CC BY
12
УДК 371.78:612.82-08
ОБ ИЗМЕНЕНИЯХ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ШКОЛЬНИКОВ В ТЕЧЕНИЕ УЧЕБНОГО ДНЯ
Доктор мед. наук Р. В. Силла
Таллинский научно-исследовательский институт эпидемиологии, микробиологии и гигиены Министерства здравоохранения Эстонской ССР
Изменение функционального состояния организма школьников разносторонне изучалось в нашей стране. Однако литературные данные по этой проблеме противоречивы, что говорит о необходимости дальнейших исследований.
В частности, в настоящее время доминирует мнение, что работоспособность школьников вследствие утомления, как правило, снижается к концу школьного дня. При этом одни авторы приводят данные об одновременном снижении разных функций организма в течение школьного дня (Д. Г. Нусбаум; М. В. Антропова; А. И. Данилович; Е. М. Вайнруб, и др.); другие же отмбчают снижение в первую очередь самых сложных умственных' функций (высшей нервной деятельности), причем более примитивные могут даже улучшаться (Л. С. Богаченко; В. Я- Кряжев; Т. П. Фуфлы-гина, и др.); третьи приводят данные, из которых видно снижение во время школьного дня вегетативных функций (например, дыхания, кровообращения), что якобы подтверждает наличие утомления в организме школьников (Д. Г. Нусбаум; Н. И. Тавастшерна; К. Георгиев и П. Балев-ский, и др.).
С другой стороны, имеется немало противоположных фактов. Так, снижение работоспособности фактически наблюдается не у всех, а только у некоторых школьников. В ряде исследований вообще показано не снижение, а повышение функционального уровня организма школьников в течение школьного дня (Р. Г. Сапожникова с соавторами; Н. С. Фокина; Меитапп; М. Р. Могендович и А. Г. Маркин; М. С. Приталюк; А. А. Мар-косян с соавторами; Ф. К. Телятник; В. В. Розенблат).
Мы исследовали динамику функционального состояния организма в течение школьного дня у 1133 школьников, причем у 659 повторно. Данные собраны в период 1958—1968 гг. Под наблюдением находились школьники 9—18 лет различных школ Эстонской ССР с нормальной успеваемостью. Количество мальчиков и девочек было приблизительно одинаковым. Исследования проводились в школах, благоприятных в гигиеническом отношении; количество школьников в классе, как правило, колебалось от 25 до 35; режим дня школьников соответствовал рекомендации Всесоюзной государственной санитарной инспекции. Физическому воспитанию уделялось 2 урока в неделю. Имелась тенденция к сокращению пребывания школьников на открытом воздухе и увеличению времени, затрачиваемого на подготовку уроков.
Проанализированы данные, относящиеся к школьникам 1-й (утренней) смены. Первое исследование проводилось до уроков, затем — после 3-го урока и, наконец, после последнего урока. В некоторых случаях исследования были проведены после каждого урока. Корректурные тесты проводились в конце каждого урока. Исследования велись со вторника до пятницы (включительно), кроме дней, когда были уроки труда. При анализе материала мы суммировали данные разных дней.
Для установления динамики функционального состояния организма школьников были применены разные методы исследования
1 Часть обследований проведена М. Э. Теосте, некоторые данные собрали
Э. Я. Стриж и И. Я. Сайдашева.
Материал был обработан статистически: вычислены арифметические средние и достоверность разности между ними путем вычисления доверительных интервалов.
Все результаты исследования представлены в таблице и на рисунке.
Суммируя полученные данные, можно сделать ряд сообщений, которые сводятся к следующему.
Функциональное состояние организма школьников значительно изменяется в течение учебного дня. Эта динамика в различных условиях
кунду 1/ паза в се-
- гг. зб
- 0,2Э/исек 0,4 4 м сек
- ЮОкг
-зггосм3
- 85.!удара В минити 3.4 ед
6.2 см
24.3кг
25.4 ё
26.0 В
0.24 мсек 0,34л1сеьщ 66,/кг 3)30 см3
74! О 4.0% 30.2% М.О"/. 4620000 3,6 ед
6.6 мин
6.7 6.7 см 77 сек /8.3 см2
25,5кг 7.1 раза В секунду
5.0раза Все -хукди 22,8 В гг.оВ
0,23 мсек 0.44 мсек 86.5 кг ЗПОСМ1 82,4 удара В минити 4.1 ед 36.7° 6/30 3,6% 34,0Д 7,8%
4.3 ед
13
С
Осенью
а е
Зимой
8 г
6
ВесноС*
в г 3
Изменения функционального состояния организма школьников в течение школьного дня в разные периоды учебного года (средние арифметические величины).
а —средние арифметические величины показателей утром до уроков; б —исходная величина показателей до уроков; в — величины показателей после уроков; г — степень достоверности разности между данными до и после уроков (+ разность достоверна при 95% критерии значимости, — недостоверна); д — показатели функционального состояния организма: 1 — скорость выполнения корректурного теста (по Бурдону — Анфимову); 2 — количество ошибок, сделанных в корректурном тесте; 3 — аккомодационная способность глаз (ближняя точка ясного зрения); 4 — устойчивость ясного видения (продолжительность 2 мин.); 5 — величина слепого пятна глаза (в проекции); 6 — оптическая реобаза; 7 — сила правой кисти; 8 — скорость постукивания пальцами — теппинг-тест (темп в течение первых 10 сек.); 9 — выносливость при постукивании пальцами (темп в течение третьих 10 сек. постукивания); 10 и 11 — реобазы кожной чувствительности на сгнбательной и разгибательной сторонах предплечья; 12 и УЗ — соответствующие хронаксии; 14 — становая сила; 15 — жизненная емкость легких; 16 — частота пульса в покое; 17 — ортостатическая проба «сидя—стоя» (оценка по Н. Е. Тесленко); 18 — температура тела; 19 — количество лейкоцитов в 1 мм3 крови; 20—22 — количество соответственно эозинофилов, лимфоцитов и моноцитов в крови (в % от всех лейкоцитов); 23 — количество эритроцитов в 1 мм3 крови; 24 — активность холинэстеразы крови. Каждое деление шкалы ординат соответствует изменению величины любого показателя на 5% по сравнению, с уровнем, наблюдавшемся до уроков, который взят за 100%.
в свою очередь имеет неодинаковый характер. Наши данные показывают, что улучшение различных показателей в течение школьного дня наблюдалось в 47% случаев, ухудшение — в 38% случаев, а в 15% случаев изменений не было. Разумеется, эти процентные соотношения могут значительно изменяться в зависимости от условий. По нашим материалам, в начале учебного года улучшение различных показателей в течение школь-
4*
99
Изменение функционального состояния организма школьников в течение учебного дня
Показатель функционального состояния организма Осень Весна
число школьников, абс. функциональное состояние число школьников, абс. функциональное состояние
улучшилось не изменилось ухудшилось улучшилось не изменилось ухудшилось
% %
Выполнение кор- скорость .... 506 85 1 14 551 70 30
ректурных тес- ошибки .... 506 64 1 35 551 54 46
тов суммарная оценка 506 60 40 551 38 62
Высшая нервная ЛПУЗМР на сла-
деятельность бый свет . . . 207 19 51 30 163 22 58 20
ЛПУЗМР на силь-
ный свет 207 22 57 21 163 32 44 24
растормаживание 8
дифференциации 207 39 12 49 163 44 48
иррадиация воз-
буждения 207 47 6 47 163 37 6 57
отрицательная 49
индукция . . . 207 46 2 52 163 45 6
иррадиация тор-
можения . . . 207 60 10 30 163 52 9 39
внешнее тормо-
жение .... 207 60 40 163 54 46
скорость передел- • 52 48
ки ...... 207 57 43 163
Аккомодационная способность глаз 99 49 16 35 402 48 14 38
Устойчивость ясного видения .... 38 66 34 71 39 61
Величина слепого пятна глаза .... 93 65 35 156 38 62
Оптическая реобаза ........ 35 63 6 31
Сила правой кисти 65 57 28 15 113 43 29 28
Скорость постукивания пальцами 62 73 27 114 37 63
Выносливость при простукивании 62 65 35 114 44 32 56
Реобаза сгибательная ....... 150 44 29 27 66 29 39
» разгибательная ...... 150 49 25 26 66 38 15 47
Хронаксия сгибательная...... 150 47 22 31 66 50 29 21
» разгибательная ...... 150 50 17 33 66 41 9 50
Становая сила 42 52 43 5 306 38 51 11
Жизненная емкость легких..... 129 48 25 27 77 47 12 41
Частота пульса в покое ...... 235 17 25 58 387 20 20 60
Ортостатическая проба....... 41 26 37 37 51 35 30 35
Температура тела 27 30 26 44
Количество лейкоцитов в крови . . . 14 57 7 36
» эозинофилов » » 22 45 14 41
» лимфоцитов » » 22 23 45 32
» моноцитов » » 22 9 50 41
» эритроцитов » » 11 55 9 36
Активность холинэстеразы крови 15 40 20 40
Примечание. ЛПУЗМР — латентный период условной зрительномоторной реакции. Улучшением считали, как правило, увеличение параметра данного показателя (например, увеличение скорости выполнения корректурного теста; сюда относили также случаи повышения температуры тела, а кроме того, изменение картины крови), за исключением всех показателей высшей нервной деятельности (кроме скорости переделки сигнального значения условных раздражителей), а также всех реобаз и хронаксий, при которых улучшением считали уменьшение данного параметра (например, уменьшение реобазы). Высшая нервная деятельность исследовалась при помощи классического метода определения скрытого периода психической реакции.
ного дня наблюдалось в среднем в 53% случаев, ухудшение — в 34%, а в конце учебного года улучшение — в 44%, ухудшение — в 43% случаев.
Еще более пестрая картина наблюдается при анализе данных, относящихся к каждому школьнику Ь отдельности. С одной стороны, только у единичных школьников не снижается в течение школьного дня ни один из показателей, с другой стороны, не было ни одного школьника (особенно
осенью), у которого не повысился бы ни один из показателей. Таким образом, при исследовании у определенного школьника большого числа показателей всегда можно найти хотя бы один, который снижается в течение учебной работы. Таким образом, нет школьников, у которых школьный день не вызывал бы снижения или ослабления какой-либо функции организма. Но, с другой стороны, повышение тех или иных функций в течение школьного дня наблюдалось чаще, чем снижение. Например, у группы школьников 5-го класса, обследованных осенью (у каждого школьника определены 10 показателей), только в 6% случаев в течение школьного дня снижалось более половины функций.
Следующий вывод, вытекающий из результатов исследования, касается большей или меньшей «чувствительности» показателей школьного утомления. Как видно из наших данных, изменение различных функций в течение школьного дня, особенно весной, протекает непараллельно.
Исходя из динамики средних арифметических величин и частоты случаев ухудшения в течение школьного дня, а также из степени изменения реакции в конце школьного дня при затруднении условий учебы (весной по сравнению с осенью), мы смогли объединить показатели (естественно, с известной степенью условности) в следующие группы.
1. Показатели с относительно высокой частотой ухудшения в течение школьного дня. Сюда можно включить показатели зрительной функции и сложной умственной деятельности (устойчивость ясного видения, величина слепого пятна глаза, аккомодационная способность глаз, а также характер выполнения корректурных тестов).
2. Показатели моторики рук, которые могут в определенных условиях также дать высокую частоту ухудшения, по-видимому, в связи с количеством письменной работы в школе в данный день (выносливость и особенно скорость при постукивании пальцами, сила правой руки, реобаза кожи предплечья на разгибательной стороне).
3. Показатели, которые, как правило, не ухудшаются, а часто даже улучшаются в течение школьного дня. Сюда относятся в основном вегетативные функции: жизненная емкость легких, кровообращение, а также становая сила и хронаксия кожной чувствительности.
4. Показатели высшей нервной деятельности в пределах первой сигнальной системы, на наш взгляд, не являются особенно чувствительными показателями влияния школьного дня на детский организм. Частота случаев ухудшения в течение школьного дня довольно высока, но она уравновешивается частотой случаев улучшения, поэтому мы считаем, что подобные сдвиги не выходят за пределы ошибки метода. Кроме того, в затрудненных условиях наблюдался только незначительный прирост случаев ухудшения в течение школьного дня.
Из сказанного можно сделать вывод, что школьный день не вызывает глубокого и разностороннего снижения функционального уровня организма школьника. Это снижение имеет, как правило, локализованный и кратковременный характер, поскольку оно выявляется только по части функций, в то время как снижения других показателей не отмечается, а наоборот, они часто даже повышаются.
Кроме локального характера распространения пониженного функционального уровня в организме, обращает на себя внимание довольно быстрый процесс восстановления после школы. При обследовании школьников через 2 часа после окончания школы функциональный уровень их организма уже заметно превышает тот уровень, который наблюдался в конце занятий или в любое другое время предыдущего дня (например, устойчивость ясного видения школьников восстанавливается уже к 15 часам).
В снижении функционального уровня организма учащихся в течение учебного дня в школах первоочередное значение имеет, на наш взгляд, утомление. Роль утомления как основного механизма снижения функци-
онального уровня организма школьников доказывается фактом локализованного характера снижения функционального уровня организма в течение школьного дня.
Действительно, более или менее избирательное снижение показателей наиболее нагруженных функций соответствует концепции, по которой «утомление — это вызванное работой временное снижение работоспособности». С другой стороны, методом исключения можно также элиминировать ряд других возможных механизмов. Например, снижение функционального уровня организма могло бы быть объяснено снижением уровня сахара в крови и чувством голода, в случае если бы в школе не было организовано питание. Однако к нашим школам это не относится. Школьный завтрак у нас очень широко распространен. Кроме того, специальные исследования показали, что содержание сахара в крови у школьников в течение школьного дня, как правило, повышается, случаи снижения очень редки.
Отсутствие резких изменений микроклимата в школах в течение учебного дня и наличие регулярного питания в большинстве случаев исключают возможное их прямое влияние на изменение функционального уровня организма школьников. Температура воздуха в классах в среднем находилась в пределах нормы, в течение школьного дня она имела очень небольшую тенденцию к повышению; относительная влажность воздуха характеризовалась тем же; содержание сахара в крови у школьников, как уже было сказано, в течение школьного дня в среднем повышалось и повышалось заметно; освещенность на плоскости школьных парт, как правило, улучшалась в течение учебного дня.
С другой стороны, увеличение определенной функциональной нагрузки повлекло за собой учащение случаев снижения соответствующей функции (например, зрительной функции при ухудшении освещения, моторной функции при увеличении письменной работы). Изменением общего тонуса нервной системы (от прекращения врабатывания, изменения количества поступающей извне афферентной стимуляции, уменьшения интереса к работе и т. д.) трудно объяснить избирательное снижение показателей только некоторых функций, так как при таком их механизме изменения должны бы быть довольно равномерны и выражены по всем функциям в одном направлении. Но наряду с этим основным механизмом (утомление) не исключено некоторое влияние других, удельный вес и значение которых мы точнее определить не можем.
Из имеющихся у нас данных можно также сделать вывод, что работоспособность различных школьников неодинакова, так как более или менее равные условия вызывают у них утомление разной глубины и распространенности. Таким образом, школьников можно весьма приблизительно разделить на имеющих большую и меньшую работоспособность. Между этими двумя группами существует постепенный переход.
Глубина утомления существенно зависит от времени года (осенний или весенний период). В условиях обычного режима одна и та же нагрузка весной вызывает более глубокое и шире распрастраненное в организме утомление, чем осенью.
Общее повышение функционального уровня организма школьников, происходящее в течение первой половины учебного дня и часто продолжающееся до его конца, находит свое объяснение, по-видимому, в механизме повышения общего тонуса организма. Это, по всей вероятности, объясняет также тот факт, что к концу школьного дня повышается часть, а не все функции. Снижение отдельных функций на этом фоне объяснимо развитием утомления, которое имеет, как выше сказано, локальный характер.
Таким образом, характерное влияние школьного дня на организм учащихся проявляется в общем повышении тонуса его организма. Это повышение тонуса является среди школьников практически стопроцент-
ным, что можно более или менее вероятно установить в середине учебного дня. Гораздо менее часто на этом фоне позже появляется утомление, которое почти всегда имеет в организме локальное распространение и относительно кратковременно. Таким образом, в подавляющем большинстве случаев учебный день глубокого и широко распространенного утомления в организме школьников не вызывает. Как показывают наши специальные эксперименты, эти явления утомления можно резко сократить с помощью систематических занятий по физкультуре, при этом работоспособность организма школьников значительно повышается.
Выводы
1. Учебный день вызывает в организме школьников, как правило, повышение функционального уровня или повышение тонуса, на фоне которого у части школьников к концу школьного дня развивается относительно узко локализованное утомление наиболее нагруженных в течение школьного дня функций.
2. Поскольку учебный день, как правило, глубокого утомления не вызывает, а утомление отмечается менее чем у 50% школьников, то современную учебную нагрузку нельзя считать чрезмерной и она более или менее отвечает работоспособности школьников.
3. Учитывая, что весной одна и та же учебная нагрузка вызывает в организме шире и глубже распространенное утомление, чем осенью, можно заключить, что работоспособность школьников к весне снижается. Против снижения работоспособности можно бороться либо снижением нагрузки, либо повышением работоспособности. Мы рекомендуем последний вариант. Наши эксперименты говорят о том, что превосходным средством повышения умственной работоспособности школьников являются систематические ежедневные занятия физкультурой и более длительное пребывание на открытом воздухе.
4. При исследовании влияния учебной нагрузки или других факторов среды на организм школьников необходимо применять как можно более широкий набор методов, характеризующих изменения функций разных органов и системы. Это позволяет выработать рекомендации, учитывающие интересы целостного организма.
ЛИТЕРАТУРА
Антропова М. В. Работоспособность учащихся и ее динамика в процессе учебной и трудовой деятельности. М., 1964. — Богаченко Л. С. Изв. Акад. пед. наук РСФСР, 1953, № 47, с. 149. — Вайнруб Е. М. Гигиеническая оценка учебного режима школьников седьмого класса. Дисс. канд. Киев, 1954.— Георгиев К., Б а-л е в с к и П. Гиг. и сан., 1962, № 2, с. 37. — Данилович А. И. Гиг. и сан., 1962, № 10, с. 37. — Кряжев В. Я. Труды 2-й научной конференции по возрастной морфологии и физиологии. М., 1955, с. 27.— Маркосян A.A., Алексеева Т. Е., Зингер М. Е. Изв. Акад. пед. наук РСФСР, 1953, № 47, с. 207, 222, 225. — М о-гендович М. Р., Маркин А. Г. Труды 11-й научной конференции по возрастной морфологии и физиологии. М., 1955, с. 80. — Нусбаум Д. Г. Гиг. и сан., 1954, № 2, с. 38. — П р и т а л ю к М. С. Гигиеническое значение занятий и отдыха школьников на открытом воздухе. Автореф. дисс. канд. Киев, 1962.— Розенблат В. В. Проблема утомления. М., 1961. — Сапожникова Р. Г., Попова Н. М., К о-реневская Е. И. Гиг. и сан., 1961, № 5, с. 28.— Тавастшерна Н. И. В кн.: Сборник трудов Ленинградск. ин-та физкультуры. М. — Л., 1936, с. 214.—Телятник Ф. К. Вести, психиатр., 1897, № 12, с. 293.— Фокина Н. С. Организация режима для воспитанников школ-интернатов. М., 1959.—Фуфлыгина Т. П. Ж. высш. нервн. деят., 1953, № 5, с. 718.— Me urna пп Е., Vorlesungen zur Einführung in die experimentelle Pädagogik und ihre psychologischen Grundlagen. Leipzig, 1911 u. 1914.
Поступила 12/XI 1968 r.
