При составлении расписания уроков следует учитывать динамику работоспособности учащихся в течение учебного дня и недели. Под работоспособностью понимается способность человека развивать максимум энергии и, экономно расходуя ее, достигать поставленной цели при качественном выполнении умственной и физической работы. Это обеспечивается оптимальным состоянием различных физиологических систем организмапри их синхронной, скоординированной деятельности. Для работы коры головного мозга, как и для других функций организма, характерен суточный биологический ритм. Биоритмальная кривая возбудимости коры головного мозга и связанная с этимработоспособность учащихся характеризуется их нарастанием с момента пробуждения до 11-12 часов, а затем снижением к 14 - 15 часам, второй подъем работоспособности отмечается с 16 до 18 часов. Работоспособность учащихся всех классов характеризуется относительно невысоким уровнем на первом уроке, в течение которого происходит "врабатывание" организма в учебный процесс - это первая фаза работоспособности. В эту фазу количественные (объем работы, скорость) и качественные (количество ошибок, то есть точность) показателей работы то синхронно улучшаются, то ухудшаются, прежде чем каждый из них достигнет своего оптимума.
За фазой врабатывания следует фаза высокой (оптимальной) работоспособности, когда относительно высокие уровни количественных и качественных показателей согласуются между собой и изменяются синхронно. У младших школьников наиболее высокая работоспособность отмечается на 2-м уроке; на 3-м и особенно на 4-м уроках она уменьшается. У учащихся старших и средних классов повышениеработоспособности наблюдается на 2-м и 3-м уроках, на 4-м она снижается, на 5-м, благодаря включению компенсаторных механизмов, наблюдается временное улучшение работоспособности с резким падением ее на 6-м уроке. Утомительность и малая эффективность 6-го урока подтверждается многочисленными исследованиями. Динамика дневной работоспособности учащихся 11-го класса отличается отсутствием периода повышенной работоспособности на 5-м уроке. Итак, после фазы оптимальной работоспособности начинает развиваться утомление, что определяет третью фазу работоспособности. Утомление проявляется сначала в несущественном, а затем резком снижении эффективности работы. Этот скачок в падении работоспособности указывает на предел эффективной работы и является сигналом к ее прекращению.
Падение работоспособности на первом этапе выражается также в рассогласовании количественных и качественных показателей: объем работы оказывается высоким, а точность - низкой. На втором этапе снижения работоспособности согласованно ухудшаются оба показателя. Динамика работоспособности учащихся в течение недели также имеет свои характерные особенности. В понедельник работоспособность учащихся относительно невысока, что связано с врабатыванием после воскресного дня. Во вторник и среду работоспособность наибольшая, в четверг она несколько снижается, достигает минимума в пятницу. В субботу у учащихся средних и старших классов (за исключением 11-х) работоспособность несколько повышается, что объясняется эмоциональным подъемом в связи с предстоящим отдыхом.
33. Утомление и переутомление. Фазы утомления на уроке. Роль учителя в предупреждении утомления и переутомления .
При активной умственной работе возрастает потребность мозга в питательных веществах, возникает кислородный дефицит, снижающий жизнедеятельность мозга, в результате чего наступает утомление или переутомление, проявляющееся снижением восприятия и работоспособности.
Утомление - это состояние организма, вызванное работой, при которой временно понижается работоспособность, изменяются функции организма и появляется субъективное ощущение усталости. Снижение работоспособности не всегда является симптомом утомления. Например, неблагоприятные условия труда (нарушение температурного режима, монотонный шум, недостаточное освещение и т.д.) могут вести к снижению работоспособности. Утомление, субъективно ощущаемое как усталость, появляется у каждого человека, как правило, к концу рабочего дня. Субъективными симптомами утомления являются: тяжесть в голове и конечностях; вялость, разбитость и общая слабость; трудность выполнения работы.
К характерным объективным признакам утомления следует отнести: ослабление внимания к выполняемой работе и окружающей среде; неспособность к выработке новых полезных навыков и ослабление ранее приобретенных автоматических навыков; нарушение координации функций и замедление темпа выполняемой работы; нарушение рабочего ритма и возникновение лишних движении. Следовательно, утомление приводит к возникновению в мозговых центрах охранительного торможения, предотвращается «функциональное истощение» и обеспечивается восстановление работоспособности человека. Однако выраженность усталости не всегда соответствует степени утомления. Здесь важно эмоциональное состояние работающего в отношении выполняемой им гы. Если работа приятная и имеет большую социальную значимость, то усталость у работающего может не проявляться в течение длительного времени. В то же время при бесцельной, бесплатной, малоприятной работе усталость может возникнуть тогда, когда объективно утомление еще далеко не наступило.
Таким образом, утомление - это нормальное физиологическое состояние организма. Физиологические процессы, приводящие к утомлению, биологически полезны, так как они являются стимулятором восстановительных процессов, обеспечивающих повышение работоспособности в ходе упражнения, т.е., наступив сегодня, оно ставится предпосылкой роста работоспособности завтра. Работа с умеренным утомлением дает человеку хороший аппетит и содействует хорошему ночному сну.
Переутомление - состояние, при котором даже длительный сон в полной мере не восстанавливает работоспособность. Та работа, которая выполнялась раньше легко, теперь выполняется с трудом, требует напряжения.
Настроение при этом мрачное, возникает раздражительность; падает интерес к жизни, растет недовольство. Человек нередко вступает в споры, конфликтует, него появляется чувство общей усталости еще до начала работы; отсутствует интерес к ней. Возникает апатия, снижается аппетит и кружится и болит голова.
Как видно из вышеизложенного, утомление является закономерной физиологической реакцией организма на выполнение любой работы. Однако целью физиологии является разработка такого комплекса мероприятий, которые бы способствовали более позднему появлению выраженных признаков утомления и обеспечивали длительную работу человека без существенного сниже-|вия работоспособности.
В процессе обучения утомление вызывает не только сама работа, но и ряд других факторов.
Факторы, способствующие утомлению детей
Необходимость удержания позы. Чем младше ребенок, тем короче время, в течение которого он способен сохранять статическую позу (сидя, стоя). Чередование на уроке различных поз облегчает процесс обучения. Даже кратковременное изменение позы позволяет расслабить отдельные группы мышц, а затем снова их напрячь. Для детей полезны специальные упражнения, укрепляющие мышцы спины, конечностей и повышающие их статическую выносливость.
Трудовые действия, совершаемые рукой (письмо, рисование, лепка, вырезание). Они требуют значительного напряжения мышц кисти и всей верхней конечности. Утомление кисти быстро приводит к общему утомлению ребенка.
Причины утомления мышц кисти у детей:
1. незавершенные процессы окостенения кисти. К моменту поступления в школу отмечается лишь частичное окостенение 4 из 8 костей запястья. Полностью процесс костеобразования кисти завершается к 15-16 годам;
2. недостаточное развитие мелких червеобразных мышц кисти. Занятия с ребенком лепкой из глины, пластилина в дошкольном возрасте облегчают процесс обучения письму и ускоряют его;
3. необходимость захвата ручки или карандаша тремя пальцами. Врожденный «хватательный» рефлекс основан на захвате предмета всей кистью. Процесс переучивания - один из наиболее сложных и утомительных. Кроме того, энергия тратится на выполнение пальцами сгибательных и разгибательных движений, обеспечивающих начертание рисунка или написание буквы;
4. отсутствие у младшего школьника опыта и умения расслаблять мышцы кисти при письме и рисовании. «Скованность» кисти приводит к общему утомлению и значительному снижению работоспособности. В результате ребенок не может выполнить письменную работу в срок и качественно. Необходимы кратковременные физические упражнения для кисти, вызывающие расслабление мышц и ускоряющие работу. Общая продолжительность письма в течение урока в первом классе не должна превышать 7-10 мин, непрерывного письма - 3-5 мин.
Напряженная работа нервной и мышечной систем при чтении. Чтение - процесс более утомительный для детей младших классов, чем для старшеклассников. Быстрое утомление младших школьников обусловлено несколькими причинами:
Большим числом остановок глаза на строке для восприятия текста. При чтении происходят движения глаз вдоль строки и от строки к строке. Текст воспринимается в момент остановок глаза. Глаза старших школьников останавливаются на строке 4-6 раз, младших - 10-15 раз. В результате увеличивается нагрузка на глазодвигательные мышцы, быстрее наступает их утомление;
Неспособностью младшего школьника сразу осмыслить содержание строки текста. Глаз вынужден возвращаться к началу строки. Обратные движения глаз утомительны. Так, при чтении одной страницы текста учебника мышцы глаз младшего школьника совершают более 500 движений.
Для предупреждения утомления глаз важны специальные упражнения, основанные на рассмотрении близко расположенных и отдаленных объектов, а также круговые движения глазных яблок при сомкнутых веках. Для профилактики общего утомления школьников на общеобразовательных уроках необходимы физкультпаузы и физкультминутки.
При составлении расписания уроков следует учитывать динамику работоспособности учащихся в течение учебного дня и недели.
Под работоспособностью понимается способность человека развивать максимум энергии и, экономно расходуя ее, достигать поставленной цели при качественном выполнении умственной и физической работы. Это обеспечивается оптимальным состоянием различных физиологических систем организмапри их синхронной, скоординированной деятельности.
Для работы коры головного мозга, как и для других функций организма, характерен суточный биологический ритм. Биоритмальная кривая возбудимости коры головного мозга и связанная с этимработоспособность учащихся характеризуется их нарастанием с момента пробуждения до 11-12 часов, а затем снижением к 14 - 15 часам, второй подъем работоспособности отмечается с 16 до 18 часов.
Работоспособность учащихся всех классов характеризуется относительно невысоким уровнем на первом уроке, в течение которого происходит "врабатывание" организма в учебный процесс - это первая фаза работоспособности. В эту фазу количественные (объем работы, скорость) и качественные (количество ошибок, то есть точность) показателей работы то синхронно улучшаются, то ухудшаются, прежде чем каждый из них достигнет своего оптимума.
За фазой врабатывания следует фаза высокой (оптимальной) работоспособности, когда относительно высокие уровни количественных и качественных показателей согласуются между собой и изменяются синхронно. У младших школьников наиболее высокая работоспособность отмечается на 2-м уроке; на 3-м и особенно на 4-м уроках она уменьшается. У учащихся старших и средних классов повышениеработоспособности наблюдается на 2-м и 3-м уроках, на 4-м она снижается, на 5-м, благодаря включению компенсаторных механизмов, наблюдается временное улучшение работоспособности с резким падением ее на 6-м уроке. Утомительность и малая эффективность 6-го урока подтверждается многочисленными исследованиями. Динамика дневной работоспособности учащихся 11-го класса отличается отсутствием периода повышенной работоспособности на 5-м уроке.
Итак, после фазы оптимальной работоспособности начинает развиваться утомление, что определяет третью фазу работоспособности. Утомление проявляется сначала в несущественном, а затем резком снижении эффективности работы. Этот скачок в падении работоспособности указывает на предел эффективной работы и является сигналом к ее прекращению.
Падение работоспособности на первом этапе выражается также в рассогласовании количественных и качественных показателей: объем работы оказывается высоким, а точность - низкой. На втором этапе снижения работоспособности согласованно ухудшаются оба показателя.
Динамика работоспособности учащихся в течение недели также имеет свои характерные особенности. В понедельник работоспособность учащихся относительно невысока, что связано с врабатыванием после воскресного дня. Во вторник и среду работоспособность наибольшая, в четверг она несколько снижается, достигает минимума в пятницу. В субботу у учащихся средних и старших классов (за исключением 11-х) работоспособность несколько повышается, что объясняется эмоциональным подъемом в связи с предстоящим отдыхом.
33. Утомление и переутомление. Фазы утомления на уроке. Роль учителя в предупреждении утомления и переутомления .
При активной умственной работе возрастает потребность мозга в питательных веществах, возникает кислородный дефицит, снижающий жизнедеятельность мозга, в результате чего наступает утомление или переутомление, проявляющееся снижением восприятия и работоспособности.
Утомление - это состояние организма, вызванное работой, при которой временно понижается работоспособность, изменяются функции организма и появляется субъективное ощущение усталости. Снижение работоспособности не всегда является симптомом утомления. Например, неблагоприятные условия труда (нарушение температурного режима, монотонный шум, недостаточное освещение и т.д.) могут вести к снижению работоспособности. Утомление, субъективно ощущаемое как усталость, появляется у каждого человека, как правило, к концу рабочего дня. Субъективными симптомами утомления являются: тяжесть в голове и конечностях; вялость, разбитость и общая слабость; трудность выполнения работы.
К характерным объективным признакам утомления следует отнести: ослабление внимания к выполняемой работе и окружающей среде; неспособность к выработке новых полезных навыков и ослабление ранее приобретенных автоматических навыков; нарушение координации функций и замедление темпа выполняемой работы; нарушение рабочего ритма и возникновение лишних движении. Следовательно, утомление приводит к возникновению в мозговых центрах охранительного торможения, предотвращается «функциональное истощение» и обеспечивается восстановление работоспособности человека. Однако выраженность усталости не всегда соответствует степени утомления. Здесь важно эмоциональное состояние работающего в отношении выполняемой им гы. Если работа приятная и имеет большую социальную значимость, то усталость у работающего может не проявляться в течение длительного времени. В то же время при бесцельной, бесплатной, малоприятной работе усталость может возникнуть тогда, когда объективно утомление еще далеко не наступило.
Таким образом, утомление - это нормальное физиологическое состояние организма. Физиологические процессы, приводящие к утомлению, биологически полезны, так как они являются стимулятором восстановительных процессов, обеспечивающих повышение работоспособности в ходе упражнения, т.е., наступив сегодня, оно ставится предпосылкой роста работоспособности завтра. Работа с умеренным утомлением дает человеку хороший аппетит и содействует хорошему ночному сну.
Переутомление - состояние, при котором даже длительный сон в полной мере не восстанавливает работоспособность. Та работа, которая выполнялась раньше легко, теперь выполняется с трудом, требует напряжения.
Настроение при этом мрачное, возникает раздражительность; падает интерес к жизни, растет недовольство. Человек нередко вступает в споры, конфликтует, него появляется чувство общей усталости еще до начала работы; отсутствует интерес к ней. Возникает апатия, снижается аппетит и кружится и болит голова.
Как видно из вышеизложенного, утомление является закономерной физиологической реакцией организма на выполнение любой работы. Однако целью физиологии является разработка такого комплекса мероприятий, которые бы способствовали более позднему появлению выраженных признаков утомления и обеспечивали длительную работу человека без существенного сниже-|вия работоспособности.
В процессе обучения утомление вызывает не только сама работа, но и ряд других факторов.
Проблема работоспособности человека, и в частности учащихся, относится к числу важнейших проблем не только гигиены, но также физиологии, психологии и педагогики.
Гигиенистами эта проблема разрабатывалась и разрабатывается в непосредственной связи с другими проблемами гигиены детства, особенно состоянием здоровья и физического развития, рациональной организацией различных видов деятельности и отдыха детей и подростков.
Врачи, педагоги и общественные деятели, проявляя в разные периоды развития общества неизменно много внимания правильному решению оздоровительных и воспитательно-образовательных задач в отношении подрастающего поколения, прямо или косвенно затрагивали проблему работоспособности организма ребенка.
Стремление как-то влиять на работоспособность ребенка, оградить его от чрезмерного утомления впервые возникло, очевидно, с началом систематического общественного обучения детей, которое в России, если судить по записям Лаврентьевской «Повести временных лет» (от 988 г.) и Софийской первой летописи (от 1030 г.), начинается в IX и X веках. Уже в таких литературных памятниках старины, как «Поучение Владимира Мономаха детям», коншинский список - «Домострой», «Гражданство обычаев детских», «Юности честное зерцало, или Показания к житейскому обхождению», «Регламент или устав духовный коллегии», встречаются указания об элементарных правилах личной гигиены.
В середине XIX века К. И. Грум-Гржимайло первый в России последовательно разработал (основываясь на своем богатом врачебном опыте) распорядок жизни учащихся.
С середины XIX - века в России и многих других государствах Европы появляются работы врачей-физиологов и педагогов, посвященные изучению режима дня учащихся, их учебной нагрузки, состояния здоровья и динамики работоспособности.
Именно с этого периода начинается систематическое накопление фактического материала, включающего не только результаты наблюдений, но и специально поставленных экспериментальных исследований, проведенных на учащихся учебных заведений разного типа. На основе фактов возникают научные гипотезы, нуждающиеся в проверке опытом.
Таким образом, постепенно формируется в самостоятельную научную дисциплину школьная гигиена , задачей которой становится правильное познание закономерностей жизни и деятельности детей, пока преимущественно школьного возраста, раскрытие путей использования выявленных закономерностей для рациональной организации обучения учащихся и охраны их здоровья.
В 1882 году В. Г. Нестеров изучает состояние здоровья воспитанников мужской гимназии и констатирует у 32% учащихся наличие различных нервных расстройств, распространенность которых прогрессивно нарастает от младших к старшим классам. В последних классах нервные расстройства встречаются у учащихся в 3-9 раз чаще, чем в первые годы обучения. Такое явление было поставлено в прямую связь с чрезмерным обременением учащихся учебной работой.
Аналогичные исследования были проведены в Дании, Швеции и других государствах. В этих исследованиях состояние здоровья учащихся было сопоставлено с условиями их обучения, главным образом с дневной учебной нагрузкой - числом часов, затрачиваемых на учебные занятия в школе и дома. Исследователи обратили внимание на большую распространенность заболеваний среди тех учащихся, которые затрачивали на ежедневные учебные занятия больше времени, чем в среднем приходилось на одного учащегося.
В ряде других работ было установлено ухудшение работоспособности учащихся во всех классах под влиянием учебной работы, что выражалось в нарастании числа ошибок в диктантах и при счете, снижении мышечной силы и кожной чувствительности.
И. А. Сикорский выявил, что к концу учебных занятий в классе, вследствие снижения способности различения букв, сходных по звучанию или начертанию, учащиеся делали ошибки в диктантах в среднем на 33% больше, чем в начале занятий. Эти описки и ошибки не зависели от знания правил правописания.
Ф. К. Телятник, используя методику дозирования работы, проследил изменение качественных показателей работоспособности учащихся от первого урока к пятому.
Дозированная работа включала: а) подсчет букв в печатном тексте, б) решение арифметических примеров, в) запоминание слов и чисел с последующим их написанием, г) припоминание слов и чисел, которые необходимо было запомнить при чтении текста и решении примеров. За эталон - 100% по каждому из четырех оцениваемых показателей - принималось число заданий, приходящихся на весь коллектив. С этим эталоном соотносился объем правильно выполненных заданий. Допустим, 24 человека решают по 4 задачи, тогда общее число их равно 96, что принимается за 100%. Если при этом правильно выполнено 76 заданий, то это составляет 79%.
Таким образом, Ф. К. Телятник получал показатели, отражающие, как он считал, состояние психических функций. В нашем же понимании дозированные задания позволяли выявить величину качественных показателей работоспособности организма. От первого урока (9 часов утра) к пятому (3 часа) у учащихся была выражена одинаковая направленность в изменении трех показателей в сторону их снижения на 7, 13, 24%.
Л. Бургерштейн установил снижение работоспособности учащихся от начала к концу астрономического часа. В течение этого часа учащиеся четырехкратно по 10 минут производили простые, вполне освоенные ими вычисления.
Процент ошибок от первых 10 минут работы к последним 10 минутам увеличивался в два раза, тогда как количество решенных примеров уменьшалось. Наиболее интенсивное ухудшение качества работы приходилось на третьи 10 минут. Следовательно, выраженное снижение работоспособности организма наступало у учащихся (12-13 лет) уже спустя первые полчаса работы.
Подобное же снижение работоспособности учащихся выявил Л. Гёпфнер, используя методику написания диктантов.
Р. Келлер, основываясь на наблюдениях Моссо, использовал эргографическую методику и исследовал динамику мышечной работоспособности у учащихся при умственной работе. Последняя требовала час времени и заключалась в чтении латинского и немецкого текстов. Из общего времени работы - 60 минут - чтение текста занимало 30 минут. Было установлено, что такая умственная работа приводит к снижению мышечной работоспособности. К концу первого часа работы величина показателя мышечной работоспособности снижалась на 7-23%; к концу же второго часа, несмотря на более чем часовой перерыв в умственной работе (покой), мышечная работоспособность падала на 25-39%. Чтение латинского текста представляло собой более напряженную умственную работу, чем чтение текста на родном языке.
Изменение мышечной работоспособности под влиянием работы исследовал у учащихся и Ф. Кемсиес, который установил снижение работоспособности мышц после непродолжительной умственной или физической работы. Уроки, требующие особенно большого умственного напряжения (математика, иностранные языки), влекут через короткое время снижение мышечной силы. Занятия географией, естествознанием, историей, как менее утомительные, не сказываются существенным образом на изменении силы мышц.
X. Грисбах выявил зависимость между продолжительностью учебных занятий детей и снижением у них кожной чувствительности (увеличение порога ощущения): через два часа после начала занятий порог увеличивался более чем в полтора раза, а после пяти уроков - более чем в два раза.
Т. Ваннод при исследовании учащихся средних общеобразовательных школ также получил данные, которые убедительно свидетельствуют о снижении у учащихся кожной чувствительности в течение учебного дня под влиянием умственной работы и постепенном повышении ее после длительного отдыха.
Исследования Л. Вагнера выявили аналогичную картину: порог ощущения у учащихся к концу уроков повышался и они покидали школу в состоянии сильного утомления.
В большинстве исследований этого периода использовалась только одна из трех частных методик - эргография, эстесиометрия, дозирование работы (подсчет букв, написание диктантов, решение задач, сложение цифр). Но уже тогда многие авторы указывали, что изучение состояния организма с применением только одной методики не дает в полной мере характеристики работоспособности детей. Многие работы при большом возрастном диапазоне (от 7-8 до 14-18 лет) объекта исследования имели крайне недостаточную количественную насыщенность отдельных возрастно-половых групп. Не уделялось необходимого внимания отбору испытуемых по их состоянию здоровья, физическому развитию, успеваемости. Одновременно с этим не всегда учитывались и экзогенные факторы (условия внешней среды в процессе учебных занятий, режим дня детей и пр.), которые так или иначе сказываются на работоспособности организма.
Таким образом, во многих исследованиях не соблюдались прочие равные условия, с чем, вероятно, и связаны зачастую противоречивые результаты, которые получали отдельные авторы.
Однако в меру своих знаний и сил гигиенисты, физиологи, педиатры, психиатры и педагоги стремились в законодательном порядке нормировать главным образом классные учебные занятия и улучшить условия их проведения, хотя многие рекомендации все же продолжали носить умозрительный характер.
Последнее объяснялось не только недостаточной тщательностью и последовательностью исследований, но в значительной мере и уровнем развития некоторых биологических наук.
Общая физиология, возрастные физиология и морфология, являющиеся естественнонаучной основой гигиены детей и подростков, в силу присущего им в то время развития не могли вооружить гигиенистов и педиатров теоретическими положениями, используя которые стало бы возможным более глубоко экспериментировать и объяснять результаты обобщения фактического материала.
Даже один из основоположников отечественной школьной гигиены Ф. Ф. Эрисман, считавший, что гигиена должна базироваться на данных физиологии, порой выдвигал ошибочные положения.
Эти положения были ошибочными именно потому, что физиология сама не располагала целым рядом известных нам теперь законов.
С открытием И. П. Павловым условного рефлекса становится очевидным, что основной функцией центральной нервной системы является образование положительных и отрицательных временных связей, обеспечивающих приспособление организма к непрерывно меняющимся и сложным условиям внешней среды.
Закономерности высшей нервной деятельности, вскрытые физиологами, являются исходными положениями, на основе которых становится возможным дать теоретическое обоснование необходимости последовательного чередования труда и отдыха детей. С позиции учения о стереотипии, о ценных условных рефлексах, рефлексах на время и обстановку, о ритмической деятельности, которая «особенно легка и выгодна» организму, находят свое объяснение гигиенические рекомендации о выполнении учащимися различных видов деятельности и отдыха в одни и те же часы.
Физиологическое учение о мозаичности коры головного мозга, возбуждении и торможении, иррадиации и концентрации, взаимной индукции наряду со специальными исследованиями состояния различных функций в процессе учебных занятий, труда и отдыха школьника позволяет обосновать целесообразность чередования различных видов деятельности для сохранения работоспособности на относительно высоком уровне в течение длительного времени.
Законами высшей нервной деятельности объясняется и преимущество активного отдыха перед неорганизованным пассивным отдыхом, необходимость нормирования активного отдыха по продолжительности и интенсивности физической нагрузки.
Одновременно с основными теоретическими положениями общей физиологии и физиологии высшей нервной деятельности гигиенисты, особенно с 40-х годов XX века, широко используют результаты возрастной физиологии и морфологии ребенка. Эти науки вооружают гигиену детей и подростков знаниями о росте и развитии организма ребенка, о его анатомо-физиологических особенностях на разных возрастных этапах развития. Без этих знаний не представляется возможным развитие школьной гигиены, разработка одной из важнейших ее проблем - проблемы работоспособности детей и подростков.
Только знание возрастных особенностей нервной системы, формирования костно-мышечной системы, становления двигательного и других анализаторов, особенностей сердечно-сосудистой и дыхательной систем позволяют правильно подойти к изучению работоспособности организма и нормированию физических упражнений, занятий спортом, трудовой деятельности в дошкольном, школьном и юношеском возрасте.
Только знание основных законов высшей нервной деятельности, возрастных и типологических особенностей высшей нервной деятельности ребенка на разных возрастных этапах являются предпосылками правильного подхода к разработке педагогического процесса, к толкованию фактических результатов наблюдений и экспериментов, которые гигиенисты проводят в этом направлении.
Таким образом, опираясь на положения физиологии, на возрастную физиологию, морфологию и биохимию как на естественнонаучную основу школьной гигиены, гигиенисты выявляют и вскрывают закономерности изменения работоспособности и различных физиологических функций детей и подростков под влиянием эндогенных и экзогенных факторов.
На основании результатов наблюдений и экспериментов применительно к морфофизиологическим особенностям, функциональным возможностям и адаптивным способностям детского организма на разных этапах его формирования устанавливаются нормативные требования и правила. Эти требования и правила служат созданию условий оптимального взаимодействия растущего и развивающегося организма ребенка с непрерывно меняющимися факторами внешней среды.
Естественно, что создание оптимальных условий взаимодействия организма со средой не сводится лишь к приспособлению факторов внешней среды к морфофизиологическим особенностям и функциональным возможностям ребенка на том или ином этапе его развития. Создание оптимальных условий взаимодействия организма ребенка со средой предполагает также и систему целенаправленного активного влияния на рост и развитие ребенка, целенаправленного повышения его работоспособности и функциональных возможностей, расширение границ приспособления, повышение общей и иммунобиологической реактивности.
Основным методом исследования при решении всех этих задач является метод естественного эксперимента. Однако в работах гигиенистов естественный эксперимент применяется не в том его виде, в каком он был впервые введен в психологию А. Ф. Лазурским.
Гигиенисты не просто изучают ребенка в обычной обстановке, в которой он живет. Очень часто эта естественная обстановка не в полной мере отвечает требованиям гигиены. Это несоответствие может в той или иной мере исказить данные, которые исследователь полагал получить согласно рабочей гипотезе. Следовательно, естественный эксперимент должен быть гигиенизирован.
Сущность метода естественного эксперимента, используемого гигиенистами, сводится к изучению реакций организма на внешние факторы при обычных условиях жизни. Выявляются реакции организма с помощью разнообразных физиологических методик, а факторы среды - физико-химическими или микробиологическими методиками. Последние позволяют постоянно контролировать факторы внешней среды и приводить их там, где это возможно, в соответствие с гигиеническими нормативами и требованиями или строго учитывать отклонения. Чистота естественного эксперимента требует, чтобы и другие его условия были равными: физическое развитие и состояние здоровья исследуемых детей, их режим дня, особенно продолжительность сна, отдыха, регулярность и полноценность питания.
Такая организация естественного эксперимента позволяет, при широком использовании частных физиологических методик, выявить изменения в организме непосредственно под влиянием того или иного фактора, подлежащего изучению. Из частных физиологических методик в естественном эксперименте используется одновременно несколько, так как результаты исследования одной какой-либо функции не дают представления об изменениях организма в целом и, следовательно, не являются достаточными для нормирования того или иного действующего фактора. В большинстве исследований по нормированию учебных занятий, общественно полезного и производительного труда детей школьного возраста изучались общая и мышечная работоспособность, точность и координация движений, высшая нервная деятельность и вегетативная реактивность, состояние зрительных функций, порога слуховой чувствительности, физико-химический состав крови, гемодинамические сдвиги, общая и иммунобиологическая реактивность организма и др.
В большинстве исследований использовались те методики, которые не требуют много времени, в большей или меньшей мере адекватны действующему фактору, не утомляют сами по себе организм и не снижают его работоспособности.
В 50-е годы прошлого века исследование работоспособности и других физиологических реакций организма учащихся в целях разработки нормативных требований к организации различных видов деятельности нередко производилось комплексно гигиенистами нескольких институтов.
Особенно интенсивно проводились исследования работоспособности школьников начиная с 1950/51 учебного года. Результаты этих исследований являются основанием гигиенического нормирования учебной работы и трудовой деятельности учащихся.
Так, исследования работоспособности школьников первого класса показали, что наиболее эффективным для детей 7-летнего возраста является урок продолжительностью 30-35 минут.
Результаты экспериментальных исследований домашней учебной нагрузки школьников, изучения их работоспособности, зрительных функций и двигательной хронаксии в течение учебного дня явились основанием к нормированию продолжительности приготовления уроков учащимися I, III, IV, V, VII и IX классов.
Динамика работоспособности, функциональных изменений высшей нервной деятельности и координации движений у учащихся, выявленная в процессе учебных занятий, труда, физических упражнений, показала, насколько велико гигиеническое значение чередования различных видов деятельности не только в течение дня, но и недели.
Было выяснено, что эффект переключения с одного на другой, качественно иной вид деятельности зависит от предшествовавшего ей функционального состояния центральной нервной системы.
Подобная же зависимость отмечена в исследованиях по установлению наиболее эффективной продолжительности, содержания и условий проведения отдыха учащихся в процессе учебных занятий и в перерыве между занятиями в школе и приготовлением уроков. Специальные исследования работоспособности, высшей нервной деятельности и вегетативной реактивности проводились с целью нормирования продолжительности сна практически здоровых учащихся, школьников, страдающих туберкулезом и ревматизмом , а также детей с функциональными отклонениями в состоянии нервной системы.
Изучалась также работоспособность учащихся, страдающих туберкулезной интоксикацией, ревматизмом и обучающихся в массовой школе или специальных лечебно-оздоровительных учреждениях, в целях нормирования их учебной нагрузки и труда.
Результаты исследования динамики работоспособности и других физиологических реакций у воспитанников школ-интернатов и у учащихся школ с продленным днем показали, что в I-IV классах возможно перенести самостоятельное выполнение уроков на первую половину учебного дня (до 14 часов). При этом после трех уроков с учителем организуется часовой перерыв, который дети проводят на воздухе в играх малой и средней подвижности. После такого высокоэффективного активного отдыха, способствующего подъему работоспособности и восстановлению оптимального уровня других физиологических функций организма, учащиеся возвращаются в свое учебное помещение и в присутствии учителя самостоятельно выполняют задания. Занятия физической культурой, трудом, пением проводятся после 16 часов.
На основании изучения динамики общей и мышечной работоспособности, координации движений и вегетативных функций организма детей и подростков в процессе их общественно полезного и производительного труда стало возможным выявить наиболее целесообразные формы организации этого вида деятельности учащихся среднего и старшего школьного возраста.
Сравнительное изучение динамики работоспособности юношей и девушек при работе их в разных условиях организации выявило гигиеническое преимущество учебно-производственных мастерских.
В учебно-производственных мастерских при школах могут быть обеспечены более высокие гигиенические условия (оптимальная освещенность рабочих мест, комфортный микроклимат, меньшие уровни шума) и более целесообразно организован сам труд.
В основу нормирования режима труда и установления соответственных норм выработки учащихся сельских школ в ученических производственных бригадах по профилям овощевод, полевод, механизатор, садовод-виноградарь также были положены результаты изучения динамики работоспособности и вегетативных функций организма юношей и девушек 15-17 лет в процессе труда при тщательном контроле за метеорологическими условиями, отдыхом и всем режимом дня.
Динамика работоспособности организма работающих подростков - учащихся вечерних школ - и изменение у них вегетативной реактивности явились основанием к разработке гигиенических рекомендаций, касающихся организации учебных занятий, продолжительности и содержания отдыха после окончания работы и перед началом занятий юношей и девушек в вечерней школе.
Состояние и динамика так называемой «общей» работоспособности организма, изменение зрительных функций, силы, выносливости к статическим и динамическим нагрузкам, координации движений и т. д. явились основаниями для нормирования таких факторов внешней среды, как уровня естественной и искусственной освещенности учебных помещений, внешнего оформления учебных книг и наглядных пособий, размеров и веса автоматических ручек для учащихся начальной школы, оборудования классных комнат и кабинетов черчения, планировки и благоустройства школ и школ-интернатов, воздушно-теплового режима гимнастических залов и классных комнат, окраски учебной мебели и оборудования школьных слесарных мастерских.
Таким образом, изучение динамики работоспособности и других физиологических функций организма детей и подростков позволило гигиенистам нормировать в возрастном аспекте основные виды деятельности учащихся различных школ (городская и сельская массовая общеобразовательная школа, школа с продленным днем, школа-интернат), лечебно-оздоровительных учреждений разного профиля, вечерней (сменной) школы, а также рекомендовать для практического использования примерные распорядки дня, разработанные с учетом местных условий.
Придерживаясь этих гигиенических рекомендаций, учебно-воспитательное или лечебно-воспитательное учреждение может поддерживать работоспособность воспитанников на относительно высоком уровне и повысить благодаря этому эффективность обучения, а также более успешно решать задачу укрепления здоровья и совершенствования функциональных возможностей подрастающего поколения.
Объективные и субъективные факторы обучения и реакция на них организма студентов
Существуют объективные и субъективные факторы обучения, отражающиеся на психофизиологическом состоянии студентов, объективным факторам относят среду жизнедеятельности и учебного труда студентов, возраст, пол, состояние здоровья, общую учебную Нагрузку, отдых, в том числе активный. К субъективным факторам следует отнести: знания, профессиональные способности, мотивацию учения, работоспособность, нервно-психическую устойчивость, темп учебной деятельности, утомляемость, психофизические возможности, личностные качества (особенности характера, темперамент, коммуникабельность), способность адаптироваться к социальным условиям обучения в вузе.
Учебное время студентов в среднем составляет 52--58 ч в неделю, включая самоподготовку), т.е. ежедневная учебная нагрузка равна 8--9 ч, следовательно, их рабочий день один из самых продолжительных. Значительная часть студентов (около 57%), не умея планировать свой бюджет времени, занимаются самоподготовкой и по выходным дням.
Студентам сложно адаптироваться к обучению в вузе, ведь вчерашние школьники попадают в новые условия учебной деятельности, новые жизненные ситуации.
Критический и сложный для студентов экзаменационный период -- один из вариантов стрессовой ситуации, протекающей в большинстве случаев в условиях дефицита времени. В этот период интеллектуально-эмоциональной сфере студентов предъявляются повышенные требования.
Совокупность объективных и субъективных факторов, негативно воздействующих на организм студентов, при определенных условиях способствует появлению сердечно-сосудистых, нервных, психических заболеваний.
Изменение состояния организма студента под влиянием различных режимов и условий обучения
В процессе умственного труда основная нагрузка приходится на центральную нервную систему, ее высший отдел -- головной мозг, обеспечивающий протекание психических процессов -- восприятия, внимания, памяти, мышления, эмоций.
Выявлено отрицательное воздействие на организм длительного пребывания в характерной для лиц умственного труда «сидячей» позе. При этом кровь скапливается в сосудах, расположенных ниже сердца. Уменьшается объем циркулирующей крови, что ухудшает кровоснабжение ряда органов, в том числе мозга. Ухудшается венозное кровообращение. Когда мышцы не работают, вены переполняются кровью, движение ее замедляется. Сосуды быстрее теряют свою эластичность, растягиваются. Ухудшается движение крови и по сонным артериям головного мозга. Помимо этого, уменьшение размаха движений диафрагмы отрицательно сказывается на функции дыхательной системы.
Кратковременная интенсивная умственная работа вызывает учащение сердечных сокращений, длительная работа -- замедление. Иное дело, когда умственная деятельность связана с эмоциональными факторами, нервно-психическим напряжением. Так, до начала учебной работы у студентов была зафиксирована частота пульса, в среднем, 70,6 удар/мин; при выполнении относительно спокойной учебной работы -- 77,4 удар/мин. Такая же работа средней степени напряженности повысила пульс до 83,5 удар/мин, а при сильном напряжении до 93,1 удар/мин. При эмоционально напряженном труде дыхание становится неравномерным. Насыщение крови кислородом может снижаться на 80%.
В процессе длительной и напряженной учебной деятельности наступает состояние утомления. Основной фактор утомления -- сама учебная деятельность. Однако утомление, возникающее в процессе ее, может быть значительно осложнено дополнительными факторами, которые также вызывают утомление (например, плохая организация режима жизнедеятельности). Кроме того, необходимо учитывать ряд факторов, которые сами по себе не вызывают утомления, но способствуют его появлению (хронические заболевания, плохое физическое развитие, нерегулярное питание и др.).
Работоспособность и влияние на нее различных факторов
Работоспособность -- это способность человека выполнять конкретную деятельность в рамках заданных временных лимитов и параметров эффективности. С одной стороны, она отражает возможности биологической природы человека, служит показателем его дееспособности, с другой -- выражает его социальную сущность, являясь показателем успешности овладения требованиями какой-то конкретной деятельности.
В каждый момент работоспособность определяется воздействием разнообразных внешних и внутренних факторов не только по отдельности, но и в их сочетании. Эти факторы можно разделить на три основные группы: 1-я -- физиологического характера -- состояние здоровья, сердечно-сосудистой системы, дыхательной и другие; 2-я -- физического характера -- степень и характер освещенности помещения, температура воздуха, уровень шума и другие; 3-я психического характеpa -- самочувствие, настроение, мотивация и др.
В определенной мере работоспособность в учебной деятельности зависит от свойств личности, особенностей нервной системы, темперамента. Интерес к эмоционально привлекательной учебной работе увеличивает продолжительность ее выполнения. Результативность выполнения оказывает стимулирующее воздействие на сохранение более высокого уровня работоспособности. В то же время мотив похвалы, указания или порицания может быть чрезмерным по силе воздействия, вызвать настолько сильные переживания за результаты работы, что никакие волевые усилия не позволят справиться с ними, что приводит к снижению работоспособности. Поэтому условием высокого уровня работоспособности является оптимальное эмоциональное напряжение.
Установка также влияет на эффективность работоспособности. Например, у студентов, ориентированных на систематическое усвоение учебной информации, процесс и кривая ее забывания после сдачи экзамена носят характер медленного снижения. В условиях относительно кратковременной умственной работы причиной снижения работоспособности может стать угасание ее новизны. У лиц с высоким уровнем нейротизмa обнаружена более высокая способность к усвоению информации, но более низкий эффект ее использования, по сравнению с лицами более низкого уровня нейротизма.
Влияние на работоспособность периодичности ритмических процессов в организме
Высокая работоспособность обеспечивается только в том случае, если жизненный ритм правильно согласуется со свойственными организму естественными биологическими ритмами его психофизиологических функций. Различают студентов с устойчивой стереотипностью изменения работоспособности. Студенты, отнесенные к «утреннему» так называемые жаворонки. Для них характерно то, что они встают рано, с утра бодры, жизнерадостны, приподнятое настроение сохраняют в утренние и дневные часы. Наиболее работоспособны с 9 до 14 ч. Вечером их работоспособность заметно снижается. Это -- тип наиболее адаптированных к существующему режиму обучения студентов, поскольку их биологический ритм совпадает с социальным ритмом дневного вуза. Студенты «вечернего» типа -- «совы» -- наиболее работоспособны с 18 до 24 ч. Они поздно ложатся спать, часто не высыпаются, нередко опаздывают на занятия; в первой половине дня заторможены, поэтому находятся в наименее благоприятных условиях, обучаясь на дневном отделении вуза. Очевидно, период снижения работоспособности студентов обоих типов целесообразно использовать для отдыха, обеда, если же необходимо заниматься, то наименее трудными дисциплинами. Для «сов» целесообразно с 18 ч устраивать консультации и занятия по наиболее сложным разделам программы.
Общие закономерности изменения работоспособности студентов в процессе обучения
Под влиянием учебно-трудовой деятельности работоспособность студентов претерпевает изменения, которые отчетливо наблюдаются в течение дня, недели, на протяжении каждого полугодия и учебного года в целом.
Динамика умственной работоспособности в недельном учебном цикле характеризуется последовательной сменой периода врабатывания в начале недели (понедельник), что связано с вхождением в привычный режим учебной работы после отдыха в выходной день. В середине недели (вторник--четверг) наблюдается период устойчивой, высокой работоспособности. К концу недели (пятница, суббота) отмечается процесс ее снижения.
В начале учебного года процесс полноценной реализации учебно-трудовых возможностей студентов затягивается до 3--3,5 нед. (период врабатывания), сопровождаемый постепенным повышением уровня работоспособности. Затем наступает период устойчивой работоспособности длительностью 2,5 мес. С началом зачетной сессии в декабре, когда на фоне продолжающихся учебных занятий студенты готовятся и сдают зачеты, ежедневная нагрузка увеличивается в среднем до 11--13 ч в сочетании с эмоциональными переживаниями -- работоспособность начинает снижаться. В период экзаменов снижение кривой работоспособности усиливается.
Типы изменений умственной работоспособности студентов
Исследования показывают, что работоспособность у студентов имеет разные уровни и типы изменений, что влияет на качество и объем выполняемой работы. В большинстве случаев студенты, имеющие устойчивый и многосторонний интерес к учебе, обладают высоким уровнем работоспособности; лица с неустойчивым, эпизодическим интересом имеют преимущественно пониженный уровень работоспособности.
По типу изменений работоспособности в учебном труде выделяют усиливающийся, неровный, ослабевающий и ровный типы, связывая их с типологическими особенностями. Так, к усиливающемуся типу относят преимущественно лиц с сильным типом нервной системы, способных длительное время заниматься умственным трудом. К неровному и ослабевающему типам относят лиц с преимущественно слабой нервной системой.
Состояние и работоспособность студентов в экзаменационный период
Экзамены для студентов -- это критический момент в учебной деятельности, когда подводятся итоги учебной работы за семестр. Решается вопрос о соответствии студента уровню вуза, получении стипендии, о самоутверждении личности и др. Экзаменационная ситуация -- это всегда некая неопределенность исхода, что позволяет оценивать ее как сильный эмоциогенный фактор. Неоднократно повторяемые экзаменационные ситуации сопровождаются эмоциональными переживаниями, индивидуально различными, что создает доминантное состояние эмоциональной напряженности. Экзамены -- определенный стимул к увеличению объема, продолжительности и интенсивности учебного труда студентов, мобилизации всех сил организма.
Во время экзаменов повышается «стоимость» учебного труда студентов. Об этом свидетельствуют факты снижения массы тела за период экзаменов на 1,6--3,4 кг. Причем в большей степени это присуще тем студентам, реактивность которых на экзаменационную ситуацию повышена.
Согласно данным у первокурсников наблюдается наиболее высокий градиент умственной работоспособности. На последующих годах обучения его величина уменьшается, что свидетельствует о лучшей адаптации студентов к условиям экзаменационного периода. В весеннюю сессию градиент работоспособности нарастает по сравнению с зимней сессией.
НЕДЕЛЬНАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ УЧАЩИХСЯ
При подготовке к уроку следует учитывать работоспособность учащихся. Приведем таблицу, отражающую динамику недельной работоспособности учащихся средних классов.
дни недели | 1 урок | 2 урок | 3 урок | 4 урок | 5 урок | 6 урок | 7 урок |
Понедельник | |||||||
Вторник | |||||||
Среда | |||||||
Четверг | |||||||
Пятница |
Здесь В означает высокую работоспособность детей, это - благоприятная зона, С - среднюю работоспособность, удовлетворительную зону, Н - низкую работоспособность, неудовлетворительную зону.
При сниженной работоспособности происходит снижение психических функций ученика - восприятия, внимания, памяти, интереса, воли и т.д. При этом нарушаются и физиологические функции - изменяется частота пульса, повышается кровяное давление, увеличивается частота дыхания, температура тела, потовыделение и т.д.
Важнейшим фактором повышения эффективности урока является поддержание на высоком уровне работоспособности учащихся. Каковы же способы повышения работоспособности детей в удовлетворительной и даже в неудовлетворительной зонах? Представим себе, как происходит утомление. Каждый вид деятельности управляется определенным участком коры головного мозга. Длительное занятие однородной деятельностью вызывает в соответствующем участке торможение, которое захватывает соседние участки. Возникает защитное, или запредельное, торможение нервных клеток, прекращается их функционирование, то есть способность отвечать на раздражители. Утомление вызывает и лёгкая, однообразная, длительная работа. Быстро наступает утомление при выполнении неинтересной работы.
Если разумно переключить учащихся с одного вида деятельности на другой, то на шестом уроке их работоспособность может даже повыситься. Так, рекомендуется в зоне В проводить смену видов деятельности до 3-5 раз, в зоне С - до 5-7 раз, в зоне Н - до 9 раз.
Как может происходить эта смена? Рассказ учителя (5-7 минут), сопровождающийся, по возможности, демонстрацией наглядности, сменяется работой учащихся с книгой (чтение текста, работа со справочным материалом, с рисунками, ответы на вопросы в конце параграфа и пр.), составлением задач, решением их, подбором примеров и т.п.
Следует избегать таких ситуаций, когда учитель меняет методы обучения, а деятельность учеников однотипна. В средних классах длительность непрерывного говорения учителя не должна превышать 10-15 минут.
Нужно продумать место и продолжительность самостоятельной работы учащихся на уроке. Если в начале урока дать самостоятельную работу на 18-20 минут, то это неблагоприятно влияет на работоспособность детей: им трудно сосредоточиться на изучении нового материала.
