CC BY
5
УДК 371.7:628.9
Проф. Ю. Д. Жилое, канд. мед. наук JI. А. Борисова, Е. Н. Назарова
СВЕТОВАЯ ОБСТАНОВКА В УЧЕБНОМ ПОМЕЩЕНИИ ПРИ ВОСПРИЯТИИ ЗРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ С ЭКРАНА ТЕЛЕВИЗОРА
Институт гигиены детей и подростков Министерства здравоохранения СССР, Москва
Внедрение визуальных технических средств обучения (ТСО) поставило перед гигиенической наукой ряд вопросов, требующих своего научного решения. В первую очередь это вопрос о световой обстановке в учебном помещении при восприятии информации с экрана. Дело в том, что до сих пор при создании световой обстановки в учебном помещении ориентировались на то, что учащиеся выполняют как бы два основных вида работы: чтение — рассматривание печатного текста в книге, тетради, на доске — и письмо. Многолетними исследованиями установлено, что в наибольшем объеме зрительная работа может выполняться лишь тогда, когда на рабочем месте системой общего освещения создается оптимальная световая обстановка, характеризующаяся не одним уровнем, а зоной оптимальных уровней освещенности (яркости). Задача настоящей работы — обоснование требования к световой обстановке при восприятии информации с экрана телевизора.
Напомним, что существующие отраслевые нормы освещенности в учебных помещениях (СН и П 11-71) не учитывают использования в них технических визуальных (экранных) форм обучения. Удобство восприятия изображения визуальных ТСО зависит не только от качества изображения, но и от размера экрана и показываемых предметов, расстояния экрана телевизора от пола, угла зрения, под которым рассматривается изображение и др.
Принимая все это во внимание, работу по решению вопроса об организации световой обстановки в помещении с визуальными ТСО проводили в специальной лаборатории, оборудованной современным телевизором и промышленной телевизионной установкой (ПТУ-22) замкнутой системы. Использование последней позволяло показывать (передавать) обследуемым телепередачи равной трудности и тем самым изучать влияние именно световой обстановки, нивелируя действие самого содержания передачи. Известно, что порой содержание передачи может оказывать решающее влияние на организм учащегося независимо от формы подачи его.
На первом этапе работы мы задались целью определить наилучший сектор обзора экрана соответствующего размера, т. е. найти тот допустимый угол отклонения взора от осевой линии просмотра экрана, при котором изображение воспринимается без ошибок. В своих исследованиях мы применили метод определения скорости зрительного восприятия с внесением некоторых элементов специфики: тест тахистоскопически предъявляли через телевизионную установку под разными углами (от 0 до 60э) от осевой линии экрана телевизора. Было проведено несколько серий опытов — сначала тест предъявляли в темноте, затем с некоторым подсветом, причем в одних случаях источник света помещали перед, а в других — за экраном телевизора. Следует подчеркнуть, что статистически достоверного различия показателей указанных серий наблюдений отметить не удалось.
Увеличение угла отклонения взора от осевой линии экрана от 0 до 30° почти не изменяет вероятности правильного опознания предъявляемого теста. При угле отклонения 45° и больше время опознания теста резко возрастает и объем правильно воспринимаемой информации сокращается в 2 раза. Наши материалы, так же как и литературные (К- Т. Морган и со-авт.1) подтверждают, что горизонтальный угол отклонения от осевой линии
'Morgan С. Т., С h а р а п i s А., Cook J. S., L u n d M. — Human Engineering Guide to Eguipment Design (Морган, Чапанис, Кук, Ланд — Инженерная психология в применении к проектированию оборудования. Москва, 1971, 488 е., пер. с англ. Б. Ф. Ломова и В. И. Петрова).
2 Гигиена и санитария № б
3-
Таблица 1
Световая чувствительность (плотность светофильтра адаптометра) при предъявлении теста с экрана без дополнительного освещения и при различных яркостях рабочей поверхности (яркость экрана 75 кд/м2)
Время исследования, минута Световые условия на рабочем месте, кд/м1
без дополнительного освещения искусственными источниками света 10 50 75 100
Первая Третья Пятая Десятая 2,82:0,04 4,0—0,08 2,8^0,06 3,82:0,06 4,02:0,08 1,752:0,05 3,12:0,09 4,02:0,07 1,62:0,06 2,88±0,09 3,52:0.06 4,02:0,07 1,62:0,05 2,92:0,01 3,52:0,06 4,02:0,09
экрана при использовании учебного телевидения не должен быть более 45°. Оптимальным углом сектора обзора (сумма углов отклонения от линии оси) следует считать угол 60°, а допустимым — 90°. Полученные данные свидетельствуют о том, что наличие подсвета (уровень освещенности не более 10 лк) почти не влияет на уменьшение объема воспринимаемой информации, однако уровни его недостаточны для ведения записи в тетради.
Следующий этап работы был посвящен оценке допустимого соотношения яркостей экрана телевизора и рабочего места учащегося. В лаборатории яркость экрана телевизора составляла 75 кд/м2. Яркость рабочего места, создаваемая светильниками общего освещения, изменялась от 10 до 100 кд/м2, что в единицах освещенности соответствовало от 50 до 500 лк. У наблюдаемых учащихся определяли световую чувствительность, объем перерабатываемой информации и силу раздражителя (освещенность сетчатки). Световую чувствительность (темновая адаптация) вычисляли с помощью адаптометра АДМ. Обследуемого после адаптации к той или иной световой обстановке аудитории помещали к адаптометру, где в полной темноте исследовали световую чувствительность в течение первой, затем на третьей, пятой и т. д. минутах, пока она не достигала определенной величины (виден свет при плотности фильтра АДМ, равной 4,0 — табл. 1). Так, на первой минуте темновой адаптации наибольшая чувствительность к свету наблюдалась тогда, когда учащиеся рассматривали телевизионную картинку в «темноте», а наименьшая, как и следовало ожидать, — при яркости рабочего места 75 и 100 кд/м2. Весьма любопытна динамика световой чувствительности.
Известно, что наиболее утомительными для зрительного анализатора, с позиции физиологии зрения, являются частые перепады яркости в поле зрения, ведущие к резкой переадаптации, значительным изменениям чувствительности сетчатки, осуществляющимся за счет биохимических и ретино-моторных процессов (С. В. Кравков). При невозможности создания оптимальных условий яркости, при которых в адаптационный механизм включается зрачковый рефлекс и деятельность которого способствует поддержанию биохимических и ретиномоторных процессов на постоянном (оптимальном для системы) уровне, следует стремиться к тому, чтобы имеющиеся уровни яркости поля адаптации были постоянными и колебание их в поле зрения не было бы столь значительным (П. Милнер). С этих позиций наиболее благоприятным следует считать уровень световой чувствительности, наблюдаемый при яркости рабочего места 75 и 100 кд/м2.
Этот же вывод подтверждается при рассмотрении данных о темновой адаптации в динамике — более длительно адаптация протекает у тех, у кого на рабочем месте создается яркость 75—100 кд/м2 (освещенность 400— 500 лк). Это показывает, что необходимый для выполнения «зрительной работы» уровень световой чувствительности создавался в основном зрачковым рефлексом, который является наиболее экономичным для глаза.
Таблица 2
Объем воспринимаемой информации за 10 с (в битах) при различных уровнях яркости
рабочей поверхности
Световые условия на рабочем месте, кг/м1
Период наблюдения без дополнительного освещения искусственными источниками света 10 25 50 75
До нагрузки Через 45 мин Через 1,5 ч 187^:2,0 163—3,0 152^4,0 185—2,0 1722:3,0 1682:3,0 1802:3,0 175± 2,0 171 — 2,0 178—2,5 1762:2,0 1722:2,0 1782:2,3 1762=2,0 1732:2,0
Следующий этап работы заключался в определении объема зрительной информации, который перерабатывается учащимися при предъявлении им тестовой таблицы с экрана телевизора. Для определения объема воспринимаемой информации до работы, через 45 мин и 1,5 ч после нее им тахи-стоскопически предъявлялся через телевизионную установку тест информационной емкостью 6 бит. Зрительная работа заключалась в списывании таблицы с кольцами Ландольта, предъявляемой с экрана телевизора, она проводилась в помещении с меняющимся уровнем освещенности. Экран телевизора был затенен (от попадания на него прямых лучей света от источников освещения) специальным щитом.
Полученные материалы (табл. 2) свидетельствуют о том, что наибольший объем информации воспринимается при таких условиях, когда в помещении отсутствует освещение. При общем освещении этот объем уменьшается и тем больше, чем выше уровень яркости рабочего места. Однако исследования, проведенные после 45 мин работы, показывают, что утомление в большей степени проявляется тогда, когда работа выполняется при низких уровнях освещенности и особенно при свете, испускаемом электроннолучевой трубкой телевизора, т. е. без общего освещения, причем работоспособность зрительного анализатора при больших уровнях света в помещении длительное время (в течение 2 уроков) остается на одном, относительно высоком уровне.
Данные периода «до работы» очень хорошо согласуются с таковыми по светсвой чувствительности — чем она выше, тем больший объем зрительной информации с экрана может воспринять учащийся. Однако длительность такой работоспособности невелика — уже через 45 мин после начала работы она снижается без общего освещения, на 13%, в то время как при небольшом уровне освещенности — всего на 1%. Отмечено, что по мере приближения уровня яркости рабочего места к уровню яркости экрана степень зрительного утомления уменьшается. Определение уровня освещенности сетчатки по степени открытия зрачка подтвердило сделанные выводы.
Таким образом, при относительно высоких уровнях яркости, создаваемой искусственными источниками света, процесс адаптации осуществляется за счет пупилломоторной реакции, наиболее экономичной для зрительной системы. При низких же уровнях яркости, особенно при отсутствии равномерной освещенности и необходимости фиксировать взором текст на экране, отстоящем на несколько метров от зрителя, и на бумаге тетради, расположенной рядом, происходит значительное изменение функционального состояния зрительного анализатора, указывающее на развитие процесса утомления.
Таким образом, при просмотре телевизионной программы, когда не нужно вести соответствующей записи, нет необходимости в создании световой обстановки включением искусственных источников света. При этом восприятие зрительной информации с экрана будет весьма высоким.
2*
35
Совершенно иные требования предъявляются к световой обстановке помещения с визуальным ТСО, когда требуется записать текст в тетрадь. В этом случае телепрограмму можно и нужно смотреть при тех уровнях освещенности (до 500 лк), которые создают на рабочем месте яркость, равную или близкую к уровню яркости электронно-лучевой трубки. При этом следует следить за тем, чтобы экран телевизора был защищен от прямого попадания света.
ЛИТЕРАТУРА. КравковС. В. Глаз и его работа. М,—Л., 1950. — Милн ер П. Физиологическая психология. М., 1973.
Поступила 14/1X 1976 г.
THE LIGHTING CONDITION IN A CLASSROOM IN THE COURSE OF TAKING VISUAL INFORMATION FROM A TELEVISION SET SCREEN
Yu. D. Zhilov, L. A. Borisova, E. N. Nazarova
The authors found that at the time of receiving visual information from the television set screen and when it is necessary to take simultaneously notes in note-books, the lighting condition in the classroom should provide a brightness at the working place equal or close to the level of brightness of the television set screen (75 kd/m2), that may be created by the lighting of an intensity of 500—600 Ix.
УДК 613.865:378.147
Проф. И. И. Слепушкина, кандидаты мед. наук Ю. А. Литвинова, А. Г. Глущенко, Н.Д.Эмишян, Л. Г. Жердиенко и В. А. Карева, А. П. Ивахно, А. В. Михайлова
ОБУЧЕНИЕ НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНОМ ОТДЕЛЕНИИ ВУЗА КАК СРЕДСТВО АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА СТУДЕНТОВ К УЧЕБНОЙ НАГРУЗКЕ
Медицинский институт им. акад. А. А. Богомольца, Киев
Интенсификация процесса обучения в вузе в соответствии с требованиями научно-технического прогресса приводит к увеличению учебной нагрузки, которая нередко вызывает значительные нарушения работоспособности и состояния здоровья студентов, отчетливо отмечаемые уже на первом году обучения. Изучение режима дня студентов-первокурсников (В. К. Водяга, Л. П. Краснянская, А. 3. Белоусов и соавт., А. С. Хафи-зова) показывает, что кроме 6—8 ч занятий в институте на внеаудиторную работу до 50% студентов затрачивает 4—5 ч и до 30% —более 5 ч. Это приводит к сокращению продолжительности ночного сна, нарушениям режима питания и отдыха. При обследовании студентов выявляются субъективные и объективные признаки утомления (в динамике учебной недели, года): удлинение времени условнодвигательных реакций, ослабление диф-ференцировочного торможения, ухудшение показателей работоспособности и гемодинамики.
Приведенные данные свидетельствуют о необходимости разработки новых форм и методов обучения, а также подготовки к занятиям в вузе. В последние годы широкое распространение в различных вузах страны, в частности медицинских, получила такая форма подготовки к обучению, как подготовительное отделение. Гигиеническая оценка подобного обучения отсутствует.
В связи с этим мы исследовали динамику работоспособности, функцио-. нальные возможности и особенности адаптации организма слушателей подготовительного отделения на протяжении периода обучения с учетом ряда факторов, на них влияющих (организация учебной работы, режим дня, отдыха, двигательная активность и др.). Для решения поставленных задач использовали различные методы: физиологические, психологические, статистические. Общую работоспособность определяли по показателям
