Пандемия COVID-19, спровоцировавшая ускоренную цифровизацию современного образования, с особой остротой подняла вопрос о необходимости разработки технических устройств (специальных ЭЭГ-шлемов), позволяющих преподавателям отслеживать состояние студентов/школьников в процессе обучения и управлять процессом формирования концептуальных структур как основы умственного развития и профессиональной компетентности. На сегодняшний день известен целый ряд технических устройств – виртуальных шлемов и интеллектуальных систем, используемых для образовательных целей. Главный недостаток данных устройств и интеллектуальных систем состоит в использовании большого количества противоречивых параметров, не позволяющих реализовывать адекватный перевод язык цифр на язык психических процессов, состояний и свойств, что существенно затрудняет интерпретацию получаемых данных и принятие оптимальных управленческих решений.
Для разработки технических устройств (специальных ЭЭГ-шлемов) и обслуживающих их интеллектуальных систем, необходимо отобрать небольшое количество устойчивых маркеров, сигнализирующих об особенностях когнитивных процессов (активное внимание, уровень сложности когнитивной деятельности), состояниях обучаемых (утомляемость, тревожность, радость, удивление) и результативности обучения (сформированность концептуальных структур, отражающих предметные знания).
Имеющиеся в научной литературе данные о соотношении показателей ЭЭГ (амплитуда) и показателей когнитивных процессов, состояний и свойств в процессе обучения отличаются крайней противоречивостью и низкой воспроизводимостью. Спектр мощности, в отличие от амплитудных характеристик, позволяет выявить наиболее устойчивые достоверные различия, поскольку благодаря возведению амплитуды в квадрат происходит выделение сильных различий и нивелирование слабых. Как показывает анализ научных исследований, данных о соотношении параметров спектра мощности и психических процессов, состояний и свойств, явно недостаточно. Фундаментальной научной проблемой является психологический и физиологический смысл конструкта Спектр мощности, а также интерпретация параметров спектра мощности. Цель настоящего исследования состояла в изучении изменения спектра мощности ЭЭГ в зависимости сложности дифференцировок химических стимул-объектов у школьников на разных этапах освоения химии: до освоения химии и начальный этап освоения химии.
