Проблема работоспособности школьников

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.

Предложенные им конкретные рекомендации позволяли педагогам и родителям в какой-то мере ограждать детей от чрезмерного утомления, а следовательно, и от резкого снижения работоспособности и ослабления защитных сил организма.

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.