В журнале «Гуманитарные исследования Центральной России», №3 за 2025 год вышла очередная статья, описывающая результаты реализации проекта, авторы: Померанцев А.А., Беспяткин В.Э., Померанцева О.А., Фаренбрух С.В. Оценка мелкой моторики и когнитивных способностей у студентов проводилась с помощью авторского программного приложения «Ладошки».
В статье рассматриваются результаты тестирования мелкой моторики и когнитивных способностей у 56 студентов педагогического вуза различных направлений подготовки с применением авторской компьютерной программы «Ладошки-ff». Подробно описаны принципы формирования 15 уровней сложности программы. На основе 840 протоколов тестирования были рассчитаны статистические показатели, характеризующие сложность каждого уровня. Результаты по каждому уровню были разделены на 5 групп с шагом в 20 процентилей. Пограничные значения каждой группы были приняты в качестве референсных значений. Корреляционный анализ показал, что время прохождения уровней программы «Ладошки-ff» зависит от количества синергий, которые необходимо выполнить и от их сложности – информационной нагрузки.
Введение
Студенты педагогического вуза – будущие педагоги, которым предстоит работать с детьми. Как будущие учителя, они должны владеть современными методиками развития мелкой моторики у детей. Мелкая моторика важна не только сама по себе для решения бытовых и профессиональных двигательных задач, но, и, как показывают многочисленные научные исследования, для стимулирования когнитивных способностей [1, C. 10; 4, C. 233]. Память, речь, восприятие, логические творческие способности развиваются у ребёнка параллельно с мелкой моторикой [2, C. 22; 3, С. 71; 15, С. 871; 16, С. 429]. Уровень развития мелкой моторики определяет успешность профессиональной деятельности во многих профессиях [6, C. 101].
Известно большое количество методик развития мелкой моторики, а также тестов для её оценки [10, C 1806]. Обычно в основе таких методик лежит выполнение бытовых или творческих двигательных заданий: застегивание пуговиц, навинчивание гаек, вырезание из бумаги, сортировка мелких предметов и так далее [9. C. 87; 11, C. 262]. Однако подобные методики и тесты не имеют в своей основе систематичности: в них не определен принцип усложнения заданий, не сформированы четкие критерии оценки, нет фундаментального научного объяснения взаимосвязи между качеством выполнения заданий и уровнем развития мелкой моторики [8. C. 177]. На этом фоне оценка мелкой моторики и когнитивных способностей «Ладошки-ff» обладает рядом преимуществ.
Преимущества приложения «Ладошки-ff»
– охватывает все 1024 возможные синергии для каждой руки;
– использует математический аппарат (формула Шеннона) для оценки сложности жестов и синергий;
– полагается на компьютерное зрение, что исключает субъективные ошибки, связанные с процедурой тестирования [17, C. 597];
– позволяет фиксировать каждую двигательную ошибку, оценивая её тип и величину двигательной энтропии [5, C.151].
Оценка мелкой моторики в программе «Ладошки-ff» происходит на основе вычисления таких объективных показателей как скорость восприятия информации, количество выполненных жестов и синергий, время выполнения задания, объём двигательной энтропии. Однако ещё больше информации несёт возможность сравнения своих показателей с показателями других пользователей с целью получения относительной качественной оценки. Такой подход возможен, только если известны референсные значения для целевой группы пользователей, рассчитанные на основе большой выборки данных.
Цель
Оценить уровень развития мелкой моторики и когнитивных способностей студентов педагогического вуза на основе применения авторской программы «Ладошки-ff».
Задачи исследования:
- Познакомить с методикой и провести тестирование студентов.
- Определить референсные значения для студентов.
- Проанализировать структуру программы «Ладошки-ff» на основе анализа сложности каждого из 15 уровней.
Материалы и методы: оценка мелкой моторики и когнитивных способностей
Специализированная программа «Ладошки-ff» была создана для работы с детьми, имеющими особенности интеллектуального развития. Индекс «ff» указывает, что в её основе лежит запатентованный метод ФингерФит (FingerFit). Однако программа «Ладошки-ff» является универсальной и подойдет людям любого возраста с различным уровнем развития мелкой моторики. Программа включает 15 прогрессирующих по сложности уровней: от очень простого до очень сложного.
Математическая формализация задачи и формирование уровней сложности в программе «Ладошки-ff».
Качество мелкой моторики определяют сила и выносливость мышц, отвечающих за движения пальцев и кисти [8, C. 177]. Амплитуда мелкомоторных движений связана с подвижностью в суставах. Однако первостепенное значение для манипулирования имеет мелкомоторная координация, включающая, способность к согласованному движению пальцев за счёт мышечных синергий [7, C. 2; 12, C. 250].
Мелкомоторная синергия – согласованная работа пальцев для решения двигательной задачи [13, C. 2951]. Программа «Ладошки-ff»позволяет контролировать качество мелкомоторных синергий. В программе мелкомоторные синергии оцениваются на основе анализа смены жестов, то есть оценивается способность пользователя переходить с одного жеста на другой без совершения двигательных ошибок за минимальный отрезок времени.
В основе работы с программой Ладошки-ff лежит выполнение элементарной двигательной задачи – построение обратного жеста. Используя компьютерное зрение, программа оценивает мелкую моторику с математической точностью.
На одной руки возможны 32 (25) сочетания согнутых и выпрямленных пальцев. Рассматривая в качестве двигательной синергии мелкой моторики переход с одного жеста на другой, получаем 1024 (32 х 32) комбинации.
Информационная стоимость каждого жеста и каждой синергии мелкой моторики рассчитывается с использованием формулы Шеннона. Сложность синергии складывается из сложности входящих в неё жестов и сложности перехода с одного жеста на другой. Каждая двигательная ошибка рассматривается как потеря информации и выражается через информационную энтропию. Все синергии имеют 25 градаций сложности от 8,58 бит от 69,3 бит.
Формирование уровней
При формировании уровней программы «Ладошки-ff» мы придерживались принципа стимулирующей трудности, поэтому при переходе на более высокий уровень происходило качественное и количественное усложнение задания. Качественное усложнение заключалось в подборе все более сложных жестов и синергий, на основе их информационной стоимости. Количественное усложнение заключалось в увеличении количества жестов и синергий.
Положение каждого пальца можно кодировать символами «0» или «1». Если палец согнут – «0», если палец выпрямлен – «1». Большой палец кисти в анатомии принято называть «первый», а мизинец – «пятый». Поэтому запись жеста ведется от большого пальца к мизинцу. Таким образом, открытую ладонь можно записать – 11111, а жест «нравится» – 10000. Синергия записывается десятью цифрами, первые пять цифр из которых показывают исходный жест, а пять последних цифр – итоговый жест.
Рассмотрим формирование уровней сложности программы «Ладошки-ff» на примере первого уровня. В первый уровень вошли самые простые жесты и синергии, которые люди чаще всего используют в повседневной жизни: 11111 – «ладонь», 00000 – «кулак», 10000 – «нравится», 01111 – «стоп» (см. рис. 1). В повседневной жизни, обхватывая предмет, который мы хотим удержать, всеми пятью пальцами, мы выполняем простейшую синергию 1111100000. Все пять пальцев кисти работают согласованно, решая простейшую двигательную задачу.
Используя только четыре жеста 00000, 11111, 10000, 01111, можно выполнить 12 синергий: 0000011111, 0000010000, 0000001111, 1111100000, 1111110000, 1111101111, 1000000000, 1000011111, 1000001111, 0111100000, 0111111111, 0111110000.
Цепочки синергий мелкой моторики
Все выявленные синергии необходимо объединить в цепочки, определенным образом, чтобы выполненный жест становился исходным жестом для последующих синергий: 1111100000, 0000010000, 1000011111, 1111101111, 0111100000, 0000011111, 1111110000, 1000001111, 0111110000, 1000000000, 0000001111, 0111111111, 1111100000.
Таким образом, первый уровень программы «Ладошки-ff» включает для каждой руки цепочку из 12 синергий на основе 4 базовых жестов; информационная нагрузка составляет – 202 бит; среднее значение уровней сложности синергий – 3,3. Задание включает тестирование правой и левой руки.
С целью формирования уровней все 32 возможные комбинации жестов были разделены на 8 групп по 4 жеста – синергии с этими жестами сформировали первые 8 уровней программы.
В уровнях 9-12 были использованы по 8 жестов. Жесты объединялись попарно из нижних уровней. Так, в задании уровня №9 были использованы жесты уровней №1 и №2. Каждый уровень от 9 до 12 включал по 25 синергий из 56 возможных. При этом, исключались из набора синергии, которые уже встречались на нижних уровнях.
Уровни 13 и 14, включали по 16 жестов. Так, уровень 13 включал жесты уровней №9, №10. В каждом из этих уровней были использованы 50 синергий из 240 возможных. Синергии, встречающиеся в нижних уровнях также исключались.
Уровень №15 – самый сложный. Он включал 75 синергий для каждой руки из 1024 возможных.
Таким образом, изначально в уровнях программы «Ладошки-ff» была заложена прогрессирующая сложность, обеспечивающаяся качественным и количественным усложнением заданий (см. рис. 2).
Организация исследования
Оценка мелкой моторики и когнитивных способностей проводилась с участием 56 студентов, каждый из которых преодолел 15 уровней программы Ладошки-ff. Тестируемые – студенты 1 курса Липецкого государственного педагогического университета имени П.П. Семенова-Тян-Шанского, представляющие различные институты: институт физической культуры, институт филологии, институт психологии и образования, институт истории, права и общественных наук. Студенты не были ограничены по времени и могли проходить тестирование в течение нескольких дней, как в университете, так и дома (см. рис. 3). Программа относится к свободно распространяемому программному приложению и доступна для скачивания на сайте ladoshki.org. По завершению каждого уровня программа генерировала протокол исследования в формате .pdf.
Исследование мелкой моторики проходило с октября по декабрь 2024 года.
Результаты исследования: оценка мелкой моторики и когнитивных способностей студентов
После прохождения всех 15 уровней студенты передавали свои протоколы для анализа. На основе протоколов тестирования была создана база данных включающая 840 уникальных записей (см. табл. 1).
Каждая запись включала: ID тестируемого, возраст, пол, группу в университете, уровень тестирования, дату тестирования, количество выполненных синергий, количество невыполненных синергий, количество двигательных ошибок в процессе тестирования, объём двигательной энтропии (бит), время прохождения теста (с), показатель двигательной асимметрии (процент: правша/ левша), скорость обработки информации (бит/с).
По результатам среднее суммарное время прохождения всех уровней одним студентом составило около 90 минут.
По результатам статистической обработки данных все пользователи были разделены на 5 групп с шагом в 20 процентилей, а пограничные значения были приняты в качестве референсных.
Корреляционный анализ показал, что время прохождения уровней обуславливается их теоретической сложностью. Наибольшую корреляцию с теоретической сложностью имеют не средние показатели тестирования, а наилучшие результаты (см. табл. 2).
* Показаны доли единицы; символы «0,» пропущены.
** Граничное значение достоверности выборочного коэффициента корреляции при α=0,05 составляет 0,514.
Выводы
В целях реализации программы «Стальное дерево» была создана методика развития и оценки мелкой моторики «Ладошки-ff». Ядром методики является компьютерное приложение с одноименным названием. Приложение позволяет проводить оценку мелкой моторики и когнитивных способностей. В целях придания данной методике универсальности были рассчитаны 15 уровней с заложенной прогрессией сложности. Задания: от очень простого на первом уровне до очень сложного задания на 15 уровне.
На основе 840 протоколов тестирования студентов педагогического вуза (56 человек) была сформирована база данных. База данных позволила определить средние и референсные значения для всех показателей тестирования, а также дать количественную и качественную оценку мелкой моторики для каждого студента, прошедшего тестирование.
Корреляционный анализ показал, что результаты тестирования имеют высокую степень зависимости от количества и сложности жестов и синергий. Наиболее предсказуемый характер, описывающий заложенную прогрессию сложности, имеют рекордные значения по каждому уровню.
Методика «Ладошки–ff» является доступным, объективным и универсальным инструментом оценки мелкой моторики и когнитивных способностей. Практическое знакомство будущих учителей с данной методикой является целесообразным для их профессиональной педагогической деятельности.
Список литературы на русском языке
- Акименко В.М., Барбазюк К.Ю. Психофизиологические аспекты пространственно-временной организации мелкой моторики // Auditorium. – 2020. – 3 (27). – С. 10-14.
- Бородкина М.В., Кох Е.Е. Пальчиковые игры как способ развития мелкой моторики рук у дошкольников // Педагогика & Психология. Теория и практика. – 2020. – № 3 (29). – С. 22-24.
- Маркувинас И.В. Мелкая моторика как средство развития речи // Наука и реальность. –2021. – 2(6). – С. 71-72.
- Рязанцев, А.А., Баймуханова А.З. Влияние физической культуры на формирование навыка чтения // Психология. Историко-критические обзоры и современные исследования. – 2021. – Т. 10, № 5-1. – С. 233-240.
- Токарева М.И., Померанцев А.А. Проведение соревнований FINGERFIT по мелкой моторике как элемент профессиональной подготовки авиационных специалистов // Актуальные проблемы и перспективы развития физической культуры, спортивной тренировки, рекреации и фитнеса, адаптивной и оздоровительно-восстановительной физической культуры: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием; 11–12 апреля 2024. Липецк. – 2024. – C. 151-156.
- Шишкина О.Е., Воронцов П.Г. Развитие мелкой моторики у студентов института стоматологии в процессе занятий физической культурой и спортом // Теория и практика физической культуры. – 2023. – №3. – С. 101.
Зарубежная литература по теме
- Badža М., Lazić М., Živanović J., Popović D., Vajs I., Janković. M. М. How piano training affects manual dexterity and finger synergy? // 2021 29th Telecommunications Forum (TELFOR), Belgrade, Serbia. – 2021. – C. 1-4.
- Cohen E.J., Bravi R., Bagni M.A., Minciacchi D. Precision in drawing and tracing tasks: Different measures for different aspects of fine motor control // Human movement science. – 2018. – 61. – 177-188.
- Deitz J.C., Kartin D., Kopp K. Review of the Bruininks-Oseretsky test of motor proficiency, second edition (BOT-2) // Physical & Occupational Therapy in Pediatrics. – 2007. – 27(4). – С. 87-102.
- El-Kishawi M., Khalaf K., Al Kawas S. Evaluation of conscious monitoring and movement control efforts among dental students // Perceptual and Motor Skills. – 2021. – 128(4). – С. 1806-1820.
- Giangiardi V.F., Alouche S.R., Sbeghen S.M., et al. The influence of a real job on upper limb performance in motor skill tests: which abilities are transferred? // International journal of occupational safety and ergonomics. – 2018. – 24(2). – С. 260-267.
- Khramtsov D., Stoyanov A., Starikova N., et al. Neurobiology of fine motor skills. Up-to-date status // Article in Journal of Education. Health and Sport. – 2021. – 11(7). – С. 250-257.
- Latash M.L. One more time about motor (and non-motor) synergies // Experimental Brain Research. – 2021. – 239 (10). – С. 2951-2967.
Ссылка на статью:
Померанцев, А. А. Оценка мелкой моторики и когнитивных способностей у студентов педагогического вуза с помощью компьютерного приложения «Ладошки-ff»/ А. А. Померанцев, В.Э. Беспяткин , О.А. Померанцева, С.В. Фаренбрух // Гуманитарные исследования Центральной России. – 2025. – № 3(36). – С. 43-51.
Материал на сайте журнала доступен по ссылке.