Работоспособность детей и подростков

Понятие об утомлении. После длительной, чрезмерной, а так­же во время монотонной или напряженной работы наступает утомление. Характерным проявлением утомления является сни­жение работоспособности. Развитие утомления связано прежде всего с изменениями, происходящими в центральной нервной си­стеме, нарушением проведения нервных импульсов в синапсах.

Скорость наступления утомления зависит от состояния нерв­ной системы, частоты ритма, в котором производится работа, и от величины нагрузки. Неинтересная работа быстрее вызывает на­ступление утомления. Дети утомляются при длительной непо­движности и при ограничении двигательной активности.

После отдыха работоспособность не только восстанавливается, но и часто превышает исходный уровень. И. М. Сеченов впервые показал, что восстановление работоспособности при наступившем утомлении происходит значительно быстрее не при полном покое и отдыхе, а при активном отдыхе, когда происходит переключение на другой вид деятельности.

Биологическое значение утомления, развивающегося у детей и подростков в процессе учебной и трудовой деятельности, двояко: это охранительная, защитная реакция организма от чрезмерного истощения функционального потенциала и в то же время стиму­лятор последующего роста работоспособности. Поэтому требова­ния гигиены к организации учебно-трудовой деятельности детей и подростков направлены не на то, чтобы исключить появление у школьников утомления, а на то, чтобы отдалить его наступле­ние, оградить организм от отрицательного влияния чрезмерного утомления, сделать отдых более эффективным.

Утомлению предшествует субъективное ощущение усталости, потребность в отдыхе. В случае недостаточного отдыха утомление, постепенно накапливаясь, приводит к переутомлению организма.

Переутомление организма проявляется в расстройстве сна, поте­ре аппетита, головных болях, безразличии к происходящим собы­тиям, снижении памяти и внимания. Резко сниженная при этом умственная работоспособность организма отражается на успевае­мости детей. Длительное переутомление ослабляет сопротивляе­мость организма к различным неблагоприятным влияниям, в том числе и к заболеваниям.

Переутомление у детей и подростков может возникнуть как следствие чрезмерной или неправильно организованной учебной и внеклассной работы, трудовой деятельности, сокращения про­должительности сна, отдыха на открытом воздухе, нерациональ­ного питания.

Работоспособность. Под работоспособностью понимается спо­собность человека развить максимум энергии и, экономно расхо­дуя ее, достичь поставленной цели при качественном выполнении умственной или физической работы. Это обеспечивается оптималь­ным состоянием различных физиологических систем организма при их синхронной, скоординированной деятельности. Умственная и мышечная (физическая) работоспособность тесно связана с воз­растом: все показатели умственной работоспособности возрастают по мере роста и развития детей. За равное время работы дети 6—8 лет могут выполнить 39—53% объема заданий, выполняе­мых 15—17-летними учащимися. При этом и качество работы у первых на 45—64% ниже, чем у вторых.

Темп прироста скорости и точности умственной работы по мере увеличения возраста нарастает неравномерно и гетерохронно, подобно изменению других количественных и качественных признаков, отражающих рост и развитие организма (рис. 25). Годичные темпы нарастания показателей умственной работоспо­собности от 6 до 15 лет колеблются в пределах от 2 до 53%.

Скорость и продуктивность работы за первые три года обуче­ния нарастают одинаково на 37—42% по сравнению с уровнем этих показателей при поступлении детей в школу. За период от 10—11 до 12—13 лет продуктивность работы увеличивается на 63%, а качество — точность ее лишь на 9%. В 11—12 лет (V—VI классы) наблюдается не только минимальный темп при­роста качественного показателя (2%), но и ухудшение его в зна­чительном числе случаев по сравнению с предыдущими возраста­ми. В 13—14 (девочки) и 14—15 лет (мальчики) темп нарастания скорости и продуктивности работы снижается и не превышает 6%, в то время как прирост качества работы возрастает до 12%. В 15—16 и 16—17 лет (IX—X классы) продуктивность и точность работы возрастают на 14—26%.

Во всех возрастах учащимся с отклонениями в состоянии здо­ровья присущ более низкий уровень умственной работоспособно­сти по сравнению со здоровыми детьми и коллективом класса в целом.

У здоровых детей 6—7 лет, поступающих в школу с недоста­точной готовностью организма к систематическому обучению по ряду морфофункциональных показателей, работоспособность так­же оказывается ниже и проявляет меньшую устойчивость по сравнению с детьми, готовыми к обучению, быстро к нему адапти­рующимися и успешно справляющимися с возникающими трудно­стями. Однако устойчивость работоспособности у этих детей, в отличие от ослабленных школьников, повышается обычно уже к концу первого полугодия.

Фазы работоспособности и ее дневная периодичность.

Во вся­кую работу, в том числе и в умственную, организм человека и особенно ребенка включается не сразу. Необходимо некоторое время вхождения в работу, или врабатывание. Это первая фаза работоспособности. В эту фазу количественные (объем работы, скорость) и качественные (количество ошибок — точность) пока­затели работы часто то асинхронно улучшаются, то ухудшаются, прежде чем каждый из них достигнет своего оптимума. Подоб­ные колебания — поиск организмом наиболее экономичного для работы (умственной деятельности) уровня — проявление саморе­гулирующейся системы.

За фазой врабатывания следует фаза оптимальной работоспо­собности, когда относительно высокие уровни количественных и качественных показателей согласуются между собой и изменяются синхронно. Положительные изменения высшей нервной деятель­ности коррелируют с показателями, отражающими благоприятное функциональное состояние других физиологических систем.

Спустя некоторое время, меньшее у учащихся 6—10 лет и большее у подростков, юношей и девушек, начинает развиваться утомление и проявляется третья фаза работоспособности. Утомление проявляется сначала в несущественном, а затем в резком снижении работоспособности. Этот скачок в падении работоспо­собности указывает на предел эффективной работы и является сигналом к ее прекращению. Падение работоспособности на пер­вом ее этапе выражается снова в рассогласовании количествен­ных и качественных показателей: объем работы оказывается вы­соким, а точность — низкой. На втором этапе снижения работо­способности согласованно ухудшаются оба показателя. На пер­вом этапе снижения работоспособности регистрируется дисбаланс возбудительного и тормозного процессов в сторону преобладания возбудительного процесса (двигательное беспокойство) над ак­тивным внутренним торможением.

На этапе резкого снижения работоспособности еще стреми­тельнее ухудшается функциональное состояние центральной нерв­ной системы: развивается охранительное торможение, которое внешне проявляется у детей и подростков в вялости, сонливости, в потере интереса к работе и отказе ее продолжать, часто в не­адекватном поведении.

Развивающееся утомление — естественная реакция организма на более или менее длительную и интенсивную нагрузку. Нагруз­ка, вызывающая утомление, необходима. Без этого немыслимо развитие детей и подростков, их тренировка, адаптация к ум­ственным и физическим нагрузкам. Но планирование и распреде­ление этих нагрузок необходимо проводить квалифицированно, с учетом возрастно-половых, морфофункциональных особенностей школьников.

В период организованного активного отдыха восстановитель­ные процессы не только обеспечивают возвращение работоспособ­ности к исходному — дорабочему уровню, но могут поднять ее выше этого уровня. Вместе с тем тренированность возникает тог­да, когда очередная нагрузка следует за восстановлением и упро­чением показателей после предыдущей работы, хроническое же истощение — когда очередная нагрузка следует до того, как вос­становление работоспособности достигло своего исходного уровня. Чередование умственной работы с физической, переключение с од­ного вида деятельности на другой, прекращение умственной ра­боты детей и подростков в момент начавшегося резкого сниже­ния работоспособности (недалеко еще зашедшей стадии утомле­ния) и последующая организация активного отдыха способствуют восстановлению функционального состояния центральной нервной системы.

Систематическим выполнением работы (учебных занятий, тру­довой деятельности) в пределах возрастных нормативных границ продолжительности достигается совершенствование умственной работоспособности.

У большинства детей и подростков активность физиологиче­ских систем повышается от момента пробуждения и достигает оптимума между 11 и 13 ч, затем следует спад активности с последующим ее относительно менее длительным и выраженным подъемом в промежутке от 16 до 18 ч. Такие закономерные цик­лические изменения активности физиологических систем находят отражение в дневной и суточной динамике умственной работо­способности, температуры тела, частоты сердечных сокращений и дыхания, а также в других физиологических и психофизиологиче­ских показателях.

Суточная периодика физиологических функций, умственной и мышечной работоспособности имеет постоянный характер. Однако под влиянием режима учебной и трудовой деятельности измене­ния функционального состояния организма, прежде всего ЦНС, могут вызвать повышение или понижение уровня, на котором раз­вертывается суточная динамика работоспособности и вегетатив­ных показателей.

Большая учебная нагрузка, нерациональный режим учебной и трудовой деятельности или неправильное их чередование в тече­ние дня и недели вызывают резко выраженное утомление организ­ма. На фоне этого утомления возникают отклонения в законо­мерной суточной периодике физиологических функций. Так, в слу­чаях чрезмерной производственной и учебной нагрузки почти у половины учащихся профессионально-технических училищ были диагностированы не только отклонения в дневной динамике ра­ботоспособности, но также беспорядочный характер изменения температуры тела и ритма сердечных сокращений.

Оптимальное состояние работоспособности в утренние часы, спад работоспособности во вторую половину дня характерны для большинства здоровых успевающих учащихся всех классов. За время бодрствования (с 7 до 21—22 ч) кривые периодики ра­ботоспособности и физиологических функций в 80% представля­ют двухвершинный или одновершинный тип колебаний.

Недельная динамика работоспособности. Помимо суточной пе­риодики физиологических функций и психофизиологических пока­зателей, в том числе работоспособности, отчетливо выражено их недельное изменение. Наибольшей работоспособность бывает к середине недели — в среду, к субботе падает. В понедельник че­ловек втягивается в работу, со вторника по четверг работает с полной отдачей, а в пятницу происходит резкий спад работоспо­собности.

В понедельник у учащихся всех классов общеобразовательных школ и профессионально-технических училищ регистрируются низ­кие показатели умственной работоспособности, увеличенный ла­тентный период зрительно- и слухомоторных реакций, большое количество срывов дифференцировочных реакций. Почти у поло­вины учащихся бывают изменения суточных кривых вегетативных функций. Во вторник и среду учащимся свойствен не только бо­лее высокий уровень показателей умственной и мышечной рабо­тоспособности, но и большая их устойчивость. Четверг и пятница в большинстве случаев оказываются днями сниженной работо­способности и наименьшей ее устойчивости. Суббота наиболее неблагоприятный учебный день. Работо­способность детей и подростков бывает низкой. Однако часто в субботу наблюдается повышение положительной эмоциональной настроенности учащихся в связи с предстоящим днем отдыха, предвкушение интересных дел и развлечений, экскурсий, похо­дов, посещение театра в воскресенье. Организм, несмотря на утом­ление, мобилизует все имеющиеся у него ресурсы, что выражается в относительном подъеме умственной работоспособности,— явление так называемого конечного порыва.

Изменение положения тела — двигательное беспокойство, ре­гистрируемое у учащихся на уроках, является защитной реакци­ей организма. Количество движений, длительность сохранения от­носительного постоянства позы, частота использования крышки парты (стола) в качестве дополнительной опоры для тела также объективно отражают нарастание утомления учащихся и сниже­ние их работоспособности. Например, от понедельника к субботе у детей 7—8 лет общее количество движений на уроках возрас­тает на 32%, длительность сохранения постоянства позы умень­шается на 65%, падает и устойчивость прямостояния. Статический компонент учебной деятельности (сохранение вынужденного поло­жения тела) интенсифицирует развивающееся утомление и паде­ние работоспособности в большей мере в конце работы, нежели в ее начале.

Нередко наблюдается двухвершинная недельная кривая рабо­тоспособности. Помимо вторника или среды относительный подъ­ем работоспособности проявляется в четверг или пятницу.

У детей 6 и 7 лет, приступающих к систематическому обуче­нию, в период адаптации к учебным нагрузкам, новым условиям обучения и требованиям дисциплины в первые 6—9 недель дни оптимальной работоспособности, когда согласуются между собой относительно высокие скорость и точность работы, смещаются от вторника к четвергу. Лишь спустя некоторое время устанавли­вается постоянный день наилучшей работоспособности первокласс­ников — вторник.

У учащихся VII—VIII и старших классов оптимум работоспо­собности в большинстве случаев приходится на вторник. В среду же регистрируется резкий спад всех показателей работоспособ­ности, а в четверг наблюдается существенный подъем скорости и точности работы. Падение работоспособности в среду указывает на раннее наступление утомления, существенное напряжение ме­ханизмов регуляции функционального состояния физиологических систем и поиск ресурсов для выравнивания работоспособности. В результате обеспечивается относительно высокий, но одноднев­ный (только четверг) подъем уровней всех показателей работо­способности. Однако упрочение уровней отсутствует, и в пятницу следует ухудшение работоспособности, выраженное нарушение равновесия между процессами возбуждения и торможения в нерв­ных клетках коры головного мозга, ослабление активного вну­треннего торможения.

Очень часто падение работоспособности к середине недели и поиск организмом ресурсов для ее выравнивания затягивается у старшеклассников до пятницы. Тогда лишь в пятницу прояв­ляется относительный подъем работоспособности, однако при низ­кой ее устойчивости. В этих случаях (подъем в четверг или пят­ницу) недельная кривая работоспособности учащихся имеет две вершины и соответственно два спада.

ИЗМЕНЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ У УЧАЩИХСЯ В ПРОЦЕССЕ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

В первой половине учебных занятий у большинства учащихся младших классов работоспособность сохраняется на относительно высоком уровне, обнаруживая подъем после первого урока. К кон­цу третьего урока показатели работоспособности ухудшаются и еще больше снижаются к концу четвертого урока.

Согласованно с динамикой показателей работоспособности из­меняется поведение учащихся в течение учебного дня. В начале третьего урока наблюдается снижение внимания у учащихся. Они смотрят в окно, рассеянно слушают объяснения учителя, часто ме­няют положение тела, разговаривают и даже встают с места. Короткий период возбуждения у большинства детей со второй половины третьего урока сменяется вялостью; дети потягиваются, зевают, плохо следят за объяснением учителя, с трудом сохраня­ют правильную позу. От начала уроков к их окончанию двига­тельное беспокойство нарастает.

У учащихся среднего и старшего школьного возраста за рав­ное время занятий выявлены менее глубокие сдвиги функцио­нального состояния нервной системы, чем у школьников началь­ных классов. Тем не менее к окончанию пятого часа занятий у учащихся среднего и старшего школьного возраста изменения функционального состояния центральной нервной системы оказы­ваются значительно выраженными. Заметное изменение средних величин показателей умственной работоспособности, зрительно-моторных реакций, координации движений в сторону ухудшения по сравнению с данными до начала занятий и особенно с данны­ми после первого урока проявляется к концу третьего часа за­нятий.

Наиболее резкие изменения функционального состояния цент­ральной нервной системы учащихся среднего и старшего школь­ного возраста происходят после пятого часа занятий.

Особенно велики изменения показателей работоспособности при занятиях старшеклассников во вторую смену. Короткий пере­рыв между подготовкой уроков и началом занятий в школе не обеспечивает восстановления неблагоприятных изменений в функ­циональном состоянии центральной нервной системы. Работоспо­собность резко снижается уже на первых часах занятий, что особенно отчетливо проявляется в поведении учащихся на уроках. Таким образом, целесообразные сдвиги работоспособности проявляются у учащихся в начальных классах на первых трех уроках, а в средних и старших — на четвертых и пятых. Шестые часы занятий проходят в условиях сниженной работоспособности.

В соответствии с положениями, раскрывающими основные направления реформы общеобразовательной и профессиональной школы, предусмотрено строго определенное количество учебного времени в неделю: в I классе — 20 ч, во II — 22 ч, в III—IV — 24 ч, в V—VIII —30 ч и в IX—XI классах —31 ч.

Для школьников, желающих углубить свои знания по отдель­ным предметам физико-математического, химико-биологического, общественно-гуманитарного и технического циклов с помощью фа­культативных занятий, предусмотрено в VII—IX классах 2 ч и в X—XI классах 4 ч в неделю сверх типового учебного плана. В национальных школах союзных республик выделяется дополни­тельно 2—3 ч в неделю во II—XI классах на изучение русско­го языка.

Самостоятельные учебные занятия и подготовка уроков за­нимают у учащихся всех классов довольно значительное время. Во всех случаях при выполнении одинаковых по трудности и объе­му домашних уроков во вторую половину дня (с 16 ч) ухудшения показателей работоспособности проявляются раньше и оказывают­ся более значительными, чем утром (с 9 до 13 ч). К самостоя­тельной работе во вторую половину дня учащиеся приступают с уже ухудшившейся работоспособностью под влиянием длитель­ной предшествующей деятельности. Кроме того, в это время ме­нее благоприятен сам фон суточной периодики физиологических функций организма, и он становится все более отрицательным, чем ближе к вечеру выполняются уроки.

Наблюдения за изменением функционального состояния орга­низма детей 7 лет в процессе приготовления ими уроков показа­ли, что наиболее плодотворно они работают 45 мин. Наиболее эффективная продолжительность приготовления уроков учащими­ся вторых классов составляет 1 ч. У учащихся III—IV классов наиболее эффективная продолжительность самостоятельной учеб­ной работы составляет 1,5 ч. Существенное по интенсивности снижение работоспособности наступает у учащихся V—VI классов через 2ч, VII—VIII — через 2,5ч. Работоспособность старше­классников в процессе самостоятельных учебных занятий харак­теризуется большей устойчивостью.

После 3 ч работы у большинства учащихся старших классов начинается резкое снижение умственной работоспособности, ост­роты зрения, быстроты зрительно-моторных реакций.

Большая по сравнению с указанной для каждого класса про­должительность домашних учебных занятий проходит при зна­чительно сниженной работоспособности учащихся, что не может обеспечить успешного выполнения задания. Кроме того, чрезмер­но продолжительные учебные занятия неблагоприятно отража­ются на состоянии здоровья учащихся, так как неизбежно приводят к сокращению длительности их сна и активного отдыха на открытом воздухе.

В обязанность учителей и классных руководителей входит осуществление контроля за учебной нагрузкой учащихся вверен­ного им класса. Путем использования методики программного опроса можно легко установить, соответствует ли средняя про­должительность самостоятельной учебной работы детей и под­ростков гигиеническим нормативам, сколько учащихся не выдер­живают эти нормативы, кто и почему существенно превышает их. Средний объем домашних учебных заданий устанавливается по классному журналу или дневнику.

Учащимся, которые занимаются в первую смену, целесообраз­но начинать выполнение домашнего задания с 15—16 ч, после продолжительного перерыва в занятиях и обязательного актив­ного отдыха и приема пищи. Учащиеся второй смены готовят уро­ки с 8 ч 30 мин или 9 ч утра. Путем совершенствования методов преподавания и рационального проведения занятий в классе мож­но значительно упорядочить и сократить самостоятельную работу дома.

Домашние задания по учебным предметам для самостоятель­ной работы детям 6 лет не задают.

Подготовку домашних уроков учащимся всех классов реко­мендуется начинать с заданий средней трудности, затем перехо­дить к наиболее сложным и трудным и заканчивать самоподго­товку выполнением самых легких заданий. Такой порядок подго­товки уроков благоприятствует вхождению в работу, выполне­ние сложных заданий будет приходиться на период относительно высокой работоспособности, а легких — на ее спад.

Исходя из нормативов продолжительности выполнения до­машних заданий устанавливают их объем, учитывая обязательно и сложность. Это положение в равной мере важно в планирова­нии домашних заданий учащихся как I—IV и V—VI классов, так и VIII—X классов.

Общая продолжительность учебной нагрузки в течение дня (уроки в школе и самоподготовка), соответствующая возрастным возможностям здоровых учащихся, составляет (с учетом переры­вов через каждые 45 мин непрерывной работы) в астрономиче­ских часах: во II классе — 3,5 ч, в III—IV — 4,5 ч, в V—VI — 5,5 ч, в VII—IX —6,5 ч, в X—XI (XII) классах —8,0 ч. Превы­шение указанных нормативов учебной нагрузки приводит к нару­шениям режима дня, сказывается отрицательно на состоянии здо­ровья учащихся и ограничивает их творческую деятельность. Учебная нагрузка учащихся первых классов — детей 6—7 лет — ограничивается 2,5 ч.

Продолжительность урока. Непрерывная умственная деятель­ность определяет существенным образом динамику работоспособ­ности учащихся и ее уровень на протяжении всех занятий.

Работоспособность и активность первоклассников (дети 6—7 лет) наиболее высоки первые 15 мин работы. Особенно выражено это в начале учебного года. После 30 мин непрерывной работы регистрируется падение работоспособности, ухудшение внимания и ослабление памяти, снижение подвижности основных нервных процессов и нарушение взаимодействия сигнальных си­стем. Поэтому первоклассникам урок ограничивают 35 мин. С ги­гиенической точки зрения укороченные уроки целесообразны и во II—IV классах. Учебный день школьники при этом заканчивают при более высокой работоспособности, что важно для последую­щей подготовки домашних заданий.

Продолжительность урока для учащихся II—X (XI) классов 45 мин. Для поддержания должного уровня работоспособности ре­комендуются небольшие динамические паузы в середине урока, чередование видов деятельности в течение урока.

Оборудования и эксплуатации кабинета ЭВМ и режима работы учащихся в нем.

Для школьников IV—VIII классов допустима работа с ис­пользованием мониторов в течение 15 мин с небольшими пауза­ми (1,25 мин) после каждых 2,5 мин, при экспозиции сигнала на мониторе в течение 200 мс (миллисекунд).