4.3. Электрические и магнитные поля промышленной частоты (50 Гц)
Основными источниками ЭМП ПЧ являются различные типы производственного и бытового электрооборудования, в первую очередь трансформаторные подстанции и воздушные линии электропередачи.
Поскольку соответствующая частоте 50 Гц длина волны составляет 6 тыс. км человек подвергается воздействию фактора в ближней зоне. В связи с этим гигиеническая оценка ЭМП ПЧ осуществляется раздельно по электрической и магнитной составляющей.
Согласно современным представлениям параметром, определяющим степень воздействия ЭМП ПЧ, является плотность наведенного в теле вихревого тока. При этом для электрического поля характерно слабое проникновение в тело человека, для магнитного — организм практически прозрачен. Плотность наведенного тока может быть рассчитана как для
355
электрического, так и для магнитного поля.
Первые исследования влияния на человека ЭМП ПЧ были проведены отечественными авторами в середине 60-х годов. У персонала,
обслуживающего подстанции и воздушные линии электропередачи, отмечались жалобы неврологического характера на нарушение деятельности сердечно- сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта. Обнаружены и некоторые функциональные сдвиги в форме вегетативной дисфункции и нерезко выраженные изменения состава периферической крови. В последние годы внимание специалистов привлечено к возможному канцерогенному,
преимущественно лейкогенному, влиянию ЭМП ПЧ. При этом основная роль отводится низко интенсивному магнитному полю.
4.4. Электромагнитное поле радиочастотного диапазона (РЧ)
Поглощение и распределение энергии внутри тела существенно зависит от соотношения формы и размеров облучаемого объекта с длиной волны излучения. С этих позиций в спектре ЭМП РЧ можно выделить 3 области:
1-я — с частотой до 30 мГц;
2-я — с частотой более 10 гГц;
3-я — с частотой от 30 мГц до 10 гГц.
Для первой характерно быстрое падение величины поглощения с уменьшением частоты. Относительной особенностью второй является очень быстрое затухание энергии ЭМП при проникновении внутрь ткани —
практически вся энергия поглощается в поверхностных слоях биоструктур. Для третьей, промежуточной по частоте области, характерно наличие ряда максимумов поглощения, при которых тело как бы втягивает в себя поле и поглощает энергии больше, чем приходится на его поперечное сечение. В этом случае резко проявляются интерференционные явления, приводящие к возникновению локальных максимумов поглощения, так называемых "горячих пятен". Для человека условия возникновения локальных максимумов поглощения в голове имеют место на частотах 750-2500 мГц, а максимум,
356
обусловленный резонансом с общим размером тела, лежит в диапазоне 50-300
мГц.
В последнее десятилетие, наряду с тепловой теорией, получила развитие информационная теория воздействия ЭМП, основанная на концепции взаимодействия внешних полей с внутренними полями организма
(Н.Д. Девятков).
Установлено, что организм человека и животных весьма чувствителен к воздействию ЭМП РЧ. Причем биологическая активность убывает с увеличением длины волны. Наиболее активными являются санти-, деци- и метровые диапазоны радиоволн. По мнению ряда ученых, ЭМП импульсной
генерации обладают больше биологической активностью, чем непрерывной.
На практике люди часто подвергаются прерывистым воздействиям ЭМП
от устройств с перемещающейся диаграммой излучения (радиолокаторы).
Экспериментально доказано, что при одинаковых интенсивностно-временных параметрах прерывистые воздействия обладают меньшей биологической активностью по сравнению с непрерывными.
Вопросы сочетанного действия ЭМП с другими факторами среды изучены недостаточно.
Поражения, вызываемые ЭМП РЧ, могут быть острыми и хроническими.
Острые — возникают при воздействии значительных тепловых интенсивностей
ЭМП. Они встречаются крайне редко: при авариях или грубых нарушениях правил техники безопасности. Острые поражения отмечаются полисимптомностью нарушений с выраженной астенизацией, диэнцефальными расстройствами и угнетением функции половых желез. У пострадавших отмечается сильная головная боль, головокружение, тошнота, повторные носовые кровотечения. Эти явления сопровождаются общей слабостью,
адинамией, обморочными состояниями, неустойчивостью артериального давления и показателей белой крови. Указанные нарушения сохраняются до
1,5-2 месяцев. Возможно развитие катаракты.
Для профессиональных условий возможны хронические поражения,
357
проявляющиеся после нескольких лет работы с источниками ЭМП при уровнях от десятых долей до нескольких мВт/см
2
В клинической картине три неспецифических ведущих синдрома: астенический, астеновегетативный и гипоталамический. Больные повышенно возбудимы, эмоционально лабильны.
В отдельных случаях обнаруживаются признаки раннего атеросклероза,
ишемической болезни сердца, гипертонической болезни.
При более низких уровнях воздействия выраженных заболеваний не описано. В отдельных случаях могут отмечаться определенные функциональные сдвиги, отражающие повышенную чувствительность к ЭМП.
Шведскими учеными выявлено несколько большее число случаев аномалий развития у детей, матери которых — физиотерапевты — в период беременности подвергались воздействию ЭМП коротковолнового и микроволнового диапазонов.
В ряде работ привлекается внимание к онкологической опасности ЭМП
РЧ. Приведенные данные свидетельствуют о необходимости проведения серьезных эпидемиологических исследований по данному вопросу.
5. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ РЕГЛАМЕНТЫ ЭМП
Гигиеническое нормирование является основным элементом электромагнитной производственной и экологической безопасности человека.
В соответствии с "Санитарно-гигиеническими нормами допустимой напряженности электростатического поля" № 1757-77 и ГОСТом 12.1.045-84
"Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля" допустимая напряженность ЭСП на рабочих местах не должна превышать следующих величин: — при воздействии до 1 ч—60 кВ/м; —от 1 ч до 9 ч— величины ПДУ определяются по формуле:
t
E
ПДУ
60
=
,
358
отсюда для 9 ч – Е=20 кВ/м;
для 4 ч – Е=30 кВ/м;
для 2 ч – Е=42,5 кВ/м;
Допустимое время пребывания персонала в диапазоне интенсивности 20-
60 кВ/м можно определить по формуле:
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
=
фПДУЕEtЕдинственным документом, регламентирующим уровни ЭСП для населения является "Санитарно-гигиенический контроль полимерных стройматериалов, предназначенных для применения в строительстве жилых и общественных зданий" № 2158-80, согласно которому ПДЧ ЭСП составляет 15
кВ/м. Аналогичные уровни напряженности ЭСП устанавливаются стандартами
США и западноевропейских стран.
Напряженность ПМП на рабочих местах согласно "Предельно допустимым уровням воздействия постоянных магнитных полей при работе с магнитными устройствами и магнитными материалами" № 1742-77 не должна превышать 8 кА/м (100 эрстед, 10 МТл). В последнее время специалистами
МНИИГ им. Ф.Ф. Эрисмана предложена ПДУ ПМП с учетом времени воздействия.
В США Министерством
энергетики рекомендованы следующие АДУдля 8 ч воздействия
- 10 мТл на все тело
- 100 мТл на руки для < 1 часа
- 100 мТл на все тело
- 1000 мТл на руки для < 10 мин
- 500 мТл на все тело
- 2000 мТл на руки
В 1991 г. Международным комитетом по неионизирующим излучениям
359
рекомендованы следующие уровни ПМП:
Для профессионалов
а) полный рабочий день (8 час) — 200 мТл;
б) кратковременное воздействие на тело — 2000 мТл;
в) кратковременное воздействие на руки — 5000 мТл.
Для населения
а) непрерывная экспозиция — 10 мТл.
Гигиеническая рекомендация ЭМП ПЧ осуществляется отдельно для электрической и магнитной составляющих. В России в настоящее время действуют гигиенические нормативы для производственных воздействий как по ЭП, так и по МП ПЧ; для населения — только по ЭП. В соответствии с
ГОСТом 12.1.002-84 и СанПиН № 5802-91 ПДУ ЭП ПЧ для полного рабочего дня составляет 5 кВ/м, а максимальный ПДУ для воздействий — не более 10
мин — 25 кВ/м. В интервале интенсивностей 5-20 кВ/м допустимое время пребывания определяется по фоомуле:
ч
E
t
2 50 -
=
где Е — напряженность воздействующего ЭП в контролируемой зоне, кВ/м.
ПДУ МП ПЧ для условий производственных воздействий согласно
СанПиН 2.2.4.723-98 "Переменные магнитные поля промышленной частоты (50
Гц) в производственных условиях" дифференцированы по времени: при пребывании в течение всего рабочего дня — от 100 мкТл (80 А/м); при кратковременном пребывании — до 2 мТл (1600 А/м).
Для населения ПДУ ЭП ПЧ, создаваемые ВЛ электропередачи,
составляют: внутри жилых зданий — от 0,5 кВ/м, на территории жилой застройки — до 20 кВ/м, в труднодоступных районах — 1 кВ/м.
Основным нормативным документом, регламентирующим допустимые уровни воздействия
ЭМП РЧ является СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96
360
"Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ)". В ПДУ
для профессионального воздействия в диапазоне частот от 30 кГц до 300 ГГц используется энергетический дозный подход, когда, наряду с интенсивными параметрами (Е, Н, ППЭ), нормируется и энергетическая экспозиция за рабочий день. Последняя в диапазоне частот до 300 МГц выражается произведением квадрата напряженности ЭП или МП на время воздействия на организм, в диапазоне частот выше 300 МГц — произведением ППЭ излучения на время воздействия.
ПДУ интенсивности ЭМП РЧ (Е
ПДУ
, Н
ПДУ
, ППЭ
ПДУ
) определяется в зависимости от времени воздействия исходящей предельно допустимой энергетической экпозиции (табл. 1) по формулам:
Т
ЭЭЕ
E
ПДУ
ПДУ
=
;
Т
ЭЭН
Н
ПДУ
ПДУ
=
;
Т
ЭЭППЭ
ППЭ
ПДУ
ПДУ
=
При этом в любом случае они не должны превышать значений,
установленных в качестве максимально допустимых (табл. 2).
В указанных выше СанПиН, наряду с профессиональными представлены
ПДУ ЭМП РЧ для населения (табл. 3).
В связи с развитием мобильных систем радиотелефонной связи разработаны ГН 2.1.8/2.2.4-019-94 "Временные допустимые уровни (ВДУ)
воздействия электромагнитных излучений, создаваемых системами сотовой радиосвязи", которые регламентируют ЭМП для пользователей в 100 мВт/см
2
В 1996 г. утверждены СанПиН 2.2.2.542-96 "Гигиенические требования к
361
видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работ" (табл. 4).Зарубежные стандарты и международные рекомендации допускают существенно более высокие уровни воздействия ЭМП РЧ по сравнению с установленными в РФ. Это объясняется тем, что отечественные нормативы базируются на более жестких критериях вредного воздействия ЭМП РЧ, учитывающих напряжение компенсаторных систем организма, т.е. пограничные состояния между физиологическими и патологическими реакциями.
Таблица № 1.
ПДУ энергетических экспозиций (ЭЭ) за рабочий день
ЭЭПДУ в диапазонах частот
Параметр
0,03-31 3-30 30-300 300-300000
ЭЭЕ(В/м)
2
∙ч
20000 7000 800
ЭЭ„ (А/м)
2
∙ч
200
-
-
-
ЭЭ^(мкВт/см
2
∙2)
-
-
-
200
Таблица № 2.
Максимально допустимые напряженности и плотности потока энергии ЭМП
Параметр
Максимально допустимые уровни частот (МГц)
0,03-3 3-30 30-300 300-300000
ЕВ/м
500 300 80
НА/м
50
-
-
-
ППЭ мкВт/см^
-
-
1000 5000*
* Для условий локального облучения кистей рук.
Таблица №. 3
ПДУ ЭМП РЧ для населения (непрерывное воздействие).
Диапазон частот, мГц
0,03-0,3 0,3-3 3-30 30-300 300-300.000
ППЭ мкВт/см
2
ПДУ напряженности электрического
25 15 10 3*
10
*- кроме телевизионных станций, ПДУ излучение которых дифференцированы в зависимости от частот и составляют от 2,5 до 5 В/м.
362
Таблица № 4.
ПЛУ ЭМП. создаваемых ВЛТ
Место
Нормируемый параметр,
ПДУ
измерения диапазон частот
На расстоянии
Напряженность ЭП
50 см от ВДТ
в диапазонах частот
4 Гц- 2кГц
25 В/м
2 - 400кГц
25 В/м
Плотность магнитного потока в диапазонах частот 41ц - 2кГц
250 мТл
2кГц -400 кГц
25 мТл
Поверхностный электростатический потенциал
500 В/м
6. ЗАЩИТА ОТ НЕБЛАГОПРИЯТНОГО ДЕЙСТВИЯ ЭМП
Защита организма человека от действия ЭМП предполагает снижение их интенсивности до уровней, не превышающих предельно допустимых. Защита обеспечивается выбором конкретных методов и средств, учетом их экономических показателей, простоты и надежности эксплуатации.
Организация этой работы подразумевает:
— оценку уровней интенсивности полей и сопоставление их в соответствии с действующими нормативными документами;
— выбор необходимых мер и средств защиты;
— организация системы контроля за функционирующей защитой.
В соответствии с действующими нормативно-методическими документами контроль уровней ЭМП на рабочих местах должен производиться не реже одного раза в год при максимальной мощности, а также при вводе в эксплуатацию новых установок, изменении конструкции и режима работы действующих установок, внесении изменений в средства защиты, организации новых рабочих мест.
363
Измерения ЭМП на открытой территории с целью определения размеров санитарно-защитных зон и зон ограничения застройки проводятся на высоте
2 м от поверхности земли и на больших высотах в зависимости от этажности застройки.
Контроль уровней ЭМП должен производиться приборами, имеющими государственную аттестацию и прошедшими своевременную государственную поверку, подтверждаемую соответствующими документами.
По конструктивному решению различают приборы двух типов: с антеннами, требующими учета поляризации поля, т.е. направленного действия
(ПЗ-9), и изотропными датчиками (ПЗ-15, 16... до ПЗ-25). Существенным недостатком приборов первого типа является непригодность для метрологии сложных полей, в том числе создаваемых несколькими источниками. Приборы с изотропными датчиками могут применяться для оценки ближних и дальних полей, в том числе от нескольких источников.
Используемые в настоящее время в гигиенической практике отечественные измерительные средства, по сути, не обеспечивают в полной мере
измерения ЭМП во всех частотных диапазонах, а также от источников с неизвестной частотой излучения.
В последние годы в Германии фирмой "Wandel&Goltermann" разработана серия приборов, в которых реализованы современные достижения в технологии измерения (включая систему передачи сигналов по волоконно-оптическим линиям связи для компьютерной обработки), автоматическую калибровку трехкоординатной системы и др.
Для оценки ЭМП РЧ, наряду с инструментальными, применяются расчетные методы. Используя данные о технических параметрах радио- и телепередающих устройств, можно рассчитать интенсивность ЭМП в любой точке пространства. Тем не менее расчет даже в самом современном исполнении дает лишь приблизительные сведения. Поэтому расчетные методы целесообразно применять на стадии проектирования передающих радиотехнических объектов.
364
По своему назначению защита может быть коллективной,
предусматривающей мероприятия для групп персонала, и индивидуальной —
для каждого специалиста в отдельности. Инженерно-технические мероприятия включают рациональное размещение оборудования, использование средств,
ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочие места персонала (поглотители мощности, экранирование). К средствам индивидуальной защиты относятся: защитные очки, щитки, шлем, защитная одежда (комбинезоны, халаты и пр.).
К организационным мероприятиям относятся: выбор рациональных режимов работы установок; ограничение места и времени нахождения персонала в зоне обслуживания и др.
Способ защиты в каждом конкретном случае определяется с учетом рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ, необходимой эффективности защиты.
Указанные меры защиты следует применять при всех видах работ, если уровни ЭМП превышают допустимые.
Важное место в системе профилактических мероприятий отводится предварительным и периодическим медицинским осмотрам. Все лица с начальными проявлениями неблагоприятного воздействия ЭМП, а также с общими заболеваниями, течение которых может усугубляться под влиянием
ЭМП, должны браться под наблюдение с проведением соответствующих гигиенических и терапевтических мероприятий. В случаях прогрессирования профессионально обусловленной заболеваемости осуществляется временный или постоянный перевод на другую работу. Переводу на другую работу подлежат женщины в период беременности и кормления ребенка, если уровни
ЭМП превышают допустимые величины, установленные для населения.
365
Лекция 30
Гигиена учебных занятий в школе
Одной из ведущих проблем гигиены детей и подростков является
проблема обучения и воспитания. Самые массовые учебно-воспитательные учреждения в нашей стране — общеобразовательные школы, в которых ежегодно обучаются более 50 млн. детей, в связи с этим вопросам гигиены учебных занятий уделяется серьезное внимание.
Освоение учебного материала в школьном возрасте связано с большой умственной нагрузкой, с "величайшим напряжением всей активности (его)
собственной мысли" (Выготский Л.С.). Однако не следует упускать из виду, что
10 лет пребывания в школе — это период роста и развития, в течение которого организм ребенка очень восприимчив как к благоприятным, так и к неблагоприятным воздействиям. Кроме того, на школьные годы приходится два так называемых "возрастных" криза, в которые организм оказывается наиболее чувствительным. Это начало обучения в школе (6-7 лет) и пубертатный период.
Поступление в школу часто оказывается особенно трудным для детей,
психологически не подготовленных к этому изменению в их жизни, а также для соматически ослабленных детей. У детей может развиться так называемый "школьный невроз", "школьный шок", "школьный стресс", "школофобия" —
все эти термины характеризуют невротические реакции, которые выбивают учащихся из нормальной жизни и часто приводят к категорическим отказам от посещения школы. Сложным вопросам адаптации учащихся к началу школьного обучения посвящена отдельная лекция по гигиене детей и подростков.
Психическое здоровье подростков особенно нуждается в защите. В этот период происходят некие, якобы немотивированные изменения характера,
часто ухудшается успеваемость, легко назревают конфликты : окружающими.
По определению детского психиатра Hutter, в подростковом возрасте
366
"нормальные ненормальности встречаются часто, тогда как ненормально, если все течет нормально".
Помимо биологических кризисных периодов, следует обязательно учитывать так называемые
переломные моменты социализации, каковыми для школьников являются поступление в школу, переход от начального обучения с одним педагогом к
предметному с несколькими новыми учителями,
необходимость выбора профессии. Каждый такой переломный период требует адаптации к нему, которая не всегда протекает безболезненно.
С помощью многочисленных исследований установлено, что учебные занятия могут оказывать оздоравливающий эффект, способствовать нормальному росту и развитию детского организма, гармоничному физическому и духовному развитию, полноценному развитию всех функций при условии полного соответствия разнообразных видов учебной деятельности возрастным анатомо-физиологическим особенностям детей.
Итак, учебный процесс в школе должен базироваться на гигиенической основе, а именно:
а) с учетом возрастных анатомо-физиологических особенностей детского организма;
б) обучение должно осуществляться в наиболее благоприятных условиях окружающей среды.
Только в этих случаях создаются предпосылки для оптимального,
наилучшего функционирования детского организма, поддерживается высокий уровень работоспособности школьников, достигается основная цель —
сохранение и укрепление их здоровья.
Учебные занятия — серьезный труд для детей (особенно для детей младшего школьного возраста), они предъявляют большие требования к организму ребенка. Из трех видов деятельности ( умственной, физической и статической) для 6-7-летних детей статическое напряжение является наиболее утомительным и вызывает наиболее неблагоприятные физиологические сдвиги в организме. Ребенок может долго бегать, играть, ходить, совершать
367
разнообразные движения (двигательная активность у детей очень велика), а неподвижное стояние или сидение дается детям ценой больших усилий.
Немалую трудность для учащихся начальной школы представляют:
1) статическое напряжение, которое они испытывают при сидении за партой. Сидение — это не пассивное состояние, а активный процесс,
направленный на преодоление силы тяжести и поддержание головы в вертикальном или слегка наклоненном положении. При этом ряд мышечных групп — шейных, затылочных, спинных, мышц тазового пояса — находятся в состоянии постоянного напряжения. В связи с этим требование к учащимся сохранять на занятиях неподвижно-выпрямленную позу физиологически неоправданно. Педагоги и школьные врачи должны это учитывать и допускать изменения положения тела учащихся во время урока. На снятие напряжения с "позных" мышц направлены обязательные к выполнению динамические паузы
(физкультминутки), проводимые для учащихся 6-летнего возраста на
10-й и 20-й минуты от начала урока, для остальных — в середине урока .
2) процесс овладения письмом. Написание букв требует тонкой
координации движений пальцев правой руки и осуществляется в основном мелкими червеобразными мышцами кисти. Однако к 7-летнему возрасту нервно-мышечный аппарат кисти еще далек от совершенства, не завершены процессы окостенения костей запястья и фаланг пальцев (происходит к 10-13
годам). Кроме того, положение пальцев во время письма противоречит врожденной координации их движений. Наиболее естественными для пальцев являются хватательные движения, при которых большой палец действует самостоятельно, а остальные 4 пальца — совместно и одинаково. При письме мы насильственно объединяем движения большого пальца, указательного и среднего, безымянный и мизинец не участвуют в процессе письма и служат лишь опорой для кисти. В этом противоречии с врожденной деятельностью кисти лежит одна из причин высокой утомляемости младших школьников во время письма.
Все вышесказанное диктует необходимость ограничения
368
продолжительности непрерывного письма для учащихся. Гигиеническими исследованиями установлено, что оптимальная длительность письменных работ для детей 1-го класса должна составлять 5-8 мин, для учащихся 4-го класса —
может быть увеличена до 20 мин.
В научной литературе в течение ряда лет горячо обсуждался вопрос о том, какой способ письма — прямой или наклонный — отвечает физиологическим возможностям детей младшего школьного возраста.
Специальные исследования позволили установить, что наклонный способ письма чаще оказывает неблагоприятное воздействие на организм ребенка и,
прежде всего, отрицательно влияет на осанку и зрение учащихся. При прямом письме правильная поза встречается в 2 раза чаще, чем при наклонном,
следовательно, уменьшается количество детей с различными дефектами осанки,
особенно с сутулостью и плоской спиной. Кроме того, при прямом письме расстояние от глаз до рабочей поверхности составляет 26 см, а при наклонном сокращается до 21 см. Соблюдение расстояния наилучшего зрения при прямом письме способствует поддержанию более высокого функционального состояния зрительного анализатора, предотвращает развитие его утомления.
Таким образом, сравнительная гигиеническая оценка позволяет рекомендовать способ прямого письма, как наиболее оптимальный при обучении детей в начальной школе.
3) большая нагрузка на орган зрения (особенно в связи с овладением навыками чтения).
Чтение (или зрительное восприятие текста) представляет собой быстрое различение очень большого числа мелких объектов. Если подразделить букву на составные части — отдельные штрихи и белые просветы между ними, то окажется, что таких буквенных элементов глазу приходится воспринимать огромное количество. Так, например, в одной букве Н их девять (два вертикальных, пять горизонтальных и два белых просвета), а в трех строчках книжного текста глаз различает 1170 черных и белых объектов, размеры которых очень малы — от сотых и десятых долей миллиметра до 1,75 мм.
369
Следовательно, воспринимающему аппарату глаза приходится во время чтения выполнять титаническую работу. Большая нагрузка при чтении падает и на мышечный аппарат глаза, осуществляющий движение глаз вдоль строки и от строки к строке (глазодвигательные мышцы). Рассматривание текста на близком расстоянии требует напряжения аккомодации, т.е.
установления определенной кривизны хрусталика, что достигается сокращением специальных мышц. Известно, что движение глаз по строке происходит не плавно и непрерывно, а скачками, после которых следует кратковременная остановка (фиксация), во время которой и совершается восприятие текста.
Опытный читатель делает 4-6 остановок на строке, неопытный — 10-20, т.е. в
3-4 раза больше. Большое число фиксаций ведет к большему утомлению мышечного аппарата глаза. Наиболее утомительны так называемые рефиксации или обратные движения глаза, которые связаны с тем, что глаз теряет читаемый текст, проскакивает дальше, чем следует, и вынужден возвращаться обратно.
Таких движений младшие школьники, у которых не выработан динамический стереотип чтения, делают в 10 раз больше, чем опытные читатели.
В гигиенических рекомендациях в связи с большой нагрузкой на орган зрения продолжительность непрерывного чтения в 1-м классе ограничивается
7-10 мин. Поскольку работоспособность органа зрения тесно связана с условиями освещенности, нормативы предусматривают оптимальные уровни естественной и искусственной освещенности.
В последние годы в связи с широким использованием в школе технических средств обучения (учебное телевидение, учебное кино, показ диапозитивов), а также с внедрением компьютерной техники в учебный процесс нагрузка на зрительный анализатор детей резко возрастает. Кроме того,
при показе требуется зашторивание окон, что ведет к смене освещенности и необходимости переадаптации глаза — очень утомительной для детей.
Согласно гигиеническим рекомендациям длительность показа диафильмов,
диапозитивов для учащихся 1-2-х классов не должна превышать 7-15 мин.
Показ кинофильмов и телепередач не должен превышать 15-20 мин в 1-2
370
классе, для учащихся 8-10-х классов — 25-30 мин. Для детей и подростков общая продолжительность работы с компьютером устанавливается в зависимости от возраста. В возрасте 6-8 лет она составляет 10 мин, для 10- летних— 15 мин, в 12 лет —20 мин, в 14 лет — 25 минут. Для 16-летних подростков допускаются 2 занятия в неделю, продолжительностью 30 и 20 мин.
4) Обучение ребенка в школе связано с активной деятельностью ЦНС.
Учебные занятия требуют высокой активности как возбудительных, так и тормозных процессов, хорошего их уравновешивания, иногда быстрой их смены. Однако процессы возбуждения и торможения имеют ряд особенностей у детей младшего школьного возраста. Для них характерно:
а) преобладание возбудительных процессов над тормозными;
б) преобладание иррадиации над концентрацией в связи с чем процессы возбуждения легко распространяются на большие участки коры;
в) легкость возникновения новых очагов возбуждения даже от незначительных внешних раздражителей. В связи с этим у детей развит ориентировочный рефлекс "Что такое?" Они легко отвлекаются, трудно сосредотачиваются.
г) слабость тормозных реакций, чем объясняется малая продолжительность активного внимания, составляющая у детей младшего школьного возраста лишь 15-20 мин.
Исходя из особенностей функционирования коры головного мозга у детей младшего школьного возраста, вполне объяснимо, что детям этого возраста трудно сосредоточиться, выполнять однообразную работу, длительное время напрягать память, сохранять рабочую позу за партой. Поэтому при проведении урока учитель может рассчитывать на сосредоточенное внимание класса в течение 15-20 мин. Следует строить урок с учетом особенностей высшей нервной деятельности детей и терпимо относиться к их двигательной активности.
Основным раздражителем в преподавании ряда предметов является слово, речь педагога. Таким образом, высшая нервная деятельность
371
осуществляется в основном в сфере 2-й сигнальной системы. Эта система является наиболее молодой в филогенетическом отношении и в процессе индивидуального развития уступает 1-й сигнальной системе, является более ранимой и относительно легко нарушается. Наблюдения показывают, что у маленьких детей в период формирования речи, речевая функция быстрее и чаще других страдает при заболеваниях. Даже у детей дошкольного возраста хронические заболевания, снижение физического развития часто бывают сопряжены с расстройствами речи. К моменту поступления в школу 2-я сигнальная система ребенка достаточно укреплена, но даже в школьном возрасте она оказывается слабее 1-й, и физиологические сдвиги на протяжении учебного дня раньше всего наступают в речевой функции. Поэтому постоянное воздействие
словом (преимущественное использование в процессе обучения 2-й сигнальной системы) создает для школьников, особенно младших классов,
известные трудности. Наиболее легко дети воспринимают раздражители 1-й сигнальной системы, т.е. те раздражители, которые непосредственно воздействуют на органы чувств. Поэтому преподавание должно строиться в большей мере на чувственном восприятии — наглядный метод обучения.
Использование наглядных пособий (рисунков, макетов, таблиц, слайдов,
учебного кино, диапозитивов и т.д.), адресуя возбуждение в различные анализаторы (зрительный, двигательный, осязательный, слуховой), наиболее соответствует возрастным особенностям высшей нервной деятельности школьников младших классов и облегчает процесс школьного обучения.
Итак, учебные занятия
представляют для ребенка серьезные трудности,
которые преодолеваются ценой физических и нервно-психических усилий. В
процессе самой учебной деятельности создаются достаточные предпосылки для возникновения утомления.
Утомление — это естественное следствие всякой более или менее напряженной и длительной работы. Это физиологический процесс, сопровождающийся снижением полноценности функций не только работающего органа, но и ряда других органов и систем, т.е. всего организма в целом. Субъективно утомление выражается в чувстве усталости. Очень важно
372
уметь распознать утомление, так как оно может перейти в переутомление,
определяемое как предпатологическое состояние.
Утомление у младших школьников проявляется прежде всего в изменении высшей нервной деятельности, в изменении соотношения тормозных и возбудительных процессов и протекает в 2 фазы:
В 1-й фазе происходит ослабление процессов активного торможения —
"растормаживание тормоза", которое особенно ярко проявляется у младших школьников. В поведении детей отмечаются характерные изменения, которые можно квалифицировать как речевые и двигательные реакции возбуждения. В
этой стадии утомления (фаза возбуждения) возникают речевые реакции:
посторонние разговоры, подсказывания, выкрики, неадекватный смех, хоровые ответы, пение. Кроме того, наблюдаются двигательные реакции возбуждения:
посторонние движения, вскакивание с места; залезание под парту, сосание ручки, почесывания и причесывания, игра с посторонними предметами,
гримасничание.
Затем наступает ІІ-я фаза утомления (фаза торможения), которая характеризуется ослаблением процессов возбуждения и преобладанием процесса торможения. В поведении детей можно отметить характерные речевые и двигательные реакции торможения: , замедленные, вялые ответы,
молчание в ответ на вопросы учителя, расслабленная поза, дети полулежат на парте, зевают, потягиваются, трут глаза, не участвуют в работе.
Учащиеся средних и особенно старших классов активными волевыми усилиями могут подавлять 1-ю фазу утомления, поэтому процессы утомления у них носят более глубокий характер.
Переутомление можно охарактеризовать как длительное, накопившееся утомление. При этом происходят более глубокие и стойкие изменения в организме. Начальными признаками переутомления считаются изменения в поведении школьника, снижение успеваемости, потеря аппетита, наличие некоторых функциональных расстройств (плаксивость, раздражительность,
нервные тики и др.). Могут также наблюдаться различные вегетативные
373
расстройства, особенно со стороны сердечно-сосудистой системы.
Выраженными признаками переутомления являются следующие:
1) стойкое снижение умственной и физической работоспособности;
2) выраженные нервно-психические расстройства (нарушение сна,
чувство страха, истеричность, различные фобии);
3) стойкие вегетативные нарушения (аритмия, вегетодистония по гипертоническому или гипотоническому типу);
4) снижение сопротивляемости организма к воздействию неблагоприятных факторов и патогенных микроорганизмов.
Указанные признаки не исчезают после кратковременного отдыха или ночного сна нормальной продолжительности. Для полного восстановления работоспособности, ликвидации нервно-психических расстройств и
вегетативных нарушений школьникам необходим более длительный отдых, а в некоторых случаях — комплексное лечение с применением медикаментозных средств, физиотерапевтических процедур и лечебной гимнастики. Продолжение учебных занятий на фоне переутомления неблагоприятно отражается на дальнейшем росте и развитии организма ребенка, на состоянии его здоровья.
Г.Н. Сперанский справедливо считал переутомление виновником многих патологических состояний, возникающих у детей и подростков.
Для профилактики переутомления у школьников учебный процесс должен строиться: во-первых, с учетом физиологических принципов изменения работоспособности детей и подростков; во-вторых, учебная нагрузка должна соответствовать возрастным и индивидуальным особенностям ребенка; в- третьих, должны строго соблюдаться гигиенические требования к режиму и условиям обучения.
Во время учебной деятельности работоспособность организма заметно изменяется. Типичная кривая работоспособности выглядит следующим образом: вначале работоспособность повышается (период врабатывания), затем она держится на высоком уровне (период высокой продуктивности) и, наконец,
постепенно снижается (период снижения работоспособности или утомления).
374
Отсюда следует, что начало урока, учебной недели, четверти или года должно быть облегченным, так как продуктивность труда школьника в этот период снижена. Повышенные требования к учащимся можно и нужно предъявлять по завершении периода врабатывания, когда работоспособность достигла наивысшего уровня. В это время рекомендуется излагать новый и наиболее сложный учебный материал, давать контрольные работы.
В середине учебной недели, четверти и года должны планироваться наибольший объем учебной нагрузки, факультативные занятия, кружковая работа и др. Появление начальных признаков утомления свидетельствует об окончании периода высокой и устойчивой работоспособности. В зоне прогрессивного падения работоспособности требовать выполнения интенсивных нагрузок недопустимо, так как при этом происходит истощение энергетических потенциалов организма, что может отрицательно сказаться на состоянии здоровья школьника.
Составление расписания школьных занятий должно проводиться обязательно с учетом возраста учащихся, а также динамики их дневной и недельной работоспособности. Суммарный недельный объем учебных нагрузок не должен превышать в 1-х классах — 20 учебных часов, во 2-х — 22, в 3-4-х —
24, в 5-8-х —30ив9-11-х—- 32 часа. Количество факультативных занятий также должно регламентироваться. Проводить их желательно в дни с наименьшим количеством уроков и не менее, чем через 45-60 мин после обязательных занятий. Для 6-летних школьников разработан специальный "тренирующий",
ступенчатый режим обучения. Он
предусматривает ограничение длительности урока, постепенное увеличение количества уроков, отсутствие домашних заданий в 1-м полугодии. В сентябре-октябре для этих учащихся рекомендуют проводить не более 3 уроков в день продолжительностью по 30 мин, в ноябре- декабре — 4 урока по 30 мин, с января — 4 урока по 35 мин.
В нашей стране, как и во многих странах мира, установленная продолжительность урока равна 45 мин. Однако достоверно доказано, что в течение первых трех лет обучения (у 6-8-летних детей) быстрое снижение
375
работоспособности наступает уже после 35 мин занятий. На последних 10-15
мин урока у них нарушается нейродинамика коры большого мозга, а также проявляется чрезмерная статическая нагрузка на опорно-двигательный аппарат при длительном сидении. Для учащихся 1-х классов максимальная продолжительность урока — 35 мин. Для учащихся 2-х классов гигиенисты рекомендуют проводить комбинированный урок, т.е. последние 10 мин дети находятся в классе, но учитель использует это время для снятия утомления
(чтение художественной литературы, настольные игры, разучивание комплекса физических упражнений и др.).
При
проведении урока следует помнить, что способность к сосредоточенному вниманию колеблется у детей школьного возраста от 10 до
30 мин. На продолжительность времени активного внимания влияет тип высшей нервной деятельности, состояние здоровья ребенка, степень его развития, методика учебного процесса и условия внешней среды. Новый материал нужно объяснять в период максимальной способности к сосредоточенному вниманию (основная часть занятия). После окончания этого периода происходит быстрое снижение способности к вниманию. Поэтому для продуктивной работы учитель должен переключить учащихся на другой вид деятельности. При этом способность к вниманию сначала снова возрастает, а затем опять падает, причем более быстро. Продолжительность активного внимания укорачивается в том случае, если учитель преподносит новый материал неинтересно и монотонно, если материал слишком труден и если внимание учеников снижается под влиянием каких-либо факторов окружающей среды (высокая температура, холод, шум и др.). Хорошо известно, что дети устают быстрее, если нагрузка во время занятий приходится преимущественно на один анализатор.
Физиологи доказали, что переход от одного вида деятельности к другому благотворно влияет на функциональное состояние организма школьников.
Согласно учению
И.П. Павлова это объясняется возникновением отрицательной индукции, т.е. возбуждение, сконцентрированное в одном
376
участке коры головного мозга, обуславливает в окружающих участках коры противоположный процесс — торможение. В связи с этим необходимо, особенно у младших школьников, в течение урока чередовать различные виды деятельности (чтение должно сменяться рассказом по картинке, письмом и др.).
Кроме того, очень важно широко использовать наглядные пособия, т.к.
при наглядном методе обучения в большей степени участвует 1-я сигнальная система, в то время как при словесном способе обучения — 2-я сигнальная система, которая (особенно в младшем школьном возрасте) развита хуже.
Использование технических средств обучения (телевидение, кинофильмы,
диафильмы, звукозаписи) в учебном процессе нарушает монотонность урока,
придает занятиям эмоциональную окраску и в итоге способствует повышению работоспособности и успеваемости учащихся. Однако не следует нарушать при этом нормативов, разработанных в отношении длительности использования
ТСО на уроках, в связи с повышением нагрузки на ЦНС, особенно на зрительный и слуховой анализаторы. Для повышения умственной работоспособности детей и снятия у них мышечного статического напряжения учитель начальных классов обязательно должен проводить на уроках физкульт- минуты.
Сдваивать уроки не рекомендуется во всех классах, за исключением случаев, когда проводятся лабораторные и контрольные работы, уроки труда и занятия физкультурой в зимнее время (лыжи).
Перерывы являются такой же важной частью воспитательного процесса,
как и урок. Правильное чередование работы и отдыха является одним из основных положений гигиены воспитательного процесса. Любой урок вызывает некоторое утомление, которое должно быть устранено в течение перерыва. Физиологами установлено, что на перемене происходят:
восстановление сниженной к концу урока работоспособности и упрочение ее на этом уровне. Минимальная продолжительность перемен между уроками составляет 10 мин. Большая перемена (после 2-го урока) длится 30 мин. Вместо
377
одной большой перемены допускается устанавливать две перемены (после 2-го и 3-го уроков) по 20 мин. Перерыв должен являться активным отдыхом, а поэтому недопустимо,
чтобы ученики проводили его, сидя за партой. Перемены необходимо проводить на свежем воздухе. Имеется ряд работ, убедительно показывающих, что движения на свежем воздухе благоприятно влияют на работоспособность детей в течение следующего урока.
Гигиенические требования к
составлению расписания уроков в школе сводятся к обязательности учета динамики изменения физиологических функций и работоспособности учащихся на протяжении учебного дня и недели.
Сочетания видов деятельности в режиме учебного дня могут быть чрезвычайно разнообразными. Однако следует отдавать предпочтение тем, которые обеспечивают сохранение работоспособности учащихся к концу занятий на высоком уровне.
Для рационального составления расписания должны учитываться трудности предметов и преобладание статического или динамического компонентов во время занятий. Динамический компонент преобладает на уроках физкультуры, труда, производственной практики и пения. Это наименее утомительные уроки, которые при правильной организации могут снимать утомление, возникшее на предшествующих занятиях. Известно, что с 3-го урока у младших школьников и с 4-го урока (в старших классах) быстро падает работоспособность и укорачивается продолжительность активного внимания.
Поэтому наиболее трудные предметы следует включать в расписание младших школьников первыми или вторыми (у старших — вторыми, третьими уроками),
т.е. проводить их в период наиболее высокой работоспособности учащихся, 3-й урок в начальной школе (соответственно, 4-й урок — у учащихся средних и старших классов) должен быть с преобладанием динамического компонента,
что дает возможность школьникам переключаться с умственной деятельности на физическую.
Не рекомендуется сочетание двух или трех трудных уроков подряд
(например, математика, физика, иностранный язык); лучше чередовать их с
378
менее трудными предметами (например, история, математика, география).
Школа, к сожалению, часто не может выполнить этих условий, так как не имеет достаточного количества учителей, которые бы обеспечили выполнение такого расписания.
Динамика недельной работоспособности, несомненно, должка учитываться при составлении расписания занятий. Известно, что в понедельник работоспособность учащихся не самая высокая, т.к. имеет место врабатываемость после выходного дня (особенно удлиняется период врабатываемости после двух выходных дней). Во вторник и особенно в среду работоспособность повышается, начиная с четверга наблюдается падение работоспособности. Следовательно, в расписании необходимо снижать нагрузку в понедельник и четверг и максимально использовать высокую работоспособность в другие дни недели. В настоящее время многие школы перешли на 5-дневную неделю. Два выходньх дня обеспечивают более благоприятные условия для детей. Исключается один из дней с пониженной работоспособностью (суббота). Более продолжительный отдых в течение двух дней дает возможность активно использовать их для занятий физкультурой,
поездок с семьей за город и др. Однако гигиенисты считают, что пятидневка в школе допустима только при сокращении объема общей недельной нагрузки.
Все виды внешкольной работы учащихся должны исходить из тех же положений, что и школьная работа, составляя с ней единое целое. Так,
приготовление домашних заданий не должно занимать в 1-м классе более
0,5-1 ч, во 2-м — 1-1,5 ч, с постепенным увеличением до 3 ч в 9-11 классах.
Если длительность домашней подготовки превышает указанное время, она становится неэффективной и служит причиной переутомления школьников. Так же, как и в школе, после 45 мин домашней подготовки нужно устраивать короткий перерыв, предназначенный для домашнего отдыха. Для детей младшего школьного возраста период непрерывной работы должен составлять
30 мин. При работе дома должны соблюдаться гигиенические требования,
предъявляемые к освещению, микроклимату, рабочему месту и т.д.
Недостаточное освещение вызывает утомление зрения. Желательно, чтобы домашние задания выполнялись при естественном освещении. Рабочее место,
за которым ученик готовит домашние задания, должно отвечать тем же требованиям, что и в школе.
Скачать 1.7 Mb.