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

ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ОТ ИНТЕРАКТИВНОЙ ДОСКИ НА ЗДОРОВЬЕ УЧАЩИХСЯ
Голова А.О.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

Актуальность исследования. Мы живем в мире инновационных технологий и плановых полетов в открытый космос. Современные технологии уже давно стали неотъемлемой составляющей нашей жизни, в том числе образовательного процесса в школе. Использование компьютеров, видеопроекторов, интерактивных досок и других мультимедийных средств на уроках стало незаменимым и даже обыденным.

Такое средство мультимедиа как интерактивная доска полностью заменяет обычные меловые доски, диапроекторы, телевизоры в процессе обучения.

Общепризнано, что применение интерактивных досок в ходе педагогического процесса значительно расширяет возможности учебного процесса, позволяет предложить учащимся более полную и точную информацию об изучаемом предмете или явлении. Польза в преподавании предметов с использованием интерактивных досок неоценима.

Однако не утихают споры о вреде интерактивных досок. Многие ученики и их родители считают, что интерактивные доски опасны для здоровья и против их использования на уроках. В первую очередь вредное влияние связывают с излучением, справедливо полагая, что поскольку интерактивная доска это техническое средство, то должно быть и электромагнитное излучение. Так ли уж опасна интерактивная доска? Действительно ли она влияет на здоровье и может стать причиной расстройств и заболеваний?

Гипотеза исследования. Излучение интерактивной доски не оказывает негативного влияния на здоровье учащихся, если следовать требованиям к ее использованию.

Цель данной работы - исследовать излучение интерактивной доски и оценить при каких условиях его действие на здоровье учащихся минимально.

Объект исследования: интерактивная доска.

Предмет исследования: излучение интерактивной доски.

В ходе выполнения данного исследование необходимо решить следующие задачи:

  • изучить теоретический материал по данной теме исследования;

  • провести анкетирование учащихся 10-11-х классов;

  • провести эксперимент по измерению радиационного фона в классе при использовании интерактивной доски;

  • провести эксперимент по оценке действия магнитного поля в классе при использовании интерактивной доски;

  • сделать выводы из полученных данных и предложить рекомендации по использованию интерактивной доски в школе.

Методы исследования: анализ теоретической литературы, анкетирование, наблюдение, фотографирование, физический эксперимент, сравнение, вычисление.

Научная новизна. У многих учащихся даже после окончания школы складывается впечатление, что физика является каким-то абстрактным учебным предметом, не имеющим к их повседневной жизни никакого отношения. Результаты данной исследовательской работы помогут школьникам понять, что успешное изучение физики позволит более эффективно применять знания в конкретных ситуациях.

Теоретическая значимость. Представленные результаты исследований показывают необходимость детального изучения физических явлений и эффективного применения полученных знаний в жизни.

Практическая значимость. Результаты исследования показывают, что сама по себе интерактивная доска совершеннобезопасна для здоровья и жизни как учителя так и ученика. Опасность представляет то, как мы ей пользуемся. В принципе, то же самое справедливо для практически любого предмета.

Глава 1. Теоретическая часть исследования

1.1. Виды интерактивных досок

Интерактивные доски задумывались первоначально не для нужд образования, производители ориентировались на их офисное использование. Но позже производителям стало ясно, что интерактивная доска будет полезна не только в офисах, но и в школах. Их применение способствует повышению мотивации обучения учащихся и экономии учебного времени.

Интерактивная доска представляет собой большой сенсорный экран, работающий как часть системы, в которую входят компьютер и проектор. С помощью проектора изображение рабочего стола компьютера проецируется на поверхность интерактивной доски.

Доски бывают двух типов: прямой и обратной проекции. В случае прямой проекции, проектор находится перед доской, а обратной – за доской.

Доски прямой проекции - самые простые и дешевые, чтобы тени, блики и световые пятна не искажали и не перекрывали изображение, с такими досками рекомендуется использовать короткофокусные и ультракороткофокусные проекторы, которые могут располагаться в непосредственной близости от доски.

Для работы с интерактивной доской обратной проекции проектор располагают позади доски, так что появление тени от пользователя на проецируемом изображении исключается, а свет от проектора не мешает при работе с изображением. Недостатком таких систем является их громоздкость, большая цена и неудобство монтажа. Систему с электронной доской обратной проекции невозможно закрепить на стене, как систему с интерактивной доской прямой проекции. [1]

Большинство интерактивных досок, используемых в школе – доски с прямой проекцией.

Существуют активные и пассивные интерактивные доски. Активную электронную доску необходимо подключить к источнику питания и к компьютеру с помощью проводов. В ее поверхность вмонтированы датчики, которые определяют положение стилуса при работе. Пассивная электронная доска, в отличие от активной, не содержит в своей поверхности никаких датчиков. Все технологии распознавания сосредоточены непосредственно в стилусе. На пассивной интерактивной доске можно работать без подключения доски проводами к розетке, компьютеру или проектору. [1]

Следует сказать, что интерактивные доски производятся с применением различных технологий определения положения стилуса на поверхности. Сейчас существуют: сенсорная, резистивная, оптическая, инфракрасная, ультразвуковая, электромагнитная технологии.

Все эти технологии можно разделить на 2 условные подгруппы: доски, для которых нужен специальный ”маркер” (электромагнитная и лазерная технологии) или же доски, которыми можно управлять как специальным маркером, так и любым другим предметом (резистивная, ультразвуковая и инфракрасная технологии).

Каждая из них имеет свои преимущества: основными для одной - это быстрота и легкость управления без дополнительных приспособлений, на другой же проще делать построения и все операции, связанные с точностью определения прикосновения. Кроме того, доски, созданные с применением электромагнитной и резистивной технологий должны подключаться к компьютеру и источнику питания проводами. [2]

1.2. Особенности электромагнитного излучения

Интерактивная доска вместе с проектором и компьютером является источником практически всех видов электромагнитного излучения.

Электромагнитные излучения представляют собою распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью взаимосвязанные переменные электрические и магнитные поля. [3]

Электрические поля возникают за счет разницы напряжений: чем больше электрическое напряжение, тем более сильным будет возникающее поле. Магнитные поля возникают там, где проходит электрический ток: чем сильнее ток, тем сильнее магнитное поле. Электрическое поле есть даже при отсутствии электрического тока. Если имеется электрический ток, то сила магнитного поля будет меняться в зависимости от расхода электроэнергии, а сила электрического поля остается при этом постоянной. [4]

Электромагнитные поля, порождаемые в процессе распространения волн, охватывают большие пространства вокруг своих источников, затухая по мере увеличения расстояния. [5]

В зависимости от длины волны (частоты колебания) и источников излучения различают рентгеновское излучение, гамма-излучение, инфракрасное излучение, свет, ультрафиолетовое излучение, радиоизлучение. [2] Принципиального различия между отдельными видами излучениями нет. Все они представляют собой электромагнитные волны, порождаемые ускоренно движущимися заряженными частицами. Однако излучения различной длины волны очень сильно отличаются друг от друга по поглощению их веществом.

Электромагнитные волны являются всепроникающими, способными распространяться со скоростью света и не обнаруживаются органами чувств. Органы чувств человека не воспринимают электромагнитные поля в рассматриваемом диапазоне частот, человек не может сам контролировать уровень излучения и оценить грозящую опасность. [3]

Справедливости ради отметим, что электромагнитное излучение далеко не всегда бывает искусственным и вредным. Главный его источник – Солнце, и благодаря его лучам возможна жизнь на Земле. Степень вредного воздействия электромагнитного излучения на человека зависит от интенсивности излучения, частоты и времени действия. [5]

Глава 2. Практическая часть исследования

2.1. Анкетирование учащихся 10-11-х классов

Цель исследования: выяснить, на каких уроках и как часто используется интерактивная доска; выяснить, считают ли учащиеся излучение интерактивной доски опасной для здоровья.

Методика исследования. Для проведения этого исследования были составлены анкеты для учащихся и проведен среди них опрос.

В анкетировании приняли участие 50 обучающихся 10-11-х классов

Школьникам предлагалось ответить на 6 вопросов.

Результаты анкетирования занесены в таблицу 1 и представлены на диаграммах 1-6 (приложение 1).

Таблица 1. Результаты анкетирования учащихся 10-11-х классов.

п/п

Содержание вопроса

Резуль-тат, %

1

На каких уроках интерактивная доска используется чаще всего?

а) Биология

б) География

в) Химия

г) Физика

д) История

е) Обществознание

ж) Право/ Экономика

з) Математика (алгебра, геометрия)

и) Информатика

к) Русский язык/Литература

л) Английский язык

7

3

10

14

14

13

6

14

4

8

7

2

Среднее время использования интерактивной доски на уроке

а) менее 15 минут

б) от 15 до 25 минут

в) в течение всего урока

34

66

0

3

Как часто в среднем используется интерактивная доска на Ваших уроках?

а) 1-2 урока в день

б) 3-4 урока в день

в) 5-6 уроков в день

52

48

0

4

Чувствуете ли вы недомогание по окончании урока с использованием интерактивной доски?

а) никогда

б) редко

в) часто

г) постоянно

64

30

6

0

5

Выберите факторы, которые, по Вашему мнению, связаны с использованием интерактивной доски и способны оказать негативное влияние на Ваше самочувствие и состояние здоровья

а) электромагнитное излучение

б) радиационный фон

в) яркий световой поток

г) затрудняюсь ответить

д) нет влияния

24

12

6

26

32

6

Интерактивная доска опасна для здоровья учеников. Это:

а) миф

б) реальность

в) затрудняюсь ответить

42

22

36

Анализ результатов. В результате анкетирования выявлено, что чаще всего интерактивную доску применяют на уроках физики, истории и обществознания, математики (алгебры, геометрии) и химии. Поэтому дальнейшие исследования проводились в соответствующих кабинетах.

Среднее время использования интерактивной доски на уроках составляет 15- 25 минут (66%) и менее 15 минут (34%), что соответствует СанПиН требованиям к режиму образовательного процесса[6] (Приложение 2).

Большинство учащихся (64%) не чувствуют недомогания после уроков с применением интерактивной доски, однако 30% опрошенных отмечают изредка ухудшение самочувствия.

24% опрошенных считают, что негативное влияние на здоровье оказывает электромагнитное излучение интерактивной доски, 12% связывают ухудшение самочувствия с радиоактивным излучением, 6% - с ярким световым потоком.

2.2. Измерение радиационного фона в классах.

Цель эксперимента: оценить уровень ионизирующего излучения (радиационный фон) интерактивной доски.

Приборы и материалы: индикатор радиоактивности РАДЕКС РД1503, рулетка, интерактивная доска.

Особенности оборудования. Прибор РАДЭКС РД 1503 оценивает радиационную обстановку по величине мощности эквивалентной дозы поглощенного излучения с учетом рентгеновского излучения в течение 40 сек и индуцирует показания в мкЗв/ч на жидкокристаллическом дисплее.

Этапы работы:

1. Подготовить прибор (индикатор радиоактивности)

2. Включить интерактивную доску и измерить уровень радиационного фона вблизи интерактивной доски.

3. Повторить измерения на расстояниях 1м, 2м, 3м, 4м, 5м от интерактивной доски.

4. Подсчитать среднее значение и сравнить полученное среднее значение фона с величиной естественного радиационного фона, принятой за норму, - 0,15мкЗв/ч.

5. Вычислить значение дозы ионизирующих излучений, которую получит ученик в течение года, при условии, что среднее значение радиационного фона на протяжении года меняться не будет.

6. Полученный результат сопоставить со значением, безопасным для здоровья человека.

Результаты эксперимента приведены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты измерений эквивалентной дозы поглощенного излучения (радиационного фона), мкЗв/ч.

Расстояние от доски

Возле доски

Среднее значение

Кабинет

Кабинет химии

0,10

0,12

0,13

0,10

0,13

0,11

0,12

Кабинет математики

0,13

0,14

0,13

0,12

0,13

0,12

0,13

Кабинет истории

0,10

0,14

0,14

0,12

0,12

0,11

0,12

Кабинет физики

0,14

0,14

0,13

0,13

0,12

0,10

0,13

Анализ результатов. Из приведенной таблицы видно, что ни в одном кабинете значение радиационного фона не превышает величины, принятой за норму, - 0,15мкЗв/ч. Наглядно данную зависимость можно увидеть на диаграмме 7 (приложение 3).

Расчет значения дозы ионизирующих излучений от интерактивной доски, которую получит ученик в течение учебного года, проводился по формуле D = t ∙ Р ∙ N, мЗв (1), где D – доза, полученная за год (мЗв); t – среднее время работы с интерактивной доской в неделю (час); Р – среднее значение всех фактических замеров (мкЗв/ч); N – количество учебных недель за год. [8]

Расчет времени работы доски производился с учетом результатов исследования №1: среднее время использования доски - до 25 мин. по 4 урока в день (использовались максимальные значения). В среднем в неделю часов. Количество учебных недель в году N = 34.

Тогда по формуле (1) получаем: мкЗв/год = 0,0442 мЗв/год.

Безопасной для населения считается средняя годовая доза ионизирующих излучений в 1 мЗв. [7]

2.3. Исследование магнитного поля интерактивной доски.

Цель эксперимента: оценить действие магнитного поля интерактивной доски по отклонению магнитной стрелки компаса.

Приборы и материалы: компас, рулетка, интерактивная доска.

Этапы работы:

1. Приставить компас к интерактивной доске, отметить показания стрелки прибора.

2. Повторить измерения на расстояниях 1м, 2м, 3м, 4м, 5м от интерактивной доски.

3. Вычислить угол отклонения магнитной стрелки от первоначального значения

4. Сделать вывод.

Результаты эксперимента приведены в таблице 3 и представлены на диаграмме 8 (приложение 4).

Таблица 3. Результаты измерений угла отклонения магнитной стрелки компаса.

Расстояние от доски

Возле доски

Кабинет

Кабинет химии

10о

10о

8о

5о

3о

0о

Кабинет математики

13о

10о

10о

5о

5о

0о

Кабинет истории

10о

8о

5о

5о

3о

0о

Кабинет физики

15о

15о

10о

10о

5о

3о

Анализ результатов. Из результатов исследования следует, что вокруг доски образуется слабое магнитное поле; с увеличением расстояния действие магнитного поля на стрелку компаса ослабевает. Принимая во внимание результаты исследования №2, также можно сделать вывод о том, что действие магнитного поля сильнее там, где радиационный фон выше.

Заключение

Проведя исследования и изучив теоретический материал по теме работы, мы пришли к следующим выводам:

1. По результатам анкетирования мнения учащихся о вредном влиянии излучения интерактивной доски на здоровье человека разделились: большинство опрошенных (32%) считают, что нет влияния, 24% связывают недомогание с электромагнитным излучением и 12% - с высоким радиационным фоном. (приложение 2, диаграмма 5).

2. Радиационный фон во всех исследуемых классах выше общего радиационного фона в школе, который равен 0,10 мкЗв/ч. Однако он не превышает допустимых норм, считающихся безопасными для здоровья человека, - 0,15 мкЗв/ч. Средняя годовая доза ионизирующих излучений, полученная от интерактивной доски в 23 раза меньше допустимой нормы.

3. Магнитное поле, образующееся при работе интерактивной доски незначительно, и действует на небольших расстояниях.

4. С увеличением расстояния от интерактивной доски и радиационный фон и действие магнитного поля уменьшается.

Учитывая эти результаты, можно утверждать, что магнитное поле и радиационный фон в классах, где расположены интерактивные доски не значительны. Проведя исследования, мы доказали, что излучение интерактивной доски не может нанести серьезный вред здоровью учащихся.

Анализ результатов исследований позволил сформулировать рекомендации по использованию интерактивной доски в школе, соблюдение которых позволит улучшить самочувствие учащихся.

1. Время использования интерактивной доски на уроках должно быть ограниченным.

2. Расстояние от интерактивной доски до первой парты не должно быть меньше 2 метров.

3. Для снятия зрительной усталости на уроке рекомендуется чередование различных форм работы (работа с тетрадью и учебником, работой за компьютером, работой на интерактивной доске).

4. Правильная установка доски и проектора также влияет на состояние человека. Проектор должен быть установлен на потолке прямо над интерактивной доской. Тогда он светит на доску почти отвесно и учитель с учениками не попадают в поле действия луча.

5. Поверхность доски должна быть матовая, а не глянцевая, иначе яркий блик от лампы проектора не позволит разглядеть, что учитель показывает на доске и будет слепить глаза ученикам.

Список литературы

1. Виды и возможности интерактивных досок [Электронный ресурс] Сайт "DeLight2000"// URL: http://www.delight2000.com/about/publication/kak-vybrat-interaktivnuyu-dosku/(дата обращения 15.12.2016).

2. Интерактивные доски. Зачем они и для кого? [Электронный ресурс] Сайт "Geektimes"// URL: https://geektimes.ru/post/118536/ (дата обращения 15.12.2016).

3. Электромагнитные излучения, источники, виды. Способы защиты. [Электронный ресурс] Сайт "Студопедия"// URL: http://studopedia.ru/2_8008_elektromagnitnie-izlucheniya-istochniki-vidi-sposobi-zashchiti.html (дата обращения 15.12.2016).

4. Электромагнитные поля. [Электронный ресурс] Сайт "Всемирная организация здравоохранения"// URL: http://www.who.int/peh-emf/about/WhatisEMF/ru/ (дата обращения 15.12.2016).

5. Излучение от компьютера: когда начинать бояться? [Электронный ресурс] Сайт "SIMPTOM.NET"// URL: http://simptom.net/articles/izluchenie-ot-kompyutera-kogda-nachinat-boyatsya/. (дата обращения 15.12.2016).

6. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 29 декабря 2010 г. N 189 г. Москва "Об утверждении СанПиН 2.4.2.2821-10 "Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях"" [Электронный ресурс] Сайт "Российская газета"// URL: https://rg.ru/2011/03/16/sanpin-dok.html (дата обращения 15.12.2016).

7. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 16 сентября 2013 г. N 44 г. Москва "Об утверждении СанПиН 2.6.1.3106-13 "Гигиенические требования по обеспечению радиационной безопасности при использовании рентгеновских сканеров для персонального досмотра людей" [Электронный ресурс] Сайт "Российская газета"// URL: https://rg.ru/2013/11/25/skaner-site-dok.html (дата обращения 15.12.2016).

8. Физика. 11 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профильный уровни. / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чаругин. - М.: Просвещение, 2011.

Приложение 1

Результаты анкетирования учащихся 10-11-х классов

Приложение 2

Гигиенические требования к режиму образовательного процесса

Приложение 3

Приложение 4