Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
1.1. Влияние информационной нагрузки различной специфики и интенсивности на психофизиологические характеристики здоровых детей 11-12 лет 10
1.2. Подвижность нервных процессов и функциональная характеристика сенсорных систем 18
1.3. Влияние умственной нагрузки на некоторые функциональные состояния сердечно-сосудистой системы детей и подростков 21
Глава 2. Материалы и методы исследования 28
Глава 3. Результаты собственных исследований и их обсуждение 39
3.1. Анализ учебной нагрузки и недельного расписания математического и гуманитарного классов классической гимназии и средней школы 39
3.2. Сопоставительный анализ изучаемых групп мальчиков на однородность выборки 46
3.3. Физиологическая оценка влияния особенностей учебного процесса на организм учащихся 49
3.3.1. Оценка уровня тревожности шестиклассников различных форм обучения 70
3.3.2. Влияние процесса обучения на динамику показателей самочувствия, активности, настроения гимназистов и школьников 73
3.3.3. Воздействие факторов школы на свойства процесса внимания обследованных подростков 77
Глава 4. Математическая оценка полученных результатов 80
4.1. Оценка уровня функционального напряжения организма учеников 80
4.2. Оценка влияния факторов учебного процесса на уровень функционального напряжения организма учащихся 83
Заключение 95
Выводы 104
Список литературы 106
Приложение 124
- Влияние информационной нагрузки различной специфики и интенсивности на психофизиологические характеристики здоровых детей 11-12 лет
- Влияние умственной нагрузки на некоторые функциональные состояния сердечно-сосудистой системы детей и подростков
- Анализ учебной нагрузки и недельного расписания математического и гуманитарного классов классической гимназии и средней школы
- Оценка влияния факторов учебного процесса на уровень функционального напряжения организма учащихся
Введение к работе
Актуальность проблемы. В последнее время, в связи с появлением школ с нетрадиционными формами обучения, где структура педагогического процесса во многом отличается от общепринятых форм обучения, наиболее актуальным является обращение многих исследователей к изучению функционального состояния школьников при различного рода умственных нагрузках. Ученики средних школ и школ с нетрадиционным типом обучения составляют многочисленную группу лиц умственного труда, деятельность которой характеризуется некоторыми особенностями. Таким образом, учебный процесс можно рассматривать как повреждающий фактор по отношению к организму ребенка, создающий предпосылки для развития различных заболеваний (Цукер М.Б., 1986; Антропова М.В., Козлова В.И., 1988).
В появившихся школах нетрадиционного типа (лицеи, гимназии, частные школы) повышение образовательного уровня достигается введением дополнительных учебных предметов в планы обучения. При этом зачастую используются программы, не прошедшие апробацию по гигиеническим, физиолого-гигиеническим параметрам, составленные без учета возрастных особенностей детей. Большие дневные, недельные, годовые нагрузки приводят к умственному утомлению, снижению работоспособности, возникновению склонности к депрессии, пониженной активности. Ситуация осложняется тем, что учебная нагрузка не нормирована, в рамках одного учреждения образования существуют классы с различным уклоном обучения: математический, гуманитарный, спортивный, общеобразовательный и т.д., в которых дневная, недельная и годовая нагрузка значительно превышает установленные нормы, распределяясь неравномерно в одинаковых возрастных группах. Приведенные выше формы обучения часто носят характер экспериментальных и требуют изучения психофизиологического состояния школьников. Отличительной особенностью организации учебного процесса в Республике Казахстан на современном этапе является открытие школ нетрадиционного типа с национальным языком обучения (Литовченко О.Г., 1998).
Обучение в современной школе связано с необходимостью усвоения учащимися большого количества информации, но при этом в конечный результат не всегда закладывается здоровье ребенка (Хрипкова А.Г., Антропова М.В., 1982; Ивлев В.И., 1991). Прежде чем заняться здоровьем ребенка, необходимо досконально изучить его, определить те физиологические и психофизиологические показатели, прослеживая динамику которых
под влиянием многофакторного школьного труда, можно выделить положительные или отрицательные результаты деятельности системы «ученик - школа».
Анализ литературы показывает, что реже других привлекал внимание исследователей возрастной период 11-12 лет. В этом возрасте, называемом препубертатным, происходят структурные и функциональные изменения организма с внутривозрастными и индивидуальными различиями в темпах роста и развития, требующие особого внимания педагогов и родителей (Батуев А.С., 1991; Крутецкий В.А., 1994).
Как правило, наблюдения ведутся в группах, включающих мальчиков и девочек. Значительно реже исследования посвящены детальной оценки состояния организма школьников и школьниц по отдельности. Мальчики в этом возрасте существенно отличаются от сверстниц, они более подвижны, отстают от девочек в росте и весе. Естественно, что и их реакция на процесс обучения будет отличаться от реакции девочек (Менделеева О.И., 1981;КолесовД.В., 1982).
В сложившихся условиях решение проблемы объективной дифференцированной оценки умственной работоспособности каждой из половозрастных групп школьников становится одной из наиболее важных задач в области возрастной физиологии и психофизиологии. Требуется создание непрерывного мониторинга интеллектуальной деятельности ребенка в условиях применения в школах многочисленных авторских учебных программ, что делает рассматриваемую проблему актуальной в области исследований возрастной физиологии.
Цель работы. На основе комплексного изучения влияния учебного процесса на психофизиологические показатели мальчиков подросткового возраста, анализа состояния умственной работоспособности разработать методику оценки психофизиологического напряжения учащихся в зависимости от типа учебного заведения и составления долгосрочного прогноза.
Задачи исследования:
дать сравнительную оценку часовой нагрузки и суммарного балла трудности предметов в средней общеобразовательной школе и в классической гимназии;
дать сравнительную оценку уровня функционального напряжения организма подростков и отдельных систем органов в зависимости от формы обучения и уклона;
изучить внутри- и межсистемные взаимодействия отдельных функциональных систем организма учащихся в ответ на различные уровни учебных нагрузок;
с помощью метода математического описания выявить основные факторы учебного процесса, оказывающие существенное влияние на показатели функционального состояния организма различных форм обучения и уклона;
разработать методику оценки и прогнозирования уровня психофизиологического напряжения учащихся в зависимости от формы обучения.
Научная новизна исследования. Впервые выполнены системные исследования психофизиологического состояния подростков-мальчиков, обучающихся в общеобразовательном и инновационном учебном заведениях с преподаванием на казахском языке, в зависимости от уклона обучения. Впервые получены сведения об умственной работоспособности учащихся-мальчиков 11-12 лет. Впервые разработаны методический подход оценки и количественные критерии оценки степени психофизиологического напряжения, выявления групп «риска» среди учащихся мальчиков 11-12 лет в зависимости от типа учебного заведения и уклона обучения, позволяющий дать не только объективную оценку, но и составить долгосрочный прогноз.
Практическое значение работы. Разработанный методический подход позволит снизить психофизиологическое напряжение учащихся в процессе обучения, выявлять группы «риска» (лиц с ранними признаками переутомления) для проведения профилактических мероприятий. Полученные данные о состоянии умственной работоспособности в динамике учебного процесса у мальчиков 11-12 лет могут стать критериями физиолого-гигиенической оценки влияния общей учебной нагрузки учащихся 6 классов как общеобразовательных, так и инновационных учебных заведений.
По результатам исследований изданы методические рекомендации «Методический подход оценки и прогнозирования умственной работоспособности подростков в зависимости от форм обучения». Полученные результаты включены в курс лекций и практических занятий кафедр физиологии человека и животных Северо-Казахстанского университета (Акт внедрения от 01.09.2000), Карагандинского Государственного университета им. Е.А. Букетова (Акт внедрения от 03.10.2000), кафедры гигиены труда Карагандинской Государственной медицинской академии (Акт внедрения от 05.10.2000), биологического факультета Тюменского Государственного университета (Акт внедрения от 04.09.2000), кафедр естественных дисциплин Сургутского Государственного педагогического института, Экономико-технического образовательного комплекса г. Петропавловска (Акты внедрения от 20.09.2000 и 01.09.2000); приняты методическим советом Департамента образования Северо-Казахстанской области (Акт внедрения от 04.09.2000);
внедрены в практическую работу СШ №43 (Акт внедрения от 15.05.2000), Казахской средней школы №6 (Акт внедрения от 01.09.2000), Казахской классической гимназии (Акт внедрения от 04.09.2000), Туристско-экологического центра «Планета» г. Петропавловска (Акт внедрения от 12.06.2000), а также СШ №5 г. Караганды (Акты внедрения от 06.10.2000) и Института физиологии и гигиены труда МОиН РК (Акт внедрения от 04.10.2000).
Основные положения, выносимые на защиту.
Формы обучения, - классические школа и гимназия, имеют существенные различия в методиках преподавания, в уровне информационной нагрузки, которая вызывает повышение уровня функционального напряжения организма.
В зависимости от уклона обучения (математический или гуманитарный) происходит перераспределение функционального напряжения на уровне внутри- и межсистемных взаимодействий.
Разработанный метод оценки и прогнозирования уровня психофизиологического напряжения учащихся в зависимости от формы и уклона обучения позволяет дать оценку напряженности учебного процесса, выявить ведущие неблагоприятные факторы учебного процесса и дать прогноз.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены: на Международной конференции, посвященной 40-летию Института физиологии и гигиены труда МН АН РК (Караганда, 1998); на Международной конференции, посвященной 60- летию Кыргосме-дакадемии (Бишкек, 1999); на IV съезде физиологов Казахстана (Астана, 1999); на научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 100-летию со дня рождения академика К.И. Сатпаева (Петропавловск, 1999); на Республиканской научно-теоретической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика К.И. Сатпаева (Караганда, 1999); на Региональной научно-практической конференции, посвященной 30-летию кафедры физиологии человека и животных Северо-Казахстанского университета (Петропавловск, 1999).
Публикации. По материалам исследований опубликовано 11 печатных работ, из них: 3 статьи, 6 тезисов, 1 методические рекомендации, 1 монография и 1 рационализаторское предложение.
Структура диссертации. Содержание диссертации изложено на 125 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех основных глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Работа иллюстрирована 20 таблицами и 23 рисунками.
Указатель литературы включает 240 источников, из них 219 отечественных и 21 иностранный.
Связь диссертации с планами основных научных работ института. Диссертационная работа является фрагментом плановой НИР Карагандинского государственного университета им. Е.А. Букетова: «Нейрогуморальные аспекты изучения действия комбинирующих факторов окружающей среды (ФОС) на организм» (1994-1998, № гос. регистрации 0195 РК 00163).
Влияние информационной нагрузки различной специфики и интенсивности на психофизиологические характеристики здоровых детей 11-12 лет
Ученики средних школ и школ с нетрадиционным типом обучения составляют многочисленную группу лиц умственного труда, деятельность которой характеризуется некоторыми особенностями (Зубкова В.М., Куинджи Н.Н., 1976; Менделеева О.И., 1981; Хрипкова А.Г., Антропова М.В., 1982). За последние годы существенно увеличилось количество исследований, а значит, возрос интерес к проблеме условий обучения, состояния физиологических функций и здоровья детей (Антропова М.В., Козлова В.И., 1988; Грине-не Э.Ю., Вайткявичус Ю.Н., Марчинскене Э.И., 1991; Дмитриев А.Д., 1994).
Для понимания наиболее общих закономерностей умственной работоспособности школьников разного возраста важное значение имеют исследования приспособительных реакций организма детей и подростков к учебным нагрузкам (Андрусишина И.Н., Луцен-коЛ.И., 1995).
Адаптация ребенка к новым условиям существования при обучении его в школе сопровождается изменениями поведенческих реакций, расстройством сна, аппетита (Гром-бах СМ., 1978). Эти симптомы сопровождаются сдвигами в иммунной системе, учащением заболеваний верхних дыхательных путей, нарушением процессов роста и развития. В некоторых случаях у детей может сформироваться негативное отношение к процессу обучения.
Важно оградить учащихся от чрезмерного утомления, рационально организовать учебный процесс и обеспечить эффективный отдых (Антропова М.В., 1978; Парзунова З.П., 1980). В этой связи, определение уровня умственной работоспособности разных возрастных групп учащихся под влиянием умственной нагрузки позволит дать рекомендации по оптимизации учебной нагрузки и режима дня при новых нетрадиционных формах обучения.
В образовательных учреждениях с нетрадиционными формами обучения (лицеи, гимназии, частные школы) структура педагогического процесса во многом отличается от общепринятых форм обучения. Так как здесь зачастую используются программы не прошедшие апробацию по гигиеническим, психолого-гигиеническим параметрам, составленные без учета возрастных особенностей детей, сопровождающиеся большими дневными и недельными часовыми нагрузками. Отсюда возросший интерес многих исследователей к изучению функционального состояния школьников при различных умственных нагрузках (Антропова М.В., Козлова В.И., 1988; Гринене Э.Ю., Вайткявичус Ю.Н., Марчинскене Э.И., 1991).
Без сомнения, учебный процесс в школах нового типа позволяет дать детям более глубокие и качественные знания, но не всегда в этих учебных заведениях процесс обучения соответствует принятым гигиеническим нормам. Это отрицательно отражается на здоровье учащихся (Антропова М. В., Козлова В.И., 1988; Чубирко М.И., Пичужкина Н.М., Фуфаева О.А., 1997).
В условиях традиционной организации учебных занятий учебная нагрузка зачастую является чрезмерной для подростков 10-12 лет. Она приводит к утомлению большинства учеников, возникновению функциональных психоневрологических отклонений (расстройство сна, чувство усталости, головные боли), которые могут серьезно нарушить здоровье детей (Хрипкова А.Г., 1975; Антропова М.В., 1982).
Так, Е.В. Орлова с соавторами (1992) считает, что организация коррекционных классов для школьников 10-12 лет позволяет дифференцированно обучать их с учетом индивидуальных способностей, и может рассматриваться как средство профилактики отклонений нервно-психического здоровья. Исследования были проведены в пятых классах - коррекционном и контрольном - одной из московских школ. Для оценки функционального состояния учащихся проводили хронометраж учебной деятельности, учитывали успеваемость, изучали работоспособность методом корректурных проб. При увеличении скорости снижалась точность выполнения задания. В динамике недели у учащихся кор-рекционного класса снижение работоспособности начиналось в среду, у контрольного во вторник (Зубкова В.М., Куинджи Н.Н., 1976).
Широкое распространение получили исследования влияния уклона обучения на психофизиологические показатели организма школьников (Кочеткова М.Т., Филиппова А.Г., Лесненко Н.А., 1991).
Обучение в современной школе связано с необходимостью усвоения учащимися большого количества информации. При этом важен конечный результат - не только уметь использовать полученные знания, но и сохранить здоровье ребенка.
Проблемы адаптации ребенка к повседневной учебной деятельности недостаточно изучены и представляются весьма важными и актуальными в социально-гигиеническом плане (Громбах СМ., 1978). Первоочередной задачей является разработка объективных критериев оценки учебной нагрузки школьников, нормирование трудности учебных занятий по продолжительности, объему и содержанию (Пратусевич В.М., 1985).
Особенности «психофизиологических качеств» - психическая устойчивость, переключение и объем внимания, устойчивость памяти и др. - и свойства нервной системы (НС) их определяющие, поддаются экспериментальному изучению и количественной оценке (Небылицын В.Д., 1978).
И.М. Сеченов (1952), И.П. Павлов (1952) подчеркивали решающее влияние среды на формирование особенностей регуляции функций, на качественную характеристику и интенсивность образования различных приспособительных реакций.
Рассматривая работоспособность как функциональную систему (Анохин П.К., 1980; Судаков К.В., 1984; Матюхин В.В. 1993), возможно, выделить две взаимосвязанные подсистемы: функционального напряжения и восстановительных процессов. Пусковым механизмом подсистемы функционального напряжения организма является мотивационное побуждение к выполнению работы разной степени сложности, уровень которой зависит от силы и характера внешних раздражителей и факторов учебного процесса. К.В. Судаков, Ю.В. (1987) считает, что мотивация приводит к активации мозговых структур, позволяющих извлекать из памяти знания и опыт, сформированные по принципу динамического стереотипа в процессе учебы и собственной деятельности.
Умственная деятельность представляет собой функциональную систему, согласно которой поведение можно представить в пространственно-временном континууме в виде ряда поведенческих актов. Решение о выборе последовательности которых принимается благодаря афферентному синтезу при взаимодействии доминирующей мотивации, следов памяти, афферентных стимулов внешней среды и с учетом оценки результата предыдущего поведенческого акта (Анохин П.К., 1975, 1980; Ильин Е.П., 1978; Судаков К.В., 1984; Матвеев Е.В., Надеждин Д.С., 1994).
Системному подходу близок комплексный подход (Волкова И.М., 1973; Зинченко В.П., Леонова А.Б., 1978; Заклякова В.Н., Борисова Т.А., 1982). Авторы последнего предлагают учитывать в формировании поведения участие большого числа параллельно включающихся физиологических и психологических механизмов. Наряду с функциями сердечно-сосудистой системы, центральной нервной и других систем вегетативного и соматического обеспечения, авторы исследуют психологические и психофизиологические -темперамент, внимание, память, восприятие, скорость реагирования.
Влияние умственной нагрузки на некоторые функциональные состояния сердечно-сосудистой системы детей и подростков
Подростковый возраст является одним из главных периодов роста и формирования организма, в это время совершается перестройка деятельности всех органов и систем. Особую роль играют изменения в сердечно-сосудистой системе, так как развитие и дифференцирование сердца и сосудов в период полового созревания происходят на фоне сложнейших нейроэндокринных перестроек в организме (Калюжная Р.А., 1973, 1975; Попова М.А., Ковалева Т.В., 1975; Меньшикова А.А., 1982).
Психофизиологические возможности школьников не ограничиваются приспособлением к образовательному процессу, они развиваются и совершенствуются (Калюжная Р.А., Паневене В.В., Преснякова Н.М., Сирота Т.Н., 1979; Казначеев В.П., 1980; Хрипкова А.Г., Антропова М.В., 1982). Об этом говорит ряд исследований по изучению функционального состояния организма школьника при различного рода умственных нагрузках (Калюжная Р.А., 1973; Ковылова В.И., Преснякова Н.М., 1990). Функциональное состояние организма служит интегральной характеристикой поведенческого акта, лимитируемой функциональными возможностями систем организма, в первую очередь сердечнососудистой системы, так как именно она наиболее чувствительна к умственной нагрузке (Романов В.В., Левинский Н.И., Чернова И.Н., 1984; Белова Е.В., Голованова Г.Б., 1987; Муталов А.Г., 1993; Малыгин A.M., 1997).
П.К. Анохин включил артериальное давление (АД) в число трех стабильных констант организма (Судаков К.В., 1997). Уровень АД достаточно полно отражает состояние ССС (Антропова М.В., Козлов В.И., 1988).
Продолжительная напряженная учеба ведет к повышению артериального давления. У школьников частота гипертоний достигает в отдельных группах 19% (Баль Л.В., 1974). У школьников математического профиля при МГУ И.Л. Усищева (1972) обнаружила увеличение средней величины систолического и диастолического давления в X и XI классах.
Одним из наиболее информативных и доступных показателей изучения сердечнососудистой системы является частота сердечных сокращений (ЧСС) (Крыжановский В.Г., 1964; Сергеенко В.П., 1979). Под влиянием учебной нагрузки происходит изменение сердечного ритма (Безруких М.М., 1982). В динамике умственного труда авторы регистрировали как учащение ЧСС, так и ее урежение (Кундиев Ю. А., Навакатикян А. О., Томошевская А. И., 1976). Урежение частоты сердечных сокращений отмечали: Б. Кара-жанов, Б.С. Кунаева, В.И. Филипович (1974), М.М. Безруких (1980). По данным Волковой И.М. (1973) урежение пульса характерно для активации процессов внимания.
У детей частота сердечных сокращений и пульс больше, чем у взрослых. Чем младше ребенок, тем больше у него ЧСС и частота пульса (Семенова Л.К., 1978).
А.Г. Хрипкова, М.В. Антропова (1982) установили зависимость характера изменений частоты сердечных сокращений у детей младшего школьного возраста при умственной нагрузке от ее фонового значения, что особенно заметно проявляется в первую минуту выполнения задания при кратковременной умственной работе. В большинстве случаев дети с лабильным пульсом на умственную нагрузку реагировали учащением пульса, а с устойчивым - его урежением. В конце учебного дня учащение пульса в первую минуту умственной нагрузки было выражено значительно меньше. Преобладала реакция с запаздыванием, когда сердечный ритм достоверно учащался лишь ко второй и к третьей минуте задания.
Многие исследования ритма сердечных сокращений при умственной деятельности ведутся в направлении изучения частоты сердечных сокращений, основной вывод сводится к тому, что в момент умственной нагрузки происходит учащение сердечных сокращений (Егоров А.С., Загрядский В.Л., 1973).
Изучая сдвиги в сердечно-сосудистой системе организма подростков, обусловленные учебным процессом, установлено, что увеличение нагрузки может приводить не только к учащению, но и урежению пульса (Навакатикян О.О., 1973; Козлова Т.Н., Стрелков Т.А., 1979). Следует отметить, что литературные данные указывают на то, что известное учащение сердечной деятельности в период напряженной умственной работы, требующей усиления кровообращения, обусловливается не только эмоциями, но и реакцией сердечно-сосудистой системы на разные раздражители среды в этот период.
И.А. Кулак (1974) показал, что ЧСС при умственной нагрузке в периоды интенсивного восприятия или переработки информации учащается, а при отдыхе нормализуется. При концентрации внимания сердечные циклы удлиняются, а в индифферентные периоды - укорачиваются. Чем больше концентрация внимания, тем больше удлиняются сердечные циклы. На основании полученных данных была разработана шкала оценки напряженности умственного труда. К ненапряженной предлагается относить деятельность, при которой длительность сердечных циклов в фазы сердечного ритма возрастает не более чем на 5%; к мало напряженной увеличение - от 6 до 25%, к очень напряженной - при увеличении -более чем на 25%.
В связи с неустановившимися еще процессами нервной и гормональной регуляции деятельности организма подросткам свойственна быстрая изменчивость (лабильность) пульса, артериального давления, силы и скорости сокращения сердца (Савченко Ю.И., Венгер Т.Ф., 1983). При отклонениях в состоянии здоровья эта лабильность значительно возрастает. Она увеличивается и при различных перегрузках - физических, умственных, эмоциональных (Демидов В.А., 1991). В настоящее время довольно подробно изучено влияние эмоций на деятельность сердца в отношении частоты сердечного ритма, так как именно этот показатель представляется наиболее надежным индикатором степени эмоционального напряжения (Симонов П. В., 1969; Ведяев Ф.П., Демидов В.А., Гаевский Ю.Г., 1989).
При значительном нервно-эмоциональном напряжении увеличивается систолический и минутный объем крови, повышается артериальное давление и учащается, а иногда и урежается пульс (Бюрстед X., Маттель Г., 1970; Федоров Б.М., 1977).
Длительные отрицательные эмоции могут привести к нарушению работы многих физиологических систем и стать причиной снижения резистентности организма (Чазов Е.И., 1975). Ряд авторов отмечают, что у учащихся и студентов, особенно во время экзаменов, наблюдается перевозбуждение коры головного мозга, которое вызывает большую длительную нагрузку на сердечно-сосудистую систему, а также снижает умственную работоспособность (Симонов П. В., 1986).
Ф.П. Ведяев, В.А. Демидов, Ю.Г. Гаевский (1989), В.А. Демидов (1991), изучавшие гемодинамику при эмоциональном стрессе у подростков русской и казахской национальности, считают, что эти изменения обусловлены как этническими особенностями, так и половой принадлежностью.
Анализ учебной нагрузки и недельного расписания математического и гуманитарного классов классической гимназии и средней школы
Величина недельной учебной нагрузки для 6 классов по утвержденному учебному плану общеобразовательной средней школы составляет 30 часов. По учебному плану городской классической гимназии - 38 часов, что значительно превышает общепринятую норму, кроме того, объем как дневной, так и недельной учебной нагрузки не соответствует общепринятым стандартам (Белецкая В.И., Громова З.П., с соавт., 1983; Антропова М.В., Козлова В.И., 1988; Ивлев В.И., 1991). На основании установленной классификации (Белецкая В.И., Громова З.П., Голубев В.В., Егорова Т.И., 1983; Антропова М.В., Козлова В.И., 1988) нами оценена степень трудности уроков в баллах: 1. Очень трудные уроки - математика, информатика, иностранный язык - 5 баллов; 2. Трудные уроки - история, география, биология, экономика - 3 балла; 3. Уроки средней трудности - русский, родной язык, литература - 2 балла; 4. Легкие уроки (уроки разрядки) - физкультура, труд, пение, рисование -1 балл. На основании шкалы «трудности» уроков, оценена в баллах дневная и недельная учебная нагрузка. Оценка и распределение по шкале «трудности» предметов, позволило проследить динамику дневной и недельной учебной нагрузки в баллах, в соответствии с количеством уроков.
В авторский учебный план городской классической гимназии включены в большом количестве предметы, характеризуемые как «трудные». Распределение учебных предметов в течение недели не соответствует динамике работоспособности учащихся (см. приложение). Так, в расписании математического класса в понедельник и пятницу, когда работоспособность учеников невелика, поставлено 6 и 7 уроков соответственно. Причем, это «трудные» уроки для детей данного возраста: такие как сдвоенные уроки математики, иностранного языка, информатика, история. В расписании учебных занятий гуманитарного класса первыми уроками в понедельник и пятницу стоит математика. Кроме того, в эти дни присутствует информатика и иностранные языки. Не учтена динамика работоспособности в течение учебного дня. У математиков в понедельник первым уроком стоит «легкий» предмет - пение, пятым и шестым уроком иностранный язык и информатика; во вторник последние три урока также «трудные»: иностранный язык, информатика, русский язык; в среду первые два урока - математика и иностранный язык, последний - русский язык; в четверг последними стоят уроки «средней трудности» -родной язык и литература. В пятницу первыми стоят «легкие» уроки, что также недопустимо, а учебный день заканчивается «трудным» уроком и уроком «средней трудности». В субботу день, когда работоспособность снижается, первыми стоят сдвоенные уроки математики, завершается этот учебный день сдвоенными уроками иностранного языка, которые также характеризуются гигиенистами как очень «трудные» уроки (рис. 1).
У гуманитариев классической гимназии (см. приложение) в понедельник первым стоит очень трудный для них урок - математика, завершается учебный день «легкими» уроками - сдвоенные уроки физкультуры, что недопустимо. Во вторник, в день, когда работоспособность повышена, учебная нагрузка по сравнению с другими днями учебной недели невелика. Среда начинается двумя сдвоенными уроками повышенной трудности, последним седьмым уроком также стоит «трудный» предмет. В четверг объем учебной нагрузки несколько снижен, хотя нерационально последним уроком стоит «легкий» предмет. В пятницу первым уроком стоит «очень трудный» предмет. Завершает день 6-7 сдвоенный урок повышенной трудности. В субботу учебная нагрузка велика, включает в себя первые три урока повышенной трудности, последние два урока представлены трудными предметами (рис.2).
В расписании учебных занятий классов городской классической гимназии, большей частью с математическим уклоном регулярно допускаются сдвоенные уроки, как «очень трудные», так и «легкие». Нарушен принцип чередования уроков по гуманитарным и точным наукам. Работоспособность учащихся 6 классов по оценке гигиенистов характеризуется относительно невысоким уровнем на первом уроке, в течение которого происходит «врабатывание» учащихся в учебный процесс. На втором и третьем уроках работоспособность у большинства учеников наивысшая, а на 4 уроке она снижается. На 5 уроке, благодаря включению компенсаторных механизмов, наблюдается временное повышение работоспособности, с резким падением ее на 6 уроке. Утомительность и малая эффективность 6, и тем более 7 уроков доказана многочисленными исследованиями (Нетопина С.А.. 1980; Громбах СМ., 1988; Самбурова И.П.. 1991).
Общая часовая недельная нагрузка у обследованных гимназистов составила 38 часов; учебная нагрузка в баллах у математиков - 130 баллов, у гуманитариев - 133 балла. Почасовая недельная учебная нагрузка у учеников обоих классов средней школы №6, составила 31 час, что соответствует 85 бачлам. Учебная нагрузка, оцененная в баллах, позволила построить круговые диаграммы, отражающие структуру долей часовой недельной нагрузки по степени сложности предметов в (%) (рис. 5,6,7).
Так, у математического класса городской классической гимназии (рис. 6) в структуре долей часовой недельной учебной нагрузки 46% составили «очень трудные» уроки, 18% -«трудные» уроки, 24% - уроки «средней трудности» и 11% - «легкие» уроки; у гуманитарного класса гимназии (рис. 7) «очень трудные» уроки составили 47%, «трудные» уроки -18%, уроки «средней трудности» - 24%, и «легкие» уроки - 11%. В структуре недельной учебной нагрузки у обоих классов средней школы (рис. 5), на долю «трудных» уроков приходится 26%, «трудных» уроков - 19%, на уроки «средней трудности» - 32%), «легких» уроков - 23%. Недельная учебная нагрузка более сложна и насыщена в городской классической гимназии; более весома у гуманитарного класса гимназии по сравнению с математическим, так как «очень трудные» и «трудные» уроки составляют 65%, у математического - 57%, что, возможно, и отражается на функциональном состоянии учеников. На долю «очень трудных» и «трудных» уроков в средней школе приходится 45%, что значительно меньше по сравнению с гимназией.
Построенные гистограммы динамики дневной учебной нагрузки в баллах и количества уроков, у обследованного контингента детей, позволили проанализировать, сравнить и оценить учебную нагрузку классов городской классической гимназии и средней школы. Так, у математического класса гимназии в понедельник, день «врабатывания», -6 уроков, учебная нагрузка составляет 23 балла, нагрузка велика, что недопустимо. Во вторник, день повышенной работоспособности - 7 уроков, учебная нагрузка - 24 балла; в среду, день повышенной работоспособности - 7 уроков, учебная нагрузка - 29 баллов, в эти дни учебная нагрузка наибольшая, с максимумом в среду, что гигиенически оправдано. В четверг, день сниженной работоспособности, - 7 уроков, учебная нагрузка - 18 баллов; в пятницу, день несколько повышенной работоспособности - 7 уроков, учебная нагрузка - 16 баллов; учебная нагрузка снижена, но велико количество уроков. В субботу - 4 урока, учебная нагрузка - 20 баллов, в этот день работоспособность снижается; количество уроков низкое, но велика учебная нагрузка в баллах (рис. 1).
Оценка влияния факторов учебного процесса на уровень функционального напряжения организма учащихся
Как известно, физиологической особенностью и условием успешной умственной деятельности подростков является высокое качество гомеостаза. Организм сохраняет необходимый для жизни гомеостаз путем развития общих адаптационных реакций, которые подчинены количественно-качественному принципу: на различное количество раздражителя организм отвечает качественно разными реакциями. Общие неспецифические реакции служат основой формирования нескольких стандартных ответов организма, с помощью которых организм, реагируя, сохраняет необходимое для жизни относительное постоянство внутренней среды (Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Уколова М.А.., 1979). Вероятно, с этим обстоятельством связаны изменения уровня физиологических и психофизиологических показателей у учащихся в динамике учебного процесса.
Характерной особенностью функционирования систем с обратной связью, является постоянная коррекция уровня выходного параметра на основе контролируемого системой текущего уровня (Анохин П.К., 1979).
В последнее время для изучения сложных многофакторных явлений в биологии и медицине, и, в частности, в физиологии и гигиене труда, все более широкое применение находит системный подход (Безбогов А.А., 1990; Попова Л.А. и соавт., 1989). Его смысл состоит в том, что каждый элемент системы должен представляться как автономно функционирующий, и его деятельность подчинена общему плану работы системы для получения полезного конечного результата (Анохин П.К., Судаков К.В., 1973; Анохин П.К., 1979).
Системный подход поднимает эмпирические исследования на качественно новый уровень познания, поскольку позволяет количественно оценить роль каждого отдельного фактора в формировании общего эффекта, а также установить наличие или отсутствие корреляционных связей между факторами производства и функциональным состоянием организма (Сова Р.Е., Цапко В.Г., Гохман В.Н., 1976; Харченко О.А., Карнова Э.А., 1988). При этом изучаемое явление рассматривается как система, состоящая из отдельных элементов, связанных между собой определенными количественными либо качественными зависимостями.
Для выявления влияния факторов: дня учебной недели, количества уроков и суммарного балла трудности предметов на показатели функционального состояния организма учеников, наиболее подходит использование принципа неуправляемого пассивного эксперимента. Это позволило вместе с использованием корреляционного анализа оценить степень влияния изучаемых факторов на организм подростков.
Корреляционный анализ показал (табл. 13,14), что основным фактором, влияющим на показатели функционального состояния организма учащихся средней школы, является день недели, вклад в общую дисперсию составил 45,4-46,7%. Далее идет суммарный балл трудности предметов (33,6-36,5%). На третьем месте фактор количества уроков в день (19,6-19,1%) (рис. 20-23). Причем, соотношение процента вклада в общую дисперсию факторов дня учебной недели и суммарного балла трудности предметов у математиков и гуманитариев до занятий значительно колеблются. Так, у подростков математического класса значительно преобладает фактор дня учебной недели (50,0%), а у учеников гуманитарного класса примерно равное соотношение фактора дня учебной недели и фактора суммарного балла трудности предметов (38,9-34,5%) соответственно).
Следовательно, у математиков школы до учебных занятий явно преобладает фактор дня учебной недели, от того какой, к примеру, день, среда или суббота, зависит уровень функционального напряжения организма. У учеников гуманитарного класса столь явного преобладания не отмечается. Здесь почти в равной степени играют роль факторы дня учебной недели и степени трудности предметов. Таким образом, у гуманитариев отмечается преобладание влияния уровня тяжести учебного процесса.
У учащихся классической гимназии корреляционный анализ показал (табл. 15,16), что основным фактором, влияющим на показатели функционального состояния организма, после учебной нагрузки, является: для подростков математического класса суммарный балл трудности предметов (53,9%). Менее значим фактор дня учебной недели (39,3%). На третьем месте фактор количества уроков (7,8%). У гуманитариев гимназии на первом месте фактор дня учебной недели (52,7%), на втором - суммарный балл трудности предметов (26,1%)) и на третьем количество уроков (21,2%).
При этом соотношение процента вклада в общую дисперсию фактора дня учебной недели и фактора суммарного балла трудности предметов у мальчиков математического и гуманитарного классов классической гимназии до занятий имеют зеркально противоположную картину (рис. 20-23). У гуманитариев значительно преобладает фактор дня учебной недели (50,0%), у математиков примерно равное соотношение фактора дня учебной недели и фактора суммарного балла трудности предметов (43,7-41,2% соответственно).
Таким образом, у гуманитариев гимназии в начале учебных занятий явно преобладает фактор дня учебной недели, у учеников математического класса в почти равной степени играют роль факторы дня учебной недели и степень суммарного балла трудности предметов. Следовательно, у математиков гимназии отмечается преобладание влияние уровня тяжести учебного процесса.
Как видно из таблиц 13-14, для подростков средней школы №6 присущи в большинстве своем линейные зависимости, свидетельствующие об активном воздействии ведущих факторов, таких как день учебной недели, степень недельной усталости, а не количество предметов. У учащихся гимназии в большинстве преобладают нелинейные S-образные зависимости (табл. 15-16), свидетельствующие не столько об активном воздействии отдельных ведущих факторов, сколько об их комбинированном влиянии, выявляющихся с помощью сложных математических методов, что также свидетельствует о высоком уровне функционального напряжения организма учащихся классической гимназии.
Проведенный линейный и нелинейный корреляционный анализ (полином 3 степени) позволил выявить и описать в виде уравнений как прямых, так и S-образных корреляционных зависимостей. С их помощью можно рассчитать, к примеру, уровень индекса Руфье, для гуманитариев и математиков, дать оценку, а также по гипотетическим (предполагаемым) значениям исходных факторов сделать прогноз реакции ССС на учебную нагрузку.
