III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА СТАРШЕКЛАССНИКОВ МБОУ «СОШ № 9 Г. ЛЕСОСИБИРСКА. »
Диклевская К.О., Тимофеева Т.Н.
Автор работы награжден дипломом победителя первой степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Актуальность исследования: снижение работоспособности зрительного анализатора и постоянное чувство усталости – распространенное состояние учеников старших классов встречается от 10 до 20% респондентов в зависимости от методов оценки. Хроническую усталость как состояние сниженной работоспособности можно охарактеризовать, как состояние потери активности и способности продолжать какую–либо деятельность. Она влияет на физические и интеллектуальные способности, снижая качество жизни.

Целью работы является изучение динамики работоспособности зрительного анализатора учащихся 10-11 классов МБОУ СОШ №9 г. Лесосибирска.

Задачи:

  1. Охарактеризовать работоспособность как физиологическое состояние.

  2. Ознакомиться с физиологическими методами изучения работоспособности.

  3. Изучить точность и работоспособность зрительного анализатора старшеклассников при учебной нагрузке в школе.

  4. Определить хронотипы участников исследования ,как характеристику работоспособность .

  5. Ознакомить с рекомендациями ,

Объектом исследования является работоспособность, как физиологическое состояния человека

Предметом исследования – точность и работоспособность зрительного анализатора учащихся 10-11 классов как динамического показателя общей работоспособности.

Методы исследования: сравнительный анализ, анкетирование корректурных проб.

Практическая значимость работы заключается в практических рекомендациях участникам исследования в коррекции объема и режима учебной нагрузки для выпускников школ.

1. Работоспособность как физиологическое состояние человека

1.1 Характеристика работоспособности как функциональное состояние человека

Работоспособность – это способность человека мобилизовать максимальное количество энергетических ресурсов и, экономно их расходуя, достичь качественного выполнения умственной или физической работы. Это обеспечивается оптимальным состоянием различных физиологических систем организма при их синхронной, скоординированной деятельности.

Уровень работоспособности зависит от многих факторов: физиологические (функциональная зрелость организма, функциональное состояние, состояние здоровье), психологическое (самочувствие, эмоциональное состояние, мотивация), внешнесредовые (условия организации деятельности, время дня, года).

Существуют общие закономерности динамики работоспособности, в которой выделяется несколько периодов: врабатывание, устойчивый период(период оптимальной работоспособности),предутомление (период компенсаторной перестройки) и утомление. Схематически динамику работоспособности можно представить так:

Рис. 1 Стадии работоспособности

Изменения умственной работоспособности отмечаются:

1. В течение рабочего дня. Могут повторяться дважды в день. На практике уровень работоспособности и фазы, ее выражающие, могут отличаться от данной схемы, что обуславливается особенностями труда. Возможны случаи возрастания работоспособности, иногда даже резкого, в конце рабочего дня («конечный порыв»).

2. В течение суток. Существует суточный физиологический ритм функций систем организма. Он определяет повышенную интенсивность деятельности органов и систем в дневное время и пониженную – в ночное время.

3. В течение недели. На понедельник приходится стадия врабатывания, на вторник, среду и четверг – высокая работоспособность, а развивающееся утомление приходится на пятницу и субботу.

Временное снижение работоспособности связано с утомлением. Утомление усиливает психическую напряженность, является одним из самых распространенных факторов, оказывающих существенное влияние на эффективность и безопасность деятельности.

Утомление-это сложнейший физиологический процесс, начинающийся в высших отделах нервной системы и распространяющийся на другие системы организма. Ведущими причинами утомления являются нарушения в слаженности функционирования органов и систем.

С одной стороны, оно является защитной реакцией организма и охраняет его от чрезмерного напряжения, с другой- стимулирует восстановление процессы,раздвигает границы функциональных возможностей.Количественно оценить утомление позволяют показатели работоспособности, а качественная оценка степени утомления очень сложна.

Различают субъективные и объективные признаки утомления. Утомлению, как правило, предшествует чувство усталости.

Усталость – сигнал, предупреждающий организм о дезорганизации в первичной деятельности мозга. К чувствам, связанным с усталостью можно отнести: чувство голода, жажда, боли и т.д.Компоненты утомления (субъективные психические состояния):

Чувство слабосилия (человек чувствует снижение своей работоспособности, даже когда производительность труда еще не падает; это снижение работоспособности выражается в переживании особого, тягостного напряжения и в неуверенности; человек чувствует, что не в силах должным образом продолжать работу).

·Расстройство внимания (внимание – одна из наиболее утомляемых психических функций; в случае утомления внимание легко отвлекается, становится вялым, малоподвижным или, наоборот, хаотически подвижным, неустойчивым).

·Расстройство в сенсорной области (органы чувств) (таким расстройствам под влиянием утомления подвергаются рецепторы, которые принимали участие в работе – если человек долго читает без перерывов, то, по его словам, у него начинают «расплываться» в глазах строчки текста; продолжительная ручная работа может привести к ослаблению тактильной и кинестетической чувствительности).

·Нарушения в моторной сфере (замедление или беспорядочная торопливость движений, расстройстве их ритма, в ослаблении точности и координированности движений).

·Дефекты памяти и мышления (в состоянии сильного утомления работающий человек может забыть инструкцию и одновременно хорошо помнить все, что не имеет отношения к работе; мыслительные процессы особенно нарушаются при утомлении от умственной работы, но при физической работе человек нередко жалуется на понижение сообразительности и умственной ориентации).

Ослабление воли (ослабляются решительность, выдержка и самоконтроль; отсутствует настойчивость).

·Сонливость (возникает сонливость как выражение охранительного торможения; потребность во сне при изнурительной деятельности такова, что человек засыпает часто в любом положении, например, сидя).

  1.  
    1. Методики исследования физиологического состояния человека

  1.  
    1.  
      1. Методики исследования состояния нервно-мышечного аппарата

Динамометрия представляет собой определение основных показателей произвольной дееспособности отдельных мышечных групп. К ним относится максимальная произвольная сила(МПС), выносливость к статическому напряжению и интегральный показатель-максимальная мышечная работоспособность(ММР)

Тремометрия представляет собой регистрацию постоянных, непроизвольных мелких колебаний кисти и осуществляется с помощью специального прибора. Анализ тремометрии проводится по амплитуде и частоте (число колебаний за единицу времени). В электротремометре амплитуда отражается числом касаний краев фигурных пазов. При проведении измерений исследователь записывает показания счетчика электротремометра и включает его. По команде исследователя (при этом он запускает секундомер) обследуемый металлической указкой проводит через все фигурные пазы. После выполнения задания секундомер останавливается и вновь регистрируется показание счетчика. Разность в показаниях счетчика указывает количество касаний указкой краев пазов. Делением значения общего числа касаний на время выполнения теста определяется частота – количество касаний в 1с.

При развитии утомления тремор усиливается, однако при трактовке результатов исследования необходимо учитывать влияние степени скоординированности мышц – антагонистов, а также степени скоординированности совместной деятельности зрительного и двигательного анализаторов.

  1.  
    1.  
      1. Методики изучения состояния внешнего дыхания.

  1. Жизненная ёмкость легких (ЖЁЛ) состоит из дыхательного объема, т.е. объема воздуха, вдыхаемого и выдыхаемого при каждом дыхательном цикле (обычно около 500 мл), дополнительного объема – объема воздуха, поступающего в легкие при максимальном вдохе (около 1500мл), и резервного объема воздуха – объеме воздуха, который можно максимально выдохнуть после спокойного выдоха (около 1500 мл).

На величину ЖЕЛ оказывает влияние интенсивность физической работы: незначительная нагрузка увеличивает ЖЕЛ, тяжелая – снижает ее.

  1. Частота дыхания (количество дыхательных движений за 1 минуту) определяется путем визуального наблюдения за дыхательными экскурсиями грудной клетки, однако в производственных условиях это не всегда осуществимо. Указанный метод не позволяет также качественно характеризовать дыхание, т.е. определить его ритм. С целью устранения указанных недостатков можно использовать различные приборы, которые позволяют получить графическую запись дыхательных движений. В стационарных условиях используют спирографы или пневмографы.

Проба с задержкой дыхания заключается в определении времени (по секундомеру) в течение которого обследуемый способен задержать дыхание после глубокого вдоха. Предварительно обследуемый делает два глубоких вдоха, затем на высоте третьего вдоха экспериментатор включает секундомер и дает команду задержать дыхание. На первом выдохе регистрируется время задержки дыхания.В покое здоровый взрослый человек может задержать дыхание на 40-50 сек., а физически тренированные лица – на 60-120 сек. и более. При утомлении время задержки дыхания уменьшается.

  1.  
    1.  
      1. Методики изучения состояния сердечно-сосудистой системы

Частота сердечных сокращений (ЧСС) лабильный и информационный показатель функционального состояния сердечно-сосудистой системы. Она может определяться пальпаторно, по ЭКГ или визуально по шкале пульсотахометра. По частоте сердечных сокращений нормируются предельно-допустимые величины физического напряжения при операциях с преобладанием статических нагрузок, а также общей, региональной и локальной динамической работе.

  1. Артериальное давление (АД) измеряется тонометром. По данным систолического и диастолического артериального давления могут быть рассчитаны следующие гемодинамические показатели:

  2. пульсовое давление (ПД),по изменениям которого можно составить косвенное представление о работе сердца:

ПД= СД – ДД

где:

ПД – пульсовое давление, мм. рт .ст.;

СД – систолическое (максимальное) давление, мм рт. ст;

ДД – диастолическое (минимальное) давление, мм рт.ст;

  1. среднее динамическоедавление (СДД),характеризующееся стабильностью, а изменения которого указывают на неустойчивость механизмов регуляции кровообращения:(сд+2дд)СДД = ------------

  2. Ударный объем сердца (УО),определяемый по формуле Старра:

УО = 101 + 0,5СД - 1,09ДД - 0,6Вгде:

УО – ударный объем, мл;

СД – систолическое давление;

ДД – диастолическое давление;

В – возраст обследуемого, годы;

1.2.4 Методики изучения состояния центральной нервной системы

  1. Поле зрения определяет объем учебной информации, воспринимаемой ребенком, т. е. пропускную способность зрительного анализатора, и, следовательно, учебные возможности.. Функционирование зрительного анализатора зависит от ряда факторов, к которым относят соответствие структурнофункциональных возможностей глаза зрительным задачам, достаточную пропускную способность зрительно-нервных путей и оптимальный уровень функционирования коркового отдела зрительного анализатора. Функции периферического звена зрительного анализатора заключаются в сборе соответствующей информации из окружающей среды при условии хорошей остроты зрения, нормально функционирующей аккомодации, достаточно высокой световой, цветовой и контрастной чувствительности глаза. К факторам, ухудшающим работу зрительного анализатора,относятся: неправильная оптическая коррекция, колебания яркости, сниженная освещенность, некачественный текст, длительность, монотонность работы, уровень шума, общая астенизация, психическое состояние субъекта.

2.Исследование работоспособности зрительного анализатора старшеклассников МБОУ СОШ №9 г. Лесосибирска

Перенасыщенность учебного плана предметами - один из основных источников перегрузки, существенно снижающей качество образовательного процесса. Имеющие место в практике современной школы тенденции сохранения числа и объемов традиционных предметов учебного плана, с одной стороны, и расширения учебного плана за счет введения новых учебных курсов - с другой, создают серьезный дефект организации образовательного процесса

2.1Изучение точности и работоспособности зрительного анализатора

Для определения пропускаемой информации зрительным анализатором мы использовали таблицусоставленную из различных групп буквенных знаков одинакового размера, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга. Учет проведенного испытания можно вести в отношении качества выполненной работы, т.е. пропуска или ошибочного зачеркивания букв, так и в отношении затраты времени на выполнение задания.

Обработка результатов корректурных исследований может быть проведена по формуле Г.Уиппла: [Приложение 1]

К=

I-k·d

Где:

К- коэффициент точности;

а- количество правильно зачеркнутых букв;

в- количество пропущенных букв;

с-количество допущенных ошибок;

I-коэффициент работоспособности;

d- количество всех букв в проверенном тексте.

Таблица 1

Сводные данные результатов исследования работы зрительного анализатора учеников 11 с

Ученик

Количество учебных часов в неделю

Коэффициент точности

Коэффициент работоспособности

В 1-ой половине дня

Во 2-ой половине дня

В 1-ой половине дня

Во 2-ой половине дня

Юлия В.

42

0.75

0.75

129

129.75

Валерия Д.

42

0.74

0.69

127.28

119.37

Никита Д.

43

1

0.67

172

115.91

Юлия З.

43

0.72

0.73

123.84

126.29

Арина И.

42

0.68

0.52

116.96

89.96

Александра П.

43

0.98

0.8

168.56

138.4

Юлия П.

42

0.67

0.54

115.24

89.96

Влад Т.

43

0.72

0.72

123.84

124.56

Светлана Ф.

42

0.76

0.75

130.72

129.75

Среднее значение

42.5

0.77±0.2

0.68±

135.2±0.04

118.22±2.49

Рис. 2 Динамика коэффициента точности зрительного анализатора учащихся 11с класса

Рис. 3 Динамика коэффициента работоспособности зрительного анализатора учащихся 11с класса

Из 10 респондентов 11с класса в конце учебного дня отмечено снижение коэффициента точности зрительного анализатора в 60 % случаев, тогда как в 40 % сохраняется утрени показатель. Общая работоспособность зрительного анализатора сохраняется в 70 % , снижается в 30% .

Таблица 2

Сводные данные результатов исследования работы зрительного анализатора учеников 11 а

Ученик

Количество учебных часов в неделю

Коэффициент точности

Коэффициент работоспособности

В 1-ой половине дня

Во 2-ой половине дня

В 1-ой половине дня

Во 2-ой половине дня

Наталья Д.

39

0.94

0.72

161.68

124.56

Дарья П.

39

0.74

0.53

127.28

91.69

Анна Б.

39

0.7

0.66

120.4

114.18

Вера З.

39

0.78

0.67

134.16

115.91

Евгений С.

37

0.58

0.46

112.43

79.58

Дмитрий к.

39

0.58

0.63

118.76

108.99

Ангелина К.

39

0.64

0.57

129.47

89.96

Валерия Д.

39

0.57

0.61

116.34

105.65

Среднее значение

38.7

0.8±

0.64±0.06

135.88±0.9

105.82±0.3

У 8 учеников 11а класса, имеющих среднюю учебную нагрузку на 3-4 часа в неделю меньше, чем у учеников профильного класса, так же зафиксировано устойчивое снижение работоспособности в 75 % случаев, снижение коэффициента точности отмечено у 67 % участников. Таким образом, нельзя однозначно связывать снижение работоспособности и коэффициента точности зрительного анализатора только с увеличением учебной недельной нагрузкой в школе.

Рис. 4 Динамика коэффициента работоспособности зрительного анализатора учащихся 11а класса

Рис.5 Динамика коэффициента точности зрительного анализатора учащихся 11 а

Таблица 3

Сводные данные результатов исследования работы зрительного анализатора учеников 10 с

Ученик

Количество учебных часов в неделю

Коэффициент точности

Коэффициент работоспособности

В 1-ой половине дня

Во 2-ой половине дня

В 1-ой половине дня

Во 2-ой половине дня

Павел П.

42

0.93

0.97

183.21

191.09

Илья Ч.

39

0.94

0.91

185.18

179.27

Владимир К.

39

1

1

197

197

Даниил Т.

39

0.97

0.9

191.09

177.31

Антон Д.

45

0.92

0.93

181.24

183.21

Анна Н.

42

1

1

197

197

Виктория Н.

42

0.99

1

195.03

197

ВиталинаС.

45

1

0.97

197

191.09

Ольга Ф.

45

0.9

0.87

177.3

171.39

Анастасия Д.

42

0.84

0.78

165.48

 
           

Рис. 6 Динамика коэффициентазрительной работоспособности учащихся 10с

Рис. 7 Динамика коэффициента точности зрительного анализатора учащихся 10 б

Таблица 4

Сводные данные результатов исследования работы зрительного анализатора учеников 10 б

Ученик

Количество учебных часов в неделю

Коэффициент точности

Коэффициент работоспособности

В 1-ой половине дня

Во 2-ой половине дня

В 1-ой половине дня

Во 2-ой половине дня

Данила П.

35

0,96

0,9

189,12

177.31

Константин В.

39

0,98

0.96

193.06

189.12

Никита С.

39

1

0.8

197

157.6

Александр Л.

39

0,92

0.8

181.24

157.6

Иван К.

35

1

1

197

197

Алина П.

39

1

0.99

197

195.03

Елена Е.

35

1

1

197

197

Елизавета К.

35

0.98

0.99

193.06

195.03

Светлана З.

35

0.99

0.96

195.03

189.12

Софья П.

35

0.92

0.96

181.24

189.12

Рис. 8Динамика коэффициента зрительной работоспособности учащихся 10б

Рис.9 Динамика коэффициента точности зрительного анализатора учащихся 10б

Анализ коэффициента точности зрительного анализатора у учащихся профильного 10 класса показал мене значительное снижение его точности по сравнению с показателями одиннадцатиклассников: у 70% он сохранился на прежнем уровне, снизился у двоих учеников, а у одного даже повысился. Работоспособность же снизилась тоже в 60 % случаев, у 2 ребят сохранилась, а ещё у двоих немного повысилась («последний рывок»).

2.2 Исследование хронотипа старшеклассников

Внутрисуточные умственные повышения и снижения общей работоспособности зависит еще напрямую от генетически предопределенного хронотипа человека. Поэтому, для репродуктивных индивидуальных рекомендаций участникам обследования был определен хронотип

[Приложение 2]

Хронотип человека — типичный для данного человека характер суточной активности. Существует два основных хронотипа: «совы» и «жаворонки», также иногда выделяют третий хронотип — «голуби».

Основная характеристика, которую описывает хронотип, — это уровень работоспособности, который и позволяет разделить людей на утренний (жаворонок), дневной (голубь) и вечерний (сова) типы. Для каждого из этих типовподъем интеллектуальной и физической активности наступает в соответствующее описанию время.

Жаворонки в 6–7 утра уже на ногах, продуктивно работают примерно до обеда, а в 21–22 часа — уже сладко спят. Голуби встают чуть позже жаворонков, весь день очень активно трудятся, ложатся спать около 23 часов. Совы — с утра их и танком не разбудишь, до обеда это достаточно вялые и медлительные люди, зато вечером энергия бьет из них настоящим фонтаном, спать ложатся далеко за полночь.

Общие советы по режиму

Настоящие «жаворонки» обычно не испытывают проблем с утренним пробуждением, даже если нужно вставать в 6–7 часов. Обед у «жаворонков» приходится на 13–14 часов. Он должен быть плотным и не менее калорийным, чем завтрак, поскольку в это время у пищеварительной системы «жаворонков» наступает второй пик активности. Из витаминов «жаворонки» должны употреблятьпрежде всего В12, фолиевую кислоту, витамин Е и витамин С. У большинства «жаворонков» есть только два пика интеллектуальной активности. Правда, в отличие от «сов», эти периоды являются более продолжительными. Первый пик активности начинается в 8–9 часов и заканчивается к 12–13 часам. Второй — более короткий — пик интеллектуальной активности приходится на послеобеденное время — с 16 до 18 часов.«Жаворонки» обычно засыпают легко.

.

Сводные данные хронотипа 10-х классовСводные данные хронотипа 11-х классов

Таблица 5 Таблица 6

Ученик

хронотип

Данила П.

голубь

Константин В.

Жаворонок

Никита С.

Голубь

Александр Л.

Голубь

Иван К.

жаворонок

Алина П.

голубь

Елена Е.

голубь

Елизавета К.

сова

Светлана З.

голубь

Софья П.

голубь

Павел П.

голубь

Илья Ч.

Голубь

Владимир К.

голубь

Даниил П.

жаворонок

Антон Д.

жаворонок

Анна Н.

голубь

Виктория П.

голубь

Виталина С.

Голубь

Ольга Ф.

жаворонок

Анастасия Д.

голубь

Ученик

Хронотип

Никита Д.

Жаворонок

Влад Т.

Голубь

Юлия П.

Голубь

Света Ф.

Сова

Арина И.

Сова

Юлия В.

Жаворонок

Юлия З.

Жаворонок

Александра П.

Голубь

Валерия Д.

Голубь

Наташа Д.

Жаворонок

Даша П.

Жаворонок

Вера З.

Жаворонок

Анна Б.

Голубь

Дмитрий К.

Голубь

Курнова А.

Голубь

Сидоренко Е.

Сова

Валерия Д.

Жаворонок

Рис. 10Хронотипы учащихся 10 классов

Рис. 11Хронотипы учащихся 11-х классов

Для большинства «сов» оптимальное время пробуждения 10–11 часов утра. Составляя свою диету, помните о том, что «совиные» желудки просыпаются только через два часа после подъема. Из всех витаминов «совы» больше всего нуждаются в витаминах С, А и группы В. В отличие от «жаворонков», у большинства «сов» есть три пика интеллектуальной активности. Первый пик (дневной) наблюдается с 13.00 до 14.00, второй (вечерний) — с 18.00 до 20.00 часов и, наконец, третий (ночной) — с 23.00 до 01.00. При этом наиболее полноценным является вечерний период. В отличие от «жаворонков» у настоящих «сов» очень часто наблюдаются проблемы с засыпанием.

Большинство участников исследования являются жаворанками, поэтому их работоспособность зрительного анализатора в конце учебного дня, значительно ниже чем в начале. У сов же иначе, т.к. пик интеллектуальной активности приходится на 13-14 часов, а это конец первой смены, в которой учатся старшеклассники

Заключение

Сопоставляя абсолютные показатели коэффициента точности зрительного анализатора и его работоспособности, десятиклассников и выпускников отмечаем резкое снижение у учеников одиннадцатых классов: с 0,93 - 0,94 до 0,64 – 0.68 (для коэффициента точности), т.е. на 38% и с 189-191 до 105 -118 (для работоспособности зрительного анализатора), т.е. на 27 %.

В целом, материалы исследования подтверждают общую тенденцию в динамике суточной и недельной умственной работоспособности: следовательно, для сохранения эффективности учебной работы необходимо придерживаться общих рекомендаций по соблюдению четко организованного режима дня.

Полученные данные подчеркивают остроту проблемы организации учебной деятельности для выпускников в целях предупреждения переутомления и сохранения максимальной точности и работоспособности зрительного анализатора для успешной итоговой аттестации.

Список используемой литературы

  1. Айзман Р.И. Возрастная анатомия, физиология и школьная гигиена.- Новосибирск, 2009. – с.398

  2. Айзман Р.И. Основы медицинских знаний и здорового образа жизни / Р.И. Айзман, В.Б. Рубанович. М.А. Суботялов. – Новосибирск, 2009. – с.214

  3. Голубев В.В. Основы педиатрии и гигиена детей. Москва 6 Академия. – с.239

  4. Зинченко В.П. Психометрика утомления. / В.П. Зинченко, А.Б. Леонова, Ю.К. Стрелков, М. : Изд-во Московского университета, 1997. - с.109

  5. Климова В. Биоритмы. Санкт-Петербург : Питер, 2010. – с.168

Приложение

Приложение 1

Рисунок 2 Таблица для определения точности и работоспособности зрительного анализатора

Приложение 2

Рекомендации:

1) Ритмичность функционирования – фундаментальная биологическаязакономерность, которой подчиняется всё живое на Земле, и человеческий организм в частности.

2) В целом биоритмологический тип оказывает определенное влияния на интеллектуальную и физическую активность школьников.

3) Учащимся 10-11 классов для продуктивной интеллектуальной деятельности необходимо знать и соблюдать определенные правила рациональной организации суточного и недельного режима учебы, труда и отдыха.

4) Учитывать существование суточных и недельных биоритмов работоспособности учителям-предметникам все контрольные и проверочные работы необходимо проводить в середине недели в наиболее продуктивное время.

5) В целях предупреждения перегрузки учащихся облегчить расписание уроков в начале и конце недели.

Таким образом, для сохранения своего здоровья и продуктивной интеллектуальной деятельности необходимо знать и соблюдать определенные правила рациональной организации суточного и недельного режима труда и отдыха, активности и покоя, предупреждающие рассогласование внутренних биологических ритмов, нарушение «внутреннего временного порядка» в организме.