CC BY
41
УДК 378.17:378.147:53 ББК 74.58:51.204
Старикова Елена Михайловна
аспирант г. Челябинск Starikova Elena Mikhailovna
Post-graduate
Chelyabinsk
Здоровьесохраняющая направленность в обучении физике студентов вузов в условиях эргономического подхода
Health-Protecting Orientation During the Process of Teaching Physics at Universities While Applying Ergonomic Approach
В статье рассматривается влияние внешних факторов среды (уровень шума, освещенность и т.д.) и эмоционального фона на процесс усвоения информации обучающимися. Анализируются пути повышения учебных достижений студентов по физике на основе здоровьесохраняющего подхода преподавателя к проблемам дозирования и динамики учебной нагрузки.
This article is about the influence of environmental external factors (noise level, illumination, etc.) and emotional background on the process of studying. Therefore, ways of reaching excellent results in Physics by students on the basis of health-protecting methods (including problems of curriculum’s working out) are considered below.
Ключевые слова: десинхронизация, дивергенция, здоровьесберегающий трансформационный переход, конвергенция, образовательная среда, процессы взаимной адаптации и трансформации, синхронизация, сложность учебного занятия, учебные достижения студентов, физика, характеристическая кривая зависимости учебной нагрузки от успеваемости студентов, эмоциональная напряженность, эргономический поход, явление гиперстабильности.
Key words: desynchronization; divergence; health-protecting transformational conversion; processes of mutual adaptation and transformation; synchronization; complication of a lesson; educational achievements of students; Physics; characteristic curve of correlation between educational load and progress in studies; emotional tension; ergonomic approach; hyper-stability effect.
Российское общество, вступившее в этап социально-экономических и политических реформ, потребовало от системы образования адаптации и динами-
ческой реакции к происходящим в стране изменениям. Изменения, связанные с основными ориентирами, принципами, базовыми ценностями общественного развития и необходимостью удовлетворения потребности общества в подготовке высокообразованных, конкурентоспособных и здоровых специалистов, способных быстро адаптироваться к изменениям, происходящим в социальной среде, послужили основанием для выделения факторов, способствующих активизации инновационных процессов в системе образования.
В связи с ухудшением здоровья студентов, вызванного отсутствием ценностного отношения к здоровому образу жизни и оптимальной учебной нагрузки, актуальной стала проблема реализации здоровьесохраняющей направленности обучения. Решение этой проблемы обеспечило бы методологический фундамент для создания эффективного учебно-воспитательного процесса, а также адаптации обучающихся к интеллектуальной среде, что способствовало бы созданию в образовательных учреждениях атмосферы активного творческого поиска и стремления студентов к самоусовершенствованию, познанию и развитию.
Гуманистическая направленность образовательного процесса предполагает заботу о сохранении и укреплении здоровья всех его участников, поэтому охрана здоровья и обеспечение нормальных условий жизнедеятельности человека является актуальной проблемой современности. Студенты вуза, с одной стороны, призваны осваивать опыт, накопленный человечеством в течение тысячелетий, с другой стороны, осваивать его необходимо ценой минимально возможных нагрузок в процессе такой образовательной деятельности, которая не угрожала бы здоровью. В связи с этим, здоровьесохраняющее образование можно рассматривать как процесс воспитания и обучения, результатом которого является достижение обучающимися высокого уровня образованности без ущерба своему здоровью. [2]
Актуальность проблемы внедрения здоровьесохраняющих технологий в процесс обучения физике связана с преодолением противоречия между значимостью рассматриваемых технологий в образовательном процессе по данной
дисциплине, с одной стороны, и недостаточным уровнем их осуществления в практике вузовского обучения, с другой.
Проблеме применения здоровьесохраняющих технологий в образовательном процессе всегда уделялось большое внимание. Возможность и необходимость организации здоровьесохраняющего образовательного процесса показали И.И. Брехман, Л.Я. Доцоев, Б.Ф. Кваша, Н.К. Смирнов, З.И. Тюмасева,
A.В. Усова и др. Педагогические исследования эффективности здоровьесбере-жения применительно к школьному предмету физике исследованы
B.Я. Синенко, Н.В. Стихиной.
Теоретические и практические стороны проблемы учебной нагрузки, степени работоспособности и утомляемости обучающихся во время занятий раскрыты В.Ф. Вендой, Г.Г. Гранатовым, С.М. Громбахом, Н.К. Симоновым,
А. В . Усовой и др.
Ранее проведенными исследованиями установлено, что реализация здоровьесохраняющих технологий при обучении физике способствует повышению научного уровня образования (содержания, методов, форм и средств обучения), позволяет сохранить здоровье обучающихся.
Вместе с тем, следует отметить, что сложившееся в настоящее время традиционное обучение нередко приводит к повышению уровня утомляемости, стрессам и нервным срывам студентов, что нередко переходит в переутомление, в конечном итоге приводит к заболеваниям. Одним из главных недостатков наиболее распространенных методик обучения является то, что они слабо учитывают физический, эмоциональный и умственный потенциал обучающихся. Все это вызывает снижение их работоспособности на занятиях, интереса к предмету, что ведет к неумению студентов противостоять негативным факторам окружающей среды.
Реализация здоровьесохраняющей направленности в обучении физике возможна не только посредством использования валеологического материала, формирующего ценностное отношение к здоровью, но и за счет использования преподавателем таких технологий обучения, которые позволяли бы активизи-
ровать их познавательную деятельность. Например, на занятии по теме «Гемодинамика» в курсе медицинской и биологической физики (МБФ) использование дидактических модулей и фреймов позволило повысить результативность работы студентов. Модуль и фрейм как средства активизации учебнопознавательной деятельности студентов в процессе изучения курса биофизики на основе их здоровьесберегающей ориентации позволяют не только скорректировать учебно-познавательную деятельность студентов, но и сделать её более целенаправленной. Ознакомление студентов с методами научного познания (моделирование, сравнение, сопоставление), компактное представление учебного материала с помощью модуля, унифицированная подача учебного материала в каждом из них позволяют рассмотреть курс биофизики не только как целостную информационную систему, но и представить её во взаимосвязи с ва-леологией. Использование фреймового подхода при выводе формул позволяет установить связь между школьным курсом физики и новым для них интегрированным курсом биофизического содержания (медицинская и биологическая физика), а также составить модель логико-содержательного материала темы, что способствует лучшему его усвоению, снижению утомляемости и повышению работоспособности студентов на занятии. Применение фреймовой формы оценки знаний приводит к большей объективности в оценивании учебных достижений в решении проблемы взаимоотношений преподавателя и студента, что создает благоприятный психологический климат на занятии. Решение проблемы объективного оценивания студентов стимулирует их к творческой деятельности.
Как отмечено выше, организация здоровьесохранения обучающихся предусматривает применение не только валеологического подхода в образовании, но и эргономического, который раскрывает способы повышения учебных достижений студентов на основе принципов здоровьесбережения путем их взаимной адаптации (ВАД) с образовательной средой (ОБС). Раскроем факторы, определяющие степень ВАД обучающихся с ОБС. Для обозначения высокой степени ВАД индивида применяется термин конвергенция, а для высшей степени
- синхронизация. Обратные процессы обозначаются как десинхронизация и дивергенция. Степень ВАД студента с ОБС определяется:
■ его чувствительностью (сенсорный фактор),
■ способностью прогнозировать (интеллектуальный фактор),
■ интегральной активностью (энергетический фактор, определяющий степень утомления и уровень работоспособности),
■ пластичностью (трансформационный фактор: умение адаптироваться к изменениям, происходящим в среде).
Все эти факторы взаимосвязаны между собой и определяют качество усвоения знаний, умений и навыков (ЗУН) студентами. [3]
В.Ф. Вендой проведена обширная серия экспериментов, направленных на изучение влияния параметров среды (уровня шума, освещенности и т.д.) на скорость и точность усвоения индивидом информации. Обнаружено явление гиперстабильности, состоящее в том, что колебания состояний среды оказывают минимальное влияние на деятельность человека, если параметры отображения информации оптимальны. Применительно к образовательному процессу можно говорить о первостепенности того, как проведено занятие, а не в каких условиях. [1]
Эргономический подход к образованию позволяет учитывать эмоциональный фон при проведении занятия, поскольку он влияет на психологическую напряженность процесса обучения и в конечном счете - на успеваемость студентов.
Э.Ф. Редиш доказал, что если у обучающихся не будет убежденности в субъективной значимости для них той или иной учебной информации, то они отнесутся к её изучению пассивно: их эмоциональная напряженность и учебные достижения будут близки к нулю. [4] Например, изучение студентами модели Франка в курсе МБФ без рассмотрения её применения в медицине не эффективно. Но если проиллюстрировать студентам необходимость изучения расчета изменения давления крови со временем (что изучает модель Франка) применительно к их будущей профессии (рассматриваемая модель применяется при
проведении операций в хирургии), то их понимание функционирования этой модели и желание понять учебный материал повысятся. Приведенный пример показывает, что рассмотрение изучаемого применительно к специальности способствует созданию благоприятного эмоционального фона занятия, а также повышению качества усвоения знаний и умений студентами.
В связи с этим сложность учебного занятия, с точки зрения эргономики, определяется степенью проявления эмоционального напряжения у обучающихся (хотя единого мнения о способах расчета данной сложности до сих пор не существует). Так, Г.М. Зараковский предлагает шкалу напряженности эмоциональной реакции, которая измеряется от 0 до 5 баллов и возрастает в обе стороны от точки отсчета, за которую принята умеренная эмоциональная активность студента, переживаемая им как положительно окрашенное чувство и дающая наилучшее качество его деятельности [5]. В.Ф. Венда выбирает в качестве нулевой сложности «абсолютный нуль» - нулевую неопределенность прогнозируемого результата действия (решения) или минимальное проявление эмоциональной активации, причем этот ноль не совпадает с пиком положительных переживаний и с оптимумом ее качества [1].
Соотношения между сложностью учебного занятия и эмоциональной напряженностью обучающихся, выявленные В.Ф. Вендой и Г.М. Зараковским [1, 5], подтверждают влияние эмоционального фона на процессы адаптации в образовательной среде, определяющие здоровьесохраняющую направленность обучения. Последняя, в свою очередь, предусматривает рассмотрение вопросов, связанных не только с анализом влияния внешних факторов среды и эмоционального фона на процесс усвоения учебной информации студентами, но и со здоровьесберегающими трансформационными переходами обучающихся, направленными на повышение их учебных достижений. Исследования М. Франкенхаузера, И. Д. Братякиной, К.В. Маскевича и др. показали, что для каждого студента существует определенное значение интенсивности учебной нагрузки (Б;, Ор0, при которой его обучение плодотворно [3]. Если нагрузка окажется меньше этого значения, студент потеряет свою «форму» (способность к
усвоению ЗУН, соответствующих его уровню); если нагрузка будет больше этого значения, возникает весьма болезненное состояние «перегрузки», при котором его результаты начинают быстро ухудшаться (рис. 1). Характеристические кривые (ХАРК) зависимости учебной нагрузки от успеваемости для четырех групп студентов, имеющих средние отметки: Б1 - «неудовлетворительно»,
- «удовлетворительно», Б3 - «хорошо», - «отлично», имеют свою специ-
фику для каждого обучающегося, поэтому график (рис. 1) носит условный характер, т.е. не отражает количественных значений измеряемых параметров. Данные параметры зависят от:
■ целеустремленности преподавателя и студента в повышении успеваемости студентов;
■ их состояния здоровья;
■ методов и приемов, которые использует педагог;
■ содержания учебного материала и т.д. [1, 3]
ХАРК 0(Б) применяется для анализа здоровьесохраняющей направленности обучения. Для этой цели возможно также построение следующих зависимостей:
1) утомления и работоспособности от продолжительности учебного занятия, формы его проведения, методов и приемов, используемых преподавателем;
2) времени выполнения задания от правильности его выполнения;
3) самочувствия студентов (в том числе эмоционального) от изменения параметров ОБС и т.д.
^^>pt ЬорГ Ъор! Ъорг
к
Рис. 1. ХАРК зависимости уровня учебных достижений ^) от интенсивности учебной нагрузки (Б) для обучающихся Б1, Б2, 83, Б4, имеющих соответственно отметки: «неудовлетворительно», «удовлетворительно», «хорошо», «отлично».
Рассмотрим принципы здоровьесохраняющего (без срывов и перегрузок) трансформационного перехода обучающегося из группы S2 в S3 на основе рис. 1. Из него следует, что плавный переход от S2 к S3 возможен при учебной нагрузке F=F23. При этом наблюдается следующая динамика эффективности студента:
1) уменьшение от Q2max до Q23: учебная нагрузка увеличивается от F2opt до
^3;
2) увеличение от Q23 до Q3max: в точке Q3max студент достигает уровня «хорошиста», а учебная нагрузка увеличивается от F23 до F3opt.
Дальнейшее же увеличение приведет к снижению Q, т.е. для того
чтобы перевести обучающегося из группы (/) (например, студенты с отметкой «удовлетворительно») в группу (/+1) («хорошисты»), необходимо быстро нарастить учебную нагрузку до уровня:
і,(і+1)
к + к
іор/ (і+1) орї
2
Таким образом, для перевода индивида из группы S2 в S3 необходимо бы стро увеличить учебную нагрузку до уровня к
к + к
—?ор ^, затем зафиксиро-
вать её на некоторое время ^23=шш^, чтобы студент усвоил ЗУНы, соответствующие группе S3, и только после этого наращивать учебную нагрузку (к) до уровня к^. Аналогично осуществляются переходы Sl —> S2 —> S3 —> S4.
Рис. 2. Динамика эффективности обучающегося ^) в зависимости от пути изменения учебной нагрузки (Р)
Проанализируем варианты динамики эффективности обучающегося ^) в зависимости от пути изменения учебной нагрузки (Р) для двух возможных учебных достижений студентов в обучении Sal и Sa2, соответствующих отметкам «хорошо» и «отлично» (рис. 2).
Допустим, преподаватель занимается улучшением успеваемости студента от некоторого Q0 (соответствующего отметке «удовлетворительно»), стремясь
повысить её до уровня ^^тах (отметка «хорошо»). За период Т0-Т1 обучающийся достигает желаемого результата и в течение Т1-Т2 стабильно сохраняет занятую позицию.
В момент времени Т2 преподаватель принимает решение о переводе студента на подготовку в «отличники», поэтому он увеличивает уровень учебной
нагрузки от Р а 1 ор1 до Ра1 а 2 . Если при этом будет осуществлена достаточно
продолжительная задержка во времени Т3-Т5, то структура умственных процессов и психомоторные навыки сформируются соответствующим новым качественным требованиям к отличнику. Когда после трансформационного периода
Т3-Т5 уровень учебной нагрузки Р начнет быстро увеличиваться от Ра1 а2 до
Ра 2 ор( , показатели студента повысятся от ^а2 до Qa 2 ,тах . Этот процесс показан в левой и правой частях рис. 2 с помощью стрелок 1.
Если исключить трансформационный период Р = Ра1а2 и продолжать наращивать учебную нагрузку, то обучающийся, не успев освоить соответствующие ЗУН, не справится: эффективность Qala2 начнет снижаться в направлении
стрелки 2 и достигнет уровня Q = 0 (при Р Р а 1 , тах ) в момент времени
Т6. Такое явление обычно выражается в утрате уверенности студента в своих силах, и педагога в его перспективности. В результате обучающегося отчисляют, нанеся ему тяжелую психологическую травму, а нередко и подорвав его здоровье. Такие случаи наносят удар по репутации образовательного процесса в целом.
Рассмотрим следующие варианты изменения учебной нагрузки ^). Пре-Вестник ЧГПУ 22009 180
подаватель, столкнувшись с падением показателей, возвращается к прежней учебной нагрузке и уровню эффективности, считая, что «лучше синица в руке, чем журавль в небе» (стрелка 3 на рис. 2). Такая осторожная тактика педагога может остановить прогресс обучающегося на длительное время.
Наиболее опасным наряду с вариантом 2 является четвертый вариант, при котором у студента уже завершаются трансформационные процессы и он приближается к структуре £а2 (при р = Раха2), а педагог, лишившись уверенности в прогрессе своего обучающегося, возвращает его в условия прежних показателей эффективности Q0 с уровнем учебной нагрузки Ра1,р . В итоге результаты
студента начинают ухудшаться, и к моменту времени Т8 показатель эффективности Q будет равным нулю. Студент может даже оставить обучение в вузе вследствие полной утраты интереса к образовательному процессу из-за несоответствия сложившейся у него фактической умственной структуры и состояния
психологии (Sa2) и отношения к нему преподавателя как к обучающемуся с уровнем эффективности Q0 (при этом р=ро. Причем если индивид является неформальным лидером учебной группы, то последствия неверно произведенной трансформации негативно повлияют на успеваемость и эмоциональный фон большинства обучающихся в ней.
Из анализа рис. 1 и 2 следует, что принципы здоровьесохраняющего трансформационного перехода обучающихся, направленного на повышение их учебных достижений, предусматривают не монотонное увеличение или снижение учебной нагрузки, а её быстрое изменение на эволюционных этапах и постоянство в трансформационных состояниях с учетом уверенности преподавателя и студента в том, что ему (студенту) удастся (физически, эмоционально, интеллектуально) поддерживать более активную и совершенную структуру обучения.
Таким образом, эргономический подход к проблемам здоровьесохранения и умственного развития студентов составляет фундаментальную основу качественного и эффективного образовательного процесса, предусматривающего высокую скорость освоения новых ЗУН обучающимися, ценностное отношение к своему здоровью, и переход от здоровьезатратного обучения к здоровьесохранному.
Библиографический список
1. Венда, В.Ф. Системы гибридного интеллекта: Эволюция, психология, информатика [Текст]/В.Ф. Венда. - М.: Машиностроение, 1990. - 448 с.
2. Доцоев, Л.Я. Здоровьесберегающее образование в средней школе [Текст]/Л.Я. Доцоев, В.В. Аксенов, А.Т. Тутатчиков, А.А. Усынин. - Челябинск: ООО «Рекпол», 2006. - 304 с.
3. Кириллов, В.К. Социально-психологические проблемы самоусовершенствования личности [Текст]/В.К. Кириллов, Б.Л. Алексеев, К.В. Маскевич. -Чебоксары: Чувашский гос. ун-т, 1994. - 267 с.
4. Редиттт, Э.Ф. Методика преподавания физики [Текст]/Э.Ф. Редиш. -США: кафедра физики университета Мэриленд, 2002. - 201 с.
5. Смолян, Г.Л. Информационно-психологическая безопасность (определение и анализ предметной области) [Текст]/Г.Л. Смолян, Г.М. Зараковский,
В.М. Рогозин, А.С. Войскунский. - М.: Институт системного анализа РАН, 1997. - 52 с.
6. Тюмасева, З.И. Валеология и образование [Текст]/З.И. Тюмасева, Б.Ф. Кваша. - Спб: МАНЭБ, 2002. - 380 с.
7. Усова, А.В. Что думают учащиеся о помехах в учении и какие предлагают меры, чтобы оно стало более успешным и интересным [Текст]/А.В. Усова // Физика в школе. - 1997. - № 5. - С. 40-43.
Bibliography
1. Venda, V.F. Systems of Hybrid Intellect: Evolution, Psychology, Computer Science [Text] /V.F. Venda. - Moscow: Mashinostroenie, 1990. - 448 p.
2. Dotsoev, L.Ya. Health-Protecting Education at Secondary School [Text] / L.Ya. Dotsoev, V.V. Aksenov, A.T. Tutatchikov, A.A. Usynin. - Chelyabinsk: Rek-pol, 2006. - 304 p.
3. Kirillov, V.K. Social and Psychological Problems of Individual’s SelfPerfection [Text] / V.K. Kirillov, B.L. Alexeev, K.V. Maskevich. - Cheboksary: Chuvash State University, 1994. - 267 p.
4. Redish, E.F. Teaching Physics With the Physics Suite [Text] / E.F. Redish. -USA: Department of Physics University of Maryland, 2002. - 201 p.
5. Smolian, G.L. Informationally-Psychological Safety (Definition and Analysis of Subject’s Sphere) [Text] / G.L. Smolian, G.M. Zarakovskii, V.M. Rogozin,
A.S. Voiskunsky. - Moscow: The Institute of Systems Analysis of the Russian Academy of Science, 1997. - 52 p.
6. Tyumaseva, Z.I. Valeology and Education [Text] / Z.I. Tyumaseva,
B.F. Kvasha. - Saint-Petersburg: MANEB, 2002. - 380 p.
7. Usova, A.V. What Schoolboys Think of Hindrances to Their Studies and What Measures They Offer to Make Them More Successful and Interesting [Text] / A.V. Usova // Physics at School. - 1997. - № 5. - 40-43 p.
