Помоги проекту - поделись книгой:
Как ни странно, даже дети, остерегающиеся переползать через визуальный обрыв, смело, ни секунды не колеблясь, «заезжают» на его территорию, если находятся в ходунках, позволяющих им быстро пробегать ножками по полу{32}. Они же эксперты во всем, что касается ползания, но не ходьбы. Их двигательная система пока не посылает предупреждений о том, что
В США ходунки были на пике популярности в середине 1990-х годов. Именно тогда Комиссия по безопасности потребительских товаров выступила с докладом, в котором сообщалось, что по количеству травм (сломанных костей, выбитых зубов, повреждений головы и других случаев), причиной которых стали ходунки, эти приспособления стоят на первом месте среди продуктов для детей на нашем рынке. В 2004 году в Канаде ходунки вообще запретили. За владение ими можно заплатить штраф в размере 100 тысяч долларов или угодить в тюрьму на шесть месяцев{33}. Ходунки не просто опасны – они в самом деле замедляют развитие моторики. Дети, проводящие в этих приспособлениях много времени, осваивают умение самостоятельно держаться на ногах не так быстро, как могли бы. Они просто привыкают к тому, что в положении стоя их вес удерживает устройство. Более внимательное изучение проблемы открывает нам глаза на ошеломляющие факты: каждые 24 часа использования ходунков приводят к замедлению обретения навыка ходить самостоятельно примерно на трое суток, а умения стоять на ногах самостоятельно – почти на четверо суток{34}.
Подгузники тоже приводят к задержке развития моторики. Научиться ходить детям и так непросто, а когда приходится делать это в громоздких подгузниках, становится еще сложнее. Особенно сильно затрудняют ходьбу старомодные полотняные пеленки, так как они еще объемнее и вынуждают ребенка делать более широкие шаги, изгибая ноги колесом. Но и современные одноразовые подгузники, вроде бы тонкие и легкие, могут неблагоприятно сказываться на ходьбе. Дети в подгузниках чаще падают, и их походка выглядит более неуклюжей{35}. В обнаженном виде малыши ходят лучше. Однако мы редко позволяем им бегать в чем мать родила. По результатам одного исследования, посвященного использованию подгузников, годовалым детям предоставляется возможность походить обнаженными в среднем всего лишь сорок минут в неделю. Треть младенцев вообще никогда не бегают голышом.
Как дети двигаются, сказывается и на их познавательной деятельности. Девятимесячные младенцы, умеющие ползать, демонстрируют более хорошую память, чем их сверстники, которые еще не научились передвигаться самостоятельно{36}. Чем активнее малыши исследуют окружающий мир, тем больше они практикуются в использовании памяти об одной ситуации для принятия решений о своих действиях в другой, новой обстановке. Подобное постоянное привлечение памяти для оценки ситуации развивает умственные способности ребенка. Использование детских ходунков, наоборот, как считается, замедляет достижение стандартных возрастных показателей когнитивной деятельности, таких как взаимодействие с лицом, ухаживающим за ребенком, и понимание мыслей и намерений окружающих. Эти задержки в умственном развитии сохраняются даже год спустя после прекращения хождения в ходунках{37}.
Поступление информации происходит не только в одном направлении – от мыслей к действиям. Действия тоже порождают мысли. Дети на опыте учатся понимать, как все вокруг устроено и где ходить безопасно. Но не только этому. Их умственные способности, такие как умение понимать мысли, чувства и намерения других людей, тоже проистекают из навыков действовать в этом мире самостоятельно.
Проще говоря, малыши гораздо лучше понимают намерения окружающих, когда они умеют делать то, что делают другие у них на глазах. Представим себе ситуацию: мы тянем руку, чтобы взять какой-то предмет. Предмет, за которым мы тянемся, позволяет окружающим догадаться о наших намерениях. Из того, к чему мы протягиваем руку – к книжке, игрушечному медвежонку или мячику, – можно почерпнуть информацию о том, чем мы собираемся заняться. Представим себе, что все эти предметы сложены в одну коробку. В таком случае за чем бы мы ни потянулись, движение нашей руки будет практически одинаковым, однако выполнять мы его будем с разными намерениями. Дети начинают осознавать это только тогда, когда сами оказываются в состоянии достать игрушку. Для нас с вами это слишком просто, но для трехмесячного ребенка все совсем по-другому. Оказывается, малыши, которые еще не умеют брать в руки различные предметы, не способны заметить, как человек меняет свое решение и вместо одной игрушки достает другую. Для этого им необходимо иметь возможность самим попробовать брать предметы в руки. Если надеть им на ручки варежки с липучками на ладошках, то малюткам будет легче брать игрушки в руки, просто хлопая или ударяя по ним. И тогда они быстро начинают замечать, что кто-то тянется за новой игрушкой{38}. Вы знаете, как можно перевести рубильник из выключенного положения во включенное, после чего помещение наполняется светом. Примерно так же и опыт младенцев в захвате и удержании игрушек включает в их крохотном премоторном кортексе способность понимать намерения окружающих. Подобно макакам из эксперимента профессора Риццолатти, человеческий ребенок способен, словно зеркало, отражать действия окружающих и понимать их намерения, потому что сам уже обладает опытом манипулирования игрушками. Вот почему шестилетней Оливии Бреслин, страдающей диспраксией, бывает так тяжело понять, что делают окружающие: сама она не может выполнять те действия, за которыми наблюдает.
Некоторым знаменитым людям тоже в свое время ставили диагноз «диспраксия». Ни для кого не секрет, что Дэниел Рэдклифф, британский актер, сыгравший Гарри Поттера в известной экранизации романа о мальчике-волшебнике, страдает диспраксией и даже ботинки завязывает с трудом. Вот что он говорит о сложностях, вызываемых этим заболеванием: «Иногда я думаю: почему, ну почему “липучки” меня не отпускают?!» Рэдклифф, конечно, шутит. Но когда он вспоминает о своих школьных годах, ему бывает не до смеха: «Мне приходилось несладко в том смысле, что у меня никогда ничего не получалось. Я не подавал никаких признаков наличия таланта хоть в чем-нибудь». К счастью, он нашел свою нишу, хотя писать и считать научился с огромным трудом{39}. Проблемы с моторикой приводят к самым разнообразным проблемам в развитии умственных способностей, особенно при освоении школьной программы.
Сегодня нам уже многое известно о том, какое влияние оказывает физическое состояние личности на ее интеллект. Существенный вклад в изучение этой темы внесло и недавнее исследование, проведенное учеными из Вашингтонского национального института по проблемам детского здоровья и развития человека. Коллектив под руководством психолога Марка Борнштейна на протяжении полутора десятков лет наблюдал за развитием 374 детей с пятимесячного до пубертатного возраста, периодически оценивая их интеллектуальные достижения. Результаты исследования просто поражают. Как оказалось, по тем действиям, которые малыши способны выполнять в пятимесячном возрасте, можно предсказать не только то, каким будет IQ ребят, когда им исполнится четыре года и десять лет, но также их школьную успеваемость (способность понимать прочитанное и решать математические задачи) в четырнадцатилетнем возрасте. К категории подобных весьма «показательных» действий младенцев относится и то, в каком возрасте они начинают держать головку прямо в течение нескольких секунд, когда их переворачивают на животик; и то, когда они начинают сидеть самостоятельно; и то, как часто пробуют достать и схватить предметы, находящиеся вокруг них. Исследователям удалось доказать, что связь между действием и мышлением объясняется не только интеллигентностью родителей или уровнем их образования, но и физическими способностями малышей. Когда дети в состоянии сидеть самостоятельно, их руки свободны. Они могут тянуться и хватать окружающие предметы, что позволяет им не только учиться, но и осознавать, что их действия способны менять окружающую среду, а это, в свою очередь, помогает им понимать действия и намерения других людей. Примечательно, что взрослые, находясь рядом с умеющими двигаться детьми, используют более сложную лексику, а, как известно, более сложный язык ускоряет когнитивное развитие малышей. Короче говоря, деятельность и интеллект взаимосвязаны. Как отмечает Борнштейн, получается, что «двигательно-исследовательские способности в младенчестве служат катализатором школьных успехов в подростковом возрасте»{40}.
Связь между двигательной активностью и мышлением прослеживается во всех видах деятельности. Перемотаем «ленту» быстренько вперед и перенесемся из пятимесячного возраста к дошкольному. Большинство детей четырех-пяти лет умеют петь песенку про алфавит и писать свое имя печатными буквами, а некоторые даже умеют читать. Что подвигло этих детей на досрочное достижение подобной когнитивной вехи? Наверняка они немало практиковались в повторении алфавита. Оказывается, повторять буквы вслух – только часть дела, причем, наверное, не самая главная. Чтобы научиться читать, намного важнее практиковаться в
Карен Джеймс, нейробиолог из Университета Индианы, провела интересный эксперимент. Она поделила детей дошкольного возраста, принимавших участие в одномесячной программе обучения чтению, на две группы. Первая группа училась
Почему практика письма так важна для умения распознавать буквы и, соответственно, успешного усвоения техники чтения? По мнению Джеймс, причина кроется в одной «складке», расположенной недалеко от основания мозга, которая является частью зрительной системы человека. Эта складка называется «веретенообразная извилина». Считается, что именно здесь у взрослых происходит обработка букв. Томографические исследования головного мозга показали, что левая веретенообразная извилина реагирует сильнее, когда англоговорящие взрослые видят отдельные английские буквы, чем когда они видят китайские иероглифы. Ученые часто делают заключение, что причина такой буквенной специализации коренится в богатом опыте чтения, но, по мнению Джеймс, это объясняется опытом писания. После того как дошкольники приняли участие в одномесячной программе обучения чтению, их левая веретенообразная извилина действительно настроилась на обработку букв. И самое важное, чувствительность к различению букв оказалась заметно большей у детей, практиковавшихся писать буквы, чем у тех, которые упражнялись только в чтении. Из этого следует, что часть мозга, участвующая в распознавании букв, не полностью вовлекается в процесс, пока дети не начинают учиться выводить буквы собственноручно.
Открытием Джеймс объясняется и то, почему у детей с диагнозом «дислексия» развитие моторики часто происходит с отставанием. Мы нередко считаем дислексию просто склонностью переставлять или путать буквы, например принимать «ь» за «р». На самом деле дислексия есть нарушение способности к чтению, которое сказывается на умении распознавать буквы и отделять друг от друга звуки, из которых состоят слова. Если написание букв действительно помогает мозгу распознавать их, то может оказаться, что нарушения моторики у детей с дислексией играют большую роль в их способности или неспособности освоить буквы. Когда люди лишены возможности действовать, у них возникают сложности и с пониманием действий.
Такая тесная связь тела с мозгом раньше заводила ученых в тупик, но сегодня она помогает нам многое переосмыслить. Хотя в нашем представлении чтение – это такой вид деятельности, за который отвечает исключительно мозг, на самом деле оно осуществляется не без участия тела. И раз практика выведения букв от руки помогает «зажечь» участки мозга, где происходит идентификация букв, легко себе представить, что и другие виды моторной практики тоже способны развивать и менять мозг. Короче говоря, человек учится на собственном опыте.
От музыки к математике
Семья Бреслинов перепробовала все возможное, чтобы помочь своей дочери справиться с диспраксией. Как только Оливия начала ходить, она стала дважды в неделю посещать сеансы реабилитационной терапии, во время которых училась сохранять равновесие, стоя на специальных шарах для лечебной физкультуры, а также вешать пальто на крючок и бросать мяч. С девочкой занимался еще и логопед, который помогал ей научиться двигать ртом и губами так, чтобы лучше произносить определенные звуки и говорить более отчетливо. Оливия демонстрировала явные признаки успеха и недавно, когда ей исполнилось шесть лет, пошла в детский сад. Развитие моторики у девочки все еще отстает, тем не менее она уже в состоянии принимать участие в классных занятиях и хотя бы полдня общаться со своими нормально развивающимися товарищами.
Помимо всего прочего, Оливия учится играть на фортепьяно. Идея заниматься музыкой пришла в голову ее маме, когда та увидела, как девочке нравится стучать по клавишам инструмента, стоящего у них в гостиной. На удивление всем примерно через восемь месяцев после начала уроков музыки школьная успеваемость Оливии заметно выросла, особенно по математике. Девочка начала считать намного точнее, да и в принципе стала намного лучше понимать смысл и значения чисел. Родители задумались: может, между игрой на пианино и владением математикой есть какая-нибудь связь?
На самом деле о связи между музыкой и математикой и даже музыкой и мыслительными способностями в целом задумывались многие. Существует даже особый термин – «эффект Моцарта». По данным одного исследования начала 1990-х годов, слушание музыки Моцарта повышает IQ{42}. С тех пор результаты этого исследования не раз использовались для поддержания идеи о том, что если беременная женщина будет прикладывать к животу наушники от плеера, проигрывающего произведения Моцарта, например оперу «Волшебная флейта», то шансы ребенка поступить когда-нибудь в Гарвардский университет резко повысятся. Если поискать в интернете словосочетание «эффект Моцарта», то на экране выстроится длинный перечень CD, DVD и книг, описывающих этот феномен: классическая музыка сделает ваше чадо умнее. Каких только чудодейственных свойств не приписывают музыке Моцарта – от способности повышать надой молока у коров до содействия в расщеплении отходов в установках для очистки сточных вод{43}. Экс-губернатор Джорджии Зелл Миллер даже выступил с законодательной инициативой, предложив предусмотреть в местном бюджете средства в размере 105 тысяч долларов на ежегодную закупку магнитофонных кассет или компакт-дисков с классической музыкой для каждого новорожденного ребенка в штате{44}. По стопам Джорджии пошел и штат Теннесси. В итоге появился отдельный кустарный промысел по производству CD с музыкой Моцарта для еще нерожденных, новорожденных и только начинающих ходить малышей.
К сожалению, никакого эффекта Моцарта в действительности, похоже, не наблюдается. Когда ученые проанализировали результаты примерно двух дюжин исследований этого «феномена», они пришли к выводу, что повышение IQ, которое можно было бы объяснить им, слишком мал
Хотя утверждения о том, что музыка Моцарта способна сделать вас умнее, – явное преувеличение, можно привести массу примеров того, как дети добиваются значительных успехов одновременно и в музыке, и в учебе. Вспомните дочерей Эми Чуа, автора бестселлера «Боевой гимн матери-тигрицы»[7]{48}, в котором подробно рассказывается о строгих методах воспитания девочек Софии и Луизы. Чуа не позволяла своим детям оставаться на ночь в домах подруг, смотреть телевизор или играть в видеоигры, потому что понимала: они потратят свое время с большей пользой, если посвятят его школьным урокам и игре на рояле и скрипке. Чуа требовала, чтобы ее дочери играли на своих музыкальных инструментах по нескольку часов в день, конечно, после того как сделали все уроки и позанимались, в первую очередь математикой, еще сверх школьной программы. Такие требования могут показаться чрезвычайно завышенными, особенно по американским меркам. Однако методы этой матери дали результат: ее девочки демонстрируют исключительные успехи и в музыке, и в математике.
В США существует специальная национальная программа для учеников шестого-восьмого классов MATHCOUNTS, цель которой – популяризация математики с помощью волнующих и увлекательных конкурсов и олимпиад{49}. В число ее лауреатов регулярно попадают подростки, которые весьма искусны и в игре на музыкальных инструментах, и в решении задач. Задачи обычно бывают такого типа: «Если Кентон будет идти 60 минут со скоростью 5 км/ч, а затем бежать 15 минут со скоростью 12 км/ч, то сколько километров он пройдет за указанное время?» (Ответ: 8 км.) Все члены команды, выигравшей первое место в городском соревновании Лос-Анджелеса в 2011 году, помимо математического таланта отличались еще умением играть хотя бы на одном музыкальном инструменте{50}.
Почему занятия музыкой так часто идут рука об руку с математическими способностями выше среднего уровня? Снова все «дороги» ведут к телу. В последние годы ученые существенно продвинулись в изучении связей между способностью человека контролировать свои пальцы – которая, как правило, хорошо развита у музыкантов, – и успехами в математике. Пальцы и цифры делят одни и те же «просторы» в головном мозге человека, в частности теменную долю коры{51}. Недавние исследования показали, что движения тела во время музыкальных репетиций помогают детям развивать свой мозг для решения математических задач. Верно и обратное: официально зафиксированы случаи, когда люди, внезапно потерявшие способность пользоваться пальцами, теряли также способность считать в уме{52}.
Возьмем, к примеру, Генри Полиша, 59-летнего мужчину, который, проснувшись однажды, обнаружил, что не в состоянии произвести элементарный арифметический расчет в уме, как и набрать телефонный номер. Генри работал страховым агентом в небольшой фирме в Атланте и привык оперировать числами ежедневно. Можете себе представить его удивление, когда в воскресенье утром после завтрака он сел оформить несколько счетов и выяснил, что уже не может удерживать в голове даже несколько однозначных чисел. Мужчина чувствовал себя бодрым, нормально разговаривал, и со зрением у него не было никаких проблем. Он просто не мог понять, что с ним происходит. Его супруга предложила сходить в кабинет неотложной помощи, но Генри решил, что лучше сначала позвонить одному из друзей, врачу по профессии. Но когда выяснилось, что он не может вспомнить даже телефонный номер приятеля, тут уже согласился пойти с женой в больницу.
Врачи провели полное неврологическое обследование и убедились, что случай действительно очень странный: Генри мог разговаривать и все понимал, он нормально двигался и выполнял указания, однако испытывал трудности с осуществлением действий, для которых требовалось работать пальцами, а также не мог выполнять операции с числами. Когда невролог попросил его, например, свести вместе два мизинца, Генри не смог это сделать. Он просто сидел, ошеломленный своей неспособностью координировать движение собственных рук для выполнения элементарнейших действий. Он понимал все, что ему говорили, знал, в какое положение следовало бы привести свои руки, но они просто отказывались слушаться его. Затем врач попросил Генри закрыть глаза и потрогать по очереди пальцы обеих рук, каждый раз сообщая, какого именно пальца он только что коснулся. Ответы пациента были не более точны, чем если бы он говорил наугад. Оказалось, Генри затрудняется даже различать простые арабские цифры. Когда ему их показывали написанными на бумаге, например «5» и «7», он путался. Еще ему было сложно самому писать цифры под диктовку. Читать текст, буквы, для Генри не составляло труда, но как только дело доходило до цифр, он терялся.
Исследование на компьютерном томографе показало, что пациент пережил небольшой инсульт в задней части левой теменной доли головного мозга – именно в том участке, который играет особую роль для понимания чисел. Этот участок связан также с областями мозга, ответственными за моторную функцию, которые помогают нам координировать движение своих рук, например такое, как при сведении пальцев в круг для изображения буквы «О»{53}. Многофункциональный центр управления в голове Генри, отвечавший за движение пальцев и понимание чисел, отключился, что привело к проблемам и с тем, и с другим.
Примечательно, что связь между пальцами и числами отнюдь не ограничивается только тем, что они делят одну и ту же «жилплощадь» в тканях мозга. Возможно, связь между способностью понимать числа и способностью координировать движения пальцев объясняется тем, что в процессе обучения счету мы часто пользуемся пальцами. Когда людей просят показать число, которое они видят на экране компьютера, нажимая соответствующую цифру на клавиатуре одним пальцем, то они справляются с задачей лучше, если делают это той рукой, которой привыкли считать «на пальцах». Многие люди (как правило, правши) учатся считать от одного до пяти с помощью правой руки, начиная с большого пальца, а затем с шести до десяти – с помощью левой, также начиная с большого пальца. У них распознавание цифр от одного до пяти происходит легче и быстрее, если на клавиатуре они работают правой рукой, а не левой. Для больших чисел работает обратное правило. То, как мы считаем на пальцах в детстве, сказывается на том, как наш мозг будет обрабатывать числа в зрелом возрасте{54}.
Видимо, учась считать на пальцах, мы помогаем закреплению за пальцами и числами одной общей территории. Дети приходят к пониманию, что такое числа, именно физически, через пальцы. Последовательность движений пальцев, осуществляемых в процессе счета, помогает им понять, что у каждого числа в цепочке, за исключением самого первого, имеется «предшественник» и «последователь». Но мы используем свои пальцы не только для ведения простого счета, скажем, от одного до десяти. Мы «опираемся» на них и тогда, когда складываем числа в уме, когда считаем конкретные объекты (указывая на них пальцем), когда хотим показать некое множество (как много чего-то у нас есть). А еще ребенок может «на пальцах» показать, сколько ему лет. Развитие умения работать с числами происходит вместе с использованием пальцев.
Психолог Брайан Баттеруорт, всемирно известный специалист в области преподавания математики, убежден: «Без способности привязывать представление о числах к представлению о пальцах и руках… наш ум никогда не смог бы обрести их нормальное понимание»{55}. Если пятилетний ребенок способен с закрытыми глазами определить, к какому его пальцу прикоснулся другой человек, это следует считать хорошим признаком: у него, скорее всего, будет хорошая успеваемость по математике, когда через несколько лет он пойдет в школу. Такой метод оценки может оказаться даже более достоверным, чем стандартные тесты на интеллект{56}. Чем больше ребенок в детсадовском возрасте развивает ловкость пальцев, тем выше будут его математические способности в дальнейшем. Обратное тоже верно: слаборазвитое умение контролировать работу пальцев часто идет рука об руку с дискалькулией – неспособностью ребенка понимать числа и производить операции с ними{57}.
Тесной связью между способностью выполнять скоординированные движения пальцами и оперировать числами объясняется, почему развитие ловкости пальцев в процессе игры на музыкальном инструменте может способствовать развитию математических способностей. На пользу пойдет даже простое знание того, как пользоваться пальцами, чтобы нажимать на различные клавиши пианино. Дети с более ловкими руками эффективнее орудуют пальцами, чтобы считать, совершать простые алгебраические операции или показывать количество предметов. В результате их математические способности повышаются{58}.
Время от времени все родители задаются вопросом: как их ребенок выглядит на фоне других детей его возраста. Сравнения обычно начинаются еще на этапе оценки первых показателей развития моторики. Может, моему ребенку уже пора было научиться самому держать бутылочку? Или сидеть самостоятельно? Или ходить? Нетрудно выделить среди всех родителей, которые, приняв незаинтересованный вид, на самом деле украдкой сравнивают своего малыша с другими детьми в песочнице. И чем ближе школьный возраст, тем активнее это происходит.
Понимание того, как тело взаимодействует с умом, открывает нам новые пути для изучения процессов развития мозга. Игра на музыкальных инструментах способствует развитию математических талантов, а изучение букв через их написание ускоряет развитие систем мозга, отвечающих за умение читать. Если ребенок не способен повторить в уме действия, которые окружающие выполняют у него на глазах, если он не может даже оценить их намерение написать букву «А» или взять в руки игрушку, ему будет сложно понять, что происходит вокруг. Если мы осознаем, что детям трудно разобраться в том, чего они лично сделать не могут, то будем лучше понимать, насколько важен для них двигательный опыт. Важен не только для того, чтобы соответствовать всем основным показателям нормального развития моторики, но и для того, чтобы не отставать в познавательной деятельности.
Глава 3
Человек учится на собственном опыте
Глядя на губчатое тело асцидии, трудно поверить в то, что это существо относится к типу хордовых, который включает в себя представителей животного мира со спинным мозгом, таких как рыбы, птицы, пресмыкающиеся и люди. Но в отличие от других животных своего типа, асцидии не сохраняют свой головной и спинной мозг навсегда. Они «держат» их лишь до тех пор, пока те им нужны.
Свой жизненный цикл асцидия начинает в виде личинки, похожей на головастика. На этом этапе у нее есть спинной мозг, который связан, с одной стороны, с простым глазом, а с другой – с хвостом, необходимым маленькому существу, чтобы плавать. Еще у него есть примитивный мозг, который помогает определять направление перемещения в воде. Подвижность асцидии, однако, сохраняется недолго. Как только она находит подходящее для себя место, к которому можно прикрепиться – будь то борт лодки, подводный камень или дно океана, – асцидия с него больше не сдвинется. И как только она перестает двигаться, ее мозг абсорбируется телом. Постоянная «привязанность» асцидии к «дому» делает ее спинной мозг и нейроны, контролирующие движение, излишними. Так зачем их сохранять?! Мозг – энергозатратный орган, его поддержание обходится дорого, даже для асцидии. А потому, как только у нее начинается оседлая жизнь, она в буквальном смысле слова съедает свой мозг.
Многих психологов вполне устраивает концепция о функциях мозга, в соответствии с которой он дан человеку для того, чтобы тот думал и чувствовал. Однако жизнь асцидии подсказывает нам, что изначально мозг у живых существ появился с другой целью – управлять движением. Нейрофизиолог и инженер Дэниел Уолперт, профессор Оксфордского университета и лауреат знаменитой премии Golden Brain, в своем недавнем выступлении на конференции TED[8] сказал: «У нас имеется мозг только по одной-единственной причине, а именно чтобы производить сложные и адаптируемые движения. Нет других причин для существования нашего мозга»{59}. Одновременно сегодня многие стали понимать, что наши действия и мышление в гораздо большей степени взаимосвязаны, чем было принято считать ранее. Участки мозга, организующие древнейшую функцию, свойственную человеку, а именно функцию навигации в окружающем мире, а также те участки, которые отвечают за новейшие функции, такие как чтение или выполнение математических операций, не действуют независимо друг от друга. У них есть масса возможностей взаимодействовать и влиять друг на друга. Нередко эти функции выполняются одними и теми же долями мозговой ткани.
Во все времена было принято, даже модно, сравнивать мозг человека с самым сложным устройством современности. Сто лет назад таким устройством был телефонный коммутатор, который использовался для соединения телефонных линий, и делалось все вручную. Если сравнить мозг с коммутатором, то можно сказать, что невральная «телефонная сеть» младенцев ограничена: в ней осуществлены всего несколько соединений, чем и объясняется то, почему малыши так мало знают и мало могут. По мере взросления количество линий увеличивается, мозг начинает осуществлять более разнообразные соединения, и ребенок учится выполнять все более сложные движения.
В наши дни мозг человека чаще всего сравнивают с компьютером, «железо» которого весит примерно полтора килограмма и в котором каждый запускает свой комплект программ. Однако в такой аналогии есть одно уязвимое место. Дело в том, что большинство программ можно запускать практически на любой платформе. Если смотреть на мозг как на компьютер, управляющий процессом подключений и взаимодействий, то получается, что тело и телесный опыт ничего не значат в этом процессе и их можно приравнять к технической поддержке. В таком случае мышление сводится к языку программирования, к манипуляции символами по определенным правилам, выполняемой нашим «железом», которое не способно ни на что повлиять.
Нигде сравнение мозга с компьютером не встречают так тепло, как в мейнстримовской западной образовательной системе. Хотя информацию мы получаем по пяти разным каналам – зрение, слух, обоняние, вкус и осязание, – специалисты сферы образования склонны описывать хранилище этой информации как нечто абстрактное, никак не связанное с органами чувств, которые по меньшей мере помогли загрузить в жесткий диск мозга все эти данные. Планы уроков составляются так, как будто ученики приклеены к партам. Наглядные пособия, такие как кубики, с помощью которых можно объяснять детям математику, – страшный дефицит, а пособий для уроков чтения вообще днем с огнем не найдешь. Школьники «прикованы» к партам, как к месту отбывания наказания.
Такая стационарная модель образования контрпродуктивна, потому что человеку намного проще учиться через движение и взаимодействие с людьми и предметами в среде. Возьмем, к примеру, язык. Младенцы начинают свое знакомство с языком именно в интерактивной среде. Мама, взяв мобильный, может подать его малышу и произнести «телефончик» или же дать в руки ребенку емкость с детским питанием и сказать «бутылочка». Большинство слов, усваиваемых малышами, непосредственно связаны с объектами, к которым они относятся. При этом дети довольно часто имеют возможность подержать в руках те предметы, названия которых узна
Что плохого в том, что слова усваиваются без соотнесения с действием? А то, что подобный метод подачи информации не соответствует строению и функционированию человеческого мозга. Нейробиологам еще не удалось найти в нем зону, которая отвечала бы за абстрактное, совершенно изолированное от среды чтение. Пока доказано обратное: в процессе чтения в мозге активизируются те же сенсорные и моторные участки, которые участвуют в процессе осуществления на практике действий, о которых мы читаем. Когда во время сканирования мозга с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии человек совершает небольшие движения, например шевелит ногой, рукой или языком, в его головном мозге становятся активными определенные двигательные области коры, которые управляют движением этих частей тела. И что интересно, если он читает слова с описанием аналогичных действий, совершаемых ногой, рукой или языком (скажем, «пнуть», «схватить», «лизнуть»), активизируются те же участки мозга. Иными словами, движение ногой и понимание слова «пнуть» управляется, хотя бы отчасти, одним и тем же участком мозга, контролирующим работу ноги{60}. Трудно отделить читающий ум от ума действующего. Учить слова в отрыве от обозначаемых ими объектов и действий – все равно что идти против течения, вопреки устройству мозга. Тело и мозг тесно связаны, а потому тело – важный участник процесса обучения.
Все свою профессиональную жизнь Арт Гленберг посвятил изучению мыслительной механики процесса обретения знаний. У этого мужчины большая копна отливающих серебром волос и загорелая кожа, наглядно демонстрирующая его любовь к солнцу и пребыванию на свежем воздухе. Несколько лет назад Гленберг покинул свой пост в Висконсинском университете и ушел на пенсию, но так и не смог придумать более интересного занятия, чем продолжать свои исследования, а потому принял предложение Аризонского университета и переехал туда. Разве плохо: работа та же, а погода лучше?! В Аризоне Гленберг руководит Лабораторией по изучению воплощенного познания. Девиз лаборатории, которым открывается и ее сайт, гласит: Ago Ergo Cogito – «Я действую, значит, я мыслю». В этом слогане выражена квинтэссенция идей Гленберга, его глубокая убежденность в необходимости приобщать подрастающих к чтению определенным образом – инкорпорируя движение в уроки чтения. Только так и можно развивать читательские умения.
Поскольку изучение языка требует серьезных усилий, для Гленберга совершенно очевидно, что интерактивные уроки могли бы улучшить способность детей к пониманию предмета обучения. Нам всем знакома картина, когда папа говорит малышу: «Мне пора уходить. Помашем друг другу ручкой!», и тут же сам машет рукой в самом что ни на есть буквальном смысле слова. Точно так же и дети в исследованиях Гленберга учатся связывать слова, которые они читают, непосредственно с действиями, объектами и событиями, к которым эти слова относятся.
В одном недавнем эксперименте{61} Гленберг разделил группу детей, первоклашек и второклашек, на две подгруппы. Далее приводится текст, над которым они все работали.
Бену нужно накормить животных.
Он сталкивает сено в дыру. (Зеленый свет.)
Коза ест сено. (Зеленый свет.)
Бен собирает яйца, которые снесли куры. (Зеленый свет.)
Он укладывает яйца в тележку. (Зеленый свет.)
Бен дает свинье тыкву. (Зеленый свет.)
Теперь все животные счастливы.
Часть детей попали в группу «действующих» читателей. Они по очереди читали текст вслух, строчку за строчкой. Когда в конце предложения загорался зеленый свет, это служило сигналом для детей, что нужно проделать описываемые действия, используя кукол, сваленных перед ними в кучку: игрушечных цыплят, поросят, тыквы, сеновал, тележку и фигуру мальчика. Другая часть детей попала в группу «повторяющих» читателей. Они тоже читали предложения по очереди вслух, а когда загорался зеленый свет, просто перечитывали предложение.
Дети, «проигрывавшие» историю, лучше поняли и усвоили материал, чем те, которые просто прочитывали предложения по два раза. Намного лучше. Перевод слов в действие повысил понимание детьми всего того, о чем рассказывалось в тексте, на 50 процентов и более. К тому же они запомнили больше деталей из истории и продолжали помнить о них даже несколько дней спустя после прочтения текста.
Конечно, нельзя исключать и то, что проигрывание сценария просто способствует вовлечению детей в урок. Но Гленберг так не считает. Если бы все сводилось к привлечению внимания, то можно было бы ожидать, что результаты у группы «повторяющих» читателей окажутся выше. Прочитав текст дважды, эти дети лучше поняли бы, о чем идет речь, и запомнили бы больше деталей из истории. У Гленберга есть другое объяснение: опыт, получаемый в ходе проигрывания ситуации, заставляет мозг ребенка действовать так, как он действует у читателей со стажем. Когда взрослые прочитывают слово «пнуть», участок коры головного мозга, отвечающий за работу ног, активизируется. У детей, проигрывающих прочитанное, происходит то же самое, и им легче связать слово с тем, к чему оно относится. Они имеют возможность соотнести прочитанное с означаемым, причем самым непосредственным образом. И когда позже проверяют, насколько хорошо они поняли текст, у них уже есть возможность опираться на свой богатый сенсорный и двигательный опыт, связанный с прочитанным. На опыт, подкрепляющий их память и понимание.
Проигрывая уроки, дети получают возможность связать слова с окружающим миром. Малыши постоянно допытываются у взрослых, что значит то или иное слово, но в ответ получают сухое определение, в котором интересующее слово объясняется целым набором других слов. Перерывы в чтении, которые дети из эксперимента Гленберга использовали для того, чтобы подражать описываемому действию и переносить его в реальный мир, помогали им увязывать слова с различными действиями, образами или диалогами, к которым относятся прочитанные слова. Получаемый при этом опыт также позволяет малышам понять множество различных смыслов, которые может иметь одно слово. Возьмем, к примеру, следующие два предложения, которые вызывают в воображении совершенно разные представления, связанные со словом «кофе» – с напитком кофе и зернами кофе:
Как здесь вкусно пахнет кофе! Налейте мне чашечку!
Как здесь вкусно пахнет кофе! Взвесьте мне 200 граммов.
Слова содержат в себе более богатый смысл, чем способно дать их определение. Этот смысл раскрывается в контексте, в котором появляется слово. Действия помогают раскрыть смысл слов и проиллюстрировать то, как этот смысл может меняться в разных ситуациях. Интерактивное обучение дает нечто большее, чем «слова о словах»{62}.
Роль тела в улучшении способности к пониманию распространяется и на другие сферы обучения, а не только на чтение. Ученые-когнитивисты Джордж Лакофф и Рафаэль Нуньес давно доказали, что способность детей понимать математические термины, такие как «сложение» и «вычитание», развиваются как продолжение слов и связанных с ними действий, только в области математики. Они убеждены, что значительная часть математической науки – от дискретной математики до комбинаторного анализа – на самом деле уходит корнями в историю эволюции человеческого тела. Мы животные с конечностями, позволяющими нам манипулировать объектами. Наше понимание математики было бы совсем иным, утверждают исследователи, если бы мы были устроены по-другому (скажем, как змеи) и лишены возможности запросто брать в руки разные предметы{63}.
Возьмем, к примеру, слово «складывать». В одном из значений оно означает собирать нечто куда-нибудь. Мы говорим: «Сложите игрушки в сундук» или «Сложите картинку из кусочков». Или же слово «деление», которое означает дробление целого на части. «Поделите игрушки между собой» или «Разделим торт на всех». Дети по опыту знают, что между сложением предметов и операцией на сложение есть тесная связь, как и между делением и разделением объекта на составляющие части. И затем, когда глаголы «сложить» или «разделить» используются в арифметике, дети, вспомнив свой предыдущий двигательный опыт, могут понять математическое понятие, о котором идет речь. «Если сложить пять яблок с теми тремя яблоками, которые у тебя есть, сколько всего яблок у тебя будет?» Или «Если ты поделишь свои восемь яблок поровну с сестрой, сколько яблок у тебя останется?»{64}
Эффект переноса действия в сферу математики помогает объяснить результаты и другого исследования, проведенного недавно Артом Гленбергом. Оно показало, что дети, которые решали математические задачи, «проигрывая» их в реальности, лучше понимали суть самой математической операции, лежащей в основе примера{65}. Вот какую математическую задачу Гленберг давал ученикам третьего класса:
В зоопарке живут два бегемота и два крокодила.
Их держат рядом, а потому Пит, служитель зоопарка, кормит их одновременно.
Итак, пришла пора Питу кормить бегемотов и крокодилов.
Каждому бегемоту Пит дает по семь рыбин. (Зеленый свет.)
Затем он дает каждому крокодилу по четыре рыбины. (Зеленый свет.)
Бегемоты и крокодилы счастливы, что теперь у них есть обед.
Сколько всего рыбин было у бегемотов и крокодилов, прежде чем они начали обедать?
Ученики, проигравшие ситуацию, то есть отсчитавшие соответствующее количество игрушечных рыбок и раздавшие их игрушечным животным, вдвое чаще давали правильный ответ, чем те дети, которые просто перечитывали условие задачи еще раз.
А сейчас самое интересное: была и третья группа школьников, которые при каждом включении зеленого света отсчитывали соответствующее количество элементов конструктора «Лего». Так вот, они справились с задачей ничуть не лучше, чем дети, которые просто ее перечитали. Отсюда автор исследования делает удивительный вывод: само по себе движение не улучшает понимания. Третьеклассники из «лего»-группы тоже совершали определенные действия с предметами, но эти предметы не были связаны с сюжетом рассказа: детали конструктора не имели формы рыбок, а фигуры, которым предлагались эти как бы рыбки, не имели формы бегемотов и крокодилов. Если прямая связь между словами и объектами отсутствует, сила практического действия теряется.
Примечательно, что использование кубиков или других предметов и пособий становится все более популярным в наших школах, особенно в элитных. Детей учат считать с помощью кубиков или палочек. Бытует мнение, что так можно решить «проблему» с математикой. Игра в кубики была придумана в начале ХХ века именно для использования в начальной школе и считалась как учителями, так и родителями панацеей от всех образовательных трудностей. В последние годы производители школьных принадлежностей придумали множество продуктов, которые, по сути, являются вариацией тех же кубиков, – вы только взгляните на витрины детских магазинов. Частные школы теперь используют кубики чуть ли не как инструмент вербовки учеников{66}. В поддержку кубиков сегодня выступает даже Национальный совет учителей математики, называя их очень полезным пособием, помогающим ученикам понять такие базисные математические понятия, как сложение и вычитание{67}. Движение в защиту кубиков можно считать свидетельством того, что все возвращается на круги своя и игровой элемент снова считается важной составной частью процесса обучения. Однако не стоит забывать: то, чему ребенок научится, зависит от того, как именно происходит игра кубиками. Не думайте, что достаточно вручить детям кубики или конструктор «Лего», как в описанном выше эксперименте, и дело будет сделано. Важно другое. Как ясно показывает работа Гленберга, наглядные пособия позитивно сказываются на процессе обучения только тогда, когда они непосредственно связаны с задачей, которую ученики пытаются решить.
Почему непосредственное соотнесение действий детей с содержанием истории так важно? По мнению Гленберга, корень «зла» – в слове «каждый»: детям бывает особенно сложно понять, что оно означает. Дело и вправду непростое: слово должно быть соотнесено с правильным набором объектов, а объекты из этого множества необходимо рассматривать как отдельные единицы. Прочитывая слово «каждый», недостаточно отметить про себя, что крокодилов на самом деле несколько. Читатель должен осознать, что имеются два крокодила и их кормят отдельно. Физические манипуляции, совершаемые с игрушечными рыбками и фигурками зверей, делают это очевидным, ведь ребенку нужно отсчитать положенное количество рыбок для каждого крокодила. Когда же дети не выполняют таких конкретных действий, они не получают наглядного представления о происходящем. Как показало исследование, проведенное Гленбергом, дети из «лего»-группы совершали ту же типичную ошибку: они отвечали, что бегемоты и крокодилы получили 11 рыбин, а не 22. Похоже, дети не осознавали, что слово «каждый» накладывает требование удвоить число 11 (рыбин), поскольку в зоопарке есть два крокодила и два бегемота. Разыгрывая сюжет с подходящими пособиями, дети начинают понимать смысл слов, таких как «каждый».
Иначе говоря, не все виды двигательной активности одинаково полезны, но внимательно структурированный опыт взаимодействия действительно помогает детям лучше справляться с усвоением материала. Отсюда не следует делать вывод, что они должны ходить на уроки математики или чтения с коробками, полными игрушек. Гленберг и его коллеги доказали, что если дети будут представлять в своем воображении действия, о которых говорится в упражнении, это тоже пойдет на пользу обучению. Независимо от типа связи между словами и осуществляемым действием, если она устанавливается, то этой связью будет уже нетрудно воспользоваться.
Конечно, исследователи-когнитивисты отнюдь не первыми в ученом мире заговорили о пользе двигательной активности для обучения. Мария Монтессори, основоположник целого направления в педагогике, а также основатель международной организации, носящей сегодня ее имя, еще сто лет назад писала: «Одна из величайших ошибок нашего времени состоит в том, что мы думаем о движении как о чем-то оторванном от высших функций… Умственное развитие должно быть связано с движением и зависеть от него… При наблюдении за ребенком становится очевидным, что развитие разума происходит через движение… Разум и движение являются частями единого целого»{68}.
В школах Монтессори дети изучали алфавит, проводя ручками по шершавым буквам, и, как и малыши на уроках чтения у Гленберга, осваивали грамматику и лексику, разыгрывая предложения, которые учителя им читали, как маленькие пьесы. На протяжении многих десятилетий мейнстримовские образовательные системы игнорировали метод Монтессори, в котором акцент делался на динамизме образовательной среды. Однако новейшие исследования и открытия в области нейробиологии и психологии недвусмысленно показывают, насколько важно движение для понимания. Недавно проведенное исследование в области воплощенного познания дает нам возможность составить своеобразную дорожную карту реорганизации и структурирования образовательной деятельности таким образом, чтобы она действительно помогала детям учиться лучше. Мозг – не процессор для обработки абстрактной информации в отрыве от тела и среды. На него постоянно влияют движения тела.
На уроке математики под названием «Математический танец» люди двигаются по кругу под ритм, который отбивает стоящий в центре зала за барабанами-бонго ведущий. «Математический танец» представляет собой целую серию математических действий, выполняемых всем телом{69}. Его авторами являются хореограф Эрик Стерн и математик Карл Шеффер. «Многие люди, которые ненавидят математику – взрослые, дети, молодежь, – на самом деле просто теряются перед ней. А все потому, что их заваливают символами еще до того, как они успевают разобраться, что к чему, и ступить на твердую почву реального опыта»{70}, – объясняет Стерн. Для этого и разрабатывался «Математический танец» – чтобы дать людям физическое ощущение абстрактной идеи. Переводя математику на язык движений, ученики получат шанс лучше понять, что такое числа.
Шеффер и Стерн познакомились более двадцати пяти лет назад, причем именно благодаря танцу. В те времена Стерн танцевал с труппой «Тэнди Бил», которая пользовалась популярностью на сцене центра исполнительских искусств Северной Калифорнии. Шеффер же работал над своей кандидатской диссертацией по математике в Калифорнийском университете в городе Санта-Круз, что не мешало ему проводить довольно много времени на кафедре танца. Двое молодых людей быстро поладили друг с другом, а несколько лет спустя занялись совместным исследованием связи танца и математики{71}.
В 1990 году они реализовали свой первый общий сценический проект, первый математический танец, под названием: «Доктор Шеффер и мистер Стерн: двое парней и их танец о математике». Представление настолько понравилось аудитории, что ребята отправились в поездку по стране, чтобы ставить свой математический танец в школах и других образовательных учреждениях. Вскоре к ним с вопросами начали обращаться учителя, которые интересовались, можно ли использовать часть действий из спектакля у себя в классе. Тогда Шеффер и Стерн взялись за новый проект: они решили переложить свой перформанс в ряд математических действий для классной комнаты. Так родился «Математический танец»[9].
Они начали с самого начала – с действия, точнее танца, который служит вступлением к перформансу. Называется танец «Подсчет рукопожатий». По словам самих Стерна и Шеффера, это вступление представляет собой практически «водевильную» последовательность рукопожатий, в ходе которых двое героев все никак не могут найти подходящий для них обоих способ поздороваться. А когда наконец придумывают, как это можно сделать, то выясняют: они так переплели свои конечности, что теперь не могут распутаться. Как вспоминают авторы перформанса, когда они только начали работать над проектом, то и сами были удивлены тем, как много существует способов пожать друг другу руки. «Подсчет рукопожатий» исследует математическое понятие «сочетание»[10]. Ученики работают над этим упражнением в парах. Они создают последовательность из движений, пытаясь выяснить, сколько разных типов рукопожатий между двумя людьми с использованием одной руки существует. Например, первый участник может схватить правой рукой левую руку второго участника; затем своей левой рукой – его правую или левую, или своей правой – его правую. Ответ кажется очевидным: поскольку у каждого школьника две руки, значит, существует четыре возможные комбинации[11]. Однако ученики подходят к делу творчески и начинают искать варианты, чтобы увеличить это число. Так они узна
Дискретные множества, такие как рукопожатия или, например, стаи животных, состоят только из целых чисел – в отличие от воды или высоты деревьев, которые можно измерить в числах с дробями. Ученикам поначалу бывает сложно разобраться в этих «тонкостях». Но занявшись таким нехитрым делом, как обмен рукопожатиями в танце, они на самом деле решают задачу из области дискретной математики, а точнее – из комбинаторики, раздела математики, изучающего дискретные объекты и множества и их сочетания. Физические ощущения помогают ученикам понять абстрактные математические термины – в данном случае смысл выражения «дискретное множество».
Разобравшись с термином «сочетание объектов» и с тем, как проверяются все возможные комбинации, школьники тем самым осваивают сложное математическое понятие, с которым будут сталкиваться до конца своего обучения в колледже. Рассмотрим следующие алгебраические задачи для средней школы:
У Джона есть две рубашки и три пары брюк. Сколько у него есть возможных комплектов одежды?
Ответ: 2 × 3 = 6 возможных комплектов (поскольку Джон не нудист и всегда надевает и рубашку, и брюки).
У Салли в автомобиле есть CD-проигрыватель на шесть дисков. Всего у нее 100 дисков. Сколько возможных комбинаций загрузки плеера она может составить?
Ответ: при загрузке первого диска она может выбирать из 100 CD; для второго – из 99, для третьего – из 98; для четвертого – из 97; для пятого – из 96; для шестого – из 95. Итак: 100 × 99 × 98 × 97 × 96 × 95 = 858 277 728 000 (если Салли не передумает и продолжит заряжать по шесть дисков за раз).
Ученики, имевшие возможность физически «прочувствовать», что означает понятие «дискретное множество», оказываются лучше подготовленными к встрече с этими задачами. Им проще связать их с собственным опытом и примерить на себя различные возможные комбинации, чтобы определить, насколько правильно выведенное ими алгебраическое уравнение. Подобно третьеклассникам из эксперимента Гленберга, которые отсчитывали определенное количество рыбок для
В другом упражнении из «Математического танца» ученики встают попарно и десять раз подбрасывают вверх монетку. От того, что выпадет – орел или решка, зависит, кто из пары будет выполнять движение. Но прежде чем начать подбрасывать монетку, они составляют прогноз, кому сколько раз придется двигаться. До начала упражнения большинство учеников предполагают, что каждый из них будет делать свое движение примерно столько же раз, сколько и напарник. Но вскоре они понимают, что в реальности все обстоит несколько иначе. Что пятидесятипроцентная вероятность выпадения орла или решки не означает, что все получится именно так, по крайней мере, до тех пор, пока ты не сделаешь несколько тысяч итераций, то есть повторов. Дети убеждаются: чем больше раз они будут подбрасывать монетку, тем ближе к 50 процентам будут подбираться, а это ключевой момент для понимания теории вероятности.
И наверное, самое удивительное в «Математическом танце» то, что само по себе движение имеет большое значение. Танцевать и одновременно подбрасывать монетку – важное условие урока на тему закона вероятности, который преподносят Шеффер и Стерн, потому что в процессе движения мы, как правило, запоминаем идеи и концепции лучше, чем когда стоим на месте.
Люди, занимающиеся танцем, давно заметили, что тело – надежный помощник памяти. Когда артисты балета разучивают новый хореографический этюд, они физически проигрывают движения в заданной последовательности, чтобы лучше запомнить шаги. И когда их просят воспроизвести разученное, они, как правило, склонны восстанавливать в памяти танцевальные движения порциями, на основе определенной последовательности положений, которые занимает тело. Они используют свое тело как запоминающее устройство, помогающее им организовывать свои шаги, а впоследствии и воспроизводить их. Точно так же и движения, связанные с математическими понятиями, помогают ученикам «проиграть» ту или иную задачу, «прочувствовать», как отдельные понятия связаны между собой, в результате чего им бывает легче загрузить их в свою память.
Но не только танцоры понимают связь между телом и разумом – она очевидна для всех, у кого физическое движение составляет часть профессии. Все выдающиеся спортсмены – от фигуристов и гимнастов до прыгунов в воду – знают, что изумительные фигуры, которые они демонстрируют, основываются на принципах математики и физики. Возьмем, к примеру, британского прыгуна в воду Томаса Дейли. Он покорил мировую сцену прыжков в воду своим ошеломительным выступлением на Играх содружества в Дели в 2010 году, на которых завоевал две золотые медали, а также мальчишеским задором, обаянием и привлекательной внешностью. Ожидалось, что на Олимпийских играх в Лондоне он повторит свой успех. Однако существовал и значительный риск, что к тому моменту он сильно вырастет – ведь Тому было всего 16 лет. «Мой рост – 1,72 метра. Если я вырасту еще на 5 сантиметров, могут начаться проблемы, – сообщил он журналисту BBC после своего блестящего выступления в Индии. – Когда ты слишком высокий, то крутишься медленнее и просто не успеваешь сделать все вращения до погружения в воду. Остается только пальцы скрестить и надеяться, что я не вытянусь так уж сильно»{72}.
К моменту начала Олимпийских игр 2012 года Том вырос на четыре сантиметра, до 1,76 метра. К счастью, эффектный последний прыжок спортсмена обеспечил ему место на пьедестале: с Игр он ушел завоевателем бронзовой медали и любви домашней публики. Дэвид Бекхэм прислал ему СМС с поздравлениями, а премьер-министр Дэвид Кэмерон лично зашел проведать прыгуна{73}. Но дорога к победе была нелегкой. За эти два года Тому пришлось освоить еще несколько видов прыжков, чтобы быть уверенным в том, что, несмотря на свой рост, он сможет выполнять множественные вращения так, чтобы они получили наивысшие оценки за сложность. Несомненно, его тренеры, да и он сам, хорошо понимали: при подготовке новой программы самое веское слово будет за физикой.
Знание законов физики помогает спортсменам понимать, как лучше всего двигаться и вращаться. Но существует и обратная связь: то, как мы двигаемся, также может помочь нам лучше разбираться в математике и естественных науках.
Сьюзен Фишер, преподаватель физики в Университете Де Поля в Чикаго, читала лекцию на тему «Момент инерции». Чего только она не делала, чтобы привлечь внимание студентов, но все было тщетно. В Чикаго наступила золотая осень, что означало: снег и холода не за горами. Жители этого города искренне дорожат последними теплыми деньками. Вот и студенты постоянно отвлекались от того, что говорит преподаватель, и переводили взгляд на два больших панорамных окна аудитории по левую сторону от кафедры, через которые струился солнечный свет. Со своего места в последнем ряду я могла видеть, что некоторые студенты параллельно проверяют электронную почту или гуляют в дебрях интернета. Девушка, сидевшая прямо передо мной, даже оформляла покупку сапог на Zappos.com. И тут вдруг Фишер вывела на экран следующий кадр презентации – с контрольным вопросом. Студенты переглянулись. У всех на лицах читался испуг. Даже ценительница сапог замерла.
Вот что спрашивалось:
На верхнем конце наклонной деревянной плоскости закреплены цельный диск и кольцо одинаковой массы и диаметра. Когда их отпустят, они покатятся вниз по плоскости, не проскальзывая под воздействием силы гравитации. Если диск и кольцо начнут двигаться одновременно, какое из следующих утверждений будет верно:
А. Диск докатится до конца плоскости первым.
Б. Кольцо докатится до конца плоскости первым.
В. Диск и кольцо докатятся до конца плоскости одновременно.
Наступила полная тишина. Студенты потянулись за сумками и стали копаться в их содержимом в поисках пультов – специальных устройств, позволяющих отвечать на вопросы преподавателя и выполнять экспресс-тесты. И когда Фишер объявила, что пульты не понадобятся, послышался коллективный вздох облегчения. Она сообщила слушателям, что при поиске ответа они будут использовать свое тело. Тут же в проходах между рядами появились ассистенты и стали раздавать студентам пластиковые линейки и черные зажимы для бумаги. Кстати, мне тоже вручили линейку и зажим. Фишер предложила нам взять линейку за кончик одной рукой так, чтобы она находилась между большим и указательным пальцами, потрясти ею и почувствовать, как легко она раскачивается вверх-вниз. Затем она поручила нам прицепить к другому концу линейки зажим и потрясти ею еще раз. Внезапно выяснилось, что заставить линейку изгибаться стало намного сложнее. После этого по поручению Фишер мы начали понемногу смещать зажим все ближе и ближе к пальцам, и с каждым перемещением раскачать линейку становилось все проще и проще. Разница была действительно заметна, и, когда от студентов наконец потребовали использовать пульты, чтобы ответить на вопрос, подавляющее большинство из них ответили верно. (Кстати, правильный ответ – А.)
Фишер вспоминает, что до тех пор, пока она не ввела в свою лекцию о моменте инерции этот интерактивный элемент, студентам никак не удавалось разобраться в задаче с диском и кольцом. Вот почему ученики старших классов средней школы иногда проводят уроки физики в парке развлечений: те, кто испытал момент инерции на себе, летя с верхней точки американских горок вниз и оглашая окрестности визгом, вдруг начинают понимать это довольно абстрактное понятие, что называется, чувствовать нутром.
Как и масса, момент инерции свойствен каждому объекту. Однако, в отличие от массы, которая не зависит от того, как ты смотришь на объект и что с ним делаешь, момент инерции зависит от распределения массы этого тела относительно оси его вращения. Чем ближе масса к оси вращения, тем меньше величина момента инерции и тем легче сдвинуть объект с места. Вот почему линейку с зажимом тем легче раскачать вверх-вниз, чем ближе основная масса (масса зажима) к оси вращения (в данном случае – к месту соединения большого и указательного пальцев). И вот почему кольцо докатится до основания деревянной плоскости позже диска. Раз у диска и кольца одинаковая масса, у кольца момент инерции будет больше, в результате чего катиться ему будет тяжелее, из-за чего оно и придет к финишу вторым.
По мнению Фишер, когда студенты испытывают на себе, что такое момент инерции, они вовлекают в дело двигательную зону своего мозга, которая привыкла отмечать и оценивать такие характеристики, как масса и вращение, в повседневной жизни. Ведь наша двигательная система «натренирована» помогать нам управляться с вращающимися объектами и орудовать инструментами разной массы. Поэтому и осваивать физические понятия получается лучше, когда удается заставить двигательные зоны своего мозга принять участие в учебном процессе.
На самом деле мысль о проведении такого эксперимента родилась у Фишер не случайно. Глядя на ее высокую фигуру, не подумаешь, но она когда-то активно занималась прыжками в воду. В этом виде спорта, как и в гимнастике, высокий рост – недостаток, как отмечал и олимпийский медалист Том Дейли. В прыжках в воду уровень сложности, а значит, и число баллов, зависит от количества и качества вращений, которые спортсмен успевает сделать в воздухе, прежде чем коснется воды. Чем выше человек, тем больше у него момент инерции, следовательно, тем медленнее он крутится и тем меньше вращений может сделать. Иными словами, если ты слишком высокий, то крутишься слишком медленно и не успеваешь сделать все положенные вращения до того, как достигнешь воды. Вот почему фигуристы вращаются так быстро в фазе группировки. Когда человек прижимает руки к телу, он уменьшает момент инерции и вертится быстрее. Когда же он распрямляет руки и вытягивает их в стороны, вращение замедляется. В прыжках в воду Фишер оказывалась «кольцом», а соперницы меньшего роста – «диском».
Фишер нашла способ дать своим студентам почувствовать себя фигуристами. Она придумала усаживать их во вращающееся кресло с поджатыми ногами. Если в такой позе человек будет держать в вытянутых в стороны руках по книге, а затем резко прижмет руки к груди, вращающееся кресло ускорится. Фишер убеждена: получив возможность на себе испытать изменение момента инерции, вовлекая свое тело в процесс усвоения понятия, студенты гораздо лучше справляются с задачами на эту тему. Она поделилась со мной этими своими мыслями несколько лет назад, когда мы встретились с ней на собрании женщин-ученых из Чикаго. Меня заинтриговала ее теория и идея о том, что телесный опыт оказывает влияние на наше мышление, а потому я предложила помочь ей проверить свои предположения экспериментально (в сотрудничестве с моей аспиранткой Карли Контра).
Все подтвердилось: физическое участие в опыте действительно облегчает усвоение теоретических знаний. Мы провели несколько экспериментов. Сначала студенты меняли положение рук, сидя на вращающемся кресле. Затем повторили эксперимент с линейкой и зажимом для бумаги. Потом двигали прутом с прикрепленным к нему вращающимся велосипедным колесом, переводя его из вертикального положения в горизонтальное и обратно, чтобы таким образом изменить его ориентацию в пространстве. И затем сравнили результаты тестов, полученные студентами, участвовавшими в этих экспериментах, с результатами студентов, которые только наблюдали за демонстрацией опыта на занятиях или только читали о существовании такого раздела физики, как механика, в учебнике. Как показало наше исследование, телесный опыт действительно ведет к заметным достижениям в учебе, которые ясно прослеживаются в оценках за контрольные работы и домашние задания; причем полученные знания сохраняются даже много недель спустя{74}.
Почему? Используя функциональную магнитно-резонансную томографию, чтобы проникнуть в мозг студентов, Фишер и моя исследовательская группа доказали: когда человек активно вовлекается в учебу – например, в изучение таких концепций из области физики, как момент инерции, угловой или крутящий момент, – у него активизируется двигательная область коры головного мозга. То есть включается тот участок мозговой ткани, который организует функцию планирования, инициации и осуществления движений. После того как студенты на личном опыте испытывали действие физических законов, в дальнейшем, например на экзамене, как только они слышали знакомые термины, у них происходила активизация двигательной области коры головного мозга. Как будто их двигательная система повторно проигрывала предыдущий опыт, помогая им рассуждать о том, чего они не могли видеть и чувствовать на экзамене. Чем выше степень вовлечения этой зоны коры головного мозга, тем лучше студенты справляются с решением связанных с данной темой задач по механике.
Короче говоря, вовлечение тела в учебный процесс помогает мозгу осваивать новые знания.
Глава 4
Хватит сидеть
Путь к прозрению
Штаб-квартира корпорации Google – или, как ее еще называют, Гуглплекс – располагается на площади в десять с половиной гектаров в Маунтин-Вью, в Калифорнии. Основных зданий здесь четыре, и в каждом из них трудятся люди самых разных специальностей: программисты, компьютерные инженеры, менеджеры. Казалось бы, не лучше ли сгруппировать людей по роду их занятий – собрать всех инженеров в одном строении, а менеджеров – в другом. Но компания пошла иным путем. Пространство намеренно выстроено так, чтобы способствовать интеграции. Помимо того что люди разных профессий трудятся плечом к плечу, во многих уголках на территории штаб-квартиры оборудованы волейбольные площадки и корты – все с целью побудить сотрудников к тому, чтобы встать и подвигаться.
Как говорят в Google, пространство спроектировано так, чтобы максимально способствовать взаимодействию между различными командами гугловцев и подталкивать их к непринужденному общению. При этом сама обстановка стимулирует движение. Мы уже убедились в том, что двигательная активность помогает детям учиться, а взрослым – запоминать. А еще движение способствует решению проблем и даже росту производительности труда, потому что мышление сопряжено с активизацией не только мозга, но и тела.
Чтобы лучше понять, как благодаря движению находится решение проблем, представим себе следующую ситуацию:
Вы врач и выяснили, что у вашего пациента неоперабельная опухоль желудка. В принципе существуют лазеры, разрушающие опухоль, если настроить их на достаточно высокую мощность. Это хорошая новость. Плохая новость состоит в том, что при такой интенсивности воздействия лазер разрушит также и здоровую ткань вокруг опухоли. Опухоль злокачественная, поэтому, если пациента не прооперировать, он умрет. Как можно разрушить опухоль, не повредив здоровую ткань, через которую должен пройти лазерный луч? Существует ли какой-нибудь способ уничтожить опухоль и при этом гарантировать то, что здоровая ткань вокруг не пострадает?
Если вы считаете, что дела пациента хуже некуда, то вы не одиноки в своем заключении. Решить эту проблему действительно непросто. На самом деле только 10 процентов студентов находят правильное решение с первого раза{75}. Дело в том, что существует достаточно простой способ повысить шансы на успех и – как вы, возможно, уже догадались – он связан с особенностями строения тела. Когда людям показывают компьютерную диаграмму больного участка – такой круг, на котором изображена опухоль, окруженная со всех сторон слоем здоровой ткани, – и просят их подумать над возможным решением проблемы, одновременно с этим следя глазами за движением малюсенькой световой точки, прыгающей по экрану, процент студентов, нашедших правильный ответ, существенно возрастает. Подсказку им дает та самая маленькая точка, которая достигает опухоли и возвращается обратно, каждый раз проходя через здоровую ткань по новому «маршруту»{76}.
Если вы еще не догадались, то проблема решается следующим образом. Необходимо расставить вокруг пациента несколько отдельных лазерных аппаратов и направить их все на опухоль в желудке. Если каждый из них будет бомбардировать злокачественное образование небольшими дозами радиации, то в сумме радиации накопится достаточно, чтобы разрушить его, а вот окружающая здоровая ткань при этом не пострадает.
Двигая телом – в данном случае глазами – определенным образом, по сути, подражающим «правильному» движению лазера, люди приходят к решению проблемы, до которого иначе никогда бы не додумались. Студенты обычно считают, что движущаяся точка придумана, чтобы отвлекать их и затруднять поиск ответа. Но когда их глаза начинают «выхватывать» траекторию движения «лазерных лучей», добирающихся до опухоли разными путями, выясняется, что прыгающая точка на самом деле повысила их шансы на успех.
Движение тела способно менять наши мысли, оно незаметно «подбрасывает» нам в голову идеи, прежде чем мы оказываемся в состоянии самостоятельно и осознанно до них дойти. При решении проблем люди используют тело постоянно, даже не осознавая этого. Во время эксперимента с опухолью ученые обнаружили, что люди часто неосознанно отрабатывают различные сценарии преодоления проблемы и тестируют возможные решения посредством движения глаз. И что самое интересное, еще до того, как студенты успевают осознать, что им удалось найти правильный ответ, по движению их глаз можно определить, что они уже нашли решение{77}.
Поделиться книгой: