CC BY
3
УДК 371.71:681.31
А. П. Шицкова, Г. Г. Ястребов, Е. А. Гельтищева
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ В ВУЗАХ И ШКОЛАХ
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисиана
Решения XXVII съезда КПСС по проблемам общеобразовательной, профессиональной и вьге-шей школы, проект Основных направлений перестройки высшего и среднего специального образования в стране предусматривают компьютеризацию учебного процесса.
В течение ряда лет нашим институтом проводилось изучение гигиенических проблем применения электронно-вычислительной техники в учебном процессе вузов, средних общеобразовательных школ (работа на дисплеях типа ЕС, мини-ЭВМ «Электроника», микроЭВМ «Ямаха»), Работа осуществлялась в рамках творческого содружества с рядом учебных и научно-исследовательских институтов (Московский инженерно-физический институт, ЦНИИ экспериментального проектирования учебных зданий Госграждан-строя СССР, Всесоюзный научно-исследовательский светотехнический институт, НИИ школьного оборудования и технических средств обучения АПН СССР).
Характер работы студентов на дисплеях определяется этапом учебной подготовки. Студенты I курса формировали программы на алгоритмическом языке ФОРТРАН, оценивали правильность синтаксиса алгоритмических записей. Студенты III курса разрабатывали программу на языке «Управления заданием для работы операционных систем» (английский язык), изучали операционные системы, выбирали метод и способ его реализации. Студенты IV курса решали необходимые задачи на «Проблемно-ориентированном языке» (русский).
Работа на дисплеях проводится в диалоговом режиме: ввод информации при помощи клавиатуры на машинные носители информации, высвечивание на экране дисплея промежуточных и окончательных результатов по требованию пользователя, при необходимости осуществляется корректировка данных.
Наблюдения показали, что учебной деятельности на дисплеях всех типов свойственна высокая плотность работы, достигающая 97% (рис. 1). Анализ текстовой, цифровой информации на
экране дисплея и в рабочих тетрадях, уяснение смысла, сути задания, принятие самостоятельного решения, введение информации с помощью клавиатуры дисплея требуют от студента большого внимания, собранности, сосредоточенности и характеризуются большим нервно-эмоциональ-ным, зрительным и мышечным напряжением.
Подобный характер учебной деятельности наблюдался и у школьников 9—10-х классов. Од- ф нако в отличие от студентов длительность их работы ни дисплеях не превышала 40 мин. Меньшая продолжительность работы школьников, относительная простота учебных задач определили меньшую, чем у студентов, умственную и зрительную нагрузку.
Установлено, что учебные помещения, оборудованные дисплеями, представляют специфическую энергетическую систему, функционирование которой изменяет физические характеристики воздушной среды класса. В частности, при работе дисплеев в течение 1 ч и более нарушается баланс положительных и отрицательных ионов:
2,97
Рис. 1. Распределение рабочего времени (А) студентов
I курса, работающих на дисплеях, и его структура (Я) А: 1 — основная работа; 2 — вспомогательная работа; 3 — вынужденный простой; 4 — отвлечения; Б: 1 — просмотр информации на экране дисплея; 2 — промотр информации на классной доске; 3 -просмотр информации в тетради; ■) — набор информации на клавиатуре дисплея; 5 — инструктаж педагога по работе с дисплеями;
6 — подготовка дисплея к работе.
резко снижается до полного отсутствия количество легких, средних и тяжелых положительных аэроионов, одновременно количество легких, средних и тяжелых отрицательных ионов нарастает, хотя напряжение статического электричества и рентгеновское излучение на рабочих местах студентов во время работы при изучаемых типах ЭВМ не превышает допустимых величин.
Работающие дисплеи являются источником шума, уровни которого выше допустимых. Наибольшее превышение, отмечается в области средних и высоких частот, которые, несомненно, отрицательно влияют на функциональное состояние ЦНС. Наблюдаются значительные изменения показателей микроклимата класса: повышается температура и значительно снижается влажность воздуха. Отмеченное сочетание температурно-влажностных параметров крайне неблагоприятно для сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем организма.
Характер труда на дисплеях связан с изменением фиксации взгляда на учебных записях и текстах на рабочем столе, классной доске, на пульте клавиатуры и непосредственно на экране дисплея. Поэтому специфика изучения и решения проблемы освещения дисплейных классов связана с поиском и научным обоснованием оптимальных уровней освещенности на указанных поверхностях в сочетании с общей световой обстановкой в учебном помещении. Особого вни-
мания заслуживает и оценка цветового изображения на экране дисплеев, гигиеническая регламентация оптимального сочетания цветов, максимально используемых цветовых оттенков и др. Плотность изображения учебной информации на экране, оптимальные размеры цифровой и буквенной индикации, разрывы между буквами, словами и строками также имеют немаловажное значение для быстрого чтения и восприятия информации, определяя тем самым уровень работоспособности пользователей терминалов и персональных ЭВМ, особенности функционального состояния обучающихся студентов и школьников.
Характер труда, связанного с постоянным длительным контактом с дисплеем, определяет особое значение эргономических показателей рабочего места. При исследованиях выявлено, что соотношение основных компонентов рабочей зоны составлено без учета морфофункциональных особенностей наблюдаемых: оптимальное расстояние от экрана дисплея до глаз не соблюдается, рабочая поза неудобна, малоподвижна, связана с вынужденным статическим напряжением мышц шеи, спины, плечевого пояса, неправильным положением предплечья по отношению к плечу и голени по отношению к бедру.
Особенности внешней среды в дисплейных классах в сочетании с нерационально оборудованным рабочим местом, особый характер учебной деятельности приводят к ряду изменений в
I Л
□ Ш а
Рис. 2. Изменение функционального состояния студентов I курса при работе с дисплеями (У) и без дисплеев (П\ контроль) во время учебных занятий в дисплейном
классе.
А — хронорефлсксометрия (в мс); Б — кольца Лапдольта (время в с; ошибки в ед.; скорость восприятия и переработки информации в бит/с); В — критическая частота слияния световых мельканий — КЧССМ (снижение в %). / — исследования до занятии. 2 — после 1,5 ч занятий, а — свет; б — звук; в — скорость восприятия и переработки информации; г —- время; д — ошибки; е —
КЧССМ.
Рис. 3. Изменение показателей сердечно-сосудистой системы студентов I курса при работе на дисплеях. А — частота сердечного ритма (в минуту): В — АД (в мм рт. ст.): В — ударный объем крови (мл); Г — минутный объем крови (л/мин): а — до занятий, б — в конце занятий: / — систолическое АД; 2 — среднедннамическое ЛД; 3 — ди-астолнческое АД; 4 — пульсовое АД.
функциональном состоянии организма обучающихся.
Изучение состояния ЦНС студентов в дисплейных классах при работе на ЭВМ выявило значительные ее изменения. Исследование рефлекторных реакций на световой и звуковой раздражители, определение пропускной способности зрительного анализатора, скорости восприятия и переработки информации, концентрации внимания, критической частоты слияния световых мельканий и др. у студентов свидетельствуют о неблагоприятных изменениях корково-подкорко-вой регуляции при работе на дисплеях. Это проявляется нарушением межцентральных отношений между анализаторами (понижением времени реакции на звук по сравнению с реакцией на свет), увеличением времени восприятия и переработки информации, ухудшением концентрации внимания, пропускной способности зрительного анализатора (рис. 2).
Хронометраж работы студентов на дисплеях показал, что время, затрачиваемое только на чтение информации с дисплея, достигает 56— 65%- Важно также отметить, что студент просматривает и анализирует информацию к на других рабочих поверхностях (клавиатура, тетрадь, классная доска), удаленных от глаз на различное расстояние и имеющих неодинаковую освещенность, яркостные характеристики и контрастность. Все это, несомненно, приводит к повышенной нагрузке на зрительный анализатор, особенно на его аккомодационный и конвергенцион-ный аппараты.
Проведенные исследования показали, что с увеличением времени работы снижается объем аккомодации и увеличивается коэффициент утомляемости.
Следует также отметить, что среди жалоб, появляющихся во время работы на дисплеях, на первом месте стоят жалобы на усталость и боль в глазах.
Отрицательные изменения в ЦНС возрастают по мере усложнения дисплейных задач, хотя действия отмеченных выше факторов учебно-производственной среды (дискомфортный микроклимат, аэроионный режим, шум) остается в первоначальных пределах. В связи с этим обнаруженные изменения в большей степени связаны с ха-
рактером учебно-трудовых действий, сложностью программных заданий.
При работе на дисплеях отмечаются изменения в сердечно-сосудистой системе (рис. 3): снижается систолическое (до 10—15 мм рт. ст.) и пульсовое (до 25 мм рт. ст.) АД, увеличивается диастолическое (до 10—40 мм рт. ст.) и средне-динамическое АД (до 10—15 мм рт. ст.), уменьшается ударный (до 10—60 мл) и минутный (до 1,5—4,3 л/мин) объем крови. Эти изменения свидетельствуют о напряжении регуляторного аппарата сердечно-сосудистой системы.
Причем выявленные изменения функционального состояния сердечно-сосудистой системы^ крайне вариабельны, что обусловлено индивидуальным характером работы на дисплее.
Одновременно с изменением показателей функционального состояния сердечно-сосудистой и нервной систем к концу работы на дисплеях в 3 раза и более возрастает число лиц с плохим самочувствием.
Проведенные исследования свидетельствуют об особом характере интеллектуальных умственных нагрузок при работе на дисплеях. Организм обучающегося студента, школьника, воспринимая информацию с экрана дисплея или персональной ЭВМ, находится, как подчеркивают многие исследователи, под воздействием потока качественно необычной информации, создающей особый эмоциональный фон учебных операций,^ сложное сочетание положительных и отрицательных эмоций, связанное с процессом работы
В настоящее время наблюдается повсеместное активное внедрение персональных ЭВМ и дисплеев в учебно-воспитательный и трудовой процессы практически всех типов учебных заведений страны. В докладе вице-президента АН СССР Е. И. Велихова на Международном симпозиуме в Варне (1985 г.) говорилось о том, что в перспективе каждая школа должна иметь кабинет с 40 терминалами. Для СССР это оз>^ начает оборудование 200 тыс. компьютерный кабинетов в школах.
Проведенные исследования показали важность гигиенической регламентации режимов и условий учебной и учебно-трудовой деятельности на дисплеях. Гигиенически правильно организованная деятельность на дисплеях не вызывает пере-
грузки ЦНС учащихся. Например, введение 15— 20-минутных перерывов после каждого часа работы благоприятно сказывается на динамике изучаемых показателей.
Наш институт внедрил в практику ряд методических и гигиенических рекомендаций по организации рабочего места, воздухообмена, рационального режима учебных занятий в дисплейном классе вуза. Совместно с НИИ школьного А оборудования и технических средств обучения АПН СССР, Московским инженерно-физическим институтом разработаны методические рекомендации по организации кабинетов вычислительной техники всех типов средних учебных заведений на базе персональных микроЭВМ.
Вместе с тем результаты исследования показали сложный характер гигиенических проблем, возникших в связи с компьютеризацией общеобразовательной, профессиональной и высшей школы. Остро стоит вопрос о разработке гигиенических требований к типовому проектированию учебных помещений с использованием дисплеев, об изучении гигиенических и эргономических проблем рабочего места. Наш опыт свидетельствует о необходимости расширения исследования по оптимизации режимов учебных нагрузок с учетом возраста и состояния здоровья в зависимости от специфики и содержания предметов программного обеспечения, на которых используется ЭВМ. Внимание гигиенистов должно быть привлечено к использованию дисплеев во внешкольных учреждениях: кружках
технического творчества учащихся, домах пионеров, станциях юных техников и т. д.
При решении указанных задач следует учесть возрастающие объемы использования дисплеев и персональных ЭВМ в учебном процессе, увеличение длительности их применения в рамках учебных программ, внедрение вычислительной техники в учебный процесс во всех классах общеобразовательных школ при обучении по всем предметам.
Успешное решение поставленных задач в значительной степени будет связано с созданием научных комплексов научно-исследовательских институтов системы АН, АМН и АПН СССР с организациями, ведомствами и другими учреждениями, ведущими разработку образцов вычислительной техники и программ обучения в условиях компьютеризации учебного процесса.
Литература ■ i ■
1. Агеев В. В., Мульдаров В. К., Нежное П. Г., Рубцов В. В. // Всесоюзная конф. «Психблогнческиё проблемы создания и использования ЭВМ»: Тезисы докладов.— М., 1985.— С. 157—158.
2. Бардиер Г. У/.//Там же. — С. 171—172.
3. Ершов А. П. Ц Всесоюзная конф. «Применение ЭВМ для обеспечения учебного процесса и управления образованием»: Материалы.— Свердловск, 1985.— G- 11—
15-
3. Кривошеее В. Ф., Антипов И. И. // Сов. педагогика.—
1985. —№ 3, —С. 12—16. 5. Монахов В. М., Кузнецов А. А., Смекалин Д. О.// Там же, — 1984. — № 3. — С. 117—121.
Поступила 08:07.86
УДК 371.711
Н. А. Ананьева, Л. Г. Неверова
РАБОТА НА ДИСПЛЕЯХ И СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ школьников
ВНИИ гигиены детей и подростков Минздрава СССР, Москва
Успешное решение сложных и ответственных социально-экономических задач, поставленных XXVII съездом КПСС перед страной, неразрывно связано с широким внедрением электронно-вычислительной техники во все отрасли производства, что в свою очередь требует расширения и улучшения подготовки кадров для ее создания и эксплуатации. Партией поставлена задача обеспечить компьютерной грамотностью всю советскую молодежь, вступающую в трудовую жизнь. Реформа общеобразовательной и профессиональной школы предусматрививает изучение Аэснов электронно-вычислительной техники, и уже в настоящее время в старших классах школ введен новый предмет «Основы информатики и вычислительной техники».
Включение в структуру школьного обучения работы на дисплеях компьютеров требует детального изучения характера и степени ее влия-
ния на здоровье учащихся. Несмотря на достаточно широкое освещение в литературе -последних лет различных вопросов, связанных с -введением ЭВМ в учебный процесс, имеются лишь единичные работы, посвященные изучению состояния здоровья учащихся различных учебных заведений, работающих на дисплеях [2, 4]. Показано, что компьютерное обучение оказывает психоэмоциональное воздействие на организм подростков, в ряде случаев вызывающее функциональные расстройства, протекающие по астеническому типу, в сочетании с разнообразными вегетативными и ангиодистоническими симптомами. Указывается, что выраженность данных проявлений при работе на дисплеях наименьшая, если подросток занимается спортом.
Задачей настоящего исследования являлось изучение влияния обучения с работой на дисплеях на здоровье и функциональное состояние
