CC BY
5
УДК 371.7.001.573
Л. В. Ерикова, Ю. В. Пархоменко
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАСПИСАНИЯ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
I Москопский медицинский институт им. И. М. Сеченова
Задачей исследования являлся подбор с помощью метода математического моделирования варианта учебного расписания, обеспечивающего оптимальную направленность показателя скорости работы, отражающего работоспособность учащихся.
Для математического эксперимента использованы данные, полученные нами в условиях естественного гигиенического эксперимента, характеризующие работоспособность учащихся 2-го класса психоневрологического санатория на протяжении первых 3 мес учебного года.
Работоспособность изучали с помощью корректурных проб. Для математической обработки рзяли средние показатели скорости выполнения задания классным коллективом, рассчитанные на момент исследования (до 1-го, после 1, 2, 3 и 4-го уроков) и для каждого дня эксперимента. Математическая обработка данных заключалась в установлении зависимости скорости выполняемой работы от дня учебного года, урока и предмета.
Была получена следующая зависимость: У = Ро + 01*1 + Ма + Р.з*з + 04*2*3-где у — прогнозируемая скорость работы (число просмотренных букв); хх — день учебного года; а'2 — код момента исследования (0 — до 1-го урока, 1 — после 1-го урока, 2 — после 2-го урока, 3 — после 3-го урока, 4 — после 4-го урока); х3 — код предмета (1 — труд, 2 — изобразительное искусство, 3 — внеклассное чтение, 4 — природоведение, 5 — чтение, 6 — русский язык, 7 — математика).
В данном случае кодирование — стандартная математическая операция. Код является средством перевода нечисловой информации в числовую для
обеспечения возможности обработки на ЭВМ. Код названия предмета не связан с его трудностью и утомительностью.
В уравнение введен член взаимодействия х2, х3, учитывающий зависимость между уроком и предметом, так как время проведения того или иного предмета небезразлично.
Числовое значение коэффициентов рассчитывали по методу наименьших квадратов (Н. Дрейпер и Г. Смит).
Вычисленные коэффициенты р„, р2, р3 и р4 равны соответственно 220,13, —1,02, 10,31, 5,68 и —2,65. Проверка значимости уравнения зависимости проведена по критерию Т7 Фишера.
Критерий Г при 95% уровне значимости для наших данных вычисляли по формуле:
*о(Ро)-*2(Ро' Р1. Ра. Рз. Р4) IИо(Ро- Р|. К Рз- Р<)
п — 5
где /?» (Р0) =
П
2
V у<
У1
*8(Ро.Р|.Р»'Рз. (М =
= 2 Ш - (Ро+ Рг*>/ + Р2*2( + Рз*3( -I- Р4*21*3/)12-
¿в I
Полученное значение Г, равное 5,1, превышает критическое (2,49), что свидетельствует о значимой зависимости скорости выполняемой детьми работы от дня учебного года, урока и предмета. Следовательно, изменения этих трех факторов должны обусловливать изменения скорости выполняемой работы.
Варианты расписания учебных занятий
Существующий вариант Планируемый вариант
1 II III
нсдил н уроки
1-0 2-й 3-й 4-й 1-й 2-й 3-й 4-й 1-й 2-й 3-й 4-й
Понедельник Вторник Среда Четверг Русский язык Математика Русский язык Математика Математика Русский язык Математика Русский язык Чтение » 9 9 Русский язык Математика ТРУД Математика Математика То же ш ш 9 » труд Математика Изобразительное искусство Труд Русский язык То же 9 9 »•> Чтение 9 Матема-тика Русский язык Математика То же 9 9 9 9 Русский язык То же » 9 » 9 Чтение Математика Русский язык Чтение Изобразительное искусство Труд Чтение Природе веде-
Пятница СуОбота Русский язык Математика Математика Русский язык Природоведение Внеклассное чтение ТРУД Изобразительное искусство » » »9 Природоведение Внеклассное чтение 99 » » Чтение 9 9 9 9 9 99 » » Математика Чтение Труд Внеклассное чте-■ иие
245
240
235
225
До 1-го >-й
г-о з-й
Урони
4-й
1-й
г-й
3-й 1-й Дни недели
5-0
6-й
Рис. 2. Изменения скорости работы детей в течение учебной недели в зависимости от варианта расписания уроков. По оси абсцисс — дни недели: по оси орлчнат — скорость работы. / — /// — варианты расписании.
Рис. I. Изменения скорости работы детей в течение учеб-4 кого дня в зависимости от варианта расписания уроков.
По оси абсцисс — уроки; по оси ординат — скорость работы. / — /// — варианты расписании.
Расписание учебных занятии по существу планируемая учебная нагрузка, в любом случае влияющая на работоспособность. Для математического моделирования нами использованы три варианта расписания учебных занятий. В условиях санаторного учреждения урок длится 35 мин.
Выполнение объема программы общеобразовательной школы возможно путем введения в учебное расписание дополнительных занятий по мате-
240 238 236 234 232 230 226 226 224 222 220
1-я 2-я 3-я 4-я 5-я 6-я 7-я в-я
неделя
Рис. 3. Изменения скорости работы детей в течение первых 3 мес учебного года в зависимости от варианта расписания уроков.
По оси абсцисс — недели: по оси ординат — скорость работы. / —/// — варианты расписания.
матнке и русскому языку, что нашло отражение в избранных нами вариантах расписания (см. таблицу).
По уравнению зависимости рассчитан показатель скорости работы при различных вариантах расписания учебных занятий (рис. 1—3).
На рис. 1 показаны изменения скорости выполняемой работы в течение учебного дня в зависимости от варианта расписания. Вариант II расписания может обеспечить постоянное снижение работоспособности от конца 1-го урока вплоть до окончания учебных занятий. Вариант III расписания в отличие от существующего (I) обеспечивает нарастание скорости выполняемой работы от конца 3-го до конца 4-го урока.
В течение учебной недели (см. рис. 2) при варианте II расписания отмечается снижение работоспособности до среды и затем некоторое нарастание ее до пятницы с повторным уменьшением к субботе. При варианте III (см. рис. 3) выявлены аналогичные изменения в течение недели. Однако этот вариант обеспечивает в целом более высокий уровень работоспособности и позволяет равномернее распределить учебную нагрузку, вследствие чего работоспособность после снижения в середине недели повышается в пятницу и вновь снижается к концу учебной недели.
В течение первых 8 нед учебного года направленность всех изученных кривых показателя скорости аналогична, но при этом вариант II снижает уровень работоспособности, и в то время как вариант III создает ее более высокий уровень в отличие от существующего варианта расписания учебных занятий.
Результаты математического моделирования свидетельствуют о том, что посредством расписания можно управлять функциональным состоянием детского организма. Математическое моделирование позволяет прогнозировать скорость выполняемой
работы при различных вариантах расписания учебных занятий. Опнсанная математическая модель линейной зависимости работоспособности учащихся от дня учебного года, урока и предмета является первым приближением в описании изученного яв-
ления и может в дальнейшем усложняться путем включения в нег ряда других факторов. Математическое моделирование может быть использовано при гигиеническом обосновании учебного расписания.
ЛИТЕРАТУРА
Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М., 1973.
Поступила 1/Х 1979 г.
УДК 61 6.36-{- 616. 83-099-092.в
Канд. биол. наук С. В. Сперанский
ПРОСТЕЙШИЙ СПОСОБ ОЦЕНКИ ГЕПАТОТРОПНЫХ И НЕЙРОГЕННЫХ ЭФФЕКТОВ В ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОМ
ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Новосибирский научно-исследовательский санитарный институт
В токсикологии сейчас происходит коренная ломка привычных представлений. В частности, ставится вопрос о пересмотре обязательных схем установления ПДК и отказе от длительных хронических экспериментов при обосновании гигиенических регламентов по общетоксическому эффекту (Ю. С. Каган и соавт.). В этих условиях возрастает актуальность выявления наиболее поражаемых систем и органов в кратковременных нетрудоемких экспериментах.
В токсикологических исследованиях широко используется так называемая гексеналовая проба. Многие авторы считают, что, применяя ее наряду с другими методами, можно получить информацию о функциональном состоянии печени (Д. Г. Розин; Е. А. Арзяева; М. С. Гнжларян; К. Н. Наджимут-динов и соавт.; Иеттег, и др.). В то же время высказывается мнение о ненадежности этой пробы, так как она не всегда результативна для веществ, избирательно поражающих печень.
Анализ данных литературы привел нас к убеждению, что это мнение является прямым следствием практикуемой формы эксперимента, при которой длительность гексеналового сна определяется однократно через заданный, варьирующий в разных опытах и у разных авторов интервал времени после острого отравления или в ходе подострого эксперимента либо в конце хронической затравки. При этом, как правило, учитываются лишь однонаправленные изменения показателя по сравнению с контролем (в сторону увеличения или уменьшения). Между тем действие любого фактора на любой определяемый параметр имеет фазовый характер. Поэтому даже, для самого информативного показателя при его однократном испытании имеется значительный риск констатировать «отсутствие эффекта» по той причине, что определение совпадает по времени с периодом перехода от одной фазы к другой (зона так называемого фальшивого нуля действия).
Этот риск становится меньше при использовании статистических методов, позволяющих оценивать изменение не только средней величины показателя по сравнению с контролем, но и его вариабельности (которая может как возрастать, так и умень- 4 шаться под воздействием исследуемого фактора). Он снижается еще больше при повторном (динамическом) определении показателя в нескольких временных точках от начала воздействия. При динамическом измерении показателя появляется возможность оценивать сдвиги не только в отдельных временных точках, но и по периодам наблюдений, что намного увеличивает мощность всей совокупности применяемых статистических критериев, повышает непротиворечивость и воспроизводимость экспериментальных данных (С. В. Сперанский, 1974). Изложенные приемы постановки эксперимента и анализа результатов были применены в наших исследованиях на белых мышах.
Существенной помехой для неоднократного использования пробы является быстрое привыкание животных к действию гексенала; при постоянной дозе наркотика с каждым разом все большее число мышей остаются в бодрствующем состоянии, что исключает возможность эффективного сравнения результатов в экспериментальных группах. Поэтому нами разработана форма эксперимента, при которой дозы гексенала изменяются от пробы к пробе с таким расчетом, чтобы средняя длительность сна у интактных мышей оставалась относительно постоянной (у подавляющего большинства животных варьировала от 1/2 до I1/, ч).
Применение гексеналовой пробы на белых мышах составило в наших опытах фрагмент исследований по разработке метода объемной токсикометрии. Общей целью этих исследований является, как известно, установление количественных крнте-1 риев избирательности действия ядов на важнейшие системы и органы, а средством для ее достижения — определение порогов токсического действия
