CC BY
126
[гиена и санитария 1/2014
cal activity / ed. academician Rakhmanin J.A., Kondratov V.K.. Moscow: Academy of Natural Sciences; 2002 (in Russian).
5. Perezhogin A.A. Computer modeling polyamorphous transformations in ice nanostructures. Dissertation for the degree of Ph.D., Kemerovo; 2009 (in Russian).
6. Matveev A.N. Mechanics and relativity theory: studies.
A.N.Matveev. 3-e ed. - Moscow: «Publishing House» Onyx 21; LLC «Publishing Peace and Education»; 2003 (in Russian).
7. Cramer J.G. Transactional Interpretation of Quantum Mechanics. Reviews of Modern Physics. 1986; 58: 647 - 688 / http:// www.twirpx.com/file/39082/.
8. Wheeler J. A., Feynman R. P. Interaction with the Absorber as the Mechanism of Radiation. Rev. of Mod. Phys. 1945; 17: 157 -181 (in Russian).
9. Fejnman R., Lejton R., Sjends M. The Feynman Lectures on Physics. Wiley. 1966; 6: 10. David Bom. Causality and chance in modern physics. Transl.. from English. S.F. Shushurin. Moscow: FL; 1959 (in Russian).
11. Bom David. Quantum theory. Per. from English. L. Shubin. 2 editions: 1st - Moscow: Fizmatgiz, 1961. 2nd, rev. Moscow: Science; 1965 (in Russian).
12. Avramenko R.F. et al. The future of open quantum key / ed. V.I. Nikolaeva, A.S. Paschiny. - M.: Chemistry; 2000 (in Russian).
13. AvramenkoR.F., GrachevL.P., Nikolaeva V.I. Symmetry breaking the law of electromagnetic induction and the magnetic vector potential of the electromagnetic field. Application for discovery № OT-8896 - 16.10.1974 (in Russian).
14. Avramenko R.F., Nikolaeva V.I. Quantum energy of the electron of a Bose condensate in the environment. M.: Chemistry; 1991 (in Russian).
15. Shmidt V.V. Introduction to the physics of superconductors. Ed. 2nd, rev. and add. M.: MCCME; 2000 (in Russian).
16. Krieger-BrauerH.I., KatherH. Biochem. J. 1995; 307 (2): 543 -548.
17. Poling L. The nature of the chemical bond. Leningrad, Goskhi-mizdat; 1947 (in Russian).
18. Gak E.Z., GakM.Z., Tolmachev D.A. The kinetics of deposition of iron bacteria in inhomogeneous magnetic fields - as a possible model for the formation of iron-manganese nodules on the ocean floor. Biogeofizika. 2005; 6: 4 - 16 (in Russian).
Поступила 13.02.13
Гигиеническое нормирование
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2014 УДК 613.955:681.31
М.И. Степанова, З.И. Сазанюк, Е.Д. Лапонова, Б.З. Воронова, И.П. Лашнева
обоснование регламентов безопасного использования компьютеров с жидкокристаллическим монитором в процессе учебных занятий
ФГБУ «Научный центр здоровья детей» РАМН, 119991, Москва
В статье приведены результаты исследований влияния на функциональное состояние организма школьников учебной работы с использованием персональных компьютеров с жидкокристаллическими мониторами. Установлено, что устойчивость к развитию зрительного и общего утомления у школьников-пользователей персональных компьютеров с жидкокристаллическими мониторами выше, поскольку они обеспечивают более благоприятные условия для зрительной работы по сравнению с мониторами, основанными на электроннолучевой трубке. Использование светодиодного освещения в учебных кабинетах способствует созданию более благоприятной световой среды, чем при люминесцентном освещении, и снижает утомительное воздействие (как общее, так и зрительное) занятий с использованием персональных компьютеров.
Ключевые слова: жидкокристаллические мониторы; компьютер; школьники, утомление; регламентация работы; светодиодное освещение.
M.I. Stepanova, Z.I. Sazanyuk, E.D. Laponova, B.Z. Voronova, I.P. Lashneva — JUSTIFICATION OF REGULATIONS FOR THE USE OF COMPUTERS WITH LCD MONITOR DURING ACADEMIC STUDIES
Scientific Centre of Child Healthcare, 2/62, Lomonosov avenue, Moscow, Russian Federation, 119991
In the article there are reported the results of studies of the effect on the functional state of the body of schoolchildren curriculum with the use of personal computers with LCD monitors. The resistance to the development of visual and general fatigue in schoolchildren -users ofpersonal computers with LCD monitors was found to be higher, because they provide a more favorable environment for visual work in comparison with monitors based on cathode-ray tube. The use of LED lighting in classrooms contributes to the creation a more favorable light environment than in fluorescent lighting and reduces fatigable impact (both general and visual) of classes with the use of personal computers.
Key words: LCD monitors; computer; schoolchildren; fatigue; regulation of the work; LED lighting.
Компьютеризация школы - основа модернизации всего обучения, процесс этот продолжительный, постепенный, требующий не только психологопедагогического, но и гигиенического обеспечения. Федеральным государственным образовательным
Для корреспонденции: Степанова Марина Исааковна, mi stepanova@mail.ru.
стандартом общего образования второго поколения, реализация которого начата в 2012 г., компьютеризация школы определена как основа модернизации всего обучения. Эта ситуация актуализирует вопросы обеспечения безопасности использования информационно-компьютерных средств в образовании и досуговой деятельности для здоровья детей [1, 2]. Необходимость решения этой проблемы обозначе-
108
на и в Национальной стратегии действий в интересах детей на 2012-2017 гг.
В настоящее время обновляется парк компьютерной техники в образовательных учреждениях, которая все шире используется в обучении. На смену мониторам, основанным на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ), приходят жидкокристаллические (ЖК) экраны, обладающие большей разрешающей способностью и, следовательно, обеспечивающие более комфортные условия для зрительной работы пользователей. Между тем в санитарном законодательстве продолжают использоваться регламенты непрерывной работы за персональным компьютером (ПК), которые были обоснованы для ПК с ЭЛТ.
Цель работы заключалась в обосновании безопасной непрерывной продолжительности учебных занятий с использованием ПК с ЖК мониторами.
Материалы и методы
Под наблюдением находилось свыше 250 учащихся 5-9-х классов (11 классных коллективов) одной из школ Москвы. Исследования проводились в 2 этапа. На первом этапе изучалось влияние различной длительности занятий за ПК на функциональное состояние организма (ФСО) школьников при традиционном люминесцентном освещении (лО). На втором этапе лО было заменено на светодиодное (СО), которое по своему спектру приближено к естественному свету (светильники Betalux 4). В отличие от люминесцентных светодиодные лампы не создают колебаний светового потока, нередко видимых для человеческого глаза (коэффициент пульсации светового потока при люминесцентных лампах составил 2%, при светодиодах - 0,2%), у них отсутствует инфракрасное излучение. Как свидетельствуют результаты исследований последних лет, светодиоды не только создают более благоприятную для зрения световую среду, но и обеспечивают более устойчивую работоспособность на фоне более благоприятного функционирования сердечно-сосудистой системы, чем при традиционном люминесцентном освещении. А динамическое офтальмологическое наблюдение показало отсутствие отрицательных тенденций в изменении зрительных функций и функциональных показателях аккомодации у учащихся 5-9-х классов [3-5].
Комплексные исследования включали изучение умственной работоспособности (корректурный тест в модификации С.М. Громбаха), функционального состояния ЦНС психоэмоционального статуса, хронометраж учебной деятельности школьников, анкетирование и оценку световой среды в учебном кабинете. Показатели искусственной освещенности на рабочих местах учащихся в оба периода исследований были идентичны и соответствовали действующим нормативам.
Результаты первого этапа исследования показали, что значимые ухудшения состояния коркового звена зрительного анализатора (КЧСМ) у учащихся 5-7-х классов наступают в конце занятий, на которых непрерывная дли-
тельность работы за ПК составляла свыше 30 мин (34,9 Гц против 36,3-36,6 Гц; р<0,01). Практически аналогичные результаты были получены и у учащихся 7-8-х классов. Достоверное снижение лабильности зрительного анализатора у них происходило после занятий, в ходе которых непрерывная длительность компьютерной работы достигала 35 мин. Как в этой, так и в другой возрастной группе традиционные учебные занятия (без использования ПК) не сопровождались значимыми изменениями КЧСМ. Независимо от длительности использования ПК показатели, характеризующие аккомодационную функцию зрительного анализатора, от начала к концу урока оставались практически на одном уровне.
Изучение умственной работоспособности по результатам корректурного тестирования выявило, что почти у половины (47,4%) школьников 5-7-х классов 30-минутная занятость с ПК приводит к появлению признаков сильного и выраженного утомления. В более старшей возрастной группе различий в показателях утомления в зависимости от длительности компьютерной работы не установлено. Вместе с тем на тех уроках, когда продолжительность работы за ПК не превышала 20 мин, были установлены наиболее неблагоприятные показатели ФСО учащихся. Так, частота показателей, указывающих на сильное и выраженное утомление, у учащихся 5-6-х классов превышала 63%, а на уроках с продолжительностью работы на ПК свыше 30 мин -47,4-33,3%. Почти у 46% учащихся в этой возрастной группе в конце уроков с 20-минутной непрерывной продолжительностью занятий за ПК были установлены показатели эмоционального дискомфорта, на других уроках его значения колебались в пределах 15,4-34,4%.
Хронометражные наблюдения за учебной деятельностью учащихся во время уроков с различной продолжительностью работы за ПК позволяют объяснить полученные результаты следующим образом. На уроках с 20-минутной работой за ПК отмечалась повышенная интенсификация учебной деятельности, поскольку плотность уроков превышала гигиенически обоснованную на 30% и более и колебалась от 90 до 95%. Выполнение учебных заданий на ПК на этих уроках происходило в значительной мере в условиях ограниченного времени, что практически исключало микропаузы в работе школьников. На уроках с более длительным использованием компьютерной техники показатель плотности занятия находился, как правило, в пределах нормы (60-80%), и компьютерная работа происходила в не навязанном, а в свободном ритме, что обеспечивало ее менее утомительное влияние.
Результаты исследований второго этапа, которые проводились на фоне светодиодного искусственного освещения учебных кабинетов, показали, что физиологическая стоимость школьного обучения при одинаковых уровнях освещенности ниже, чем при традиционном люминесцентном освещении. Преимущества
Динамика показателей КЧСМ на уроках у учащихся 5-9-х классов в зависимости от типа освещения
Клас- Люминесцентное освещение Светодиодное освещение
сы количество исследований до урока после урока количество исследований до урока после урока
n М±т М±т n М±т М±т
5-6 114 36,9±0,34 35,9±0,34* 114 37,5±0,36 38,2±0,37
7-9 72 36,1±0,38 35,0±0,40* 49 38,0±0,61 38,7±0,71
* - р<0,05.
109
[гиена и санитария 1/2014
использования СО в учебных помещениях общеобразовательных учреждений заключаются в создании более благоприятных условий световой среды для зрительной работы учащихся. Об этом свидетельствуют более высокие показатели функционирования зрительного анализатора при одинаковой образовательной нагрузке: при СО 30-минутная длительность занятий за компьютером способствовала мобилизации центрального звена зрительного анализатора школьников, о чем свидетельствовало увеличение КЧСМ в конце урока по сравнению с его началом, а при работе за ПК 35 мин значения КЧСМ в процессе урока не изменялись.
Аналогичная динамика значений КЧСМ в процессе урока в зависимости от длительности работы за компьютером регистрировалась и у обучающихся 8-9-х классов: 25-минутная продолжительность работы за компьютером не вызывала у подростков снижения функционирования центрального звена зрительного анализатора. При оптимизации освещения в учебном кабинете показатели умственной работоспособности и эмоционального состояния у подростков в динамике урока независимо от продолжительности работы за компьютером практически не изменялись. Число учащихся 8-9-х классов, заканчивающих уроки с использованием компьютера в течение 25 мин с признаками явного и выраженного утомления, составило 35,7%, что незначительно превышало допустимый уровень, а при большей продолжительности занятости на уроке за компьютером таких детей было значительно меньше (18,4%).
Сравнительный анализ средних значений КЧСМ и характера изменений этого показателя от начала к концу занятия при различном искусственном освещении выявил существенное снижение его в конце урока при лО (р < 0,05) (см. таблицу).
При СО средние значения КЧСМ у школьников как до, так и после занятия в кабинете информатики были выше, чем при лО. Кроме того, после занятия в кабинете со СО во всех возрастных группах средние значения КЧСМ существенно не изменялись либо имели тенденцию к увеличению.
О более уравновешенном эмоционально-рабочем состоянии учащихся 5-9-х классов при СО независимо от продолжительности работы за компьютером свидетельствовало то, что они чаще, чем при традиционном освещении, выбирали «спокойную» цветовую гамму. Результаты изучения эмоционального состояния учащихся совпали с результатами изучения субъективного восприятия новых источников искусственного освещения школьниками и педагогами. В ходе проведенного нами опроса 80-95% респондентов оценили новое, светодиодное освещение как более комфортное.
Выводы. 1. Использование компьютеров с ЖК мониторами, которые обеспечивают более благоприятные по сравнению с Эл мониторами условия зрительной работы, позволяет повысить устойчивость к развитию зрительного и общего утомления у школь-ников-пользователей ПК. Полученные результаты дают основание к пересмотру существующих гигиенических регламентов непрерывного использования ПК в обучении школьников.
2. Установлено, что при использовании компьютеров с ЖК мониторами непрерывная продолжительность учебных занятий в свободном темпе для учащихся 5-9-х классов составляет 25 мин.
3. Гигиеническая регламентация использования компьютерной техники на уроках должна учитывать степень напряженности работы, поскольку на развитие утомления учащихся оказывает влияние не только длительность компьютерной работы, но в значительной мере ее характер.
4. Светодиодные источники освещения в учебных кабинетах способствуют созданию более благоприятной световой среды по сравнению с люминесцентным освещением и снижают утомительное воздействие (как общее, так и зрительное) занятий с использованием ПК. Полученные результаты позволяют рассматривать светодиодное освещение как один из способов гигиенической оптимизации условий учебных занятий с использованием компьютеров.
Литер атура
1. Баранов А.А., Кучма В.Р., Сухарева Л.М., Степанова М.И., Текшева Л.М. Медико-профилактические основы безопасности использования информационно-коммуникационных технологий в образовательных учреждениях. Вестник РАМН. 2010; 6: 18-21.
2. Кучма В.Р. Безопасность для детей современных информационно-коммуникационных технологий: состояние, гигиенические проблемы и пути их решения. Школа здоровья. 2010; 2: 3-6.
3. МартиросоваВ.Г., НазаренкоВ.И., СорокинВ.М., Галинский А.Д. Физиолого-гигиеническая оценка излучения светодиодных источников света. Украинский журнал проблем медицины труда. 2011; 2: 27-35.
4. КучмаВ.Р., ТекшеваЛ.М., Надеждин Д.С., ЗвездинаИ.В. Гигиенические аспекты применения светодиодных источников в системах общего искусственного освещения. Гигиена и санитария. 2011; 2: 41-5.
5. Кучма В.Р., Текшева Л.М. Гигиенические основы использования светодиодов в системах искусственного освещения. М.: ФБГУ «Научный центр здоровья детей» РАМН; 2013.
Reference s
1. Baranov A.A., Kuchma V.R., Sukhareva L.M., Stepanova M.I., Teksheva L.M. Medical and preventive security framework using information and communication technologies in educational institutions.Vestnik RAMN. 2010; 6:18-21 (in Russian).
2. Kuchma V.R. Child safety of modern information and communication technologies: status, hygiene problems and their solutions. Shkola zdorov’ya.2010; 2: 3-6 (in Russian).
3. Martirosova V.G., Nazarenko V.I., Sorokin VM., Galinskiy A.D. Physiological and hygienic assessment of the radiation of LED light sources.2011; 2(26): 27-35 (in Russian).
4. Kuchma V.R., Teksheva L.M., Nadezhdin D.S., Zvezdina I.V Hygienic aspects of the use of LED sources in the systems of general lighting.Gigiena i sanitariya. 2011; 2: 41-5 (in Russian).
5. Kuchma V.R .Teksheva LM, Sukhareva L.M. and other. Hygiene basics of using LEDs in the artificial light / M. FBGU “NTSZD” RAMS, 2013. 246 р. (in Russian).
Поступила 03.03.13
110
