Способ обучения двигательным навыкам и устройство для его реализации

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в лечебных, реабилитационно-восстановительных и т.п. учреждениях, в домашних условиях для обучения правильным двигательным навыкам. Способ обучения двигательным навыкам заключается в многократном движении части тела по заданной оптимальной траектории. Оптимальную траекторию движения части тела обучаемого разбивают на отрезки. Обучаемый фиксирует часть тела на каждом из концов, каждого отрезка траектории. В эти моменты он напрягает мышцы части тела. Взгляд обучаемого направлен в сторону экрана. Экран выполнен вогнутым в форме сферического сегмента с элементами. Элементы выполнены яркими, однотонно окрашенными, разноцветными, расположенными вдоль вогнутой поверхности экрана. Органы зрения обучаемого находятся примерно в фокусе экрана. На нем для каждого из концов каждого отрезка траектории движения устанавливают неповторяющуюся комбинацию разноцветных элементов по правилу комбинаторики. Техническим результатом изобретения является снижение отрицательного влияния разучиваемого навыка на навык уже освоенный, уменьшение времени разучивания и снижение нагрузки на нервную, физическую системы человека при разучивании двигательного навыка. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Использование: изобретение относится к области медицины и может быть использовано в лечебных, реабилитационно-восстановительных и т.п. учреждениях, а также в домашних условиях для обучения правильным двигательным навыкам детей и больных с нарушениями опорно-двигательных функций организма, функции речи. Изобретение может быть использовано в различных видах спорта, для постановки совершенных с точки зрения биомеханики движений, при обучении игре на музыкальных инструментах, танцам, печати на компьютере "слепым" методом.

Известны способы, выбранные в качестве прототипов восстановления двигательных функций путем тренировки с принудительным выполнением двигательного цикла с помощью устройств, обеспечивающих сгибание и перемещение конечностей по заданной траектории постепенным увеличением нагрузки (А.С. N 975012, Пат. RU N 2020990, Пат. RUN 2020991),

Известен способ, выбранный в качестве прототипа, при котором обучаемого больного механически принуждают повторять по меньшей мере одной частью тела циклы естественных движений здорового человека, передаваемых через механическую связь от той же части тела обучающего здорового человека (Пат. RU N 2099038).

Известен способ, выбранный в качестве прототипа коррекции и обучения правильным навыкам движения с помощью кинетотерапевта или обучающего, когда обучающий держит обучаемого за руки и подталкиванием стимулирует к выполнению двигательного цикла ходьбы, контролируя изгиб и постановку ног обучаемого и заставляя его контролировать собственные движения (Н.Робенеску, Нейромоторное перевоспитание. Медиц. изд-во, Бухарест, 1972, с.114-115). Указанный способ может быть также использован для обучения движениям и другими частями тела или группой мышц больного, например рукой, корпусом, головой. (В.А.Каган, Преодоление, Неконтактный ребенок в семье. Фолиант, СПб., 1996 г., стр.112-113).

Наиболее близким является способ обучению движению путем многократного повторения движений по заданного эталону. (Е.П.Ильин, Двигательная память и память на движения - синонимы? Вопросы психологии, 1990, 4, стр.139).

Недостатком известных способов является большая нагрузка на физическую, нервную систему обучаемого, сложность постановки оптимальной траектории движения части тела обучаемого, большая продолжительность времени обучению навыку, обязательное присутствие на тренировке обучающего специалиста. Недостатком является то, что способы обучения распространяются не на все подвижные части тела, например не распространяются на органы артикуляции, речи.

Задачей изобретения является разработка эффективного способа и устройства для обучения двигательным навыкам, переучивания неправильных двигательных навыков, снижения отрицательного влияния разучиваемого навыка на навык уже освоенный. Эффективность достигается уменьшением времени разучивания двигательного навыка, снижением нагрузки на нервную, физическую систему обучаемого при разучивании двигательного навыка, возможностью самостоятельного применения обучаемым способа обучения двигательному навыку для всех подвижных частей тела.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображен общий вид устройства и осуществление первого варианта способа.

На фиг.2 изображен второй вариант способа на примере обучения печати "слепым" методом.

На фиг.3 изображено применение способа для тренировки одного из органов артикуляции - языка.

На фиг.4 изображено смоделированное устройство на мониторе компьютера. Поставленная задача решается тем, что в способе обучения двигательным навыкам оптимальную траекторию 3 (фиг.1) движения части тела обучаемого разбивают на отрезки 4 и обучаемый фиксирует часть тела на каждом из концов каждого отрезка траектории и напрягает мышцы части тела.

Взгляд обучаемого направлен в сторону вогнутового экрана 1 (фиг.1) в форме сферического сегмента с яркими, однотонно окрашенными, разноцветными элементами 2, расположенными вдоль вогнутой поверхности экрана. Органы зрения обучаемого находятся примерно в фокусе экрана, На экране 1 (фиг.1) для каждого из концов каждого отрезка траектории движения устанавливают неповторяющуюся комбинацию разноцветных элементов 2 по правилу комбинаторики. Способ содержит вариант (фиг.2а, 2б, 2в, 2г), при котором для каждого из концов каждого отрезка 4 траектории 3 движения обучаемый несколько раз, медленно, с напряжением мышц передвигает часть тела к противоположному концу отрезка траектории и быстро возвращает назад, при этом взгляд обучаемого направлен на экран 1 с неповторяющейся для каждой серии движений комбинацией цветных элементов 2.

Известен способ активизации памяти через возрождение эмоций (С.А.Гарибян. Школа памяти. Суперактивизации памяти через возрождения эмоций. Издательство "Цицеро", Москва, 1992 г. 9 стр.). Целесообразность применение вогнутого экрана с разноцветными элементами вызвана тем, что он создает эмоциональное воздействия на обучаемого за счет ярких красок, заполняющих большую часть зрительного пространства обучаемого. Комбинация из небольшого количества цветных элементов оставляет в сознании яркое четкое впечатление, что способствует запоминанию единицы двигательной информации. По своей природе двигательная память не отличается от других видов памяти, таких как слуховая, зрительная и т.п. Запоминание единицы двигательной информации происходит быстрее, если запоминание подкрепляется эмоциональным воздействием. Способствует запоминанию единицы информации концентрация внимания на поверхности экрана.

Известно устройство (Пат. США N513399), выбранное в качестве прототипа, которое содержит круглый экран, на одной стороне которого расположены цветные элементы в виде полосок. По периметру круга соосно расположено неширокое кольцо с цветными элементами в виде полосок. Устройство предназначено для составления цветовых комбинаций путем вращения внешнего кольца относительно внутреннего круга.

Недостатком устройства является малое количество комбинаций, которое можно составить. А также большое количество цветных элементов, сложное для восприятия.

Известное устройство, выбранное в качестве прототипа, представляет собой полусферический монитор Z-Dome от компании EuroTouch Interactive. Адрес сайта и электронной почты: http://www.z-dome.com/, info@eurotouchinteractive. Адрес: 3508 Cherry Palm Drive Tampa, FL33619 t.813.623.2191, t.866.401.EURO(3876), fax. t.813.622.9015. Монитор Z-Dome используется для получения высококачественного реалистического изображения. Фирма выпускает компьютерный монитор в форме полусферы с радиусом, большим или равным расстоянию наилучшего зрения обучаемого. Органы зрения пользователя находятся в фокусе экрана. Форма экрана в виде полусферического сегмента служит для усиления концентрации внимания.

Наиболее близких аналогом для изобретения является устройство (Пат. Германии N 202005000612 U1), которое содержит экран в форме сферического сегмента. Перед экраном неподвижно расположены цветные элементы в виде полосок. Устройство предназначено для поднятия тонуса и усиления эмоционального состояния обучаемого.

Недостатком данного устройство является статичность положения элементов и размер устройства, не позволяющий заполнить большую часть зрительного пространства обучаемого.

Предложенное устройство обучения двигательным навыкам содержит вогнутый экран 1 (фиг.1) в форме сферического сегмента с высотой, меньшей или равной радиусу, и одинаковые по форме и размеру однотонно окрашенные яркие разноцветные элементы 2, расположенные вдоль внутренней поверхности экрана 1 с возможностью их перемещения друг относительно друга для составления цветовых комбинаций по правилу комбинаторики, при этом экран 1 установлен с возможностью размещения органов зрения обучаемого приблизительно в его фокусе, а радиус экрана 1 позволяет обучаемому отчетливо видеть каждую точку экрана 1. Для беспрепятственного перемещения цветных элементов 2 друг относительно друга при перестановке цветные элементы 2 закрепляют на экране при помощи магнитов, швейных липучек и т.п.

Общая площадь разноцветных элементов 2 (фиг.1) соизмерима с площадью вогнутого экрана 1. Форма экрана в виде полусферического сегмента выбрана для усиления концентрации внимания.

Для уменьшения корреляции запоминаемой единицы двигательной информации на предыдущую, уже освоенную, приводящую к деавтоматизации навыка (Е.П.Ильин. Умения и навыки: нерешенные вопросы. Вопросы психологии, 1990, 4, стр.146-147), для каждой единицы двигательной информации на экране 1 составляют неповторяющуюся комбинацию цветных элементов 2.

Целесообразно окрашивать элементы экрана в яркие цвета, которые находятся на значительном расстоянии друг от друга на шкале видимого спектра светового излучения. Для достижения максимальной яркости цветные элементы могут быть окрашены флюоресцентными красками.

Количество элементов выбирают из того расчета, чем больше количество элементов, тем больше неповторяющихся комбинаций можно составить, но тем меньше цвета элементов будут отличаться друг от друга и тем хуже для восприятия. Целесообразно использовать небольшое количество элементов. Но, даже используя малое количество цветных элементов, по правилу комбинаторики можно составить большое количество цветовых комбинаций.

Например: имея 12 разноцветных элементов, из которых 6 располагают на экране, по правилу комбинаторики можно составить 665280 неповторяющихся комбинаций; имея 12 разноцветных элементов, из которых 7 располагают на экране, по правилу комбинаторики можно составить 3991680 неповторяющихся комбинаций.

А - число размещений;

m - число элементов на экране;

n - общее количество элементов.

При недостаточной освещенности экран подсвечивают электрической лампой 5 (фиг.1).

Для достижения компактности устройства целесообразно изображение вогнутого экрана в форме сферического сегмента с яркими разноцветными элементами создавать на сетчатках глаз при помощи оптического прибора.

Для того чтобы не применить одну ту же комбинацию цветных элементов дважды заранее заготавливают список возможных неповторяющихся комбинаций или действуют по различным алгоритмам.

Допускается моделирование изображения вогнутого экрана с яркими разноцветными элементами на мониторе 5 (фиг.4) компьютера. Тогда комбинация разноцветных элементов изменяется программно.

Пример 1. Обучение плаванию. На фиг.1 показана постановка движения правой руки для обучению плаванию стилем - "кроль".

Пример 2. Обучение печати "слепым " методом. Известно, что при "слепом " методе печати за каждым пальца каждой руки закрепляют определенное количество букв (Шахиджанян В.В., Соло на пишущей машинке. - M.: "Ракурс". - 1991. - с.137). Для указательного пальца левой руки это буквы "к", "а", "м". На фиг.2а, 2б, 2в, 2г показана постановка движения указательного пальца от исходного положения до удара по клавише "к". Траектория 3 (фиг.2) движения разбивается на два отрезка 4 и на каждом отрезке производят две серии движений. Фиг.2а, 2б показывает движения указательного пальца на первом отрезке траектории. Фиг.2в, 2г показывает движения на втором отрезке траектории. Для каждой серии движений (фиг.2а, 2б, 2в, 2г) на экране 1 устанавливают неповторяющуюся комбинацию цветных элементов 2.

Изобретение реализовано в компьютерных программах по обучению печати "слепым" методом - "Utop103RusKeyboard.exe", "utop103EnglKeyboard.exe", которые расположены на сайте "http://print-palisander.narod.ru/".

Пример 3. Тренировка органов артикуляции. Орган артикуляции - язык 4 (фиг.3) - фиксируют в различных положениях и напрягают мышцы языка 4. Для каждого положения языка 4 на экране 1 устанавливают неповторяющуюся комбинацию цветных элементов 2.

Результат испытания 1. Больной Зарукин П.В., 2008 г., астроцитома мозга 2-3 степени злокачественности, 58 мм в диаметре, в правой височно-теменной области. В нейрохирургического отделении Якутского Медицинского Центра произведена операция, при которой вырезана часть мозга, ответственная за логику речи. Подтверждающие документы - МРТ головного мозга.

Находясь в стационаре, при постановке органов речи для произношения звуков азбуки пользовался предложенным методом. К моменту выписки речь восстановилась почти полностью, работает на прежнем месте работы.

Результат испытания 2. Инженер Зарукин П.В. за короткое время - не больше 2 недель - с помощью предложенного способа обучился печати "слепым" методом. Написана компьютерная программа для обучения печати "слепым" методом, используя заявленный способ. И хотя его работа не связана напрямую с составлением документации, стабильно показывает высокую скорость печати.

Результат испытания 3. Исправление дефектов дикции. Студент 5 курса физического факультета МГУ Зарукин П.В., 1993 г. с детства имел проблемы с произношением шипящих звуков: "щ", "ш", "с", "з". За короткой время, не больше недели, с помощью предложенного способа самостоятельно устранил все дефекты дикции.

Список использованной литературы

1. Н.Робенеску. Нейромоторное перевоспитание. Медиц. изд-во, Бухарест, 1972, с.114-115.

2. В.А.Каган. Преодоление, Неконтактный ребенок в семье. Фолиант, СПб., 1996 г., стр.112-113.

3. Е.П.Ильин. Двигательная память и память на движения - синонимы? Вопросы психологии, 1990, 4, стр 139).

4. С.А.Гарибян. Школа памяти. Суперактивизации памяти через возрождение эмоций. Издательство "Цицеро", Москва, 1992 г. 9 стр.

5. Е.П.Ильин. Умения и навыки: нерешенные вопросы. Вопросы психологии, 1990, 4, стр.146-147.

6. В.В.Шахиджанян. Соло на пишущей машинке. - М.: "Ракурс". - 1991. - с.1-20

7. М.М.Боген. Обучение двигательным действиям. М., 1985.

1. Способ обучения двигательным навыкам, заключающийся в многократном движении части тела по заданной оптимальной траектории, отличающийся тем, что оптимальную траекторию движения части тела обучаемого разбивают на отрезки и обучаемый фиксирует часть тела на каждом из концов каждого отрезка траектории и напрягает мышцы части тела, при этом взгляд обучаемого направлен в сторону вогнутого экрана в форме сферического сегмента с яркими, однотонно окрашенными разноцветными элементами, расположенными вдоль вогнутой поверхности экрана, органы зрения обучаемого находятся примерно в фокусе экрана, на котором для каждого из концов каждого отрезка траектории движения устанавливают неповторяющуюся комбинацию разноцветных элементов по правилу комбинаторики.

2. Способ обучения двигательным навыкам по п.1, отличающийся тем, что для каждого из концов каждого отрезка траектории движения обучаемый несколько раз медленно, с напряжением мышц передвигает часть тела к противоположному концу отрезка траектории и быстро возвращает назад, при этом взгляд обучаемого направлен на вогнутый экран с неповторяющейся для каждой серии движений комбинацией цветных элементов.

3. Устройство для обучения двигательным навыкам, содержащее вогнутый экран в форме сферического сегмента с высотой, меньшей или равной радиусу, и одинаковые по форме и размеру однотонно окрашенные яркие разноцветные элементы, расположенные вдоль внутренней поверхности экрана с возможностью их перемещения друг относительно друга для составления цветовых комбинаций по правилу комбинаторики, при этом экран установлен с возможностью размещения органов зрения обучаемого приблизительно в его фокусе, а радиус экрана позволяет обучаемому отчетливо видеть каждую точку экрана.

4. Устройство для обучения двигательным навыкам по п.3, отличающееся тем, что общая площадь разноцветных элементов примерно равна площади внутренней поверхности экрана.

5. Устройство для обучения двигательным навыкам по п.3, отличающееся тем, что элементы окрашивают в яркие цвета, которые находятся на значительном расстоянии друг от друга на шкале видимого спектра светового излучения.

6. Устройство для обучения двигательным навыкам по п.3, отличающееся тем, что количество элементов выбирают из того расчета, чем больше количество элементов, тем больше неповторяющихся комбинаций можно составить, но тем меньше цвета элементов будут отличаться друг от друга.

7. Устройство для обучения двигательным навыкам по п.3, отличающееся тем, что при недостатке освещенности экран подсвечивают электрической лампой.

8. Устройство для обучения двигательным навыкам по п.3, отличающееся тем, что изображение экрана в форме сферического сегмента с яркими разноцветными элементами создают на сетчатках глаз при помощи оптического прибора.

9. Устройство для обучения двигательным навыкам по п.3, отличающееся тем, что изображение экрана с яркими разноцветными элементами моделируют на мониторе компьютера и комбинация разноцветных элементов изменяется программно.