменение плотности теплового потока
человеческого организма. Нервные раздражения, вызванные эмоциями и
колебаниями настроения, приводят к изменению работы внутренних органов и
лимбической системы мозга, которая управляет обменом веществ, температурой
тела и т.д., т.е. эмоции и колебания настроения изменяют работу организма,
в частности температуру тела. Колебания настроения и эмоции, которые
возникают при нарушениях гормонального равновесия, также показывают нам, на
сколько тесна связь между лимбической системой и нашим настроением. Так как
лимбическая система реагирует на нервные импульсы, пришедшие от нервных
рецепторов организма и далее изменяют организма, то эмоции, и колебания
настроения вызывают изменение плотности потока инфракрасного излучения. Мы
можем фиксировать эти изменения плотности потока теплового излучения
организма, т.е. косвенно фиксировать эмоции и колебания настроения человека
прибором - физометром.
Изучив доступную литературу, мы решили проверить изменения плотности
теплового потока учащихся: в рабочей обстановке, т. е. во время уроков; в
более спокойной обстановке - прохождение тестирования, хотя тесты и не
оцениваются учителями, но учащиеся серьёзно отнеслись к ним; во время
серьёзных эмоциональных условиях, т. е. проведение экзаменов. Снимаем
показания плотности теплового потока до и после проведения эксперимента,
можно увидеть зависимость энергопотерь от нагрузки.
В итоге получились интересные результаты. При проведении эксперимента
в течение десяти дней с учащимися десятых классов в феврале - марте 2000 г.
и январе - феврале 2002 г. можно составить график зависимости изменения
плотности теплового потока учащихся от учебной нагрузки. Удельный тепловой
поток находится по формуле Q=IU/S - [Вт/м], где I - показания
микроамперметра, U=9 В, S - площадь поверхности пластинки, d=4 cм. Величина
U/S=K постоянна, где K=9/0.001256=7156 Вт/м. Разрешающая способность
физометра 0,02 м, разрешающая способность микроамперметра 1 мкА и
относительная погрешность измерения силы тока равна Е=26,85%. Для
определения диагноза величины теплового потока у учащихся 10 класса (2000
года) было проведено 200 опытов с участием 10 человек испытуемых. В течение
10 дней продолжительность измерений не превышала 30с. и дважды в день: до
начала занятий в 7.50 ч и после в 13.30 ч повторялась.. 21 февраля в 7.50
ч. расчёт показал, что удельный тепловой поток находится в диапазоне от
28,8- 46,8 мВт/ м, - это достаточно низкий показатель, учитывая, что этот
день- первый день учёбы после введения в школе карантин6а. Для каждого были
введены два средних показателя, один в дни, где преобладают уроки физико-
математического направления (21,23,24,28 февраля , 1,2 марта), второй, где
преобладали уроки гуманитарного направления (22,25,29 февраля, 3 марта).
Можно заметить, что для каждого человека удельный тепловой поток до уроков
был примерно одинаковый, т.е. во все дни измерений. Рассмотрим средние
показания теплового потока после окончания занятий. Он составил в дни, где
преобладали физмат уроки 26 мВт/м, а в дни, где преобладали гуманитарные
уроки энергопотери были 35 мВт/м, т.е. энергопотери учеников физмат класса
были значительно больше в дни, где преобладали уроки гуманитарного
направления. По данным была составлена таблица и рассчитана корреляция
энергопотерь, т. е. на основании рассчитанной корреляции можно утверждать,
что, если зависимость изменения плотности теплового потока учащихся,
выбравших дальнейшее обучение с физ-мат уклоном во время занятий на уроках
меньше значит, учащиеся правильно выбрали свой профиль обучения.
Так же мы провели исследование в двух десятых классах физ-мат и
гуманитарного направления в этих классах мы проводили тестирование по
физике, математике, истории и литературе. Для тестирования была составлена
программа на компьютере на языке программирования Turbo Pascal 7.0., мы
измеряли плотность теплового потока физометром до и после теста и на
основании этих тестов построены графики зависимости изменения плотности
теплового потока от количества правильных ответов. Так же была построена
таблица изменения плотности теплового потока и количества учащихся. Ещё
построена таблица корреляции. Самая высокая корреляция в физ-мат классе
после проведения теста по физике и математике ?1 равна 0.75 при изменении
плотности теплового потока 5.3 мВт/м2 при 15 правильных ответах, а в
гуманитарном 0.87 при 14 правильных ответах и изменении плотности теплового
потока 8.7 мВт/м2. Самая высокая корреляция в физ-мат классе после
проведения теста по физике и математике ?2 равна 0.7 при изменении
плотности теплового потока 5.3 мВт/м2 при 14 правильных ответах, а в
гуманитарном 0.89 при 12 правильных ответах и изменении плотности теплового
потока 5.3 мВт/м2 ( приложения ? ).
Для изучения изменения плотности теплового потока после проведения
тестов разных профилей обучения, мы провели исследования в двух пятых
классах физикоматематического и гуманитарного направления. Измерения были
проведены аналогичным способом, как и в десятых классах. Изменение
плотности теплового потока в 5А (гуманитарный класс) после проведения
теста по математике составили 6 мВт/м ( корреляция ), в 5Б ( физ-мат
класс)- 5 мВт/м ( корреляция ) (приложение ? ). А после проведения
теста по русскому языку в 5А изменение плотности теплового потока - 3
мВт/м ( корреляция ), в 5Б- 8 мВт/м ( приложение ? ). При
рассмотрении гистограммы было замечено, что на ней не наблюдается линейной
зависимости, как это было в десятых классах после проведения профильных
тестов. Это значит, что пятые классы не расформированы на профильные. И я
хочу предложить производить отбор учащихся для обучения по профилю, уже
начиная с пятого класса.
Были проведены исследования в четырех классах, снимая показания у
учеников физометром до и после стрессовой ситуации (экзаменационной
нагрузки по математике, русскому языку и литературе) в классах
гуманитарного и физмат направления (приложение ? ). Изменение плотности
теплового потока всех учащихся класса физмат цикла при сдаче экзамена по
математике меньше, чем при сдаче экзамена по русскому языку и литературе. А
у классов гуманитарного цикла результаты измерений были противоположны.
Также для изучения изменения плотности теплового потока в стрессовых
ситуациях были проведены исследования со студентами АГТУ, снимая показания
теплового потока до и во время экзамена и коллоквиума. Было замечено, что
во время учебной нагрузки плотность теплового потока студентов значительно
выше, чем до этой нагрузки. Так, например, в I группе изменения плотности
теплового потока между измерениями во время экзамена и после него равна
мВт/м, во II группе мВт/м, в III группе - мВт/м, в IV группе -
мВт/м, в V группе - мВт/м, в VI группе - мВт/м ( приложение ?).Это
значит, что во время учебной нагрузки происходит подъём эмоций, и у
студентов есть энергозапас, который потом (к концу сдачи экзамена,
коллоквиума) израсходуется, их организм находится ещё в рабочем состоянии.
Также на психофизическое состояние человека влияют и магнитные бури. У
группы учителей были проведены измерения в один из таких дней. До рабочего
дня тепловой поток был больше, чем в остальные дни, и среднее
арифметическое удельного теплового потока всех испытуемых составило 57,72
мВт/м. Это объясняется тем, что защитная реакция организма была высока. В
конце рабочего дня среднее арифметическое удельного теплового потока
составило 37,84 мВт/м, - это был самый низкий результат за все дни
измерений, т.е. изменение плотности теплового потока было больше, чем во
все остальные дни. И составило 19,88 мВт/м. По этим данным тоже была
построена таблица распределения энергопотерь количества учителей. Построена
таблица корреляции, самая высокая корреляция равна 0.71, при чём она была
в день магнитных бурь. Можно сделать вывод, что магнитные бури
действительно отрицательно влияют на организм человека.

Заключение

В заключение можно сказать, что была проведена исследовательская
работа по изучению зависимости изменения плотности теплового потока
учащихся и учителей от психофизиологических нагрузок с помощью физометра.
Предварительно изучив литературу по биофизике, психологии, информатике,
высшей математике, провели более 4000 экспериментов с учащимися 5,9,10,11
классов, со студентами АГТУ и с учителями нашей школы, составлен
графический и статистический отчет. На основании проделанной работы можно
утверждать, ведь корреляция исследований лежит в промежутке от 0,01 до 0,
92, что с помощью физометра, прибора, регистрирующего КГР, тестов можно
проводить предварительный отбор учащихся для обучения в профильных классах,
так, например, в 10 классы можно порекомендовать брать учащихся, ответивших
на большинство вопросов при энергопотерях от 3 до 5 мВт/м, в 5 классы до 4
мВт/м. Такое тестирование может облегчить работу учителям, также помочь
родителям разобраться в способностях своих детей, и отправлять их для
обучения в классы, к которым они более подготовлены. Ведь и учеба, и работа
должны приносить радость познания, радость общения, сотрудничества ученика
и учителя, и при этом должны быть минимальные эмоциональные затраты.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Войцеховский Я. (перевод с польского Зубкова М.П. и Мушинского З.).
Радиоэлектронные игрушки. М. Советское радио. 77.
2. Дмитрук М.А. Иры внутри нас. Знание ? 2. М. 90.
3. Яворский Б.М. Справочник по физике. М.85.
4. Виноградова Е.С., Живлюк Ю.Н. Измерение поглощенных доз в энергетическом
поле человека. Парапсихология и психофизика. ? 1 (9). Фонд
Парапсихологии им. Л.Л. Васильева. М.93.
5. Васильева Г.Н., Дульнев Г.Н., Муратова Б.Л., Полякова О.С. Тепловой
поток как показатель энергоинформационного обмена субъектов.
Парапсихология и психофизика. ? 2. Фонд Парапсихологии им. Л.Л.
Васильева. М. 93.
6. Популярная медицинская энциклопедия. Гл. ред. Академик Петровский Б.В.
Главная редакция Узбекской советской энциклопедии. Ташкент. 89.
7. Большая Советская Энциклопедия. Гл. ред. Прохоров А.М. Советская
энциклопедия. 71.
8. Парапсихология. Эзотерика. Том 3. Учебный курс Мюнхенского Института
Парапсихологии. Транспорт. М. 97.
9. Чукова Ю.П. Слабые взаимодействия: нормирование вредного действия и
парапсихологические феномены (общность научной проблемы). Парапсихология и
психофизика. ? 2 (26). Фонд парапсихологии им. Л.Л. Васильева. М. 98.
10. Дубров А.П., Ахмадеева Э.Н., Кравченко Ю.П., Калашченко Н.В., Горюхин
А.С., Савельев А.В. Устройства для исследования сверхслабых
электромагнитных полей биологических и технических объектов.
Парапсихология и психофизика. ? 1(25). Фонд Парапсихологии им. Л.Л.
Васильева. М.98.
11. Лепилов В.А. Электромагнитные и другие излучения организма человека как
существенный экологический фактор ( проект "экология и псизокинез")
Парапсихология и психофизика. ? 2(28). Фонд Парапсихологии им. Л.Л.
Васильева. М. 99.
12. Чиркова Э.Н. Имуноспецефичность волновой информации в живом организме.
М. 99.
13. Чижевский А.Л. Физические факторы исорического процесса. Принттекст.
Пушкино. 24.






















Сводные таблицы графиков изменения плотности теплового потока

Повседневные нагрузки студентов
[pic]
Большое пересечение графиков лежит в промежутке от20 до60 мВт/м2.
Во время лекций активность мозга сильнее, чем при решении задач (это видно
из графиков).
Максимальная вероятность =0,27.
Коллоквиум
[pic] Пересечение графиков лежит в промежутке от 21 до 42 мВт/м2[pic]
Максимальная вероятность=0,2.
Экзамен
[pic]
Пересечение всех графиков лежит в промежутке от 50 до77 мВт/м2.

Максимальная вероятность=0,2


Сводные таблицы графиков зависимости вероятности от плотности изменения
теплового потока.
Физико-математические нагрузки в физико-математических классах
[pic]
Пересечение графиков лежит в промежутке от 3 до 7,5 мВт/м2.
Максимальная вероятность=0,45.
Изменение плотности теплового потока
0-3.5 мВт/м2 повседневные нагрузки
3.5-4.5 мВт/м2 тестирование ?1
4.5-7 мВт/м2тестирование ?2
7-16 мВт/м2 экзамены

Гуманитарные нагрузки в гуманитарных классах

[pic]
Пересечение графиков лежит в промежутке от 2 до 7 мВт/м2
Максимальная вероятность
Изменение плотности теплового потока
0-3 мВт/м2 тестирование в 5 кл.
3-6 мВт/м2 тестирование в 10 кл.
7-16 мВт/м2 экзамены







Коллоквиум

Группа 1
[pic]Группа 2
[pic]
Группа 3
[pic]




Решение задач
[pic]


Решение разобранных задач
[pic]







Графики плотности теплового излучения учащихся 10 классов , исследуемых в
течение 2 учебных недель



10 класс, 1999-2000 года обучения
[pic]

Гистограмма

[pic]











Графики плотности теплового излучения учащихся 10 классов, исследуемых в
течение 2 учебных недель

10 класс, 2001-2002 учебный год
[pic]

Гистограмма
[pic]








Лекция с применением мультимедиа

[pic]
Лекция без применения мультимедиа
[pic]












Экзамен в АГТУ

Группа 1
[pic]
Группа 2
[pic]